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なぜ色によって熱の吸収率が違うのですか?

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A 回答 (1件)

放射もしくは輻射による熱の授受は、反射+吸収で計算出来ます。


反射は、はねかえしているので熱に変わりません。
黒にちかくなるほど、反射が少なくなると言う事です。(色が見えると言う事は反射しているからです)
色による特性の変化は、吸収する光線の熱エネルギーに関連します。
基本的には、黒に近い方が反射するエネルギーが少ないので、吸収する熱量が多いと考えらます。
実験の結果、熱の吸収量の大小を測定して、色ごとに違いを整理すれば、色ごとの反射する熱量が計算出来ると思います。
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私は中学2年で、今自由研究をしています。その自由研究の内容はまず透明なプラスチックコップに黒、白、赤、緑、青、なにもはってないもの、の6つを用意し同じ量の水をいれ太陽の光がよくあたる場所(外)におきました。そして30分後と1時間後にそれぞれのコップの水の温度をはかりました。そしたらこんな結果になりました。

       赤   青   黄  黒  白  なし
30分後  35,5  35,8  35  36,3 34,5 36
1時間後  35,8  36   35,5  37  35,2 36,2

こんな結果になりました。
この結果からは『白→黄→赤→青→なし→黒』
となりますが、一番黒が光を吸収し白が一番光を吸収しないとゆうことであってるのでしょうか?
『白→黄→赤→青→なし→黒』何故このような結果になったのでしょうか?色の濃さが関係しているんでしょうか。

Aベストアンサー

>一番黒が光を吸収し白が一番光を吸収しないとゆうことであってるのでしょうか?

水温が光の吸収のみに依存しているのでしたら実験結果をみるとそういうことになりますね。


>色の濃さが関係しているんでしょうか。

色の濃さが関係しているかもしれませんし、そうでないかもしれませんね。
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Q黒色は熱(赤外線)を放射する効率がいいそうですが、なぜ、色で違いがある

黒色は熱(赤外線)を放射する効率がいいそうですが、なぜ、色で違いがあるのか?
逆はわかります(白は反射するが黒色は反射しにくいから光を吸収する)
ただ、光のまったく当たらない場所で、熱を逃がすために黒色塗装が使われているのに、なぜ熱の放射に色が関係するのかわかりません。(宇宙空間などで使われてる)

Aベストアンサー

この場合の黒と言う場合は必ずしも可視光線に対しての黒とは限りません。
黒と言うのは、対象とする電磁波(可視光線も電磁波)について、すべてを吸収して反射しない表面の性質という意味です。
 これは、物理の根本法則ですが、その表面は双方向なのです。反射しない=輻射するという意味です。
 もし輻射以外での熱の交換がない・・対流や伝導がない宇宙空間を想像する・・・場合であっても物体は周囲と同じ温度になろうとします。(マックスウェルの悪魔も参照)
 そのとき、周囲の環境の熱、すなわち電磁波はその物体に当たって温度を上昇させますが、同時にその物体はその物体の温度に依存する電磁波を輻射しています。その効率はひとえにその物体の表面の色(まさにそれこそが色の本質)によります。黒い物はたくさん吸収するけど沢山輻射もする。白(すなわち反射する物)は受け取りもしないし、輻射もしない。

>逆はわかります(白は反射するが黒色は反射しにくいから光を吸収する)
 魔法瓶は輻射しないから熱が逃げないし、吸収しないから温まらない。

 宇宙船や宇宙服が白いのは太陽の輻射を避けるためですし、黒い部分は宇宙に向かって熱を放出したい場所。電子部品の放熱板も黒ですし・・

 ですから、最も明るい色は黒だということも正しい。白じゃないのですよ。白が明るいのはそれに光があたっているときだけで、光があたってなきゃ黒が一番明るい。

この場合の黒と言う場合は必ずしも可視光線に対しての黒とは限りません。
黒と言うのは、対象とする電磁波(可視光線も電磁波)について、すべてを吸収して反射しない表面の性質という意味です。
 これは、物理の根本法則ですが、その表面は双方向なのです。反射しない=輻射するという意味です。
 もし輻射以外での熱の交換がない・・対流や伝導がない宇宙空間を想像する・・・場合であっても物体は周囲と同じ温度になろうとします。(マックスウェルの悪魔も参照)
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