4.1普朗克黑体辐射理论(学案+课件+练习) 2025-2026学年高中物理人教版选择性必修三

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4.1普朗克黑体辐射理论(学案+课件+练习) 2025-2026学年高中物理人教版选择性必修三

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4.1普朗克黑体辐射理论
1. 知道热辐射及热辐射的特性.
2. 了解黑体辐射的实验规律.
3. 了解能量子的概念.
阅读教材,回答下列问题:
热辐射是热量传递的三种方式之一.一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射,温度愈高,辐射出的总能量就愈大,短波成分也愈多.热辐射的光谱是连续谱,波长覆盖范围理论上可从0直至 ∞,一般的热辐射主要靠波长较长的可见光和红外线传播.由于电磁波的传播不需要任何介质,所以热辐射是在真空中唯一的传热方式.
1. 我们周围的一切物体都在向外辐射,辐射的是什么?为什么把这种辐射叫作热辐射?
2. 你能说出日常生活中有关热辐射的一些现象吗?(热辐射现象比较明显的例子)
1. 黑体
在任何温度下,完全吸收任何波长的外来辐射而无任何反射的物体.但黑体不见得就是黑色的,即使它没办法反射任何的电磁波,它也可以放出电磁波来,而这些电磁波的波长和能量则完全取决于黑体的温度,不因其他因素而改变.当然,黑体在700 K以下时看起来是黑色的,但那也只是因为在700 K以下的黑体所放出来的辐射能量很小且辐射波长在可见光范围之外.若黑体的温度高过上述的温度的话,黑体则不会再是黑色的了,它会开始变成红色,并且随着温度的升高,而分别有橘色、黄色、白色等颜色出现.以钢材为例,根据温度的升高过程,分别变为红色、橙色、黄色,当温度超过1 300 ℃时开始变为白色和蓝色.当黑体变为白色的时候,它同时会放出大量的紫外线.
(1)什么样的物体可以看成是黑体,它有什么特点?绝对的黑体实际中存在吗?
(2)如图所示,如果在一个空腔壁上开一个很小的孔,那么射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收,最终不能从空腔射出.想一想:这个模型中哪一部分可以近似看成一个绝对黑体?为什么?
2. 黑体辐射的实验规律
结合如图所示图像,回答下列问题:
(1)同一温度下,黑体辐射强度随波长的分布有怎样的规律?
(2)随着温度的升高所有波长的辐射强度如何变化?
(3)随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短还是较长的方向移动?
(4)电磁波的强度按波长的分布只与黑体的    有关.
3. 黑体与一般物体的区别
(1)黑体:辐射电磁波的强度按波长(或频率)的分布只与黑体的温度有关,    各种入射电磁波,    反射.
(2)一般物体:辐射电磁波的情况与温度、材料的种类及表面状况有关,既    电磁波,又    电磁波,其能力与材料的种类及入射波长等因素有关.
4. 下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图像中,符合黑体辐射实验规律的是(  )
A B C D
马克斯·普朗克于1900年建立了黑体辐射定律的公式,并于1901年发表.其目的是改进由威廉·维恩提出的维恩近似.维恩近似在短波范围内和实验数据相当符合,但在长波范围内偏差较大;而瑞利-金斯公式则正好相反.普朗克得到的公式则在全波段范围内都和实验结果符合得相当好.得到普朗克公式的前提假设是能量只能取某些基本能量单位的整数倍,这些基本能量单位只与电磁波的频率有关,并且和频率成正比,这即是普朗克的能量量子化假说.
普朗克的黑体辐射公式
1. 在经典物理学中,对体系物理量变化的最小值没有限制,它们可以任意连续变化.但在量子力学中,物理量只能以确定的大小一份一份地进行变化,具体有多大要随体系所处的状态而定.这种物理量只能采取某些分离数值的特征叫作量子化.
以下宏观概念,变化是连续的有    ;变化是“量子化”的有    W.
A. 木棒的长度 B. 物体的质量
C. 物体的动量 D. 学生的个数
2. 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.
普朗克认为:
(1)振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的    ,并以这个最小能量值为单位    地辐射或吸收能量.
(2)能量子:不可再分的最小能量值ε叫作能量子.关系式:ε=hν,ν是    ,h是    常量,h=        .
