普朗克 物理学家简介 教学课件
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4.1 普朗克黑体辐射理论 课件(共20张PPT)
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2. 辐射的原因：物体中每个分子、原子或离子都在各自平衡位置附近以各种不同
频率做无规则的微振动，每个带电微粒的振动都会产生变化的电磁场，从而向外辐射各
种波长的电磁波，形成的电磁波谱。
3. 特性：室温时，主要成分是波长较长的电磁波；当温度升高时，波长较短的电
磁波成分越来越强。
辐射强度及波长成分的分布随温度变化
新知讲解
一、黑体与黑体辐射
1.黑体：如果一个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：黑体虽然不反射电磁波，却可以向外辐射电
磁波，这样的辐射叫作黑体辐射。
注意：（1）黑体是个理想化的模型。
（2）一般物体的辐射与温度、材料、表面状况有关，但黑体辐射电磁波的强度
D．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长方向移动
谢 谢
按波长的分布只与黑体的温度有关。
新知讲解
二、黑体辐射的实验规律
1.测量黑体辐射的实验原理图
加热空腔使其温度升高，空腔就成了不同温度下的黑体，从小孔向外的辐射就是黑体辐射。
T
空腔
平行光管
三棱镜
新知讲解
二、黑体辐射的实验规律
2.辐射强度按波长分布与温度的关系
特点：随温度的升高
①各种波长的辐射强度都在增加；
普朗克黑体辐射理论
新知导入
1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，物理学家威廉·汤姆孙勋爵作了
展望新世纪的发言：
科学的大厦已经基本完成，后辈的物理
学家只要做一些零碎的修补工作就行了
新教材高中物理第四章普朗克黑体辐射理论pptx课件新人教版选择性必修第三册
上去才是黑色的;有些可看作黑体的物体由于有较强的辐射,
看起来会很明亮,如带小孔的炼钢炉腔.一些发光的物体(如太
阳、白炽灯灯丝)有时也可以被看作黑体.
3.黑体同其他物体一样也在辐射电磁波,黑体的辐射规律最为
简单,黑体辐射电磁波的强度按波长分布只与黑体的温度有关,
与构成黑体的材料、形状无关.
4.一般物体与黑体的比较.
3.只有高温物体才能辐射电磁波.(×)
4.黑体辐射电磁波的强度按波长分布只与黑体的温度有关.(√ )
5.随着温度的升高,黑体辐射电磁波的强度的极大值向波长较
长的方向移动.(×)
6.微观粒子的能量只能是能量子的整数倍.(√ )
7.能量子不是任意的,其大小与电磁波的频率成正比.(√ )
探究一
黑体与黑体辐射
能从窗户射出的光极弱,所以房内看起来较暗.
2.如图所示,一个用不透明材料制成的空心容器,器
壁上开一小孔,带小孔的容器能否看成绝对黑体?
答案:外界经小孔射入容器的光在内部多次反射和
吸收,没有光射出,所以带小孔的容器可以看成绝对
黑体.
3.黑体和普通物体都存在热辐射,为什么科学家研究物体热辐
射的规律选择的是黑体而不是普通物体?
项目
一般物体
辐射电磁波的情况与温度有
热辐射特点
关,与材料的种类及表面状
况有关
吸收、反射
电磁波的特点
既吸收又反射电磁波,其能
力与材料的种类及入射电磁
波波长等因素有关
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
完全吸收入射的各种电磁波,
不反射
【典例1】(多选)按照推算，宇宙中应存在黑体辐射.科学家发
现了宇宙微波背景辐射的光谱形状及其温度在不同方向上的
看起来会很明亮,如带小孔的炼钢炉腔.一些发光的物体(如太
阳、白炽灯灯丝)有时也可以被看作黑体.
3.黑体同其他物体一样也在辐射电磁波,黑体的辐射规律最为
简单,黑体辐射电磁波的强度按波长分布只与黑体的温度有关,
与构成黑体的材料、形状无关.
4.一般物体与黑体的比较.
3.只有高温物体才能辐射电磁波.(×)
4.黑体辐射电磁波的强度按波长分布只与黑体的温度有关.(√ )
5.随着温度的升高,黑体辐射电磁波的强度的极大值向波长较
长的方向移动.(×)
6.微观粒子的能量只能是能量子的整数倍.(√ )
7.能量子不是任意的,其大小与电磁波的频率成正比.(√ )
探究一
黑体与黑体辐射
能从窗户射出的光极弱,所以房内看起来较暗.
