「黒体放射」とはどういう意味ですか? 黒体放射と衣服の色にはどのような関係がありますか?

真夏が近づくにつれ、屋外で過ごす人は皆、夏の暑さで「やけど」する痛みを感じます。次は興味深い歴史エディターが詳しく紹介しますので、見てみましょう！

真夏の暑い時期に旅行する場合、ほとんどの人は服のスタイルが美しいかどうかを重視し、服の色やサイズについてはあまり気にしないかもしれません。実は、夏の旅行で体を涼しく感じさせるためには、着る服の色に注意する必要があります。これは空論ではありません。その理論的根拠は物理学における黒体放射の法則に由来しています。

「黒体放射」とは何ですか?

いわゆる黒体とは、外部の電磁波がこの黒体に当たると、電磁波が完全に吸収され、まったく反射されないことを意味します。黒体はとても気まぐれですが、実は黒体は単なる仮説上の物理モデルです。現実には存在しません。小さな穴のある空洞を黒体として近似することができます。なぜなら、そこに電磁波が放射されると、空洞内で何度も吸収され、反射され、最終的には基本的に外に出てこないからです。

19 世紀末には、賢明な実験物理学者たちが実験室でさまざまな温度の黒体放射を測定し、その分布を波長ごとに画像化していました。 1900年、ドイツの物理学者プランクは、エネルギーは断片的に存在し、不連続であるという量子仮説を提唱し、黒体放射の分布の数学的表現を理論的に見つけました。理論と実験の両方から、黒体放射スペクトルは特定の波長分布を満たし、その分布はおおよそ次の図のようになることが示されています。

色が薄いほど涼しい？夏の服装には思っている以上に気を付けるべき点がたくさんあります！

上の図から、可視光領域では黒体放射が最も強くて集中力が高く、次に赤外線領域、そして紫外線領域が最後であることが容易にわかります。では、黒体放射の法則を利用して、夏に外出するときに選ぶ服の色をどのように決めるのでしょうか。とても簡単です。上の図は、太陽が輝いているとき、太陽光は可視光であると考えられることを伝えているので、上の図の可視光領域だけを見る必要があります。

黒体放射線と衣服の色は実は関係がある？！

可視光線の色は、大まかに赤、オレンジ、黄、緑、シアン、青、紫に分けられます。赤色の光は波長が最も長く、エネルギーが最も低く、紫色の光は波長が最も短く、エネルギーが最も高くなります。また、私たちが物体の本来の色を見ることができるのは、その物体がその色そのものであるからではなく、その物体がその色の光を吸収するのではなく、他の色の光を吸収し、その色の光が目に映るからです。

赤い服は、波長が短くエネルギーが高い他の可視光線を吸収します。黒体放射の法則によれば、吸収力が強いほど放射能力も強くなります。赤い服は他の色の光を吸収した後、大量の光を反射し、その一部は服の外側から反射され、一部は服の内側から皮膚の表面に放射されます。

白い服は基本的に可視光を吸収しませんが、黒い服は基本的にすべての可視光を吸収します。したがって、理論的には、服の色だけを考えると、黒い服は可視光を吸収する能力が最も強く、温度も最も高くなります。白い服は可視光を吸収する能力が最も弱く、温度も最も低くなります。赤などの可視光の色は、白と黒の間の光を吸収する能力があり、温度もその間になります。しかし、現実の生活では、衣服の色だけを考慮し、衣服のサイズ、光にさらされる時間、体の熱放散メカニズムなどの他の要素は考慮しないため、状況は異なる場合があります。