物質ごとに赤熱し始める温度は違いますか？

質問

はじめまして。
初めてここで質問をさせていただきます。
物質ごとに赤熱し始める温度は変わってくるか教えてください。
また変わってくるならどういう因子でなぜ変わってくるのか教えてもらえると嬉しいです。よろしくお願いします。
アルミナが主成分の白いセラミックの赤熱し始める温度をちょっと実験しようかと思います。具体的には、ヒーターに小さく加工したセラミックを貼り付け、その表面に熱電対を埋め込んで部屋を暗くして赤熱し始めた温度を読もうかと思ってます。
他の物質などでも同じ温度で赤熱し始めるのかそれともちがうのか興味をもちました。
私の考えだと、もしかしたら放射率で変わってくるのではと思っています。

回答No.3

nzw

赤熱し始める（ように見える）温度は物質ごとに違います。放射率はそれに関連する重要な量です。
・赤熱という現象は何故起こるか
・赤熱し始めたように『認識される』とはどういうことか
・放射率の定義とは
などを考えてみればよいでしょう。今はあえて、詳しい物理的な説明はしません。なお、ヒントですが、放射温度計（パイロメーター）関連の文献（技術解説など）を一度読まれてみてもよいと思います。

さて、次に実験に関してですが、ポイントは、『赤熱し始めた温度』を如何に再現性よく読み取るかです。単に暗室内でサンプルを一つ一つ加熱して、赤熱したと思った温度を記録しても、おそらくあまりよい再現性は得られません。

あなたの技量や利用可能な予算、それに実験の目的によって、取るべき方法は異なります。例えば、大学での研究や、企業内の商品開発のための実験であれば、ある程度予算が得られるでしょうから、パワーメーター（ないしはフォトダイオード）と分光器（ないしはフィルタ）を用いて実験されるのがよいでしょう。
（これらの機器をどのように使うかについては、上の考察と関連しています）
一方、あまり予算がとれない場合には、例えばヒーターを複数用意して、基準となるサンプルと赤熱度合いを比較するという風にするのも一つの方法です。人間の眼は、感度に時間変化を持ち（闇順応）、かつ記憶との比較はあまりあてになりませんが、直接見て比べる能力は優れていますから。
もちろん、後者の実験をして、前者の実験の結果と比較するということをしてみても面白いと思います。

回答No.2

leo-ultra

＃１さんのご回答もありますが、私の経験では物質依存性が大きいです。

つまり、物質の赤熱は第一近似として、黒体輻射で説明できるはずですが、実際の物質は黒体ではないので、物質依存性は大きいです。

質問者が既にお気づきのように物質や表面状態に依存した放射率という量が重要になってきます。つまり、黒体との違いを表す量です。

難しいのは、高温にすると、試料の表面が酸化されたり、逆にある成分物質だけ抜けたり、表面が荒れたりすると、放射率が変わってしまします。

お礼

ご回答ありがとうござます。
なるほど放射率が重要でしたか、よく理解できました。
確かに高温では放射率が変化するので難しいですね。
私の場合、精度はそんなに必要ないのですがそのあたりのことを良く踏まえて意味のある実験を行いたいと思います。

回答No.1

mii-japan

黒体放射ですから、温度はほとんど変わらないものと思います
（いろいろな条件でのばらつきや測定誤差は生じます）

赤熱をどのように検出しますか
検出方法によっては大きな誤差を（測定誤差）生ずる可能性が大きいです

温度上昇率と対象物・熱電対の熱容量によっても数℃の誤差は簡単に生じます

測定条件を厳密にして、その条件を守った測定を行わないと、意味ある測定値を得ることはできません

あらゆる測定誤差の原因を検証し、それでも測定値に違いがある場合に初めて他の要因を検証することになります

世紀の発見　と思ったのが　測定の不備　なんて例はいくらでもあります

お礼

ご回答ありがとうござます。
私の場合、精度はあまり必要ではなかったので、測定範囲を小さく絞って、部屋を暗くして目視で確認で赤熱し始めるのを確認するつもりです。
確かにかなりの誤差があり物質ごとの差というのはその誤差に埋もれてしまうかもしれません。
もうすこし工夫し、できるだけ誤差を少なく正確に測定できる方法を模索してみようと思います。