2.如图所示,一个用不透明材料制成的空心容器,器
壁上开一小孔,带小孔的容器能否看成绝对黑体?
答案:外界经小孔射入容器的光在内部多次反射和
吸收,没有光射出,所以带小孔的容器可以看成绝对
黑体.
3.黑体和普通物体都存在热辐射,为什么科学家研究物体热辐
射的规律选择的是黑体而不是普通物体?
项目
一般物体
辐射电磁波的情况与温度有
热辐射特点
关,与材料的种类及表面状
况有关
吸收、反射
电磁波的特点
既吸收又反射电磁波,其能
力与材料的种类及入射电磁
波波长等因素有关
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
完全吸收入射的各种电磁波,
不反射
【典例1】(多选)按照推算，宇宙中应存在黑体辐射.科学家发
现了宇宙微波背景辐射的光谱形状及其温度在不同方向上的
第四章 1 《普朗克黑体辐射理论》课件ppt
则认为能量是一份一份的,每一份是一个最小能量单位,即能量不是连续的。
宏观世界中我们认为能量是连续变化的是因为每一个能量子的能量都很
小,宏观变化中有大量的能量子,就可以看作连续的。而研究微观粒子时,
单个的能量子能量就显示出不连续性。
知识归纳
1.普朗克的量子化假设
(1)能量子
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。例如,可能
B．当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高
C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中
该颜色的光强度最强
D．早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午时
分太阳温度最高
【答案】BC
【解析】由辐射强度随波长变化关系图知，随着温度的升高，各种
波长的波的辐射强度都增加，而热辐射不是仅辐射一种波长的电磁波，
(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)随着温度的升高,各种波长的辐射强度都会增加,辐射强度的极大值向
波长较短的方向移动。
实例引导
例1 (多选)在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔,小孔可看作黑体,由小
孔的热辐射特性,就可以确定炉内的温度。如图所示就是黑体的辐射强度
与其辐射光波长的关系图像,则下列说法正确的是(
D.黑体辐射无任何实验依据
答案 B
解析 黑体并不是真实存在的,A错误;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,故B正确;随着温度的升高,各种波长的辐射强度都有增加,故C错
误;黑体辐射是有实验依据的,故D错误。
课堂篇 探究学习
探究一
)
A.T1>T2
宏观世界中我们认为能量是连续变化的是因为每一个能量子的能量都很
小,宏观变化中有大量的能量子,就可以看作连续的。而研究微观粒子时,
单个的能量子能量就显示出不连续性。
知识归纳
1.普朗克的量子化假设
(1)能量子
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。例如,可能
B．当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高
C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中
该颜色的光强度最强
D．早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午时
分太阳温度最高
【答案】BC
【解析】由辐射强度随波长变化关系图知，随着温度的升高，各种
波长的波的辐射强度都增加，而热辐射不是仅辐射一种波长的电磁波，
(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)随着温度的升高,各种波长的辐射强度都会增加,辐射强度的极大值向
波长较短的方向移动。
实例引导
例1 (多选)在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔,小孔可看作黑体,由小
孔的热辐射特性,就可以确定炉内的温度。如图所示就是黑体的辐射强度
与其辐射光波长的关系图像,则下列说法正确的是(
D.黑体辐射无任何实验依据
答案 B
解析 黑体并不是真实存在的,A错误;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,故B正确;随着温度的升高,各种波长的辐射强度都有增加,故C错
误;黑体辐射是有实验依据的,故D错误。
课堂篇 探究学习
探究一
)
A.T1>T2
普朗克简介
时间表
•1858.4.23生于德国基尔
•1867年全家搬去了慕尼黑，普朗克在慕尼 黑的中学读书时受到数学家奥斯卡·冯·米勒 的启发，对数理方面产生兴趣。 •1874年（16岁）普朗克入慕尼黑大学攻读 数学，后改读物理学。
