黒体放射とは

黒体放射は、物体によって反射されるのではなく、放射される熱放射です。 物理的には、黒体放射は常に反射放射と混合されます。これは、現実世界のすべてのオブジェクトが受信する電磁波の一部を反射するためです。 それにもかかわらず、仮想の黒体はその温度のみに依存して放射線を放出します。 熱い黒体は、実質的に可視範囲の光を放射し、したがって、人間に見えるでしょう。 クールな黒体は、主に赤外線範囲で放出され、人間の目には見えなくなります。

黒体は、入ってくるすべての電磁放射を吸収する物体です。 入射放射線は体の表面で反射されません。 黒体は物理的な世界には存在しません。 これらは概念的および理論的な目的に使用される理想的なオブジェクトです。 現実世界の身体は、入ってくる放射線の一部を常に反射しますが、この量は変化します。 黒体は、入射光波を反射しなかったため、寒いときに黒く見えるため、そのように名付けられました。

黒体を含むすべてのオブジェクトは、オブジェクトの温度に依存する量の熱放射を放出します。 実際、この量はオブジェクトの絶対温度の4乗に比例します。 オブジェクトの絶対温度を2倍にすると（たとえば、オーブンを室温から華氏約600度（摂氏315度）にすると）、熱放射が16倍になります。 したがって、熱放射の総量は、温度が高くなると大幅に増加します。

約900°F（482°C）未満の温度では、ほとんどの黒体放射は電磁スペクトルの赤外線部分にあります。 この放射の波長は人間の視覚の範囲外であり、夜間に室温の物体を見ることができない理由を説明しています。 ただし、非常に熱い物体は、可視光の範囲で実質的に放射し始めます。 これは、夜に人々が燃える木や遠くの星を見ることができる理由を説明しています。 これらの高温の物体からの光は主に他の光源から反射されないため、黒体放射です。

前述のように、実世界のオブジェクトは常に、受け取った入射光の一部を反射します。 個人はこの反射光を物体を「見る」ことができると解釈します。 人々は、より熱い物体の黒体放射を反映しているため、冷たい物体を見ることができます。 可視光線が太陽から来るか電球から来るかに関係なく、それらは冷たい物体を跳ね返して初めて目に到達します。 この元の黒体放射がなければ、冷たい物体は黒く見えます。これは、高温の物体が見えない夜間に個人が気付くものです。 人間が赤外線で見ることができれば、室温の物体でも見ることができます。