师：各位同学，大家好！今天很高兴和同学们一起学习本节课内容。19世纪末，经典物理学发展已相当成熟，但在解释微观粒子运动时，却遇到了难以解决的困难。那么，微观粒子的运动该如何描述呢？带着这个疑问，让我们一起走进今天的课堂。
师：烤火是一种传统的取暖方式，因为火炉会向外辐射。是不是只有高温物体才会向外辐射呢？草木、山石、动物会不会也有这种辐射？请同学们阅读教材27页第一段，并思考以下两个问题：一、什么是热辐射？热辐射的特性是什么？给大家两分钟时间阅读思考。
师：好，通过阅读我们了解到，其实周围一切物体都在辐射电磁波，且这种辐射与温度有关，所以叫热辐射。下面我们简单了解一下电磁波，X射线、紫外线、可见光等都属于电磁波。可见光在整个电磁波中占比较窄的波段，绝大多数电磁波是不可见光。物体在室温时辐射的主要是波长较长的电磁波，无法引起人的视觉。但随着温度升高，辐射中波长较短的成分会越来越强。
师：同时我们也知道，随着温度变化，辐射强度按波长的分布情况也不同，这就是热辐射的特性。除热辐射外，物体表面还会吸收、反射外界射来的电磁波。常温下我们看到物体的颜色就是反射光所致。有些物体在光照射下看起来比较黑，是因为这个物体吸收电磁波的能力较强，反射电磁波的能力较弱。如果物体反射电磁波的能力弱到可以忽略，我们就构建一个新的物理模型——黑体。
师：下面来看黑体的定义。如果某种物体能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体称为绝对黑体，简称黑体。在物理上，为突出主要因素、忽略次要因素，常采用理想化模型的研究方法。请同学们对比观察窗户与教学楼外墙壁的亮度，通过比较可以看出窗户看起来比较暗，这是什么原因呢？大家思考一下。
生：反射光在室内经过多次反射吸收，能够从窗户射出的光很少，能进入人眼睛的就更少，所以窗户看起来比较暗。
师：对。如果我们不断缩小窗户的大小，从室内透过窗户射到室外的光会更少更弱，以至于可以忽略，这时窗户就可近似看作一个黑体。其实真正理想化的黑体，是在空腔壁上开一个非常小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射吸收，最终无法从小孔穿出，小孔就成了一个绝对的黑体。通过刚才对黑体概念的了解，请同学们思考两句话：黑色的物体就是黑体，黑体就一定是黑色的物体。这句话正确吗？
生：不正确。
师：下面我们来解释一下。黑色的物体是指能够吸收全部可见光，但不一定能吸收不可见光。也就是说，若认为某个物体是黑色的，也许还有比它更黑的物体。因此，黑色的物体不一定就是黑体。当黑体自身辐射很强时，看起来会很明亮，比如太阳。也就是说，黑体不一定是黑色的物体。黑体只是为研究热辐射而假想的一个理想化模型，与前面学的质点、电荷类似。通过讲解，我们知道上面两句话都是错误的。实验表明，对于一般材料的物体，其热辐射除与温度有关外，还与材料的种类、表面状况有关。而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。也就是说，研究黑体的辐射是为了了解一般材料物体的热辐射。下面我们研究一下黑体辐射的实验规律。先看实验原理，加热空腔使其温度升高，小孔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。如果借助分光技术、热电偶等设备，就可测出黑体辐射强度按波长的分布情况。经实验，我们得到了4种不同温度下黑体辐射强度与波长的关系，从下往上，温度依次是1100K、1300K、1500K和1700K。随着温度升高，同学们能发现黑体的辐射规律吗？请阅读教材28页第二自然段，从中找出黑体的辐射规律。
生：随着温度升高，一方面各种波长的辐射强度都有所增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
师：对，这就是黑体的辐射规律。对于新发现的物理现象和规律，物理学家们总想用已有的知识去解释。那么，该如何解释黑体辐射的实验规律呢？许多物理学家做了多种尝试。其中，德国物理学家维恩、英国物理学家瑞利于1896年、1900年分别给出了黑体辐射强度按波长分布的理论公式。我们来看，图中红色实线是黑体辐射的实验规律，蓝色虚线是由维恩公式得出，绿色虚线是由瑞利公式得出。通过比较发现，对于维恩公式，在短波区也就是波长较短的区域，与实验非常接近，但长波区与实验偏离很大。而瑞利公式在波长较长的区域与实验基本一致，但短波区与实验严重不符。从图中可以看出，不仅不符，当波长趋于0时，辐射强度趋于无穷大，这个结果在当时看来很荒谬。由于波长很小的辐射主要集中在紫外线波段，所以当时这个荒谬的结果被称为“紫外灾难”。为得到与实验相符的黑体辐射公式，德国物理学家普朗克也做了大量尝试，进行了激烈的思想斗争。最后他说，微观世界的某些规律在宏观世界看来可能很奇怪。我们来了解一下普朗克，他是德国物理学家，量子物理学的开创者和奠基人，是与爱因斯坦声誉相当的科学家。普朗克的伟大成就是创立了量子论，这是物理学史上一次巨大的变革，从此结束了经典物理学一统天下的局面。1918年，他因这一成就获得诺贝尔物理学奖。正是因为微观世界很奇怪，1900年底，普朗克做了大胆假设。