14黑体辐射分析
【单元练】上海长征中学高中物理选修2第四章【电磁振荡与电磁波】知识点总结(含解析)
一、选择题1．如图所示，单刀双掷开关S 先打到a 端让电容器充满电。
t =0时开关S 打到b 端，已知线圈中的磁场能连续两次达到最大的时间间隔为0.01s ，不考虑振荡过程中的能量损失，下列说法正确的是（ ）A ．电容器两端电压与其所带电荷量成反比B ．电容器两端电压最大时所储存的电场能最小C ．t =1.005s 时，M 点与N 点的电势相等D ．t =1.00s 至t =1.01s 内，电容器一直放电C解析：CA ．由电容定义式Q C U =可得，电容器两端电压与其所带电荷量成正比，所以A 错误； B ．电容器两端电压最大时所储存的电场能最大，所以B 错误；C ．已知线圈中的磁场能连续两次达到最大的时间间隔为0.01s ，则周期0.02s T =，11.005s 504t T ==，电流达到最大值，电容器放电完毕，电荷量为0，则M 点与N 点的电势相等，所以C 正确；D ． t =1.00s 至t =1.01s 内，12t T ∆=,电容器先放电后反向充电，所以D 错误。
故选C 。
2．如图所示的LC 振荡电路中，某时刻电容器上下极板带电情况和线圈L 中的磁场方向如图所示，则此时（ ）A ．线圈中的自感电动势在增大B ．电容器两端电压正在增大C ．磁场能正在转化为电场能D ．增大电容器的电容，可以减弱振荡电路向外界辐射能量的本领D解析：DAB ．根据线圈L 中的磁场方向，由安培定则可知，电路中的电流是逆时针方向，则电容器处于放电过程，电容器电荷量逐渐减小，所以电容器两端电压正在减小，由于放电过程电路中的电流慢慢增大，则线圈中的自感电动势在减小，则AB错误；C．根据LC振荡电路中能量关系可知，此时电场能正在转化为磁场能，所以C错误；D．增大电容器的电容，则电容器的容抗减小，所以可以减弱振荡电路向外界辐射能量的本领，则D正确；故选D。
3．下列判断正确的是（）A．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C．电磁波和机械波传播都需要介质D．在双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则相邻干涉条纹间距变窄B解析：BA．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有横波，故A错误；B．干涉和衍射是波的特有性质，机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象，故B正确；C．电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要介质，故C错误；D．光的干涉条纹间距L xd λ∆=若仅将入射光由绿光改为红光，由于波长变大，故条纹间距变大，故D错误；故选B。
《遥感应用分析原理与方法》期末复习考点
《遥感应用分析原理与方法》期末复习考点1.普朗克辐射定律（p13）对于黑体辐射源，普朗克成功地给出了其辐射出射度(M)与温度(T)、波长(λ)的关系。
普朗克辐射定律是热辐射理论中最基本的定律，它表明黑体辐射只取决于温度与波长，而与发射角、内部特征无关。
2. 斯蒂芬-玻耳兹曼定律(p14)任一物体辐射能量的大小是物体表面温度的函数。
斯-玻定律表达了物体的这一性质。
此定律将黑体的总辐射出射度与温度的定量关系表示为M(T)= σT4式中：M(T)为黑体表面发射的总能量，即总辐射出射度(W/m²);σ为斯-玻常数，取值5.6697ײ10×[W/(m²⋅K4)];T为发射体的热力学温度，即黑体温度(K)。
此式表明，物体发射的总能量与物体绝对温度的四次方成正比。
因此，随着温度的增加，辐射能增加是很迅速的。
当黑体温度增高1倍时，其总辐射出射度将增为原来的 16 倍。
在这里我们仅强调黑体的发射能量是温度的函数。
3. 维恩位移定律(p15)维恩位移定律，描述了物体辐射最大能量的峰值波长与温度的定量关系，表示为：λₘₐₓ=A/T式中:λmax为辐射强度最大的波长(μm);A为常数,取值为2898μm·K;T 为热力学温度(K)。
此式表明，黑体最大辐射强度所对应的波长λmax与黑体的绝对温度T成反比，如当对一块铁加热时，我们可以观察到随着铁块的逐渐变热铁块的颜色也从暗红→橙→黄→白色，向短波变化的现象。
随着黑体温度的升高(或降低)，黑体最大辐射峰值波长λmax向短波(或长波)方向变化。
与热相关的这部分辐射称为热红外能。
人眼虽看不见热辐射能量，也无法对其摄影，但它能被特殊的热仪器如辐射计、扫描仪所感应。
太阳的表面温度近似6000K，其最大能量峰值波长约为0.48μm，这部分辐射是人眼和摄影胶片均敏感的部位，因而在日光下，我们可以观察到地球特征。
4. 基尔霍夫定律(p15)基尔霍夫定律可表述为，在任一给定温度下，物体单位面积上的出射度M(λ，T)和吸收率α(λ，T)之比，对于任何地物都是一个常数，并等于该温度下同面积黑体辐射出射度Mb (λ，T),即M(λ，T)/ α(λ，T)= Mb(λ，T)也就是说，在一定的温度下，任何物体的辐射出射度与其吸收率的比值是一个普适函数，即黑体的辐射出射度。
2023届湖南省高三一轮复习联考物理试题(四)(含答案解析)
2023届湖南省高三一轮复习联考物理试题（四）学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．随着现代科学的发展，大量的科学发现促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是（）A ．贝克勒尔发现天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构B ．卢瑟福α粒子散射实验说明质子是原子核的组成部分C ．康普顿效应证实了光具有波动性D ．β衰变中释放电子与化学反应中失去电子都是使原子核外电子减少2．月球夜晚温度低至180C -︒，“玉兔二号”月球车携带的放射性同位素238（23894Pu ）会不断发生α衰变238423494292Pu He U →+，释放能量为仪器设备供热。
23894Pu 可以通过以下反应过程得到，23822381921930U H Np n k +→+，2382389394Np X Pu →+，下列说法正确的是（）A ．1k =B ．X 为电子C ．23822381921930U H Np n k +→+为轻核聚变D ．23894Pu 的比结合能比23492U 的比结合能大3．国际科研团队发现了两颗距离地球仅100光年的新行星，其中一颗可能适合生命生存。
这两颗行星分别是LP890-9b （以下简称行星A ）和LP890-9c （以下简称行星B ）。
行星A 的半径约为8370公里，仅需2.7天就能绕恒星C 一圈；行星B 半径约为8690公里，8.5天能绕恒星C 一圈，行星B 到恒星C 的距离约为水星与太阳间距离的0.1倍，水星的公转周期约为88天。
假设行星A 、B 绕恒星C 做匀速圆周运动。
则（）A ．行星A 表面的重力加速度大于行星B 表面的重力加速度B ．行星A 的公转轨道半径大于行星B 的公转轨道半径C ．太阳的质量大于恒星C 的质量D ．水星的公转速度大于行星B 的公转速度4．如图所示，A 、B 是相同的白炽灯，L 是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C 是电容很大的电容器，下列说法正确的是（）A ．图甲中，闭合开关S 时，A 、B 两灯立刻达到相同的亮度B ．图甲中，闭合开关S 足够长时问后再断开，A 、B 两灯逐渐变暗，同时熄灭C ．图乙中，闭合开关S 足够长时间后，A 灯发光，B 灯不发光D ．图乙中，闭合开关S 足够长时间后再断开，流过B 灯中的电流反向并逐渐减小至零5．如图甲所示，PQNM 是倾角37θ=︒、表面粗糙的绝缘斜面，abcd 是匝数20n =、质量1kg m =、总电阻2R =Ω、边长1m L =的正方形金属线框。