3. 人眼对绿光最为敏感,正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时,只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉.普朗克常量为6.63×10-34 J·s,光速为3.0×108 m/s,则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是(  )
A. 2.3×10-18 W  B. 3.8×10-19 W
C. 7.0×10-10 W   D. 1.2×10-18 W
4. “温室效应”是由于大气中的二氧化碳能强烈吸收红外长波辐射,这种长波辐射的波长范围约是 1.4×10-3~1.6×10-3 m,吸收红外长波辐射使得大气的全年的平均温度升高,这就是“温室效应”产生的原因. (已知普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,真空中的光速c=3.0×108 m/s.结果保留两位有效数字)
(1)求这种长波辐射相应的频率范围;
(2)求这种长波辐射相应的光子能量的范围.
1. 关于对热辐射的认识,下列说法中正确的是(  )
A. 热的物体向外辐射电磁波,冷的物体只吸收电磁波
B. 温度越高,物体辐射的电磁波越强
C. 辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关,与材料种类及表面状况无关
D. 常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色
2. 关于对普朗克能量子假说的认识,下列说法正确的是(  )
A. 振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε
B. 带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍
C. 能量子与电磁波的波长成正比
D. 这一假说与现实世界相矛盾,因而是错误的
3. 黑体辐射的实验规律如图所示,由图可知,错误的说法是(  )
A. 随着温度升高,各种波长的辐射强度都有增加
B. 随着温度降低,各种波长的辐射强度都有增加
C. 随着温度升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
D. 随着温度降低,辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
4. 红、橙、黄、绿四种单色光中,光子能量最小的是(  )
A. 红光 B. 橙光  C. 黄光 D. 绿光
5. 某激光器能发射波长为λ的激光,发射功率为P,c表示光速,h表示普朗克常量,则激光器每秒发射的能量子数为(  )
A.   B.   C.   D.
6. 红光和紫光相比(  )
A. 红光光子的能量较大,在同一种介质中传播时红光的速度较大
B. 红光光子的能量较小,在同一种介质中传播时红光的速度较大
C. 红光光子的能量较大,在同一种介质中传播时红光的速度较小
D. 红光光子的能量较小,在同一种介质中传播时红光的速度较小
7. 在自然界生态系统中,蛇是老鼠的天敌,它是通过接收热辐射来发现老鼠的.假设老鼠的体温约为37 ℃,它发出的最强的热辐射的波长为λm.根据热辐射理论,λm与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tλm=2.90×10-3 m·K.
(1)老鼠发出最强的热辐射的波长为(  )
A. 7.8×10-5 m  B. 9.4×10-6 m
C. 1.16×10-4 m  D. 9.7×10-8 m
(2)老鼠发出的最强的热辐射属于(  )
A. 可见光波段 B. 紫外波段
C. 红外波段 D. X射线波段
8. 氦氖激光器发出波长为633 nm的激光,当激光器的输出功率为1 mW时,每秒发出的光子数为多少个?(已知普朗克常量h=6.6×10-34 J·s)
第1节 普朗克黑体辐射理论
【活动方案】
活动一:
1. 我们周围的一切物体都在向外辐射电磁波,也可以说辐射的是能量.这种辐射只与温度有关,所以叫作热辐射.
2. 日常生活中有关热辐射的现象有很多,如:在火炉旁烤暖手;阳光照射到身上感觉暖和.
活动二:
1. (1)如果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.绝对的黑体实际上是不存在的.
(2)这个带小孔的空腔可以近似看成一个绝对黑体.空腔只吸收电磁波,不反射电磁波,因此是带小孔的空腔成了一个黑体,辐射会在空腔内部多次反射(每一次反射的能量都会减小),由于小孔很小,认为反射光不会离开空腔,最终被多次反射后无限接近于被完全吸收.(射入小孔的光不会被反射出来,只会有辐射的光从小孔内发出)所以带小孔的空腔非常接近理想黑体,但是空腔壁不是黑体材料.
2. (1)温度一定时,黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值.
(2)各种波长的辐射强度都有增加.
(3)辐射强度的极大值向波长较短的方向移动.
