熱輻射 〈Thermal Radiation〉

熱輻射（Thermal Radiation）
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

「熱輻射」，指的是「因為物體的溫度，導致物體表面產生電磁輻射」，從家庭用品（電子加熱器具，如電暖爐）散發出的紅外線輻射，即是熱輻射的一種 。當原子內的帶電粒子運動時，將產生熱，當熱能轉成電磁輻射時，即稱為熱輻射，而熱輻射的頻率取決於該物體的溫度（黑體輻射的基本特性）；針對黑體，熱輻 射的頻率則依照普朗克輻射定律，維恩位移定律則決定所有輻射中具有最大能量的波長，史蒂芬波茲曼決定物體每秒輻射的能量密度。

熱輻射具有下列的特徵：
1.熱輻射並非單一頻率、其頻率分佈範圍相當廣，即使在特定的溫度下亦是如此。如前所述，熱輻射的頻率分佈曲線（含頻率範圍、相對強度）可由普朗克輻射定律描述。
2. 當溫度上升時，具有最大能量的輻射頻率（顏色）將逐漸增加，紅色的發熱體主要輻射波長為可見光中最長的紅光，因此看起來是紅色的，但仍會有其他顏色的輻 射，只是強度相對較弱。如果物體溫度持續上升，所發出的可見光頻率更高，顏色由紅轉黃、甚至變成白光，此時稱該物體為白熱（white hot）狀態，這樣的特徵可利用維恩位移定律進行描述。
3.所有頻率的輻射總能量與溫度的四次方成正比（史蒂芬-波茲曼定律）。因此，當物體溫度上升到絕對溫度600度時，其每秒輻射的總能量為室溫（約300k）下物體的十六倍。對於一盞白熾燈泡（約3000k，也就是室溫的十倍），每秒輻射出的總能量為室溫的10000倍。

資料來源：
Thermal radiation. http://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_radiation