قابلیت انتشار

این یک مقالهٔ خرد مهندسی است. می‌توانید با گسترش آن به ویکی‌پدیا کمک کنید.

قابلیت انتشار یا گسیلندگی (به انگلیسی: Emissivity) یک ماده (معمولاً این قابلیت توسط ضریب تشعشع بیان می‌گردد که با حروف ε یا e نشان داده می‌شود) به قابلیت انتشار تشعشع توسط سطح آن جسم گفته می‌شود. این قابلیت انتشار تشعشعی یک خاصیت از ماده می‌باشد که بیان‌کننده نسبت انرژی تشعشع شده توسط ماده مورد نظر به انرژی تشعشع شده توسط یک جسم سیاه در همان درجه حرارت است. بدیهی است این ضریب بدون بعد است. یک جسم سیاه رنگ آرمانی دارای ضریب انتشار ε = ۱ است. هر جسم دیگر بجز جسم سیاه مطلق دارای ضریب انتشار کمتر از یک خواهدبود.^[۱]
در یک قاعده کلی اجسام غیر فلزی (بخصوص اجسام کدر) قابلیت انتشار بالایی دارند در حالیکه این قابلیت در فلزات بستگی به نوع فلز و شرایط سطح آن دارد. سطوح صیقلی فلزی تشعشع کمتری دارند درحالیکه سطوح زبر یا اکسید شده بیشتر تشعشع می‌کنند. به‌طور مثال سطح صیقلی شده نقره دارای ضریب ۰٫۰۲ است.^[۲] ^[۳] غالباً رنگ سطح به اشتباه به عنوان یک عامل بسیار تأثیرگذار در قابلیت انتشار در نظر گرفته می‌شود که درست نیست.^[۴]

نگاره‌هایی از یک مکعب آلومینیومی لسلی. عکس‌های رنگی با استفاده از دوربین فروسرخ گرفته می‌شوند. عکس‌های سیاه و سفید زیر با یک دوربین معمولی گرفته‌شده‌اند. تمام وجوه مکعب در دمای یکسانی در حدود ۵۵ درجه سانتیگراد (۱۳۱ درجه فارنهایت) قرار دارند. صورت مکعبی که رنگ‌شده‌است (رنگ سیاه یا سفید تاثیر ناچیزی دارد) تابش زیادی دارد که با رنگ قرمز در عکس فروسرخ نشان داده می‌شود. صفحه صیقلی مکعب دارای تابش کم است که با رنگ آبی نشان‌داده می‌شود و تصویر بازتاب‌شده دست گرم، واضح است.

ثابت گسیلندگی

ثابت گسیلندگی سطح ماده، تأثیر آن ماده در تابش انرژی به عنوان تابش گرمایی است. (که معمولاً با حروف ε یا e نشان داده می‌شود) تابش گرمایی همان نور است، اما برای اجسامی نزدیک به دمای اتاق، این نور در ناحیهٔ فروسرخ است و با چشم انسان دیده نمی‌شود. تابش گرمایی ناشی از اجسام بسیار داغ با چشم انسان قابل مشاهده هستند. ثابت گسیلندگی، نسبت تابش گرمایی از یک سطح به تابش جسم سیاه ایدئال در دمایی یکسان است که تابش گرمایی جسم سیاه از قانون استفان‐بولتسمان به دست می‌آید. مقدار ثابت گسیلندگی از ۰ تا ۱ متغیر است. (برای جسم سیاه ۱ در نظر گرفته می‌شود) میزان تابش سطح اجسام سیاه ۴۴۸ وات بر متر مربع در دمای اتاق (۲۵ درجه سانتی گرادو 298 کلوین ) است. اجسام حقیقی که ثابت گسیلندگی آن‌ها از ۱ کمتر است، متناسب با همان میزان، تابش کمتری دارند.^[۵]^[۶]

منابع

↑ The Stefan–Boltzmann law is that the rate of emission of thermal radiation is σT⁴, where σ = 5.67×10⁻⁸ W/m²·K⁴, and the temperature T is in kelvins. See Trefil, James S. (2003). The Nature of Science: An A-Z Guide to the Laws and Principles Governing Our Universe. Houghton Mifflin Harcourt. p. 377. ISBN 9780618319381.
↑ Bohren, Craig F.; Huffman, Donald R. (1998). Absorption and scattering of light by small particles. Wiley. pp. 123–126. ISBN 978-0-471-29340-8.
↑ Narimanov, Evgenii E.; Smolyaninov, Igor I. (2012). "Beyond Stefan–Boltzmann Law: Thermal Hyper-Conductivity". Conference on Lasers and Electro-Optics 2012. OSA Technical Digest. Optical Society of America. pp. QM2E.1. arXiv:1109.5444. CiteSeerX 10.1.1.764.846. doi:10.1364/QELS.2012.QM2E.1. ISBN 978-1-55752-943-5. S2CID 36550833.
↑ Golyk, V. A.; Krüger, M.; Kardar, M. (2012). "Heat radiation from long cylindrical objects". Phys. Rev. E. 85 (4): 046603. arXiv:1109.1769. Bibcode:2012PhRvE..85d6603G. doi:10.1103/PhysRevE.85.046603. hdl:1721.1/71630. PMID 22680594. S2CID 27489038.
↑ "The Low-E Window R&D Success Story" (PDF). Windows and Building Envelope Research and Development: Roadmap for Emerging Technologies. U.S. Department of Energy. February 2014. p. 5.
↑ Fricke, Jochen; Borst, Walter L. (2013). Essentials of Energy Technology. Wiley-VCH. p. 37. ISBN 978-3527334162.

[1] The Stefan–Boltzmann law is that the rate of emission of thermal radiation is σT⁴, where σ = 5.67×10⁻⁸ W/m²·K⁴, and the temperature T is in kelvins. See Trefil, James S. (2003). The Nature of Science: An A-Z Guide to the Laws and Principles Governing Our Universe. Houghton Mifflin Harcourt. p. 377. ISBN 9780618319381.

[Bohren-2] Bohren, Craig F.; Huffman, Donald R. (1998). Absorption and scattering of light by small particles. Wiley. pp. 123–126. ISBN 978-0-471-29340-8.

[3] Narimanov, Evgenii E.; Smolyaninov, Igor I. (2012). "Beyond Stefan–Boltzmann Law: Thermal Hyper-Conductivity". Conference on Lasers and Electro-Optics 2012. OSA Technical Digest. Optical Society of America. pp. QM2E.1. arXiv:1109.5444. CiteSeerX 10.1.1.764.846. doi:10.1364/QELS.2012.QM2E.1. ISBN 978-1-55752-943-5. S2CID 36550833.

[Golyk2012-4] Golyk, V. A.; Krüger, M.; Kardar, M. (2012). "Heat radiation from long cylindrical objects". Phys. Rev. E. 85 (4): 046603. arXiv:1109.1769. Bibcode:2012PhRvE..85d6603G. doi:10.1103/PhysRevE.85.046603. hdl:1721.1/71630. PMID 22680594. S2CID 27489038.

[roadmap-5] "The Low-E Window R&D Success Story" (PDF). Windows and Building Envelope Research and Development: Roadmap for Emerging Technologies. U.S. Department of Energy. February 2014. p. 5.

[Fricke-6] Fricke, Jochen; Borst, Walter L. (2013). Essentials of Energy Technology. Wiley-VCH. p. 37. ISBN 978-3527334162.

[۱]

[۲]

[۳]

[۴]

[۵]

[۶]