放射率或輻射係數

放射率 (Emissivity) 或輻射係數
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

放射率（代號 $$\varepsilon$$）指的是「物體輻射的能量與同溫度的黑體輻射能量的比值」，它是物質吸收與輻射能量能力的指標，一個真正的黑體其放射率定為 $$1$$，因此一般的物體其放射率小於 $$1$$（稱之為灰體 gray body）。

例如：金屬的放射率約為 $$0.04$$ 到 $$0.4$$ 之間，當放射率為 $$0.4$$，表示物體每秒輻射的能量為同溫度黑體的 $$0.4$$ 倍。

放射率取決於溫度、發射角度及波長。工程上為了簡化計算，常假設物體表面的光學放射率 (spectral emissivity) 及吸收率與波長無關，因此放射率可視為定值，這就是所謂的灰體假設 (gray body assumption)。

當處理非黑體（灰體）表面時，必須依據物體的幾何結構（形狀）、化學組成進行調整。且克西荷夫定律主張，物體的吸收率與放射率相同，因此，當灰體表面不會完全吸收入射的輻射時（放射率小於 $$1$$），物體表面輻射出的能量自然比真正的黑體少（放射率小於 $$1$$）。

地球大氣層的放射率

地球大氣層的放射率，會因為雲層覆蓋程度與氣體濃度而改變，特別是主要輻射吸收與放射波長在紅外線範圍內（波長約 $$8$$ 到 $$14$$ 微米，為熱能的主要來源）的氣體，這些氣體在溫室效應中扮演重要角色，通常稱之為溫室氣體 (greenhouse gases)。自然情況下，水蒸氣、二氧化碳、甲烷與臭氧，是產生溫室效應的主要氣體。大氣層的主要成分氧氣與氮氣，並不會吸收或放射紅外線。

資料來源

1. http://en.wikipedia.org/wiki/emissivity