玻尔的原子模型 每课一练(含解析) (38)
3．CDE
【解析】
试题分析：玻尔理论认为原子的能量是量子化的，轨道半径也是量子化的，故氢原子在辐射光子的同时，轨道不是连续地减小，故A错误．半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间，由原子核本身决定，与原子的物理、化学状态无关，故B错误；核子结合成原子核与原子核分解为核子是逆过程，质量的变化相等，能量变化也相等，故用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核，还要另给它们分离时所需要的足够的动能（光子方向有动量），所以不可能使氘核分解为一个质子和一个中子，故C正确；根据质量数和电荷数守恒，某放射性原子核经过2次α衰变质子数减少4，一次β衰变质子数增加1，故核内质子数减少3个，D正确；能级跃迁时，由于高能级轨道半径较大，速度较小，电势能较大，故氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，故E正确；故选CDE．
考点：考查了氢原子跃迁
【名师点睛】解决本题的关键知道跃迁种类的计算方法，以及知道能级间跃迁时辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，注意电离现象的条件．
2．ABE
【解析】
试题分析：随着温度的升高，黑体的辐射一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故A正确；根据光电效应方程光电子的最大初动能 ，入射光的频率一定，最大初动能越大，说明金属的逸出功越小，故B正确；在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，会把一部分动量转移给电子，因此光子的动量变小，根据波长 ，可知散射后光子的波长变长，故C错误；“比结合能越大，原子中核子结合得越牢固，原子核越稳定”，而不是“结合能越大，原子中核子结合得越牢固，原子核越稳定”，故D错误；氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，轨道半径减小，要释放一定频率的光子，总能量减少，库仑力做正功，电子的动能增大，电势能减小，故E正确。
热辐射黑体辐射与温度的关系
热辐射黑体辐射与温度的关系热辐射是指热能以电磁波的形式传播时产生的辐射现象。
黑体则是指一个完全吸收所有入射辐射的物体，而不产生反射和折射。
热辐射和温度之间存在着一种紧密的关系，即黑体辐射定律。
本文将探讨热辐射黑体辐射与温度之间的关系。
一、黑体辐射定律黑体辐射定律是研究热辐射的重要定律之一，由奥地利物理学家斯特凡·玻尔兹曼在19世纪末提出。
根据这个定律，黑体单位面积的辐射功率与黑体的温度之间成正比。
公式表示如下：P = εσT⁴其中，P为黑体单位面积的辐射功率，ε为黑体发射率，σ为斯特凡-玻尔兹曼常数，T为黑体的温度。
由此可见，黑体的辐射功率与温度的四次方成正比，温度每升高一倍，辐射功率将增加16倍。
这表明，随着温度的升高，黑体的辐射能力增强。
二、热辐射的特性热辐射具有以下几个主要特性：1. 波长分布特性：根据普朗克黑体辐射定律，热辐射的波长和强度分布与温度有关。
随着温度的升高，热辐射的峰值波长向短波方向移动。
2. 辐射功率密度：根据斯特凡-玻尔兹曼定律，热辐射功率与温度的四次方成正比。
这意味着辐射功率密度随着温度的升高而增加。
3. 热平衡：热辐射是物体与外界之间热平衡的结果。
物体吸收和辐射的热能达到平衡状态，温度保持稳定。
4. 反射和折射：与其他形式的辐射不同，热辐射不受物体表面的反射和折射影响。
三、应用领域热辐射黑体辐射与温度的关系在许多领域具有广泛的应用，包括以下几个方面：1. 热辐射测温：通过测量物体辐射出的能量，可以推算出物体的温度。
这种原理被广泛应用于红外测温仪、热像仪等设备中。
2. 热能收集利用：太阳能热辐射的应用是目前最为成熟和广泛的利用方式之一，通过吸收太阳辐射能量并将其转化为热能，可以实现加热、供暖等功能。
3. 光谱分析：根据物体的热辐射特性，可以利用光谱仪等仪器对物体的成分、温度等进行分析。
4. 星际物理研究：热辐射是宇宙中最为常见的一种现象，通过观测天体的热辐射特性，可以了解天体的温度、组成等信息，对宇宙的物理性质进行研究。
黑体辐射实验
黑体辐射实验的结果比较
黑体辐射实验的结果总结
• 辐射光谱的呈现
• 不同实验条件下的结果比较
• 实验结果的一致性
• 辐射温度的呈现
• 与理论预测的结果比较
• 实验结果的差异性
• 辐射强度的呈现
• 与其他实验结果的比较
• 实验结果的解释与讨论
黑体辐射实验的结果分析
黑体辐射实验的结果分析
• 辐射光谱的分析
CREATE TOGETHER
DOCS SMART CREATE
黑体辐射实验研究
DOCS
01
黑体辐射实验的背景及意义
黑体辐射实验的历史背景
19世纪末，黑体辐射问题引发物理学界关注
• 基尔霍夫定律的提出
• 普朗克假设的提出
• 量子力学的诞生
20世纪初，实验物理学家开始研究黑体实验物理学的影响
• 黑体辐射实验对天体物理学的影响
黑体辐射实验在工程技术领域中的应用
• 黑体辐射实验在材料科学中的应用
• 黑体辐射实验在能源科学中的应用
• 黑体辐射实验在环境科学中的应用
黑体辐射实验在未来的发展趋势与挑战
• 黑体辐射实验在新兴领域的应用前景
• 黑体辐射实验面临的挑战与问题
黑体辐射实验的基本原理
黑体辐射实验的结果与分析
• 黑体辐射实验的结果
• 黑体辐射实验的分析
• 黑体辐射实验的结论
黑体辐射实验的原理
• 黑体辐射实验的基本原理
• 黑体辐射实验的数学模型
• 黑体辐射实验的实验方法
黑体辐射实验的装置与测量
• 黑体辐射实验的装置
• 黑体辐射实验的测量方法
• 黑体辐射实验的数据处理
黑体辐射实验的测量方法
814热工基础
814热工基础
814热工基础是热工技术的基础课程，主要介绍了热力学和传热学的基本概念、基本原理和应用。
以下是814热工基础的主要内容：
1. 热力学基本概念：介绍热力学的基本概念，如温度、压力、热量、功等，以及热力平衡、热力过程和热力循环等基本规律。
2. 热力学第一定律：介绍能量守恒原理和热力学第一定律，以及各种能量形式之间的转换关系，如热能转换为机械能等。
3. 热力学第二定律：介绍热力学第二定律，包括熵的概念和各种热力学过程的方向性，以及各种热力设备的工作原理和应用。
4. 传热学基本概念：介绍传热的基本方式，如导热、对流和辐射等，以及传热过程的基本规律。
5. 导热过程分析：介绍导热的基本原理和应用，包括导热系数、傅里叶定律和导热微分方程等。
6. 对流换热分析：介绍对流换热的基本原理和应用，包括牛顿冷却公式、流动阻力和流体动力方程等。
7. 辐射换热分析：介绍辐射换热的基本原理和应用，包括黑体辐射、辐射角系数和辐射换热方程等。
8. 传热过程分析和计算：介绍传热过程的分析和计算方法，包括总传热系数、传热面积和传热效率等。
通过学习814热工基础，学生可以掌握热工技术的基本原理和应用，为进一步学习其他专业课程和从事相关领域的工作打下基础。
高中物理热辐射题分析
高中物理热辐射题分析热辐射是高中物理中一个重要的概念，也是考试中常见的题型。
本文将通过具体的题目举例，分析热辐射题的考点，并给出解题技巧和指导，以帮助高中学生更好地应对这类题目。
