温度と放射について （内部、外部）
黒体輻射、黒体放射、空洞放射って、なんとなく ｢温度＝電磁波放射｣と思っていたのです。
http://www.fintech.co.jp/hikaributuri.htm#3
ところが、急に、疑問を持ってしまいました。
例えば、2000℃の鉄や銅などの金属は溶融しているのが普通の状態です。その溶融体の表面から電磁波がでていてというのはわかるのですが、表面でない部分・内部も2000℃だと思います。その内部にある物体は何かのエネルギーを電磁波という形でなくで放出しているのでしょうか。それとも内部にある分子や原子はただ激しく運動している・運動エネルギーを出しているのでしょうか。
仮にモリブデンのような物質の同じ外形の球（1つは完全に充填している/１つは外殻のみで内部は中空）を2000℃にした場合、この球から放射されている電磁波の総量は、二つで同じなのでしょうか。違うのでしょうか。表面積と表面温度が全く同じで、放射されている電磁波の総量が同じなら、球の内部の物質からは球外にでるエネルギーに影響するものはないということでしょうか。
みんなの回答
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hathi
仮にモリブデンのような物質の同じ外形の球（1つは完全に充填している/１つは外殻のみで内部は中空）を2000℃にした場合、この球から放射されている電磁波の総量は、(外殻のみで内部は中空の球)は殻の外表面と、殻の内表面から輻射されるから、(外殻のみで内部は中空の球)が(中身も充填されている球)の約倍量になるのでしょうか。
球の内部の物質はそれが高温であっても、温度に依存した電磁波の放出は表面に露出してない以上は起きないということでしょうか。
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なぽりん
満足100pt
中身にある原子も電磁波を発射しますが、それを外側にある電子が受け止めて遮断してしまうので、最も外側にある原子のみが電磁波を発射するものと考えてよさそうです。また、外側にある原子はある程度電磁波などを放射することでさめますが、内部まで溶融していれば対流が起こることで新たに高温の最外層が露出して放射を続けることができると考えられます。
たとえていえば、微量の高温のお湯はすぐ冷めて湯気を出さなくなるが、たっぷりあるお湯は表面にあるお湯が冷めても内部にあるお湯が上にあがってきたときにまた湯気を出すのでずっと湯気を出し続けられる。みたいなことで考えてみたらどうでしょうか。内部にあるお湯も湯気を出す能力はもっていますが、回りにある水分子に湯気を遮断されるだけで、表面にあがってきたら、湯気を出します。
温度と、外気に触れる部分の表面積が同じなら、瞬間に発生する湯気の量は同じでしょう。 -
なぽりんこの質問へのコメント
質問の情報
- 登録日時
- 2017-05-17 07:22:58
- 終了日時
- 2017-05-28 07:25:03
- 回答条件
- 1人5回まで
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