快速抓重點! 簡單了解熱輻射

熱的傳播方式有三種：傳導、對流、輻射。其中，熱輻射(heat radiation)作用時，是不需透過任何介質傳遞，就如同電磁波一樣將熱的能量給傳遞出去，如同太陽的熱能就是像這樣穿過空間傳遞到地球上來了。

熱輻射的日常應用:

1.    常用的金屬散熱器，表面通常會採用黑色的，因為黑色的熱輻射效果較好。

2.    不鏽鋼水壺表面都很光亮，是為了減少熱輻射。

3.    油槽為了避免高溫，通常會漆成白色，可以減少熱輻射，避免油槽過溫。

4.    石磨烯，平面方向傳導性能佳，且具有良好的熱輻射係數，因此常用來做電子散熱。

當原子內的帶電粒子運動時，會產生熱，當熱能轉成電磁輻射時，即稱為熱輻射，溫度高於絕對零度的所有物質都會發出熱輻​​射，而熱輻射的頻率取決於該物體的溫度。

所有物體皆以光子形式輻射能量，這些光子的移動方向是沒有固定的。當來自一個物體表面的輻射光子到達另一個物體的表面時，他們會有發射、反射、透射等現象。

(1)  發射率 (Emissivity)α：發射率(吸收率)，是衡量物體表面以熱輻射的形式釋放能量相對強弱的能力，通常來說材料顏色越暗表面越粗糙，其發射率就越近似1。

(2)  反射率 (Reflection)ρ：反射率，即為物質表面反射輻射的能力。

(3)  透射比 (Transmittance)τ：透射比，是以特定波長透射的入射輻射的占比。

因此，一個物質的反射率與發射率及透射比，總合為1。及α+ρ+τ=1。

根據斯特凡-波茲曼定律，我們可以知道

黑體表面每單位面積，在每單位時間內，輻射出的總輻射功率

其公式為：M=∈σT4

1. 輻射發射率：M

2. 物體的輻射係數:  ∈

3. 斯特凡-波茲曼常數：σ =5.67 × 10-11 kW/m2 K4 

4. 物體的絕對溫度：T

由以上公式可以看出，輻射發射率與物體溫度的四次方成正比，所以，當溫度越高，輻射發射率就越高，輻射的效果就越好。

 

作者

高柏研發工程團隊

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