一、题目分析题目一：一个黑体在室温下发射热辐射，如果将其温度提高到原来的两倍，那么它的辐射功率会增加多少倍？这是一道典型的热辐射题目，考察了黑体辐射功率与温度之间的关系。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律，黑体辐射功率与温度的四次方成正比。
因此，当温度提高到原来的两倍时，辐射功率将增加16倍。
解题技巧：掌握斯特藩-玻尔兹曼定律是解决这类题目的关键。
学生需要了解黑体辐射功率与温度的关系，并能够运用公式进行计算。
题目二：一块铝板和一块铜板放在室温下，它们的表面积和发射率都相等。
那么，它们的辐射功率是否相等？这道题目考察了不同物体的热辐射功率之间的关系。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律，热辐射功率与物体的表面积和发射率有关。
由于题目中给出两块板的表面积和发射率相等，因此它们的辐射功率也相等。
解题技巧：学生需要理解热辐射功率与物体的表面积和发射率之间的关系，并能够根据题目中给出的条件进行推理。
二、解题指导1. 熟悉斯特藩-玻尔兹曼定律斯特藩-玻尔兹曼定律是热辐射的基本定律，它表明黑体辐射功率与温度的四次方成正比。
学生需要熟悉这个定律，并能够根据题目中的条件运用它进行计算。
2. 注意物体的表面积和发射率热辐射功率与物体的表面积和发射率有关。
在解题时，学生需要注意题目中给出的物体的表面积和发射率，根据它们的关系判断热辐射功率的大小。
3. 掌握热辐射功率的计算方法热辐射功率的计算方法可以通过斯特藩-玻尔兹曼定律进行推导。
学生需要掌握这个计算方法，并能够根据题目中给出的条件进行计算。
三、举一反三通过以上两道题目的分析，我们可以得出以下结论：1. 热辐射功率与温度的四次方成正比。
当温度增加时，热辐射功率会显著增加。
2. 热辐射功率与物体的表面积和发射率有关。
近代物理实验-黑体实验
三、数据处理1、电流为1.4A 时，色温为2380K ，数据如下： （1）普朗克辐射定律：%9.8%1005.9755.9758.888%100E E E 975.5W/mmE W/mm8.888)1()1144(107418.3)1(E 2380,1144T T T 3T 323801144104388.1521251T 72≈⨯-=⨯-=∴=≈-⨯⋅⨯=-=∴==⨯⋅⨯-理论理论理论相对误差：；理论值：；λλλλλλγλλK nm Knm T C e nm cmW e C K T nm%8.3%1004.8074.8078.776%100E E E 807.4W/mmE W/mm8.776)1()1648(107418.3)1(E 2380,1648T T T 3T 323801648104388.1521251T 72≈⨯-=⨯-=∴=≈-⨯⋅⨯=-=∴==⨯⋅⨯-理论理论理论相对误差：理论值：λλλλλλγλλK nm Knm TC e nm cmW eC K T nm%1.12%1001.6991.6996.614%100E E E 699.1W/mmE W/mm 6.614)1()1826(107418.3)1(E 2380,1826T T T 3T 323801826104388.1521251T 72≈⨯-=⨯-=∴=≈-⨯⋅⨯=-=∴==⨯⋅⨯-理论理论理论相对误差：理论值：λλλλλλγλλKnm Knm TC enm cmW eC KT nm%2.6%1002.6682.6686.626%100E E E 668.2W/mmE W/mm 6.626)1()1878(107418.3)1(E 2380,1878T T T 3T 323801878104388.1521251T 72≈⨯-=⨯-=∴=≈-⨯⋅⨯=-=∴==⨯⋅⨯-理论理论理论相对误差：理论值：λλλλλλγλλKnm K nm TC enm cmW eC K T nm%5.4%1007.5617.5618.586%100E E E W/mm8.586E W/mm 7.615E 2070T T T 3T 3T ≈⨯-=⨯-=∴===理论理论理论相对误差：；实测值：；理论值：λλλλλγλnm（2）斯忒藩-玻耳兹曼定律：%6.3%1005.6705.6705.3103%100-)K mmW/10670.5)K mmW/103103.5K102085.3W/mm 7038.1,W/mm7038.1 ,K 102085.30K 238421442144132424134≈⨯-=⨯=∴⋅⨯=⋅⨯≈⨯==∴=⨯=⇒=--理论理论理论相对误差：（理论值：（波尔兹曼常数：又δδδγδδTE E T T T T(3)维恩位移定律%38.0%1002.896896.2885.2%100A A A Kmm 896.2A K2.885mm2380K m 1212T A TA 1212,0K 238max max max ≈⨯-=⨯-=∴⋅=⋅≈⨯=⋅=⇒=∴==理论理论理论相对误差：理论值：由维恩位移定律：γλλλn nm T2、电流为1.5A 时，色温为2420K ，数据如下： （1）普朗克辐射定律：%2.7%1001.10151.10158.941%100E E E W/mm1.0151E W/mm8.941)1()1036(107418.3)1(E 2420,1036T T T 3T 324201036104388.1521251T 72≈⨯-=⨯-=∴=≈-⨯⋅⨯=-=∴==⨯⋅⨯-理论理论理论相对误差：；理论值：；λλλλλλγλλK nm Knm T C e nm cmW e C K T nm%2.2%1003.10703.10704.1047%100E E E W/mm3.1070E W/mm4.1047)1()1200(107418.3)1(E 2420,1200T T T 3T 324201200104388.1521251T 72≈⨯-=⨯-=∴=≈-⨯⋅⨯=-=∴==⨯⋅⨯-理论理论理论相对误差：；理论值：；λλλλλλγλλK nm Knm T C e nm cmW e C K T nm%9.2%1007.8417.8419.816%100E E E W/mm7.841E W/mm9.816)1()1674(107418.3)1(E 2420,1674T T T 3T 324201674104388.1521251T 72≈⨯-=⨯-=∴=≈-⨯⋅⨯=-=∴==⨯⋅⨯-理论理论理论相对误差：；理论值：；λλλλλλγλλK nm Knm T C e nm cmW e C K T nm%9.3%1003.7823.7820.752%100E E E W/mm3.782E W/mm0.752)1()1762(107418.3)1(E 2420,1762T T T 3T 324201762104388.1521251T 72≈⨯-=⨯-=∴=≈-⨯⋅⨯=-=∴==⨯⋅⨯-理论理论理论相对误差：；理论值：；λλλλλλγλλK nm Knm T C e nm cmW e C K T nm%5.3%1008.6468.6467.669%100E E E W/mm8.646E W/mm7.669)1()1974(107418.3)1(E 2420,1974T T T 3T 324201974104388.1521251T 72≈⨯-=⨯-=∴=≈-⨯⋅⨯=-=∴==⨯⋅⨯-理论理论理论相对误差：；理论值：；λλλλλλγλλK nm Knm T C e nm cmW e C K T nm（2）斯忒藩-玻耳兹曼定律：%4.3%1005.6705.6705.4237%100-)K mmW/10670.5)K mmW/104237.5K104297.3W/mm 8602.1,W/mm8602.1 ,K 104297.3K 