放射率

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放射率(ほうしゃりつ、: emissivity)は、物体が熱放射で放出する光のエネルギー(放射輝度)を、同温の黒体が放出する光(黒体放射)のエネルギーを 1 としたときの比である。0 以上 1 以下の値(無次元量)であり、物質により、また、光の波長により異なる。

キルヒホッフの法則によると, 放射率εと吸収率αは等しい:

ε = α

また、エネルギー保存則から、ある波長の光が物体に当たった時、反射率ρ、透過率τ、吸収率αの和は 1 になる:

ρ + τ + α = 1

もしも、物体が十分に厚ければ、透過率τは 0 になる。すると

ρ + α = 1

となる。この式に上記のキルヒホッフの法則を使うと

ρ = 1 - ε

となる。すなわち、放射率εが大きければ反射率は小さく、逆に小さければ反射率は大きい。このことから、光をなるべく反射するには、放射率の小さな素材で物体表面を覆えばよいということがわかる。

例えば、消防士の着る耐熱服の表面が金属でコーティングされているのは、金属の放射率が広範囲の波長において低い(反射率が高い)ためである。高温な物体から照射される熱放射を反射することにより、消防士の体を高温から守るのである。

値の例[編集]

各物質について、放射率εは以下の程度の値をとる。

  • アルミニウム  0.02-0.1
  • 鉄(酸化面)  0.5-0.9
  • ゴム      0.95
  • セラミック   0.95