普朗克黑體輻射理論學(xué)案-高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修三

第四章原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性第一節(jié)普朗克黑體輻射理論【知識(shí)梳理】1．黑體、黑體輻射(1)黑體：完全吸收入射的電磁波而不發(fā)生反射的物體，簡(jiǎn)稱黑體．(2)黑體輻射的特性：輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)．(3)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律①一般材料的物體，輻射的電磁波除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類及表面狀況有關(guān)．②黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)，如圖所示．a(chǎn)．隨著溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加．b．隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)．2．能量子振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值E的整數(shù)倍，當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，也是以這個(gè)最小能量值為單位一份一份地輻射或吸收的，這個(gè)不可再分的最小能量值叫做能量子(1)不可再分的能量的最小值叫能量子．(2)能量子公式：E＝hν，其中普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.【題型總結(jié)】1．黑體、黑體輻射1．關(guān)于對(duì)黑體的認(rèn)識(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，看上去是黑的B．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與溫度有關(guān)，與材料的種類及表面狀況無(wú)關(guān)C．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類及表面狀況有關(guān)D．如果在一個(gè)空腔壁上開(kāi)一個(gè)很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面經(jīng)多次反射和吸收，最終不能從小孔射出，這個(gè)空腔就成了一個(gè)黑體2．下列說(shuō)法正確的是（）A．一般物體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān)B．冷的物體只吸收電磁波C．黑體也可以看起來(lái)很明亮，是因?yàn)楹隗w也可以有較強(qiáng)的輻射D．只有溫度高的物體才會(huì)有熱輻射3．所謂黑體是指能全部吸收入射的電磁波而不發(fā)生反射的物體。顯然，自然界不存在真正的黑體，但許多物體在某些波段上可近似地看成黑體。如圖所示，用不透明的材料制成的帶小孔的空腔，可近似地看作黑體。這是利用了（）A．控制變量法 B．類比法C．比值法 D．理想化方法2．黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律4．下列有關(guān)黑體和黑體輻射的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．黑體能夠吸收照射到它上面的全部輻射而無(wú)反射B．黑體的溫度升高時(shí)可以輻射出任何頻率的電磁波（包括可見(jiàn)光和不可見(jiàn)光）C．黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可以利用經(jīng)典物理學(xué)的理論來(lái)解釋D．黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律無(wú)法用經(jīng)典物理學(xué)的理論解釋5．（2011·江蘇·高考真題）下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)關(guān)系的圖中，符合黑體輻射規(guī)律的是（）A． B． C． D．6．如圖所示為黑體輻射的規(guī)律，由此圖象得到下列結(jié)論正確的是（）A．隨著溫度的降低，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增大B．隨著溫度的降低，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)C．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)D．黑體熱輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)3．能量子7．2020年12月我國(guó)在量子計(jì)算領(lǐng)域取得了重大成果，構(gòu)建了一臺(tái)76個(gè)光子100個(gè)模式的量子計(jì)算機(jī)“九章”，它處理“高斯玻色取樣”的速度比目前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)“富岳”快一百萬(wàn)億倍。下列關(guān)于能量子的說(shuō)法中正確的是（）A．能量子假設(shè)是由愛(ài)因斯坦最早提出來(lái)的 B．能量子表示微觀世界的不連續(xù)性觀念C．電磁波波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其能量子的能量越大 D．能量子是類似于質(zhì)子、中子的微觀粒子8．對(duì)于帶電微粒輻射和吸收能量時(shí)的特點(diǎn)，以下說(shuō)法正確的是（）A．以某一個(gè)最小能量值為單位一份一份地輻射或吸收B．輻射和吸收的能量是某一特定值的整數(shù)倍C．吸收的能量可以是連續(xù)的D．輻射和吸收的能量是量子化的9．關(guān)于能量量子化，下列說(shuō)法正確的是（）A．能量子假設(shè)最早是由愛(ài)因斯坦提出來(lái)的B．微觀粒子的能量是不連續(xù)的，只能是某一最小能量值的整數(shù)倍C．電磁波的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其能量子越大D．能量子假說(shuō)與宏觀世界中對(duì)能量的認(rèn)識(shí)相矛盾，因而它一定是錯(cuò)誤的觀點(diǎn)

【答案解析】1．【答案】BD【解析】【詳解】A．黑體能100%地吸收入射到其表面的電磁輻射，并且不會(huì)有任何的反射與透射，這樣的物體稱為黑體，但不一定黑色的，故A錯(cuò)誤。BC．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與溫度有關(guān)，與材料種類及表面狀況無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤，B正確。D．如果在一個(gè)空腔壁上開(kāi)一個(gè)很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面經(jīng)多次反射和吸收，最終不能從空腔射出，就相當(dāng)于吸收了所有電磁波，因此空腔成了一個(gè)黑體，故D正確。故選BD。2．【答案】C【解析】【詳解】A．一般物體輻射電磁波的情況與溫度有關(guān)，與材料的種類及表面情況有關(guān)，故A錯(cuò)誤；B．一切物體不僅吸收電磁波，同時(shí)也在向外輻射電磁波，故B錯(cuò)誤；C．有些黑體有較強(qiáng)的輻射，看起來(lái)也可以很明亮，故C正確；D．任何物體在任何溫度下都存在輻射，溫度越高輻射的能量越多，故D錯(cuò)誤。故選C。3．【答案】D【解析】【詳解】黑體實(shí)際上是物體模型，把實(shí)際物體近似看作黑體，用到的是理想化方法，ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。4．【答案】C【解析】【詳解】A．黑體能夠吸收照射到它上面的全部輻射而無(wú)反射，故A正確不符合題意；B．根據(jù)輻射規(guī)律可知，黑體的溫度升高時(shí)可以輻射出任何頻率的電磁波（包括可見(jiàn)光和不可見(jiàn)光），故B正確不符合題意；CD．黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律無(wú)法用經(jīng)典物理學(xué)的理論解釋，故C錯(cuò)誤符合題意D正確不符合題意；故選C。5．【答案】A【解析】【詳解】黑體輻射的特點(diǎn)是：一方面，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加，另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)。故選A。6．【答案】C【解析】【詳解】A．由圖像可知，隨著溫度的降低，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都減小，A錯(cuò)誤；B．隨著溫度的降低，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng)，B錯(cuò)誤；CD．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)，C正確，D錯(cuò)誤。故選C。7．【答案】B【解析】【詳解】A．能量子假設(shè)是由普朗克最早提出來(lái)的，故A錯(cuò)誤；B．能量子表示微觀世界的不連續(xù)性觀念，故B正確；C．電磁波波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其能量子的能量越小，故C錯(cuò)誤；D．能量子是不可再分的最小能量值，不是指類似于質(zhì)子、中子的微觀粒子，故D錯(cuò)誤。故選B。8．【答案】ABD【解析】【詳解】根據(jù)普朗克能量量子化理論可知振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整數(shù)倍，當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，也是以這個(gè)最小能量值為單位一份一份地輻射或吸收的，這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫做能量子，在微觀世界中能量是量子化的，或者說(shuō)微觀粒子的能量是分立的，故AB正確，C錯(cuò)誤。故選ABD。9．【答案