放射熱の直進性

一般小学生

まとめ

  • 高温の物体から放出された熱(放射熱)が、障害物のない空間において光と同様に直線を画して伝播する性質のこと。
  • 空気や水などの媒体を必要とせず、真空状態であっても熱が直接伝わる「放射」という現象に伴う特徴である。
  • 遮蔽物によって進行を妨げられるが、鏡などの反射率の高い物体を用いることで進行方向を任意に変えることが可能である。

解説

熱の伝わり方には、物質を介して伝わる「伝導」、液体気体が移動して伝わる「対流」、そして電磁波として伝わる「放射」の3種類があります。放射熱の最大の特徴は、光と同じく「直進」する性質を持っている点です。太陽から放出された熱が宇宙空間の真空を通り抜け、地球に届くのはこの放射によるものです。

放射熱が直進するため、光を遮るものがあればその背後には熱が届かない「影」が形成されます。日なた日かげ温度差が生じるのは、建物や樹木が放射熱の直進を遮断しているためです。一方で、放射熱は光と同様に「反射」する性質も備えています。鏡や金属板などの反射面を利用すれば、熱の進む方向を曲げ、離れた場所にある物体をピンポイントであたためることも可能です。

コラム

この直進性と反射性は、日常生活のさまざまな道具に応用されています。例えば、電気ストーブヒーターの背面に設置されている金属製の反射板は、後ろ側へ向かう放射熱を前方に反射させ、効率よく人をあたためるための工夫です。また、魔法瓶の内側が鏡のように磨かれているのも、放射による熱の移動を反射によって防ぎ、保温効果を高めるための仕組みです。

小学生のみなさんへ

太陽やストーブから出る熱は、光と同じようにまっすぐ進むという性質を持っています。これを「放射熱ほうしゃねつ直進性ちょくしんせい」と呼びます。空気がない宇宙空間でも、熱はこの性質によって地球まで届いています。

天気の良い日に、建物のうしろが「日かげ」になってすずしく感じるのは、太陽の熱がまっすぐ進んでくる途中で建物にさえぎられてしまうからです。もし熱が曲がって進むなら、日かげもあたたかくなるはずですが、熱はまっすぐ進むのでさえぎられた場所には届きません。

また、この熱は鏡などを使うとはね返すこともできます。鏡で太陽の光を反射させて地面をてらすと、その場所の温度が上がります。これは、光といっしょに熱も反射して移動している証拠です。

ルラスタコラム

魔法瓶(まほうびん)の中がキラキラした鏡のようになっているのを見たことがありますか?あれは、飲み物の熱が外に逃げないように、熱を内側にはね返して閉じ込めるための工夫なんですよ。

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