(工事中)色の見え方と化学

色の見え方と化学

 
このページでは、

 

色の見え方と化学

 

について解説しています。

 

目に見える光と見えない光

 

 

 

 

 

 

 

伝導伝熱や対流伝熱では、固体中や液体、気体といった物体を介した熱の移動であるのに対して、
放射伝熱では物体ではなく、電磁波を介して熱を伝えます。

 

テレビなどでたまに見かけるサーモグラフによる温度測定は
この放射伝熱の仕組みを利用しています。

 

電磁波とは簡単に説明しますと、言葉の通りで電気と磁気の波のことで、
私たちにも見える可視光線や太陽の光にも含まれる紫外線等のことを表しています。

 

また、あらゆる物体はこの電磁波を放射しており、熱平衡状態では

 

物体の電磁波の吸収量=物体が電磁波を放射する量となっています。

 

入射された放射線は、

 

@物体に吸収される分(α)
A反射する分(ζ)
B透過する分(τ)

 

に分けられ、下図のようα+ζ+τ=1という関係式が成り立ちます。

 

 

物体により、吸収できる割合が異なり、α=1の時、
つまり入射分すべてを吸収する物体のことを黒体と呼びます。

 

プランクの法則

黒体から放射されることを、言葉そのままで黒体放射と呼びます。

 

また、単位面積、単位時間、単位波長あたりの放射するエネルギーのことを
単色放射能と呼び、波長と温度によりその大きさが変化します。

 

黒体放射と単色放射能の関係を表した法則をプランク(Planck)の法則と呼び、
以下の式で表されます。

 

 
この式において、横軸に波長λ、縦軸に単色放射能Ebλを取ると
下図のようになります。

 

また、赤色が1000K、緑色が900K、青色が700K辺りの波長と単色放射能の関係を表した
イメージ曲線です。

 

温度にもよりますが、波長が数μm〜数十μm辺りにある単色放射能が最大値を取る部分まで、
単調に上昇していき、最大値を取った後は単調に減少する曲線になります。

 

(なお、ウィーンの変位則について下図には記載していますが、説明は後程させて頂きます)

 

 
上図のように放射伝熱において、大きな単色放射能を持つ、つまり放射伝熱の影響が大きい値は
波長がおよそ0.2〜50μm程度です。

 

 

(参考(工事中)
可視光、赤外、紫外の区分図

 

ウィーン(Wien)の変位則

プランクの法則で波長と単色放射能の関係を示したように、
波長が数μm〜数十μm辺りにある単色放射能が最大値を取る部分まで、
単調に上昇していき、最大値を取った後は単調に減少する曲線になります。

 

単色放射能が最大値を取る波長の長さは、温度が高くなるほど低波長側にシフトしていることが
わかります。

 

身近な現象では、物質の表面温度が上がるほど色が高波長側の色(つまり赤→橙→黄→緑・・・)へ
変化していくことに対応しています。

 

これらはウィーン(Wien)の変位則と呼ばれる以下の法則により説明が付きます。

 

つまり、単色放射能が最大となる時の波長λと温度Tの積が一定であるため、
温度が上がると上記波長が短くなるのです。

 

 

 

 

 

 

 

μm辺りにある単色放射能が最大値を取る部分まで、
単調に上昇していき、最大値を取った
 
 
 
この現象を説明するために
 
するという法則があり、この法則をウィーン(Wien)の変位則と呼びます。

 

 

 

 

 

 

 

 

(工事中)

 

 

 

 

 

伝導伝熱は物質の分子や原子レベルでの、並進、回転、振動といった熱運動のエネルギーの
伝搬による熱の伝わり方のことを言います。

 

伝導伝熱は以下のフーリエ(Fourrier)の法則に従い、熱が伝わります。

(工事中)色の見え方と化学 関連ページ

SI単位(工事中)
pHとは?pHとpKaの関係
密度とは?比重とは?密度と比重の違いは?
ナノ粒子とかのナノって何なの?SI接頭語のまとめ
イオンとはそもそも何のこと?その1 イオン発見の歴史と原子の構造と原子番号、質量数
電位とは何?電位の定義は?
電気と電荷、静電気力
電流と電荷、電流と電子
コンデンサーと交流(工事中)
電圧とは何か?電圧のイメージ、電流と電圧の関係(オームの法則)
合成抵抗1
合成抵抗2(直列と並列が混ざった回路)
電力、電力量、ジュール熱
コンデンサーとは何か?コンデンサーの静電容量
コンデンサーの合成
磁場とは何か?
電流と磁場の関係(電流がつくる磁場)
電流が磁場から受ける力(フレミング左手の法則)
ローレンツ力
電磁誘導とレンツの法則
ファラデーの電磁誘導の法則
各種電磁誘導の問題の演習
相互誘導と自己誘導(相互インダクタンスと自己インダクタンス)
コイルを含む回路、コイルが蓄えるエネルギー(工事中)
直流と交流、交流の基礎知識(一部工事中)
抵抗、コンデンサーと交流
コイルと交流、交流のまとめ
光のエネルギー
物質波とブラッグ反射
簡易的な体積の測定方法
単位まとめ表
図積分とは?
脳のシナプスと電圧

HOME プロフィール お問い合わせ