1. 실험 목적
열복사 실험을 통해 Stephan-boltzmann의 복사 법칙과 Lambert's의 Cosine법칙을 확인한다.
2. 이론적 배경
열복사(thermal radiation)는 물체의 온도 때문에 물체에 의하여 방사되는 복사에너지로 설명한다. 절대 영도 이상의 온도에 있는 물체는 열복사를 방사한다. 예를 들어 온도 의 고온물체가 온도 의 차가운 벽이 있는 진공실에 놓여 있는 경우에 고온물체는 저온의 벽과는 진공으로 분리되어 있으므로, 전도나 대류에 의한 열전달은 불가능하다. 그 대신, 고온물체는 열복사에 의한 열교환의 결과로 냉각된다.
또 하나의 예는 태양으로부터 지구로의 에너지의 전달이다. 즉, 태양에서 방사된 열에너지는 공간을 통하여 지구 표면에 도달한다. 복사에 의하여 전달되는 에너지는 고온과 저온 표면 사이에 중간 매질을 필요로 하지 않는다.
복사를 전자기파로 취급할 때 , 온도 T에 있는 물체로부터의 복사는=0 에서
까지의 모든 파장에서 방사되는 것으로 생각한다. 대부분의 공학응용에서 부딪치는 온도에서는, 물체에 의하여 방사되는 열에너지의 대부분은 과 사이의 파장 스펙트럼(spectrum)의 부분을 일반적으로 열복사(thermal radiation)로 취급한다. 태양은 약 5760K의 유효표면온도에서 열복사를 방사하고, 이 에너지의 대부분이 과 사이의 파장에 존재한다. 그러므로, 스펙트럼의 이 부분은 일반적으로 태양복사(solar radiation)으로 알려져 있다. 파장 에서 사이에서 태양에 의하여 방사된 복사는 눈에 보이므로, 스펙트럼의 이 부분을 가시복사(visible radiation)라고 부른다.
흑체(blackbody)의 개념은 실체 물체의 방사(emission)와 흡수(absorption) 특성을 비교하는 데 편리한 이상적인 것이다.
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2011.03.11
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