黒体は 《物体・電磁波・温度》
物体の表面は、そこに当たった電磁波の一部を反射し残りを吸収するとともに、自らも電磁波を出す。
振動数νの入射電磁波のうち吸収されるものの割合をανとすると、この吸収能ανはνと温度Ｔの関数である。
すべてのνに対して吸収能が1であるような理想的物体を黒体という。
常温で真っ黒に見える物は黒体に近い。
物体が温度に応じて自ら出す放射を熱放射といい、その振動数分布は温度によって異なる。
外から当たる放射と出す放射が等量のとき、物体と周囲の放射とは平衡状態にあるといわれる。
同じ放射を受けて平衡にある物体を比較すれば、いちばん多く吸収する黒体が、出している放射もいちばん多いことがわかる。
黒塗りの自動車は、昼間は日光を多く吸収するが、夜になると他の色の車よりも放射をたくさん出すので、冬の夜などいちばん先に冷えて霜がつく。
十分厚い壁で囲まれた空洞に小さな穴をあけ、それを外から見た場合には、穴の部分は煤をつけたと同様に黒く見える。
そこに外から入射した電磁波は出る前に内部で吸収されてしまうから、外から見る限り黒体表面と同じになる。
内壁の絶対温度をＴとすると、壁から出た熱放射が空洞内に充満している。
これを温度Ｔの空洞放射という。
それを乱すことがないほど小さい穴を壁にあければ、外へはその空洞放射がそのままの割合で出ていくことになる。
穴を外から見ると黒体放射と同じであるから、黒体放射というのは空洞放射と同じであることがわかる。
黒体放射は、熱放射の基準として詳しく研究され、プランクの放射公式から量子論発見の糸口となった。
太陽の表面は絶対温度6000Ｋの黒体放射に近い放射を出している。
振動数νの入射電磁波のうち吸収されるものの割合をανとすると、この吸収能ανはνと温度Ｔの関数である。
すべてのνに対して吸収能が1であるような理想的物体を黒体という。
常温で真っ黒に見える物は黒体に近い。
物体が温度に応じて自ら出す放射を熱放射といい、その振動数分布は温度によって異なる。
外から当たる放射と出す放射が等量のとき、物体と周囲の放射とは平衡状態にあるといわれる。
同じ放射を受けて平衡にある物体を比較すれば、いちばん多く吸収する黒体が、出している放射もいちばん多いことがわかる。
黒塗りの自動車は、昼間は日光を多く吸収するが、夜になると他の色の車よりも放射をたくさん出すので、冬の夜などいちばん先に冷えて霜がつく。
十分厚い壁で囲まれた空洞に小さな穴をあけ、それを外から見た場合には、穴の部分は煤をつけたと同様に黒く見える。
そこに外から入射した電磁波は出る前に内部で吸収されてしまうから、外から見る限り黒体表面と同じになる。
内壁の絶対温度をＴとすると、壁から出た熱放射が空洞内に充満している。
これを温度Ｔの空洞放射という。
それを乱すことがないほど小さい穴を壁にあければ、外へはその空洞放射がそのままの割合で出ていくことになる。
穴を外から見ると黒体放射と同じであるから、黒体放射というのは空洞放射と同じであることがわかる。
黒体放射は、熱放射の基準として詳しく研究され、プランクの放射公式から量子論発見の糸口となった。
太陽の表面は絶対温度6000Ｋの黒体放射に近い放射を出している。
update:2010年03月17日