•1877年（19岁）转入柏林大学。
• 1879年（21岁）获得博士学位。
• 1880年（22）在慕尼黑大学担任物理讲师
• 1885年被基尔大学聘为理论物理特约教授
• 1887年3月，普朗克与玛丽·梅尔克结婚，后育有4 个孩子。
• 1900年提出了能量量子化。提出了一个重要的物理 学常数－－普朗克常数。
•1丽9特11·年冯3·赫月斯普林朗结克婚与。他的第二任妻子玛格 •1918年获诺贝尔物理学奖。 •1926年，普朗克成为英国皇家学会会 员，同时还担任了柏林威廉皇家研究 所所长。
谢谢
郑加敏
2016.3.7
•1947年10月逝世，终年89岁。
普朗克量子论
带电微粒辐射或吸收能量时，只能是辐射 或吸收某个最小能量值的整数倍，这个不 可再分的最小能量值e叫做能量子。
e=hν
• 其中ν是电磁波的频率，h称为 普朗克常h=6．626x10—34J·s
背景
•黑体辐射 两公式一在长波方面不符，一在短 波不符。普朗克提出能量量子化假说，推得 公式与实验结果很好吻合。
普朗克
马克斯·普朗克（Max Karl Ernst Ludwig Planck，1858年4月23日-1947年10月4 日），德国物理学家、量子论的奠基者、 二十世纪两大最重要的物理学家之一。
家庭教育良好
•普朗克的曾祖父和祖父都是哥廷根的 神学教授， •父亲是基尔和慕尼黑的法学教授， •叔叔也是哥廷根的法学家和德国民法 典的重要创立者之一。
4-1 普朗克黑体辐射理论(教学课件)-高中物理人教版(2019) 选择性必修第三册
目录
09
板书设计
10
教学反思
11
教学创新
一、课程标准
1.通过实验，了解光电效应现象。知道爱因斯坦光 电效应方程及其意义。 2.能根据实验结论说明光的波粒二象性。
二、教材分析
本节由黑体与黑体辐射、黑体辐射的实验规律和能 量子三部分内容组成。教材着重介绍了在研究不同 温度下黑体辐射强度与波长关系时，经典理论结果 与实验事实之间产生的矛盾。为了解决这个矛盾， 普朗克提出了能量子的假说。教学中要注意引导学 生感受科学家进行探究的科学方法与科学精神。
六、教学重点与难点
重点：掌握黑体辐射的规律，理解能量子的概念，提高 分析问题、解决问题的能力。
难点：掌握黑体辐射的规律，理解能量子的概念，提高 分析问题、解决问题的能力。
七、教学与学法
讲授为主； 启发、引导为辅。
八、教学过程
一、黑体与黑体辐射
1.黑体：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。 思考：那怎么样才能得到一个黑体啊？
十一、教学创新
本文以黑体辐射为例，探讨了将物理课程 与思政教育相结合的具体实践。量子物理 具有完整的知识体系，也是思想政治教育 的“富矿”，因此它能培养学生的科学思 维、培养学生运用物理规律解决实际问题 的能力，同样也能在探究自然规律的过程 中悟出很多人生哲理，激发爱国情怀，通 晓思想政治中的真理。
3. 普朗克的解释
普朗克找到了一个数学公式，它 与实验吻合得非常完美。
维恩公式和瑞利——金斯公式， 其实就是普朗克公式的特殊情况。
三、能量子 组成黑体的振动着的帯电微粒的能量，只能是某一最小能
量值ε的整数倍。例如，可能是ε或2ε、3ε…这个不可再分的最 小能量值ε叫做能量子。
09
板书设计
10
教学反思
11
教学创新
一、课程标准
1.通过实验，了解光电效应现象。知道爱因斯坦光 电效应方程及其意义。 2.能根据实验结论说明光的波粒二象性。
二、教材分析
本节由黑体与黑体辐射、黑体辐射的实验规律和能 量子三部分内容组成。教材着重介绍了在研究不同 温度下黑体辐射强度与波长关系时，经典理论结果 与实验事实之间产生的矛盾。为了解决这个矛盾， 普朗克提出了能量子的假说。教学中要注意引导学 生感受科学家进行探究的科学方法与科学精神。
六、教学重点与难点
重点：掌握黑体辐射的规律，理解能量子的概念，提高 分析问题、解决问题的能力。
难点：掌握黑体辐射的规律，理解能量子的概念，提高 分析问题、解决问题的能力。
七、教学与学法
讲授为主； 启发、引导为辅。
八、教学过程
一、黑体与黑体辐射
1.黑体：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。 思考：那怎么样才能得到一个黑体啊？
十一、教学创新
本文以黑体辐射为例，探讨了将物理课程 与思政教育相结合的具体实践。量子物理 具有完整的知识体系，也是思想政治教育 的“富矿”，因此它能培养学生的科学思 维、培养学生运用物理规律解决实际问题 的能力，同样也能在探究自然规律的过程 中悟出很多人生哲理，激发爱国情怀，通 晓思想政治中的真理。
3. 普朗克的解释
普朗克找到了一个数学公式，它 与实验吻合得非常完美。
维恩公式和瑞利——金斯公式， 其实就是普朗克公式的特殊情况。
三、能量子 组成黑体的振动着的帯电微粒的能量，只能是某一最小能
量值ε的整数倍。例如，可能是ε或2ε、3ε…这个不可再分的最 小能量值ε叫做能量子。
普朗克英文简介
he only conducted several experiments with Jolly.