(4)温度
3. (1)完全吸收 不 (2)吸收 反射
4. A 根据黑体辐射的实验规律:随着温度的升高,各种波长的辐射强度都增加,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,可知A正确.
活动三:
1. ABC D
2. (1)整数倍 一份一份
(2)频率 普朗克 6.6×10-34 J·s
3. A 因每秒有6个绿光的光子射入瞳孔,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=6× W=2.3×10-18 W.故A正确.
4. (1)由c=λν得ν=,
解得频率范围为1.9×1011~2.1×1011 Hz.
(2)又由 ε=hν,
解得能量范围为1.3×10-22~1.4×10-22 J.
【检测反馈】
1. B 一切物体都不停地向外辐射电磁波,且温度越高,辐射的电磁波越强,A错误,B正确;C是黑体辐射的特性,C错误;常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色,D错误.
2. B 根据普朗克能量子假说知,A、C错误,B正确;普朗克能量子假说反映的是微观世界的特征,不同于宏观世界,D错误.
3. B
4. A 在这四种色光中,红光的波长最长而频率最小,由光子的能量ε=hν可知红光光子能量最小.故A正确.
5. C 每个激光光子的能量为ε=h,则激光器的发射功率为P=nε.其中n为激光器每秒钟发射的能量子数,所以n=,即C正确.
6. B
7. (1)B (2)C
解析:(1)老鼠的体温T=(273+37) K=310 K.由题设条件λm与T的近似关系式:λmT=2.90×10-3 m·K,得λm== m≈9.4×10-6 m,B正确.
(2)可见光的波长一般在4.0×10-7~7.7×10-7 m,λm远大于此范围,所以属于红外线,C正确.
8. 根据Pt=nhν,t=1 s,ν=,
解得n==≈3.2×1015.(共36张PPT)
第1节 普朗克黑体辐射理论
第四章
原子结构和波粒二象性
内容索引
学习目标
活动方案
检测反馈
学 习 目 标
1.知道热辐射及热辐射的特性.
2.了解黑体辐射的实验规律.
3.了解能量子的概念.
活 动 方 案
活动一:知道热辐射
阅读教材,回答下列问题:
热辐射是热量传递的三种方式之一.一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射,温度愈高,辐射出的总能量就愈大,短波成分也愈多.热辐射的光谱是连续谱,波长覆盖范围理论上可从0直至 ∞,一般的热辐射主要靠波长较长的可见光和红外线传播.由于电磁波的传播不需要任何介质,所以热辐射是在真空中唯一的传热方式.
1.我们周围的一切物体都在向外辐射,辐射的是什么?为什么把这种辐射叫作热辐射?
【答案】我们周围的一切物体都在向外辐射电磁波,也可以说辐射的是能量.这种辐射只与温度有关,所以叫作热辐射.
2.你能说出日常生活中有关热辐射的一些现象吗?(热辐射现象比较明显的例子)
【答案】日常生活中有关热辐射的现象有很多,如:在火炉旁烤暖手;阳光照射到身上感觉暖和.
活动二:了解黑体与黑体辐射的实验规律
1.黑体
在任何温度下,完全吸收任何波长的外来辐射而无任何反射的物体.但黑体不见得就是黑色的,即使它没办法反射任何的电磁波,它也可以放出电磁波来,而这些电磁波的波长和能量则完全取决于黑体的温度,不因其他因素而改变.
当然,黑体在700 K以下时看起来是黑色的,但那也只是因为在700 K以下的黑体所放出来的辐射能量很小且辐射波长在可见光范围之外.若黑体的温度高过上述的温度的话,黑体则不会再是黑色的了,它会开始变成红色,并且随着温度的升高,而分别有橘色、黄色、白色等颜色出现.以钢材为例,根据温度的升高过程,分别变为红色、橙色、黄色,当温度超过1 300 ℃时开始变为白色和蓝色.当黑体变为白色的时候,它同时会放出大量的紫外线.
(1)什么样的物体可以看成是黑体,它有什么特点?绝对的黑体实际中存在吗?
【答案】如果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.绝对的黑体实际上是不存在的.
(2)如图所示,如果在一个空腔壁上开一个很小的孔,那么射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收,最终不能从空腔射出.想一想:这个模型中哪一部分可以近似看成一个绝对黑体?为什么?
