大学物理课程分课次教案(48)

大学物理课程分课次（48） 一、教学目的与要求 1、了解单色辐出度、总辐出度、黑体的概念 2、掌握斯特藩－玻尔兹曼定律、维恩位移定律等内容 3、理解普朗克量子假说的内容及其意义，了解普朗克公式 二、教材内容与补充内容 教材内容：ch15 量子理论基础 15.1 黑体辐射 普朗克量子假说 (1.热辐射 黑体;2.黑体辐射的实验规律;3.经典物理学的困难和普朗克能量子假设) 下册（P161－164） 三、重点与难点 重点：斯特藩－玻尔兹曼定律、维恩位移定律 普朗克的量子假说 难点：单色辐出度、总辐出度、普朗克的量子假说 四、教学组织 教学形式：多媒体结合板 导入新课：（2′）ch15 量子理论基础 15.1 黑体辐射 普朗克量子假设 15.1.1 热辐射 黑体（20′） 任何物体在任何温度下都以电磁波的形式向外发射能量的行为叫做热辐射。 1. 单色辐射本领e(λ ,T) 温度为T时,辐射体面上单位面积在单位时间内所辐射的波 长在 λ 附近单位波长范围内电磁波能量。单位:瓦/米 3（W/m3）。 2. 总辐射本领(辐出度)E（T）温度为 T 时,辐射体表面上单位面积在单位时间内所辐 射的所有波长的电磁波能量叫做总辐射本领。    0 d),()(  TeTE 能完全吸收射到它上面的热辐射的物体叫做绝对黑体（简称黑体）。 无论从吸收电磁辐射还是发射电磁辐射来看，空腔的小孔都可以看成是黑体。 15.1.2 黑体辐射的实验规律（35′） 一 斯特藩－玻尔兹曼定律 对于给定温度的黑体，总辐射本领与温度的四次方成正比，即: 4( )E T T 其中 σ=5.67×10-8W／(m2·K4）为斯特藩－玻尔兹曼常数。 二 维恩位移定律 黑体单色辐出度 e(λ，T)最大值对应的波长 λm与黑体温度成反比，即: bT m 式中 b=2.898×10-3m·K。 上式表明，当黑体的温度升高时，在  ,e T  曲线上，与单色辐出度的峰值相对应的波长 m 向短波方向移动，此规律称为维恩位移定律。 15.1.3 经典物理学的困难和普朗克量子假设（25′） 1、 经典物理学的困难 2、 普朗克量子假设 1900 年，德国物理学家普朗克用提出了一个与实验结果符合得很好的热辐射公式 2 5 / 2π ( , ) (e 1)hc kT hc e T      式中 c为光速，h 为一普适常量，称为普朗克常量，其值为 J10626.6 34h 。上式叫做普朗克公式。 普朗克提出了能量子假设：辐射黑体表面带电粒子的振动可视作谐振子，这些谐振子可 以发射和吸收辐射能，但是这些振子只能处于某些分立的状态，在这些状态中，谐振子的能 量是某一最小能量 ε 0（称为能量子）的整数倍，即 0n  （n 为正整数，称为量子数）。 例 15-1，15-2 分析（15′） 课堂（3′） 五、作业与推荐阅读文献 1、作业：习题 15-1,3 2、参考文献： 张三慧，《大学基础物理学》下册（第 2 版 2007），清华大学出版社，P307－313 程守洙等,《普通物理学》下册（第 6 版 2006）,高等教育出版社,P211―220 马文蔚等，《物理学教程》下册（第 2 版 2006），高等教育出版社，P263－271