Before long, he diverted his attention from
experiments to theoretical physics. In 1877, he transferred to another school in Berlin. There he studied under Hermann von Helmholtz, Gustav
精选完整ppt课件
8
The Quantization of Energy
In order to get a conclusion which was consistent with the experiment, Planck made a lot of attempts and had a fierce ideological struggle（思想斗争）. Finally he had to compromise with himself and admitted that: some laws of microcosm（微观世界）might look very strange in the shoes of macrocosm（宏观世界）. In 1900, he made a crazy assumption: the energy of microscopic particle（微 观粒子）can only be integer times（整数倍）of a minimum quantity. He called this quantity as energy quantum（能量 子）which couldn’t be divided anymore. Depending on the assumption of energy quantum, Planck derived（推导出） the formula. So consistent was it with the results that nobody could agree more.
4-1 普朗克黑体辐射理论(教学课件)- 高中物理人教版(2019)选择性必修第三册
答案B
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
课堂演练
2.普朗克在1900年将“能量子”引入物理学,开创了物理学的新
纪元。在下列宏观概念中,具有“量子化”特征的是(
)
A.物体的个数 B.物体所受的重力
C.物体的动能 D.物体的长度
解析依据普朗克量子化观点,能量是不连续的,是一份一份地变化
的,属于“不连续的,一份一份”的概念的是A选项,故A正确,B、C、
答案AD
课堂检测
E=nε=Pt
4.人眼对绿光较为敏感,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6.63×10-34 J·s,光速为3×108 m/s,则
人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率约是(
)
答案A
A.2.3×10-18 W B.3.8×10-19 W
b.随着温度的升高,各种波长的辐射强度都会增加,辐射强度的极大值增大且向
波长较短的方向移动（左移）。
典例引导
例1 (多选)在实验室或工厂的高温炉子上
开一小孔,小孔可看作黑体,由小孔的热辐
射特性,就可以确定炉内的温度。如图所示
就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关
系图像,则下列说法正确的是( AD)
A.T1>T2
变式训练1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(
)
答案A
1.普朗克黑体辐射理论
三、能量子
情境探究
很多物理学家都想应用经典物理学对黑体辐射实验规律进行解释，都遭
遇无法克服的困难。
德国物理学家普朗克对黑体辐射问题进行了系统的理论研究,于1900年推
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
课堂演练
2.普朗克在1900年将“能量子”引入物理学,开创了物理学的新
纪元。在下列宏观概念中,具有“量子化”特征的是(
)
A.物体的个数 B.物体所受的重力
C.物体的动能 D.物体的长度
解析依据普朗克量子化观点,能量是不连续的,是一份一份地变化
的,属于“不连续的,一份一份”的概念的是A选项,故A正确,B、C、
答案AD
课堂检测
E=nε=Pt
4.人眼对绿光较为敏感,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6.63×10-34 J·s,光速为3×108 m/s,则
人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率约是(
)
答案A
A.2.3×10-18 W B.3.8×10-19 W