2420421442144132424134≈⨯-=⨯=∴⋅⨯=⋅⨯≈⨯==∴=⨯=⇒=--理论理论理论相对误差：（理论值：（波尔兹曼常数：又δδδγδδTE E T T T T(3)维恩位移定律%3.1%1002.896896.2933.2%100A A A Kmm 896.2A K2.933mm2420K m 1212T A TA 1212,K 2420max max max ≈⨯-=⨯-=∴⋅=⋅≈⨯=⋅=⇒=∴==理论理论理论相对误差：理论值：由维恩位移定律：γλλλn nm T3、电流为1.6A 时，色温为2470K ，数据如下： （1）普朗克辐射定律：%2.6%1007.11377.11375.1067%100E E E W/mm7.1137E W/mm 5.1067)1()1032(107418.3)1(E 2470,1032T T T 3T 324701032104388.1521251T 72≈⨯-=⨯-=∴=≈-⨯⋅⨯=-=∴==⨯⋅⨯-理论理论理论相对误差：；理论值：；λλλλλλγλλKnm Knm T C enm cmW e C K T nm%0.2%1001.11841.11843.1160%100E E E W/mm1.1184E W/mm3.1160)1()1200(107418.3)1(E 2470,1200T T T 3T 324701200104388.1521251T 72≈⨯-=⨯-=∴=≈-⨯⋅⨯=-=∴==⨯⋅⨯-理论理论理论相对误差：；理论值：；λλλλλλγλλK nm Knm T C e nm cmW e C K T nm%1003.9263.9263.926%100E E E W/mm3.926E W/mm 3.926)1()1648(107418.3)1(E 2470,1648T T T 3T 324701648104388.1521251T 72=⨯-=⨯-=∴=≈-⨯⋅⨯=-=∴==⨯⋅⨯-理论理论理论相对误差：；理论值：；λλλλλλγλλKnm Knm T C enm cmW e C K T nm%2.6%1000.7910.7918.741%100E E E W/mm0.791E W/mm8.741)1()1828(107418.3)1(E 2470,1828T T T 3T 324701828104388.1521251T 72≈⨯-=⨯-=∴=≈-⨯⋅⨯=-=∴==⨯⋅⨯-理论理论理论相对误差：；理论值：；λλλλλλγλλK nm Knm T C e nm cmW e C K T nm%8.5%1006.7016.7014.742%100E E E W/mm6.701E W/mm 4.742)1()1956(107418.3)1(E 2470,1956T T T 3T 324701956104388.1521251T 72≈⨯-=⨯-=∴=≈-⨯⋅⨯=-=∴==⨯⋅⨯-理论理论理论相对误差：；理论值：；λλλλλλγλλKnm K nm T C enm cmW e C K T nm（2）斯忒藩-玻耳兹曼定律：%8.2%1005.6705.6705.5137%100-)K mmW/10670.5)K mmW/105137.5K107221.3.0523W/mm 2,W/mm0523.2 ,K 107221.3K 2470421442144132424134≈⨯-=⨯=∴⋅⨯=⋅⨯≈⨯==∴=⨯=⇒=--理论理论理论相对误差：（理论值：（波尔兹曼常数：又δδδγδδTE E T T T T(3) 维恩位移定律%4.3%1002.896896.2994.2%100A A A Kmm 896.2A K2.994mm2470K m 1212T A TA 1212,K 2470max max max ≈⨯-=⨯-=∴⋅=⋅≈⨯=⋅=⇒=∴==理论理论理论相对误差：理论值：由维恩位移定律：γλλλn nm T4、电流为1.7A 时，色温为2500K ，数据如下： （1）普朗克辐射定律：%2.6%1000.12190.12199.1143%100E E E W/mm0.1219E W/mm9.1143)1()1034(107418.3)1(E 2500,1034T T T 3T 325001034104388.1521251T 72≈⨯-=⨯-=∴=≈-⨯⋅⨯=-=∴==⨯⋅⨯-理论理论理论相对误差：；理论值：；λλλλλλγλλK nm Knm T C e nm cmW e C K T nm%2.4%1007.12217.12218.1169%100E E E W/mm7.1221E W/mm 8.1169)1()1038(107418.3)1(E 2500,1038T T T 3T 325001038104388.1521251T 72≈⨯-=⨯-=∴=≈-⨯⋅⨯=-=∴==⨯⋅⨯-理论理论理论相对误差：；理论值：；λλλλλλγλλKnm Knm T C enm cmW e C K T nm%6.5%1008.8718.8712.823%100E E E W/mm8.871E W/mm2.823)1()1766(107418.3)1(E 2500,1766T T T 3T 325001766104388.1521251T 72≈⨯-=⨯-=∴=≈-⨯⋅⨯=-=∴==⨯⋅⨯-理论理论理论相对误差：；理论值：；λλλλλλγλλK nm Knm T C e nm cmW e C K T nm%1008.7778.7778.777%100E E E W/mm8.777E W/mm 8.777)1()1888(107418.3)1(E 2500,1888T T T 3T 325001888104388.1521251T 72=⨯-=⨯-=∴=≈-⨯⋅⨯=-=∴==⨯⋅⨯-理论理论理论相对误差：；理论值：；λλλλλλγλλKnm K nm T C enm cmW e C K T nm%8.5%1004.7104.7105.751%100E E E W/mm4.710E W/mm5.751)1()1982(107418.3)1(E 2500,1982T T T 3T 325001982104388.1521251T 72≈⨯-=⨯-=∴=≈-⨯⋅⨯=-=∴==⨯⋅⨯-理论理论理论相对误差：；理论值：；λλλλλλγλλK nm Knm T C e nm cmW e C K T nm（2）斯忒藩-玻耳兹曼定律：%6.1%1005.6705.6705.5820%100-)K mmW/10670.5)K mmW/105820.5K109063.3.0523W/mm 2,W/mm1808.2 ,K 109063.3K 2500421442144132424134≈⨯-=⨯=∴⋅⨯=⋅⨯≈⨯==∴=⨯=⇒=--理论理论理论相对误差：（理论值：（波尔兹曼常数：又δδδγδδTE E T T T T(3) 维恩位移定律%6.4%1002.896896.2030.3%100A A A Kmm 896.2A Kmm 030.32500K m 1212T A TA 1212,K 2500max max max ≈⨯-=⨯-=∴⋅=⋅≈⨯=⋅=⇒=∴==理论理论理论相对误差：理论值：由维恩位移定律：γλλλn nm T误差分析： 本次实验本不需要对仪器进行调整，只需按照步骤来操作软件。
热辐射的实验方法
热辐射的实验方法热辐射是物体由于温度而发出的电磁辐射能量，它是热力学的基本现象之一。
研究热辐射的实验方法对于理解热力学规律和应用热辐射在工程领域中具有重要意义的应用十分关键。
本文将介绍几种常用的实验方法，包括黑体辐射实验、光谱分析实验和辐射强度测量实验，以帮助读者更好地理解和应用热辐射。
一、黑体辐射实验黑体辐射实验是研究热辐射的基础实验之一。
黑体是指对所有辐射能量无损耗地吸收和辐射的物体。
