熱の伝わり方3種（熱伝導、対流、熱放射）は、究極的には3種とも電磁波で熱を伝えているといえますか？

熱の伝わり方には１．熱伝導、２．対流、３．熱放射の3種類が定義されていますが、究極的には3種とも電磁波で熱を伝えているといえますか？
言えるとすれば、以下の説明は成り立ちますか？

１．熱伝導は、分子が密集した固体内部で分子間の振動が伝わるので熱（分子の振動）が伝わりやすい。

２．対流は、液体や気体などの流体によって熱が伝わります。分子間の距離が固体より離れるため熱伝導より熱は伝わりにくいのですが、液体や気体の分子が熱エネルギーの低い分子に積極的に熱を伝達します。

３．熱放射（熱輻射）は、熱が電磁波によって運ばれます。例えば太陽（加熱物）の熱は真空中でも電磁波となってエネルギーを地球（被加熱物）に届けて電磁波で地球を構成する分子の振動を増幅させて熱になります。

ただ、熱伝導では分子間が密着している、対流では分子は互いに離れていますが比較的密集している。

それに対して、熱放射では加熱物と非加熱物の間に対流が起こるほど分子が存在しないので電磁波の存在がクローズアップされているだけで、基本的に加熱物と被加熱物の分子間で熱を伝えているのは電磁波による分子の振動エネルギーの伝播と言えるのではないでしょうか。

No.1 回答者： paulrachel 回答日時： 2018/01/13 18:36

1. 熱伝導は運動エネルギーを持つ分子同が近接する他の分子に衝突する際に運動エネルギーを分け与えるもので交流的な電磁波とは言えません。

2. 対流は温度や表面張力などが原因により不均質性が生ずるため、その内部で重力によって引き起こされる流動が生ずる現象です。例えば天気予報などで大気の運動を考える時に必要な概念です。交流的な電磁波とは言えません。
3. 熱放射（熱輻射）は熱が電磁波として運ばれる現象です。光も電磁波の一種です。電磁波は分子があってもなくても光の速度で進みます。地球が太陽から受けるエネルギーは熱放射によるものです。

この回答へのお礼

paulrachel様
ご教示ありがとうございます。
1. 分子同士が衝突して運動エネルギーを分け与えるとありますが、電子や素粒子レベルのミクロな視点で見ると、エネルギーは電磁波の波としてエネルギーを分子間で伝達していると考えられないでしょうか？
2. 流動が生じてエネルギー伝達がされるときも、1.と同様に電子レベルでは、分子同士が直接ぶつかることはなく電磁波の波でエネルギーを伝達していると考えられないでしょうか？

お礼日時：2018/01/13 21:11

No.2 ベストアンサー 回答者： paulrachel 回答日時： 2018/01/14 08:53

＜分子同士が衝突して運動エネルギーを分け与えるとありますが、電子や素粒子レベルのミクロな視点で見ると、エネルギーは電磁波の波としてエネルギーを分子間で伝達していると考えられないでしょうか？ ＞

ここで論じているのは質量と運動量を基本概念とする古典的な力学の概念です。我々はリンゴが落ちるのを見て電磁波を想起しませんよね？リンゴを分子に置き換えただけのことです。

＜流動が生じてエネルギー伝達がされるときも、1.と同様に電子レベルでは、分子同士が直接ぶつかることはなく電磁波の波でエネルギーを伝達していると考えられないでしょうか？＞

分子同士が直接ぶつかると考えて矛盾が起きない限りは古典的な力学の概念で考えます。

備考：一つ問題が起きるとすれば「発光」を伴う場合で、その取扱いには量子力学が必要になります。半導体工学などで必要になります。なお光は電磁波ですが量子論的発光を取り扱うのに電磁気学は用いません。

この回答へのお礼

paulrachel様

ご教示ありがとうござい。
古典的な力学の概念とのご説明ありがとうございます。
量子力学のようなレベルは理解不能なのでわかりやすい古典的力学でとりあえず納得します。
お忙しい中ご教示いただきありがとうございました。

お礼日時：2018/01/15 10:19