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気体、液体または固体を構成する原子や分子から、温度に依存する電磁波が放出されていること ウィキペディアから
熱放射(ねつほうしゃ、英: thermal radiation)とは、気体、液体または固体を構成する原子や分子から、温度に依存する電磁波が放出されていることをいう[1]。熱放射の源は、熱運動である[1]。放射特性は物質の種類と温度で決まり[2]、振動数の次元において広い連続スペクトルをもつ[3]。熱放射は、伝熱の一種である。熱輻射(ねつふくしゃ)、温度放射、温度輻射ともいう[4]。室温における熱放射の主成分は、赤外線である[3]。
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熱放射の基礎理論はプランクの法則である。白熱電球は、電流が少ない場合は弱く赤っぽい光を出すが、電流が多くなると強く白っぽい光を出す。その理由はプランクの法則で説明できる。プランクの法則は、黒体という仮想的な物体について、熱放射のスペクトルと温度の関係を説明している。黒体が発する熱放射を黒体放射という。同じ温度での実際の物体の熱放射は黒体放射よりも弱いが[5]、基本的な性質は同じである[3]。実際の物体が出す熱放射と黒体放射の比を射出率または放射率εという。
以下の法則は、全てプランクの法則から導出される。
輻射伝熱ともいう[6]。物体は外から当たった電磁波を反射・透過・吸収し、外へ向かって電磁波を放出する[3]。全ての物体が電磁波を出し、それを相互に吸収することによって、差し引きでエネルギーが移動する。物体同士が離れていても、また、熱を媒介する物質がない真空でも熱が伝わる[3][5]。気温が同じでも日向と日陰で体感温度が異なるのは、輻射伝熱によるものである。
熱力学温度Ts 、表面積A2 で放射率ε2 の物体が、周囲の壁面(表面積A1 、放射率ε1 、熱力学温度Ta)に熱放射によって単位時間に放出する熱量P は下の式になる。
A2 << A1 の時、すなわち遠くへ熱が広がっていく場合は
となる。熱放射される熱量は、シュテファン=ボルツマン定数が小さい値なので[要検証]、温度が低い時は小さいが、熱力学温度の4乗に比例するので、高温伝熱では熱伝導、対流以上に重要[5]である。
壁面がより一般的な位置関係をとる場合は、形態係数F1→2 を用いて次のように表される。
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