サーマル放射線は、物体によって放出され吸収されるエネルギーを理解する上で重要な役割を果たしている物理学の基本的な概念です。それは、すべてのオブジェクトが赤外線スペクトルの形でエネルギーを放出するプロセスです。この記事は、その原則、法、およびアプリケーションを含む熱放射の基本的なものになります。

サーマル放射線とは?

熱放射は、温度が絶対ゼロよりも大きいすべての問題から電磁波の放出です。 熱伝達のための媒体を必要とする伝導と対流とは異なり、熱放射は真空で発生することができます。 放出されるエネルギーは、材料内の電荷粒子の熱運動によるものです。

電磁波の性質

電磁波は、空間を通した電気および磁場の波で構成されます。これらの波は、その波長と周波数によって特徴付けられ、それは逆に関連しています。電磁放射線のスペクトルは次のとおりです。

  • 電波
  • マイクロ波
  • 赤外線放射
  • 可視光
  • 紫外線放射
  • X線
  • ガンマ線

黒い体放射線

黒い体は、すべてのインシデント放射線を吸収する理想的な物理的オブジェクトです。, 周波数や発生角度に関係なく. また、その温度に依存する特性スペクトルで放射線を放射します。. 黒い体放射線の概念は、熱放射線を理解するために不可欠です。.

プランクの法則

Planckの法則は、与えられた温度で熱平衡で黒体によって放出される電磁放射のスペクトル密度を記述します。それは温度と放射線の強度が上昇し、温度が上昇するにつれて短い波長にシフトすることを意味します。

シュファン・ボルツマン法律事務所

Stefan-Boltzmann 法は、黒人体の単位の表面面積当たりの総エネルギーが絶対温度の 4 番目の電力に比例していることを述べています。数学的に、それは次のように表現されます。

  • J = σT4 の

Jは、ユニット面積当たりのエネルギーの総量である場合、σはステファン・ボルツマン定数であり、Tはケルビンの絶対温度です。

従順性と豊饒

放射率は、表面が黒体と比較して熱放射を放射する方法の尺度です。それは、0から1の範囲で、完璧な放出を示す。吸収率は、放射線の吸収のために同様に定義されます。キッホフの法によると、熱平衡では、体の過敏性は、その吸収性を等しくします。

サーマル放射線の応用

熱放射を理解することは科学および工学の多数の適用を、下記のものを含んでいます:

  • 熱画像および赤外線カメラ
  • 気候モデルと気象学
  • 建物のエネルギー効率
  • 産業プロセスの熱伝達
  • 星を占い、勉強する

コンテンツ

サーマル放射線は、エネルギーがオブジェクトによって放出され吸収される方法を説明する重要な概念です。 黒い身体の放射線、Planckの法、Steefan-Boltzmann Lawの原則を通して、熱エネルギーの行動に洞察を得ることができます。 様々な分野にわたるそのアプリケーションは、理論的および実用的なコンテキストの両方の重要性を強調しています。