黑体辐射实验需要使用一个能够模拟黑体特性的实验装置，一般包括一个高温物体和一个辐射探测器。
实验步骤如下：1. 准备一个容器，内部涂有黑色吸热材料，确保容器表面对辐射能量的吸收率接近100%。
2. 将一个高温物体放置在容器内，确保它能够达到一定的高温，例如1000℃。
3. 使用辐射探测器测量容器内的辐射能量，记录下相应的数据。
4. 对不同温度的高温物体进行实验，并分析辐射能量与温度的关系。
通过进行黑体辐射实验，可以得到一个物体辐射能量与温度之间的关系，这是热辐射理论的基础。
二、光谱分析实验光谱分析实验是研究热辐射中不同波长能量分布的实验方法之一。
通过光谱分析实验，可以了解热辐射的成分和能量分布规律。
实验步骤如下：1. 准备一个光谱仪，它可以将辐射能量按照波长分解成不同的光谱。
2. 将一个高温物体放置在光谱仪的前方，并将辐射能量导入光谱仪。
3. 观察光谱仪上的光谱图像，记录下不同波长的辐射强度数据。
4. 对不同波长的光谱进行分析，得到热辐射能量在不同波长范围内的分布情况。
通过进行光谱分析实验，可以获得热辐射的光谱分布特征，对于热辐射的研究和应用具有重要意义。
三、辐射强度测量实验辐射强度测量实验可以用来测量特定物体的热辐射强度，它可以被应用于各种工程领域中，如材料热辐射特性研究、太阳能电池效率测试等。
实验步骤如下：1. 准备一个辐射强度测量仪器，它能够测量特定物体放射的辐射强度。
2. 将要测量的物体放置在测量仪器前方，并确保测量仪器与物体之间不存在干扰。
影响辐射测温用黑体辐射源应用的因素分析
ｄｏｉ：１０ １１８２３?ｊ ｉｓｓｎ １６７４－５７９５ ２０２０ ０４ ０１影响辐射测温用黑体辐射源应用的因素分析张岚，蔡静，路林锋（航空工业北京长城计量测试技术研究所，北京１０００９５）摘 要：介绍并分析了影响黑体辐射源应用的关键因素，包括口径、有效发射率、测点温差及控温复现性。
通过分析关键因素与黑体辐射源三种溯源方式的关系，给出了关于黑体辐射源选型以及溯源方式的建议。
关键词：黑体辐射源；有效发射率；测点温差；控温复现性中图分类号：ＴＢ９４２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－５７９５（２０２０）０４－０００１－０４ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＦａｃｔｏｒｓＡｆｆｅｃｔｉｎｇＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＢｌａｃｋｂｏｄｙＲａｄｉａｔｏｒｆｏｒＲａｄｉａｔｉｏｎＴｈｅｒｍｏｍｅｔｒｙＺＨＡＮＧＬａｎ，ＣＡＩＪｉｎｇ，ＬＵＬｉｎｆｅｎｇ（ＣｈａｎｇｃｈｅｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｔｒｏｌｏｇｙ＆Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｋｅｙｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＢｌａｃｋｂｏｄｙＲａｄｉａｔｏｒａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｃａｌｉｂｅｒ，ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｅｍｉｓｓｉｖｉｔｙ，ｐｒｏｂｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｒｅｐｅａｔａｂｉｌｉｔｙ Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅａｂｏｖｅｆａｃｔｏｒｓ，ｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｓａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｓｐｅｃｉｆｉｃｅｘａｍｐｌｅｓ．ＴｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅａｂｏｖｅｆｏｕｒｋｅｙｆａｃｔｏｒｓａｎｄｔｈｅｔｈｒｅｅｔｒａｃｅａｂｉｌｉｔｙｍｅｔｈｏｄｓｏｆＢｌａｃｋｂｏｄｙＲａｄｉａｔｏｒｉｓａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆＢｌａｃｋｂｏｄｙＲａｄｉａｔｏｒａｎｄｔｈｅｔｒａｃｅａｂｉｌｉｔｙｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｇｉｖｅｎＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｌａｃｋｂｏｄｙｒａｄｉａｔｏｒ；ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｅｍｉｓｓｉｖｉｔｙ；ｐｒｏｂｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｒｅｐｅａｔａｂｉｌｉｔｙ０ 引言随着红外测温技术的发展，开展红外温度计检定和校准的计量机构迅速增加，检定所用标准器具———辐射测温用黑体辐射源（以下简称黑体辐射源）种类繁多、性能差异很大，不同性能的黑体辐射源在相同测试条件下测试结果可能有很大的差异。
热学中的热辐射理论分析
热学中的热辐射理论分析热辐射是指物体由于它的温度或分子运动而产生的能量辐射。
在热学中，热辐射是一个重要的概念，涉及到很多物理现象。
在本文中，我们将对热辐射理论进行分析。
热辐射的基本规律热辐射具有以下几个基本规律：1. 热辐射是由物体表面上的电磁波产生的。
这些电磁波包括可见光、红外线和紫外线等。
2. 热辐射的强度与物体的温度成正比。
当一个物体的温度升高时，它所辐射的能量也会增加。
3. 热辐射的能量密度与波长的四次方成反比。
这意味着，在可见光波长范围内，热辐射的强度最大。
4. 热辐射的能量与表面积成正比。
这意味着，当一个物体的表面积增大时，它所辐射的能量也会增加。
热辐射的黑体辐射定律黑体是指一个理想的物体，它对所有波长的热辐射都是完全吸收并且不反射的。
黑体是热辐射理论中的一个重要概念。
它是指一个具有完美吸收和发射能力的物体，可以用来研究热辐射的基本规律。
黑体辐射定律是热辐射理论中的一项基本规律，它描述了黑体所辐射的电磁辐射的光谱强度与温度的关系。
黑体辐射定律可以用以下公式表示：B(λ，T) = 2hc²λ⁻⁵/(e⁽hc/λkT⁾-1)其中，B(λ，T)是波长为λ，温度为T的黑体单位面积、单位时间内辐射的光谱强度。
h是普朗克常数，c是光速，k是玻尔兹曼常数，λ是辐射光的波长。
黑体辐射定律表明，在可见光波长范围内，黑体所辐射的能量最强，而且辐射强度随着温度的升高而增强。
克尔文-玻尔兹曼定律和斯特藩-玻尔兹曼定律除了黑体辐射定律，热辐射理论中还有另外两个重要的定律：克尔文-玻尔兹曼定律和斯特藩-玻尔兹曼定律。
克尔文-玻尔兹曼定律描述了一个物体所辐射的总能量随温度的升高而增加的关系。
它可以用以下公式表示：P = σAT⁴其中，P是单位时间内一个物体辐射的总能量，σ是斯特藩-玻尔兹曼常数，A是物体表面积，T是物体的绝对温度。
斯特藩-玻尔兹曼定律描述了一个物体在某一个波长范围内的辐射强度与温度的关系。
黑体辐射公式的量纲分析
黑体辐射公式的量纲分析
王明美
【期刊名称】《大学物理》
【年(卷),期】2009(028)002
【摘要】量纲分析是研究物理问题的重要方法之一.本文对量纲分析的解题步骤做了梳理归纳,并对于黑体辐射公式进行了量纲分析.
