貞徳舎株式会社 工業用電熱ヒータ及び耐火物の製造・販売

放射に関する3つの基本法則

1:プランクの法則

物質はその温度に応じたエネルギーを電磁波の形で 放射しています。
放射されるエネルギーは、温度、物質により、またその表面状態などにより変化します。 図は、黒体の放射エネルギーと波長の関係を示したもので、プランクの法則と呼ばれます。 一般の物質では放射率が1以下になります。 したがって、黒体と同一温度の物質の分光放射エネルギー特性は、黒体の示すそれ(下図の山形曲線)より下側に、曲線が描かれることになります。

■黒体(こくたい、英: black body)

外部から入射する電磁波を、あらゆる波長にわたっ て完全に吸収し、また熱放射できる物体のこと。

2: ステファンボルツマンの法則

物質から放射されるエネルギー量は、物質の温度が高 くなるにつれて大きくなります。 絶対温度T(単位:ケルビンK)の黒体から放射され るエネルギー量(E)は、プランクの法則を全波長に 対して積分することで得られ、絶対温度の4乗に比例 する形で与えられます。
これをステファンボルツマンの法則といいます。

E=5.6697×10-8・T4 [W/m2]
E=5.6697×10-8[W/m2・K4]

3: ウィーンの変位則

物質から放射される電磁波のピーク波長は、 放射体の温度が高くなるにつれて短波長側にシフトし ます。

λ=2897/T [μm]

これをウィーンの変位則といいます。 ウィーンの変位則で示されるピーク波長を境に短波長 側の積算面積(エネルギー)は、全体エネルギーの 25%で、長波長側は75%です。

グラフ