2.1拨开黑体辐射的疑云[学习目标]1.了解热辐射和黑体辐射的概念,了解黑体辐射的实验规律.2.了解能量子的概念及其提出的科学过程.3.了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点.一、黑体与黑体辐射[导学探究]1.什么是热辐射?这种辐射与温度有何关系?答案物体在任何温度下,都会发射电磁波,温度不同,所发射的电磁波的频率、强度也不同,这种现象叫做热辐射.辐射强度按波长的分布情况是:随物体的温度的升高,热辐射中波长较短的电磁波成分越来越强.2.什么是黑体辐射?它与热辐射有什么不同?答案能够完全吸收各种波长的电磁波而不产生反射的物体,叫做黑体.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关,而热辐射还与其他因素有关(材料的种类和表面状况).[知识梳理]1.热辐射(1)定义:我们周围的一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的温度有关,所以叫热辐射.(2)特点:热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同.2.黑体(1)定义:某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射,这种物体就是绝对黑体,简称黑体.(2)黑体辐射特点:黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关.[即学即用]判断下列说法的正误.(1)黑体一定是黑色的物体.(×)(2)能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体.(√)(3)只有高温物体才能辐射电磁波.(×)(4)温度越高,黑体辐射电磁波的强度越大.(√)二、黑体辐射的实验规律[导学探究]1.黑体辐射电磁波的强度按波长分布如图1所示,当温度从750K升高到6000K时,各种波长的电磁波的辐射强度怎么变化?辐射强度极大值对应的波长如何变化?图1答案变强.辐射强度极大值向波长较短的方向移动,即变短.2.你认为现实生活中存在理想的黑体吗?答案现实生活中不存在理想的黑体,实际的物体都能辐射红外线(电磁波),也都能吸收和反射红外线(电磁波),绝对黑体不存在,是理想化的模型.[知识梳理]黑体辐射的实验规律1.随着温度的升高,各种波长的辐射强度都增加.2.随着温度的升高,辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动.[即学即用]判断下列说法的正误.(1)黑体是一种客观存在的物质.(×)(2)黑体辐射随温度升高强度变强.(√)三、能量子[导学探究]某激光器能发射波长为λ的激光,那么激光光量子的能量可以取任意值吗?是连续的还是一份一份的?设普朗克常量为h,那么每个激光光量子的能量是多少?如果激光发射功率为P,那么每秒钟发射多少个光量子?答案光量子的能量是不连续的,而是一份一份的,每个光量子的能量E=hν,个数n==.[知识梳理]能量子1.定义:普朗克认为,振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍,当带电微粒辐射或吸收能量时,也是以这个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的,这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子.2.能量子大小:ε=hν,其中ν是电磁波的频率,h称为普朗克常量.h=6.626×10-34J·s(一般取h=6.63×10-34J·s).3.能量的量子化:在微观世界中能量是量子化的,或者说微观粒子的能量是分立的.[即学即用]1.判断下列说法的正误.(1)微观粒子的能量只能是能量子的整数倍.(√)(2)能量子的能量不是任意的,其大小与电磁波的频率成正比.(√)2.人眼对绿光较为敏感,正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时,只要每秒钟有6个绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉.普朗克常量为6.63×10-34J·s,真空中光速为3×108m/s,则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是()A.2.3×10-18WB.3.8×10-19WC.7.0×10-10WD.1.2×10-18W答案A解析因只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉.所以察觉到绿光所接收的最小功率P=,式中E=6ε,又ε=hν=h,可解得P=W≈2.3×10-18W.一、黑体辐射的规律1.一般物体的辐射与黑体辐射的比较热辐射特点吸收、反射特点一般物体辐射与温度有关,与表面状况有关,温度越高,辐射电磁波波长越既吸收、又反射,其能力与入射波长有关,吸收能力强、反射弱的较黑短黑体辐射强度按波长的分布只与温度有关,与表面无关不反射,完全吸收各种入射电磁波特别提示(1)热辐射不一定需要高温,任何物体任何温度均存在热辐...