最后更新: 2024-12-15 16:39 查看: 303 次反馈刷题

黑体辐射及实验规律

1.热辐射
(1)定义：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温度 的不同而有所不同.
2.黑体、黑体辐射的实验规律
(1)黑体：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.

(2)黑体辐射的实验规律：
①对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除了与温度有关，还与材料的种类 及表面状况有关.

②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.随着温度的升高，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，如图.
 ![图片](/uploads/2024-12/61774b.jpg)
 
 3.能量子
(1)定义：普朗克认为，当带电微粒辐射或吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值ε的 整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子.
(2)能量子大小：ε＝hv     ，其中ν是带电微粒吸收或辐射电磁波的频率，h称为普朗克常量.h＝6.626×10－34 J·s(一般取h＝6.63×10－34 J·s).

## 判断
1.黑体能够反射各种波长的电磁波，但不会辐射电磁波.(　错　)
2.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，辐射强度极大值向波长较短的方向移动.(　对　)
3.玻尔为得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，提出了能量子的假说.(错　　)

`例`(多选)关于黑体辐射的实验规律如图所示，下列说法正确的是
A.黑体能够完全吸收照射到它上面的光波
B.随着温度的降低，各种波长的光辐射强度都有所　增加
C.随着温度的升高，辐射强度极大值向波长较长的　方向移动
D.黑体辐射的强度只与它的温度有关，与形状和黑体材料无关
 ![图片](/uploads/2024-12/d63384.jpg)
 
 解：能完全吸收照射到它上面的各种频率的电磁波而不发生反射的物体称为黑体，选项A正确；
由题图可知，随温度的降低，各种波长的光辐射强度都有所减小，选项B错误；
随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，选项C错误；
一般物体辐射电磁波的情况除了与温度有关，还与材料的种类及表面情况有关，但黑体辐射电磁波的情况只与它的温度有关，选项D正确.

`例`一点光源以 113 W 的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为 $6 \times 10^{-7} m$ 的光，在离点光源距离为 $R$ 处每秒垂直通过每平方米的光子数为 $3 \times 10^{14}$ 个. 普朗克常量为 $h=6.63 \times 10^{-34} J \cdot s . R$ 约为
A. $1 \times 10^2 m$
B. $3 \times 10^2 m$
C. $6 \times 10^2 m$
D. $9 \times 10^2 m$
解：一个光子的能量为 $E=h v$ ，
$v$ 为光的频率，光的波长与频率的关系为 $c=\lambda v$ ，
光源每秒发出的光子的个数为 $n=\frac{P}{h v}=\frac{P \lambda}{h c}$,
$P$ 为光源的功率，光子以球面波的形式传播，那么以光源为原点的球面上的光子数相同，此时距光源的距离为 $R$ 处，每秒垂直通过每平方米的光子数为 $3 \times 10^{14}$ 个，
那么此处的球面的表面积为 $S=4 \pi R^2$, 则 $\frac{n}{S}=3 \times 10^{14}$,
联立以上各式解得 $R \approx 3 \times 10^2 m$ ，故选B.

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