【答案】这个带小孔的空腔可以近似看成一个绝对黑体.空腔只吸收电磁波,不反射电磁波,因此是带小孔的空腔成了一个黑体,辐射会在空腔内部多次反射(每一次反射的能量都会减小),由于小孔很小,认为反射光不会离开空腔,最终被多次反射后无限接近于被完全吸收.(射入小孔的光不会被反射出来,只会有辐射的光从小孔内发出)所以带小孔的空腔非常接近理想黑体,但是空腔壁不是黑体材料.
2.黑体辐射的实验规律
结合如图所示图像,回答下列问题:
(1)同一温度下,黑体辐射强度随波长的分布有怎样的规律?
【答案】温度一定时,黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值.
(2)随着温度的升高所有波长的辐射强度如何变化?
【答案】各种波长的辐射强度都有增加.
(3)随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短还是较长的方向移动?
【答案】辐射强度的极大值向波长较短的方向移动.
(4)电磁波的强度按波长的分布只与黑体的________有关.
温度
3.黑体与一般物体的区别
(1)黑体:辐射电磁波的强度按波长(或频率)的分布只与黑体的温度有关,____________各种入射电磁波,______反射.
(2)一般物体:辐射电磁波的情况与温度、材料的种类及表面状况有关,既________电磁波,又________电磁波,其能力与材料的种类及入射波长等因素有关.
完全吸收

吸收
反射
4.下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图像中,符合黑体辐射实验规律的是 (  )
A
【解析】 根据黑体辐射的实验规律:随着温度的升高,各种波长的辐射强度都增加,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,可知A正确.
活动三:了解能量子的概念
马克斯·普朗克于1900年建立了黑体辐射定律的公式,并于1901年发表.其目的是改进由威廉·维恩提出的维恩近似.维恩近似在短波范围内和实验数据相当符合,但在长波范围内偏差较大;而瑞利-金斯公式则正好相反.普朗克得到的公式则在全波段范围内都和实验结果符合得相当好.得到普朗克公式的前提假设是能量只能取某些基本能量单位的整数倍,这些基本能量单位只与电磁波的频率有关,并且和频率成正比,这即是普朗克的能量量子化假说.
普朗克的黑体辐射公式
1.在经典物理学中,对体系物理量变化的最小值没有限制,它们可以任意连续变化.但在量子力学中,物理量只能以确定的大小一份一份地进行变化,具体有多大要随体系所处的状态而定.这种物理量只能采取某些分离数值的特征叫作量子化.
以下宏观概念,变化是连续的有_________;变化是“量子化”的有______.
A.木棒的长度 B.物体的质量
C.物体的动量 D.学生的个数
ABC
D
2.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.
普朗克认为:
(1)振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的_________,并以这个最小能量值为单位____________地辐射或吸收能量.
(2)能量子:不可再分的最小能量值ε叫作能量子.关系式:ε=hν,ν是________,h是__________常量,h=__________________.
整数倍
一份一份
频率
普朗克
6.6×10-34 J·s
3.人眼对绿光最为敏感,正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时,只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉.普朗克常量为6.63×10-34 J·s,光速为3.0×108 m/s,则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是 (  )
A.2.3×10-18 W B.3.8×10-19 W
C.7.0×10-10 W D.1.2×10-18 W
A
4.“温室效应”是由于大气中的二氧化碳能强烈吸收红外长波辐射,这种长波辐射的波长范围约是1.4×10-3~1.6×10-3 m,吸收红外长波辐射使得大气的全年的平均温度升高,这就是“温室效应”产生的原因.(已知普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,真空中的光速c=3.0×108 m/s.结果保留两位有效数字)
(1)求这种长波辐射相应的频率范围;
(2)求这种长波辐射相应的光子能量的范围.
解得频率范围为1.9×1011~2.1×1011 Hz.
(2)又由 ε=hν,
解得能量范围为1.3×10-22~1.4×10-22 J.
检 测 反 馈
1.关于对热辐射的认识,下列说法中正确的是 (  )
A.热的物体向外辐射电磁波,冷的物体只吸收电磁波
B.温度越高,物体辐射的电磁波越强
C.辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关,与材料种类及表面状况无关
D.常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色
1
B
【解析】 一切物体都不停地向外辐射电磁波,且温度越高,辐射的电磁波越强,A错误,B正确;C是黑体辐射的特性,C错误;常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色,D错误.