【总页数】4页(P21-23,27)
【作者】王明美
【作者单位】合肥师范学院,物理与电子工程系,安徽,合肥,230061
【正文语种】中文
【中图分类】O414
【相关文献】
1.量纲分析在黑体辐射教学中的应用 [J], 殷勇;何菊明
2.黑体辐射公式的详细推导 [J], 李蓉
3.普朗克黑体辐射公式是怎样得出的？ [J], 张维善
4.Mathematica软件在物理教学中的应用——以黑体辐射有关公式为例 [J], 李寅杰;徐慧
5.黑体辐射公式的详细推导 [J], 李蓉;
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
模拟黑体实验的实验报告
模拟黑体实验的实验报告模拟黑体实验的实验报告引言：黑体是物理学中的重要概念，它指的是一个能够完全吸收所有辐射能量的理想物体。
为了研究黑体辐射的特性，科学家们进行了一系列模拟黑体实验。
本实验报告旨在介绍我们小组进行的模拟黑体实验的过程和结果。
实验目的：通过模拟黑体实验，了解黑体辐射的基本特性，并验证普朗克辐射定律和维恩位移定律。
实验材料和方法：1. 黑色金属容器：用于模拟黑体，具有良好的热传导性能。
2. 热电偶温度计：用于测量黑体的温度。
3. 辐射计：用于测量黑体辐射的强度。
4. 热源：用于提供热能，使黑体达到所需温度。
5. 数据记录仪：用于记录实验数据。
实验步骤：1. 准备工作：将黑色金属容器清洗干净，并将热电偶温度计和辐射计安装在容器内部。
2. 实验参数设定：调节热源的温度，使黑体温度在一定范围内变化。
3. 数据记录：使用数据记录仪记录黑体温度和辐射强度的数据。
4. 数据处理：根据实验数据，绘制黑体温度与辐射强度的关系曲线。
5. 结果分析：通过分析曲线，验证普朗克辐射定律和维恩位移定律。
实验结果：根据我们的实验数据，绘制了黑体温度与辐射强度的关系曲线。
曲线呈现出明显的特征，与普朗克辐射定律和维恩位移定律相符合。
实验结果表明，黑体辐射的强度随着温度的升高而增加，并且辐射峰值波长随着温度的升高而减小。
讨论与分析：根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 黑体辐射的强度与温度呈正相关关系。
这符合普朗克辐射定律，即黑体辐射的强度与温度的四次方成正比。
2. 黑体辐射的峰值波长与温度呈反相关关系。
这符合维恩位移定律，即黑体辐射的峰值波长与温度的倒数成正比。
3. 实验结果与理论预测相符，说明普朗克辐射定律和维恩位移定律能够很好地描述黑体辐射的特性。
结论：通过模拟黑体实验，我们验证了普朗克辐射定律和维恩位移定律，并且得出黑体辐射强度与温度的关系曲线。
实验结果与理论预测相符合，表明这两个定律能够很好地描述黑体辐射的特性。
(压轴题)初中物理八年级上册第四章《光现象》检测(答案解析)(1)
一、选择题1．下列现象，由光的反射形成的是（）A．雨后彩虹B．日食C．水中倒影D．筷子“折断”2．关于光现象的相关知识：①小孔成像，皮影戏都可用光的直线传播知识解释；②湖水中出现“鱼在云中游”的奇异现象，水中的“鱼”和“云”都是光的反射造成的；③彩虹是太阳光在传播中遇到空气中的水滴，经反射、折射后产生的现象；④红外线可用来测体温，紫外线可用来灭菌。
上述判断中，说法正确的是（）A．①③④B．②③④C．①②③D．①②④3．小欢用针孔照相机（即小孔成像实验装置）观察蜡烛的烛焰，若保持小孔和蜡烛的烛焰位置不变，如图所示。
则下列分析正确的是（）A．若内筒位置不变，半透明膜上烛焰的像是正立的B．若内筒位置不变，半透明膜上烛焰的像是放大的C．若向右拉动内筒，半透明膜上烛焰的像将变小D．若向左推动内筒，半透明膜上烛焰的像将变亮4．下列光学现象及其解释正确的是（）A．图甲中，漫反射的光线杂乱无章，因此不遵循光的反射定律B．图乙中，木工师傅观察木板是否光滑平整是利用了光沿直线传播的性质C．图丙表示的是插入水中的筷子向上弯折的情况，属于光的反射现象D．图丁表示太阳光经过三棱镜色散后的色光排列情况5．常消毒、勤洗手、戴口罩、测体温，是防疫新冠肺炎的有效措施。
下列相关解释正确的是（）A．喷洒消毒液后，湿润的地面一会儿就干燥了，是因为消毒液发生了升华现象B．天气越热，喷洒过消毒液的地面干燥得越快，说明液体蒸发快慢与温度有关C．为预防新冠病毒学校“临时留观室”内的消毒灯，利用的是红外线D．额温枪是利用超声波测量人的体温6．溺水是中小学生意外死亡的“第一杀手”，预防溺水，刻不容缓！实际的池水比看起来要深，能解释这种现象的光路图是（）A．B．C．D．7．下列说法正确的是（）A．根据紫外线能使荧光物质发光可以制成紫外线夜视仪B．镜面反射遵守反射定律，漫反射不遵守反射定律C．彩色电视机的色彩是用红、黄、蓝三种色光按不同的比例混合得到的D．电视机的遥控器可以发出不同频率的红外线来实现对电视机的遥控8．下列光现象中，由光的反射形成的是（）A．光的色散B．钢笔移位C．小孔成像D．水中倒影9．如图所示的现象中，因为光的折射所形成的现象是（）A．手影的形成B．月亮的“倒影”C．玻璃幕墙光污染D．笔在水面处“折断”10．鞋店的地板上，有一块靠墙的平面镜，店员为了顾客方便，通常不会把θ设为90°。
传热学课程中黑体辐射五大定律关系阐述分析
通过这样图形的演示，直观形象地展示传热规律，让学生对五大定律有了一个形象的认识，增强学 生学习的兴趣与动力，加强学生对传热基本概念、规律的理解和掌握。
3. 黑体辐射五大定律公式推导
虽然学生形象认识了五大定律，但不足以掌握他们之间的规律，为此，笔者在授课过程中，先给出
DOI: 10.12677/ces.2019.72025
关键词
热辐射，传热学，黑体
楚化强 等
Copyright © 2019 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/
2. 黑体辐射五大定律图形关系
普朗克定律为普朗克于 1900 年从理论上推导确定，是热辐射最基本的定律，它反应了光谱辐射力 Ebλ 和波长 λ 、温度 T 之间的关系，即
Ebλ
=
c1λ −5 ec2 (λT ) −1
(1)
其中 c1 = 2πhc2 、c2 = hc k 分别为第一辐射常数、第二辐射常数。由于普朗克定律的重要性，笔者在授课过程 均是围绕它进行展开。需要指出的是，研究表明，基于普朗克公式计算的结果与黑体辐射实验结果吻合非常好。
T
=
C1λ
e −5
− C2 λT
(2)
Ebλ (T ) = C3λ −4T
(3)
