完全放射体
full radiator、blackbody
かんぜんほうしゃたい
解説
物体の色は、その物体が反射する可視光線の波長に由来する。特定の波長の可視光線を吸収し、残りを反射する物質は、その波長に応じて色を持つ。一方、全ての可視光線を反射する物体は白であり、逆に全ての可視光を吸収する物体は黒になる。そのため、可視光線に限らず、あらゆる波長の電磁波を吸収する物質を完全放射体(黒体)と呼ぶ。
しかし、黒い物体であっても、全く可視光線を反射しない物質は存在しない。したがって完全な意味での黒体(完全黒体)は現実には存在しない。
現在、工業的に作り出された最も黒体に近い物質はカーボンナノチューブ黒体であり、紫外線から遠赤外線(200~200000nm)までの波長域で99%の光を吸収する。
※黒体からの熱などの放射を黒体放射と言うが、ある温度の黒体から放射される電磁波のスペクトルは一定である。温度 T において、波長 λ の電磁波の黒体放射強度 B (λ) は、
で表される。これをプランク分布と言う。
プランク分布を全波長領域で積分することで、黒体放射の全エネルギーがT4
に比例(E =σT4
,σステファン・ボルツマン定数)するというステファン・ボルツマンの法則を得る。また微分して B (λ) が極大となる λ を求めることで、放射強度最大の波長が T に反比例するというウィーンの変位則を得る。