2.关于对普朗克能量子假说的认识,下列说法正确的是 (  )
A.振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε
B.带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍
C.能量子与电磁波的波长成正比
D.这一假说与现实世界相矛盾,因而是错误的
2
B
【解析】 根据普朗克能量子假说知,A、C错误,B正确;普朗克能量子假说反映的是微观世界的特征,不同于宏观世界,D错误.
3.黑体辐射的实验规律如图所示,由图可知,错误的说法是 (  )
A.随着温度升高,各种波长的辐射强度都有增加
B.随着温度降低,各种波长的辐射强度都有增加
3
B
C.随着温度升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
D.随着温度降低,辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
4.红、橙、黄、绿四种单色光中,光子能量最小的是 (  )
A.红光 B.橙光
C.黄光 D.绿光
4
A
【解析】 在这四种色光中,红光的波长最长而频率最小,由光子的能量ε=hν可知红光光子能量最小.故A正确.
5.某激光器能发射波长为λ的激光,发射功率为P,c表示光速,h表示普朗克常量,则激光器每秒发射的能量子数为 (  )
5
C
6.红光和紫光相比 (  )
A.红光光子的能量较大,在同一种介质中传播时红光的速度较大
B.红光光子的能量较小,在同一种介质中传播时红光的速度较大
C.红光光子的能量较大,在同一种介质中传播时红光的速度较小
D.红光光子的能量较小,在同一种介质中传播时红光的速度较小
6
B
7.在自然界生态系统中,蛇是老鼠的天敌,它是通过接收热辐射来发现老鼠的.假设老鼠的体温约为37 ℃,它发出的最强的热辐射的波长为λm.根据热辐射理论,λm与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tλm=2.90×10-3 m·K.
(1)老鼠发出最强的热辐射的波长为 (  )
A.7.8×10-5 m B.9.4×10-6 m
C.1.16×10-4 m D.9.7×10-8 m
7
B
7
(2)老鼠发出的最强的热辐射属于 (  )
A.可见光波段 B.紫外波段
C.红外波段 D.X射线波段
7
C
【解析】 可见光的波长一般在4.0×10-7~7.7×10-7 m,λm远大于此范围,所以属于红外线,C正确.
8.氦氖激光器发出波长为633 nm的激光,当激光器的输出功率为1 mW时,每秒发出的光子数为多少个?(已知普朗克常量h=6.6×10-34 J·s)
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1 (2023淮安期中)下列关于能量量子化说法正确的是(  )
A. 爱因斯坦最早提出了能量量子化假说
B. 普朗克认为微观粒子能量是连续的
C. 频率为ν的光的能量子为hν
D. 电磁波波长越长,其能量子越大
2 (2023淮安阶段练习)普朗克在研究黑体辐射的基础上,提出了能量子理论,开创了物理学的新纪元.关于量子,下列说法正确的是(  )
A. 是类似于质子、电子的微观粒子
B. 是一种高科技材料
C. 是一个数量级的常量
D. 表示微观世界的不连续性观念
3 (2024宿迁期中)对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点.关于黑体辐射,下列说法正确的是(  )
A. 黑体不会辐射电磁波
B. 温度低于0 ℃的物体不会辐射电磁波
C. 黑体辐射的能量是不连续的,只能是某一最小能量值的整数倍
D. 爱因斯坦提出的能量子假说,能够很好地解释黑体辐射规律
4 (2024南通如东期中)如图所示是我国500 m口径球面射电望远镜(FAST),它可以通过接收来自宇宙深处的电磁波探索宇宙.下列关于电磁波的说法正确的是(  )
A. 频率越高的电磁波,在真空中传播速度越大
B. 黑体能够吸收各种电磁波,因此它不能向外发射电磁波
C. 望远镜在接收到电磁波的同时,也接收到了来自宇宙的能量
D. 法拉第预言了电磁波的存在,赫兹通过实验证实了电磁波的存在
5 (2025南通如东阶段检测)关于黑体与黑体辐射,下列说法错误的是(  )
A. 黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射
B. 一般物体辐射电磁波的情况与温度无关,只与材料的种类及表面情况有关
C. 黑体辐射随着温度的升高,各种波长的辐射强度都增加且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
D. 带电微粒辐射和吸收的能量,只能是某一最小能量值的整数倍
6 (2025宿迁阶段测试)如图所示是在T1、T2两种温度条件下,黑体辐射强度与辐射波长的关系图像,下列说法正确的是(  )
