放射エネルギー

熱は高い温度のものから低い温度のものへと移動しますが、その移動の仕方には、大きく分けて三つの種類があります。物質を介して熱が伝わる伝導、流体の移動によって熱が運ばれる対流、そして、電磁波によって熱が伝わる放射です。この中で、放射伝熱は、物質を介さずに熱が伝わるという点で、他の二つとは大きく異なります。太陽の熱が地球まで届くのは、この放射伝熱のおかげです。宇宙空間は真空であり、物質が存在しないため、伝導や対流では熱が伝わりません。しかし、太陽から放射された電磁波は、宇宙空間を伝わって地球に届き、地球を暖めています。これは、放射伝熱が真空でも熱を伝えることができるということを示す良い例です。私たちの身の回りでも、放射伝熱は様々な場面で見られます。例えば、焚き火にあたると暖かく感じるのは、焚き火から放射された電磁波が私たちの体に吸収され、熱に変わるからです。また、電気ストーブなども、主に放射伝熱によって部屋を暖めています。電気ストーブの赤い光は、まさに放射されている電磁波が目に見える形で現れたものです。あらゆる物体は、その温度に応じて電磁波を放射しています。温度が高いものほど、より多くの電磁波を放射します。そして、放射された電磁波が他の物体に吸収されると、電磁波のエネルギーが熱エネルギーに変換されます。この結果、電磁波を吸収した物体の温度は上昇します。つまり、放射伝熱とは、電磁波を介したエネルギーの移動と言えるでしょう。冬に、黒い服を着ていると暖かく感じるのも、黒い服が多くの電磁波を吸収するからです。