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物体の温度と電磁放射スペクトル

プランクの放射則とステファン－ボルツマンの式

温度を有するあらゆる物体は、表面から電磁波を放射しています。
表面の放射率が100%の物体を完全黒体といい、 この完全黒体が放射す電磁波のスペクトルと表面温度の間には、プランクの放射則(法則)と呼ばれる関係があります。
プランクの法則とは、物理学における黒体から輻射(放射)される電磁波の分光放射輝度、もしくはエネルギー密度の波長分布に関する公式で、 あらゆる物体はその温度に応じた電磁波(すなわち光)を放射しています。
下記の図はプランクの法則に基づいて分光放射輝度をグラフ化したものです。

図「プランクの黒体放射曲線」

完全黒体が放射する電磁波スペクトル
あらゆる物体は、その温度の電磁波を発している

グラフのように、物体の温度が高いとスペクトルのピークは短波長へシフトし、低いと長波長にシフトします。

P = 5.68 × 10-12 × T4

…ステファンーボルツマンの式

温度T(K)の完全黒体が放射する、放射強度P(W/cm2)はと呼ばれ、放射温度計測の基本となる関係式です。

上記のグラフでは10μm(=10000nm)付近に光が非常に多く発せられていることがわかります。次のページ「生活温度範囲の放射スペクトル」では10μm付近を焦点を当てます。

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