表面温度とそこから放射されるある波長のエネルギー強度は,一つの方程式で示せるようなものでしょうか

[ステファン・ボルツマンの法則]と[黒体が半球空間に放射する熱放射エネルギーの公式=温度と波長によってエネルギーが決まる]
黒体以外のものでは,数倍から1桁以上も放射率が大幅に変わるようです。
しかし,温度が平衡状態の場合では,総放出エネルギーと総入力エネルギーも平衡するので,5μmの放出が少なくなるなら,他の波長の放出が増えているはずです。
同じ表面温度(例えば500℃)で,遠赤外線を多く出すものと,少ししか出さないものがあるのでしょうか。
その実例とか,そうしたことが背景にある現象や,そうしたことを利用した道具などがあったら知りたいと思います。
http://www.avio.co.jp/products/tvs/what_thermo/
http://www.iic-hq.co.jp/kbs/keisoku_service/11-sekigaisen-keisoku.html
http://www.anritsu-meter.co.jp/tec/tecguide_6.htm
http://www.raytekjapan.co.jp/tools/products/view.html?phase=show&id=1036023755&tool_id=14&cat_id=6.4

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回答(1件)

id:haguruma_taro No.1

haguruma_taro回答回数3ベストアンサー獲得回数02005/01/02 01:15:03

ポイント50pt

黒体放射についてのURLです。説明文中ほどの熱放射強度−波長関数をみると、温度によって放出する波長強度は決まっているようです。

しかし、物体の表面性状等により放射率は変化するためある波長を多く出したり少ししか出さなかったりする。物体の温度と放射される電磁波の波長の積はどの物質においても一定である。

id:hathi

ありがとうございます。黒体の場合は温度で一意に決定できること,平面物体を法線方向から観測した時の放射率を固有放射率(characteristic emissivity)という。厳密には固有放射率は、波長および物体の温度に依存する。さらに実際の観測においては、放射率は物体の表面状態(酸化、汚れ等)、表面形状(粗さ、凹凸)、観測方向等に依存する。その実際の観測状態での放射率を実効放射率または有効放射率(effective emissivity)という。単位波長当りの放射率を分光放射率ε(λ) (spectral emissivity)といい、全放射率(平均放射率)εは分光放射発散度M(λ, T)を用いて表せることは分かりました。

これだけだとすべての波長の放射も抑制される方向=総放出エネルギーが減る方向になります。温度が平衡しているとすると,総入力エネルギーも減って,外部から見ると反射が増えることになるのでしょうか?

同じ温度の物体では,どの波長を計測しても,黒体がもっとも多くの放射をし,他の物体は放射が少なくなるのでしょうか。

逆に言えば,どの物体でもどんな表面でも,黒体よりも放射が少ないのが物理の原理でしょうか。

こうした放射率の差が原因となっている自然現象やこれを利用した道具があれば,教えてください。

2005/01/02 11:29:13

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