A. T1B. 随着温度的升高,黑体辐射的峰值波长向长波方向移动
C. 随着温度的升高,各种波长的电磁波的辐射强度均增加
D. 黑体辐射的强度不仅与温度有关,还与材料的种类及表面状况有关
7 (2024南通海门抽测)现在市场上常用来激光打标的是355 nm紫外纳秒固体激光器,该激光器单光子能量高,能直接打断某种材料的分子键,使之从材料表面脱离,如图所示.据此判断,打断该材料分子键需要的能量约为(取普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,真空光速c=3×108 m/s)(  )
A. 10-22 J B. 10-19 J
C. 10-16 J D. 10-13 J
8 (2024扬州阶段抽测)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射实验规律的是(  )
A B C D
9 (2023常州期中)关于黑体辐射的图像如图所示,下列判断正确的是(  )
A. T1>T2>T3>T4
B. T1C. T1=T2=T3=T4
D. 测量某黑体任一波长的光的辐射强度可以得知其温度
10 (2023常州武进湟里高级中学阶段练习)四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系如图所示.有关黑体辐射的实验规律和科学家们对黑体辐射的研究,下列说法正确的是(  )
A. 在同一温度下,波长越短的电磁波辐射强度越大
B. 随着温度升高,辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
C. 随着温度升高,波长短的辐射强度增大,波长长的辐射强度减小
D. 德国物理学家普朗克借助能量子假说,提出的黑体辐射强度公式与实验相符
第1节 普朗克黑体辐射理论
1. C 能量子假说是由普朗克最早提出来的,故A错误;根据普朗克能量量子化假说,微观粒子能量不连续,故B错误;能量子的能量ε=hν=h,所以电磁波波长越长,其能量子越小,故C正确,D错误.
2. D 普朗克引入能量子的概念,得出黑体辐射的强度按波长分布的公式,与实验符合得非常好,并由此开创了物理学的新纪元.量子不是类似于质子、电子的微观粒子,不是一种高科技材料,不是一个数量级的常量,而是表示微观世界的不连续性观念.D正确.
3. C 一切物体都会辐射电磁波,绝对零度的物体才可能没有辐射,温度越高,辐射的电磁波越强,A、B错误;普朗克假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的,只能取能量基本单位的整数倍,从而很好地解释了黑体辐射的实验现象,C正确,D错误.
4. C 一切电磁波在真空的传播速度均相同,A错误;黑体能够吸收各种电磁波,不能反射电磁波,但它也不断向外发射电磁波,B错误;电磁波具有能量,故望远镜在接收到电磁波的同时,也接收到了宇宙中电磁波的能量,C正确;麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹通过实验证实了电磁波的存在,D错误.
5. B 能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射,这样的物体称为黑体,故A正确;温度越高,一般物体辐射越强,所以一般物体辐射电磁波的强度与温度有关,故B错误;温度越高,则黑体辐射越强,且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,故C正确;普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,带电微粒辐射和吸收的能量,只能是某一最小能量值的整数倍,故D正确.故选B.
6. C 根据黑体辐射规律可知,温度升高,各种波长的辐射强度均增加,则有T1>T2,故A错误,C正确;根据黑体辐射规律可知,随着温度的升高,黑体辐射的峰值波长向短波方向移动,故B错误;黑体辐射的强度仅与温度有关,与材料的种类及表面状况无关,故D错误.
7. B 打断该材料分子键需要的能量为该激光器单光子能量,则该激光的光子能量为ε=hν=,解得ε=5.6×10-19 J,B正确.
8. A 黑体辐射中温度越高,辐射强度越大,而且温度升高后,辐射强度的最大值向波长短的一侧移动.A正确.
9. A 随着温度的升高,辐射强度增强,同时辐射强度的极大值向波长较短方向移动,所以T1>T2>T3>T4,A正确,B、C错误;测量某黑体辐射强度最强的光的波长可以得知其温度,D错误.
10. D 由图可知,随着温度升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,B错误;随着温度升高,各种波长的辐射强度都有增大,C错误;在同一温度下,随着波长变短,电磁波辐射强度先增大后减小,A错误;德国物理学家普朗克借助能量子假说,提出的黑体辐射强度公式与实验相符,D正确.

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