其中 c3 = c1 c2 = 2πck 为第三辐射常数。 对于维恩公式和瑞利–金斯公式，“传热学”书上一般不作介绍，为了让学生全面理解普朗克定律，
根据三个公式，笔者利用 Matlab 软件[5]通过图形形象展示了他们之间的关系，程序代码及温度为 1000 K 时的分布如图 1 所示。由图可清晰看出三者间的关系：在短波处，维恩公式与普朗克定律吻合很好，但
黑体辐射实验报告
黑体辐射实验报告实验目的：观察和研究黑体辐射的特性。
实验原理：黑体是指对一切入射辐射都能吸收完全的物体，不仅如此，黑体还能以极大的效率射出高温辐射，这种辐射称为黑体辐射。
根据普朗克研究黑体辐射的结果，他提出了普朗克辐射定律，即普朗克公式：E(λ，T) = [2 * π * c^2 * h] / [λ^5 * (exp(hc / λkT) - 1)]，其中，E(λ，T)表示黑体单位面积上的辐射能量密度，λ表示波长，T表示黑体的温度，c为光速，h为普朗克常量，k为玻尔兹曼常量。
实验工具：1. 黑体辐射源（如黑色金属球）2. 辐射测量器（如红外线测温仪）3. 光谱仪（用于测量不同波长的辐射强度）实验步骤：1. 将黑体辐射源加热到不同的温度（例如50℃、100℃、150℃等）。
2. 使用红外线测温仪测量黑体表面的温度，并记录数据。
3. 使用光谱仪测量黑体辐射的光谱，并记录不同波长的辐射强度数据。
4. 使用普朗克公式计算不同波长处的辐射能量密度，并绘制E-λ曲线。
5. 分析实验结果，观察不同温度下黑体辐射的特性及其变化规律。
结果分析：1. 根据实验数据绘制的E-λ曲线，可以观察到不同温度下的黑体辐射谱的变化规律。
2. 通过比较不同温度下的E-λ曲线，可以发现黑体辐射的峰值频率随温度的升高而增大，且峰值频率对应的辐射能量密度也随温度的升高而增大。
3. 根据普朗克公式，可以计算不同温度下的辐射能量密度，并观察到随着温度的增加，辐射能量密度的变化趋势。
结论：通过本实验观察和研究黑体辐射的特性，得出以下结论：1. 黑体辐射是与温度密切相关的，随着温度的升高，黑体辐射的峰值频率和辐射能量密度都增大。
2. 黑体辐射的频率分布符合普朗克公式所描述的曲线形状，即随着波长的减小，辐射能量密度增大。
3. 通过实验可以定量地研究和分析黑体辐射的特性，验证了普朗克辐射定律的有效性。
实验中可能存在的误差和改进措施：1. 温度测量误差：使用红外线测温仪对黑体表面温度的测量可能存在误差。
《近代物理实验》课件
分析实验数据，解释观察到的光谱线和原子的能级结构。
六、总结与展望
1 实验总结和心得
总结各个实验的目的、原理、实验结果和分析，并分享个人的实验心得。
2 近代物理实验的意义和应用前景
探讨近代物理实验对科学研究和技术应用的重要性，并展望其未来的发展方向。
七、参考文献
注：本PPT课件仅供学习参考，不得用于商业用途。
《近代物理实验》PPT课 件
近代物理实验 PPT 课件是一份引人入胜的演示文稿，旨在介绍近代物理实验 的重要性以及各个实验的目的、原理、步骤和结果分析，帮助学习者更好地 理解和掌握其中的知识。
一、引言
1 实验目的和重要性
2 实验器材和原理
介绍近代物理实验的目的，以及实验所具 有的重要性和应用价值。
2
介绍进行光电效应实验所需要的器材
和相应的操作方法。
3
实验目的和原理
研究光电效应的基本原理，并探索光 电效应与粒子性质之间的关系。
实验结果和分析
分析实验数据，解释光电效应的现象， 以及实验中的观测和测量结果。
四、康普顿散射实验
1
实验器材和方法
2
介绍进行康普顿散射实验所需的器材
和相应的实验方法。
3
实验目的和原理
介绍实验所使用的器材和所涉及的物理原 理。
二、黑体辐射实验
1
实验流程和步骤
2
详细介绍进行黑体辐射实验所需的操
作步骤和流程。
3
实验目的和原理
探究黑体辐射的特性和规律，理解黑 体辐射定律和普朗克公式。
实验结果和分析
分析实验数据，探讨黑体辐射的规律， 并给出相关的图表和结论。
三、光电效应实验
1
ห้องสมุดไป่ตู้
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
何谓热辐射 固体在温度升高时颜色的变化
第十五章 量子物理
1400 K
因辐射与温度有关，故称热辐射
1200 K 1000 度 400 600度 度
1000 K 800 K
火 炉
安宏
18.10.21
第十五章 量子物理
辐射能量 与 T、λ有规律吗？
成为19世纪末炼钢、电灯照明
急待解决的课题
安宏
18.10.21
第十五章 量子物理
1900.6年瑞利--金斯利从电动力学和统计力学 出发导出
紫外灾难
M (T )
1.02.0 3.04.0 5.0 6.0 7.0 8.0 安 9.0 宏
公式在短波区域 明显与实验不符， 而理论上却找不出 错误
18.10.21
第十五章 量子物理
新实验 经典物理
尖锐矛盾
0 结果
金属
爱因斯坦————光量子理论
安宏
18.10.21
1905年
光电效应——光的微粒说——爱因斯坦
第十五章 量子物理
•爱因斯坦光量子假说(1905)
1）光束——粒子流——光子（光量子）流
2）光子的能量
3）单色光的强度
hν
I N hν
•爱因斯坦光电效应方程
1 2 hν mV W m 2
安宏
18.10.21
第十五章 量子物理
素材来源
教学大纲
教学日历
使用教材
教辅资料
作者姓名：安宏 工作单位：大连大学物理科学与技术学院 联系方式：电话-0411-82989323
教师简介
邮箱-wlxanhong@
安宏
18.10.21
普朗克
Max Karl Ernst Ludwig Planck
18.10.21
第十五章 量子物理
问题：
光的本性是什么？
粒子？！——牛顿 波？！—— 反射 折射 干涉 衍射 偏振
、 、 、 、
波粒二象性！——爱因斯坦
安宏
18.10.21
光子
第十五章 量子物理
•光子的能量、质量与动量
hν 2 mc
hν m 2 c
p
h
•光的“波粒二象性”
1)光在传播过程中——波动性
安宏
18.10.21
量子理论的三大先驱
第十五章 量子物理
普朗克
玻尔
1900年 量子概念
爱因斯坦
1913年 安宏
1905年
18.10.21
量子概念的诞生
第十五章 量子物理
问题：
热辐射 实 验
？
18.10.21
安宏
何谓热辐射
第十五章 量子物理
物体在任一温度下发射从红外线、可见光到 紫外线的λ连续的电磁波。
hν