b.随着温度的升高,各种波长的辐射强度都会增加,辐射强度的极大值增大且向
波长较短的方向移动（左移）。
典例引导
例1 (多选)在实验室或工厂的高温炉子上
开一小孔,小孔可看作黑体,由小孔的热辐
射特性,就可以确定炉内的温度。如图所示
就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关
系图像,则下列说法正确的是( AD)
A.T1>T2
变式训练1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(
)
答案A
1.普朗克黑体辐射理论
三、能量子
情境探究
很多物理学家都想应用经典物理学对黑体辐射实验规律进行解释，都遭
遇无法克服的困难。
德国物理学家普朗克对黑体辐射问题进行了系统的理论研究,于1900年推
普朗克黑体辐射理论-ppt课件
2.1900年，爱因斯坦从苏黎世联邦工业大学毕业，5年后受量子化启发 提出了光量子,成功的解释了光电效应。1921年获诺奖。
3.1900年15岁的玻尔(Niels Bohr)正在哥本哈根的中学里读书。13年 后，他提出了原子轨道量子化，成功解释了氢原子发光现象。1922年 获诺奖
4.1900年，康普顿8岁，23年后，通过实验最终使物理学家们 确认光量子图景的实在性，1927年获诺奖。
2.表达式 ε ＝ hν
1）ν是带电微粒的振动频率 波源的频率 即带电微粒吸收或辐射电磁波的频率
2）h 常量 普朗克常量 h＝6.62607015×10-34 J·s
带电微粒辐射或 吸收能量E=nε
n=1,2,…
能量量子化
四、能量量子化——物理学的新纪元
1.1900年12月14日，普朗克在柏林宣读了他关于黑体辐射的论文， 宣告了量子的诞生。那一年他42岁。普朗克把能量子引入物理学,正 确地破除了”能量连续变化”的传统观念,成为现代物理学思想的基 石之一, 为我们打开了量子之门。1918年获诺奖。
一、黑体与黑体辐射
1.黑体 理想模型 “完美的”吸收器、发射器
能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射 的物体就是绝对黑体，简称黑体。
已知物体都能辐射红外线（电磁波）
烟煤
2.黑体辐射的特点
电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 这样的辐射更能反映具有普遍意义的热辐射客观规律
一、黑体与黑体辐射
大多数人想改造这个世界,但却极少数人想改造自己
——列夫·托尔斯泰
但最终确是极少数改造自己的人改造了世界
选择性必修三
电磁波的 粒子性认识
原子结构的 认识
波粒二象性
选择性必修三 第四章 原子结构和波粒二象性
3.1900年15岁的玻尔(Niels Bohr)正在哥本哈根的中学里读书。13年 后，他提出了原子轨道量子化，成功解释了氢原子发光现象。1922年 获诺奖
4.1900年，康普顿8岁，23年后，通过实验最终使物理学家们 确认光量子图景的实在性，1927年获诺奖。
2.表达式 ε ＝ hν
1）ν是带电微粒的振动频率 波源的频率 即带电微粒吸收或辐射电磁波的频率
2）h 常量 普朗克常量 h＝6.62607015×10-34 J·s
带电微粒辐射或 吸收能量E=nε
n=1,2,…
能量量子化
四、能量量子化——物理学的新纪元
1.1900年12月14日，普朗克在柏林宣读了他关于黑体辐射的论文， 宣告了量子的诞生。那一年他42岁。普朗克把能量子引入物理学,正 确地破除了”能量连续变化”的传统观念,成为现代物理学思想的基 石之一, 为我们打开了量子之门。1918年获诺奖。
一、黑体与黑体辐射
1.黑体 理想模型 “完美的”吸收器、发射器
能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射 的物体就是绝对黑体，简称黑体。
已知物体都能辐射红外线（电磁波）
烟煤
2.黑体辐射的特点
电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 这样的辐射更能反映具有普遍意义的热辐射客观规律
一、黑体与黑体辐射
大多数人想改造这个世界,但却极少数人想改造自己
——列夫·托尔斯泰
但最终确是极少数改造自己的人改造了世界
选择性必修三
电磁波的 粒子性认识
原子结构的 认识
波粒二象性
选择性必修三 第四章 原子结构和波粒二象性
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பைடு நூலகம்
普朗克(Max Karl Ernst Ludwig Planck, 1858―1947)
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(Max Karl Ernst Ludwig Planck, 1858―1947)
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。