事实上正是这一理论导致了量子力学的诞生， 1918年因此而获得诺贝尔奖。
普朗克诞辰100周年德国发行的2马克面值的纪念硬币
哥庭根市公墓： h = 6.6310-34J· s 安宏
18.10.21
量子概念的诞生
第十五章 量子物理
注意：普朗克这一思想是完全背离经典物理，并 受到当时许多人的怀疑和反对，包括当时的物理 学泰斗---洛仑兹。乃至当时普朗克自已也想以某 种方式来消除 En n h 这一关系式。它写道： “我试图将h 纳入经典理论的范围，但一切 这样的尝试都失败了，这个量非常顽固”。后来 他又说：“在好几年内我花费了很大的劳动，徒 劳地去尝试如何将作用量子引入到经典理论中去。 我的一些同事把这看成是悲剧，但我有自已的看 法，因为我从这种深入剖析中获得了极大的好处 ，起初我只是倾向于认为，而现在是确切地知道 作用量子 将在物理中发挥出巨大作用”。
安宏
18.10.21
量子理论的三大先驱
第十五章 量子物理
普朗克42
1900年 量子概念
玻尔15 爱因斯坦21
1905年 安宏
18.10.21
第十五章 量子物理
问题：
2. 什么是光电效应？
安宏
18.10.21
光电效应——光的微粒说——爱因斯坦
第十五章 量子物理
光电子
1. 存在红限频率。 2. 光照到金属表面光电流立即产生。 3. 光的最大动能只与光的频率有关，与光强无关。 4. 存在饱和光电流。
安宏
18.10.21
康普顿效应——光的微粒说
第十五章 量子物理
1927
康普顿的X射线实验室
对证实康普顿效应作出了重要贡献
在康普顿的一本著作中曾19处提到吴有训
吴有训 18.10.21
安宏
第十五章 量子物理
例
光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互 作用过程，对此，在以下几种理解中，正确的是( ) (A) 两种效应中电子与光子两者组成的系统都服从动 量守恒定律和能量守恒定律． (B) 两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程． (C) 两种效应都属于电子吸收光子的过程． (D) 光电效应是吸收光子的过程，而康普顿效应则相 当于光子和电子的弹性碰撞过程．
绝对黑体——吸收
辐射
安宏
18.10.21
绝对黑体
第十五章 量子物理
注意：
黑体当其自身的热辐射很弱时，看上去是黑洞洞的。
如远处不点灯的建筑物
若室内点灯
（自身辐射较强）
好的吸收体也是好的辐射体
安宏
18.10.21
绝对黑体
第十五章 量子物理
注意：
一个开有小孔的内表 面粗糙的空腔可近似 看成理想的黑体。
第十五章 量子物理
安宏
18.10.21
康普顿效应的量子解释 康普顿效应的量子解释:
第十五章 量子物理
能量、动量守恒
(1) 入射光子与外层电子弹性碰撞
0
自由电子
外层电子受原子核束缚较弱, 近似自由. 碰撞时光子损失能量，波长改变.
安宏
18.10.21
康普顿效应的量子解释 康普顿效应的量子解释:
( 1858―1947)
第十五章 量子物理 德国物理学家，量子物理学的开 创者和奠基人，1918年诺贝尔物理学奖 金的获得者。 普朗克的伟大成就，就是创立了量 子理论，这是物理学史上的一次巨大变 革。从此结束了经典物理学一统天下的 局面。 1900年，普朗克抛弃了能量是连续 的传统经典物理观念，导出了与实验完 全符合的黑体辐射经验公式。在理论上 导出这个公式，必须假设物质辐射的能 量是不连续的，只能是某一个最小能量 的整数倍。普朗克把这一最小能量单位 称为“能量子”。普朗克的假设解决了 黑体辐射的理论困难。普朗克还进一步 提出了能量子与频率成正比的观点，并 引入了普朗克常数h。量子理论现已成为 现代理论和实验的不可缺少的基本理论。 普朗克由于创立了量子理论而获得了诺 贝尔奖金。
量子概念的诞生
第十五章 量子物理
量子理论带来了出人意料的 科学上
hν
技术上
社会上
哲学上
的多种多样的新鲜成果
揭示了微观世界中一个重要规律，
开创了物理学的一个全新领域。 安宏
18.10.21
也逐渐成了20世纪物理学中的“唯一思想模式”
量子概念的诞生
第十五章 量子物理
“这一发现成为20世纪整个物理研究的基础， 从那时起，几乎完全决定了物理学的发展”。 ——爱因斯坦
安宏
18.10.21
量子概念的诞生
第十五章 量子物理
量子论这个精灵蹦跳在时代的最前缘，它 需要最有锐气的头脑和最富有创见的思想来激 活它的灵气。
hν
20世纪初，物理学的天空中已是黑云压城， 每一升空气似乎都在激烈地对流和振荡。 一个伟大的时代需要伟大的人物，有史 以来最出色和最富激情的 “黄金一代” 物理学家便在这乱世的前夕成长起来。
安宏
18.10.21
二、黑体辐射实验定律
单色反射率
1、若光子和外层电子相碰撞，光子有一部分能量传 给电子, 光子的能量减少，因此频率变小，波长变长。 2、若光子和内层电子相碰撞时，碰撞前后光子能量 几乎不变，故波长有不变的成分。 波长变大的散射线 外层电子
光子 内层电子 波长不变的散射线
3、因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关，所以 波长改变和散射角有关。
1.02.0 3.04.05.0 6.0 7.08.0 9.0
1）维恩公式（Wien’s formula） 维恩公式在长波 方面与实验不符 1896年德国维恩（Wien）从热力学普遍理论 出发导出 18.10.21
安宏
热辐射规律的理论解释
2）瑞利--金斯公式（Rayleigh-jean’s formula）
光具有“波粒二象性”
2)光在与物质相互作用时——粒子性 爱因斯坦 1921年诺贝尔物理奖。
安宏
18.10.21
康普顿效应——光的微粒说
第十五章 量子物理
1923年— 康普顿研究
了X射线经物 质散射的实验 进一步证实了 爱因斯坦的光 子概念。
康普顿正在操纵 X射线光谱仪 18.10.21 安宏
康普顿效应——光的微粒说
5.0
18.10.21
安宏
热辐射规律的理论解释
第十五章 量子物理
实验规律——找到了 实验曲线——画出来了
下一步
要上升到理论：从理论上找到符合实验曲线 的函数式
安宏
18.10.21
热辐射规律的理论解释
第十五章 量子物理
热辐射的理论解释 M (T)
当时经典物理占统治地位，人们自然用经典学 理论来解释热辐射并建立了两宏
量子论
18.10.21
量子概念的诞生
第十五章 量子物理
普朗克公式（Planck’s formula）