From Wikipedia, the free encyclopedia
Keberpancaran (Jawi: كبرڤانچرن; Inggeris: emissivity) permukaan sesuatu bahan ialah keberkesanannya dalam memancarkan tenaga sebagai sinaran terma. Sinaran terma ialah sinaran elektromagnet yang lazimnya merangkumi sinaran nampak (cahaya) dan sinaran inframerah, yang tidak boleh dilihat oleh mata manusia. Sebahagian daripada sinaran haba daripada objek yang sangat panas (lihat gambar) mudah dilihat oleh mata.
Keberpancaran permukaan bergantung kepada komposisi kimia dan struktur geometrinya. Secara kuantitatif, ia adalah nisbah sinaran terma dari permukaan kepada sinaran dari permukaan hitam yang unggul pada suhu yang sama seperti yang diberikan oleh hukum Stefan-Boltzmann. Nisbah berbeza dari 0 hingga 1. Permukaan jasad hitam sempurna (dengan keberpancaran 1) memancarkan sinaran haba pada kadar kira-kira 448 watt setiap meter persegi pada suhu bilik ( °C, 25 K). Semua objek sebenar mempunyai emisiviti kurang daripada 1.0, dan memancarkan sinaran pada kadar yang lebih rendah. 298.15
Keberpancaran hemisfera permukaan, dilambangkan ε, ditakrifkan sebagai [1]
dengan
Keberpancaran hemisfera spektrum dalam frekuensi dan keberpancaran hemisfera spektrum dalam panjang gelombang permukaan, masing-masing dilambangkan εν dan ελ, ditakrifkan sebagai[1]
dengan
Keberpancaran arah satu-satu permukaan, dilambangkan εΩ, ditakrifkan sebagai[1]
dengan
Keberpancaran arah spektrum dalam frekuensi dan keberpancaran arah spektrum dalam panjang gelombang permukaan, masing-masing dilambangkan εν,Ω dan ελ,Ω, ditakrifkan sebagai[1]
dengan
bahan | Keberpancaran |
---|---|
Kerajang aluminium | 0.03 |
Aluminium, teranod | 0.9 [2] |
Aluminium, licin, digilap | 0.04 |
Aluminium, kasar, teroksida | 0.2 |
Asfalt | 0.88 |
Bata | 0.90 |
Konkrit, kasar | 0.91 |
Tembaga, digilap | 0.04 |
Tembaga, teroksida | 0.87 |
Kaca, licin tidak bersalut | 0.95 |
Ais | 0.97-0.99 |
Besi, digilap | 0.06 |
Batu kapur | 0.92 |
Marmar, digilap | 0.89–0.92 |
Lapisan gas Nitrogen atau Oksigen, tulen | ~0 [3] |
Cat, termasuk putih | 0.9 |
Kertas, bumbung atau putih | 0.88–0.86 |
Plaster, kasar | 0.89 |
Perak, digilap | 0.02 |
Perak, teroksida | 0.04 |
Kulit, manusia | 0.97–0.999 |
salji | 0.8–0.9 |
Polytetrafluoroethylene (Teflon) | 0.85 |
Disilisida logam peralihan (cth MoSi2 atau WSi2) | 0.86–0.93 [4] |
Tumbuh-tumbuhan | 0.92-0.96 |
Air, tulen | 0.96 |
Catatan:
Keberpancaran planet atau jasad astronomi lain ditentukan oleh komposisi dan struktur kulit luarnya. Dalam konteks ini, "kulit" planet secara amnya merangkumi kedua-dua atmosfera separa lutsinar dan permukaan bukan gasnya. Pancaran sinaran yang terhasil ke angkasa biasanya berfungsi sebagai mekanisme penyejukan utama untuk badan terpencil ini. Keseimbangan antara semua sumber tenaga masuk dan dalaman lain berbanding aliran keluar mengawal suhu planet. [5]
Untuk Bumi, suhu kulit keseimbangan berjulat berhampiran takat beku air (260K±50K). Oleh itu, pelepasan yang paling bertenaga adalah dalam jalur yang merangkumi kira-kira 4-50 μm seperti yang dikawal oleh hukum Planck.[6] Keberpancaran untuk atmosfera dan komponen permukaan sering dikira secara berasingan, dan disahkan terhadap pemerhatian berasaskan satelit dan bumian serta pengukuran makmal. Keberpancaran ini berfungsi sebagai parameter input dalam beberapa model meteorologi dan klimatologi.
Keberpancaran permukaan bumi (εs) telah disimpulkan dengan instrumen berasaskan satelit dengan memerhatikan secara langsung pelepasan haba permukaan pada nadir melalui tingkap atmosfera yang kurang terhalang merentangi 8-13 μm.[7] Nilai berjulat kira-kira εs =0.65-0.99, dengan nilai terendah biasanya terhad kepada kawasan padang pasir yang paling tandus. Keberpancaran kebanyakan kawasan permukaan melebihi 0.9 disebabkan oleh pengaruh dominan air; termasuk lautan, tumbuh-tumbuhan darat dan salji/ais. Anggaran purata global untuk keberpancaran hemisfera permukaan bumi adalah sekitar εs =0.95.[8]
Air juga mendominasi keberpancaran dan penyerapan atmosfera planet dalam bentuk wap air. Awan, karbon dioksida dan komponen lain memberikan sumbangan tambahan yang besar, terutamanya apabila terdapat jurang dalam spektrum penyerapan wap air.[9] Nitrogen (N2) dan oksigen (O2) - komponen atmosfera utama - berinteraksi kurang ketara dengan sinaran haba dalam jalur inframerah.[10] Pengukuran langsung pembebasan atmosfera Bumi (εa) adalah lebih mencabar berbanding permukaan tanah disebabkan sebahagiannya oleh struktur atmosfera yang berbilang lapisan dan lebih dinamik.
Konsep keberpancaran dan penyerapan, sebagai sifat jirim dan sinaran, muncul pada akhir abad kelapan belas hingga pertengahan abad kesembilan belas tulisan Pierre Prévost, John Leslie, Balfour Stewart dan lain-lain.[11][12][13] Pada tahun 1860, Gustav Kirchhoff menerbitkan huraian matematik tentang hubungan mereka di bawah keadaan keseimbangan terma (iaitu Hukum Kirchoff bagi sinaran haba).[14] Menjelang 1884 kuasa pancaran benda hitam sempurna telah disimpulkan oleh Josef Stefan menggunakan ukuran eksperimen John Tyndall, dan diperolehi oleh Ludwig Boltzmann daripada prinsip statistik asas.[15] Keberpancaran, yang ditakrifkan sebagai faktor perkadaran selanjutnya kepada hukum Stefan-Boltzmann, dengan itu tersirat dan digunakan dalam penilaian seterusnya kelakuan sinaran jasad kelabu. Sebagai contoh, Svante Arrhenius menggunakan perkembangan teori yang lebih terkini untuk penyiasatannya pada tahun 1896 tentang suhu permukaan Bumi seperti yang dikira daripada keseimbangan sinaran planet dengan semua ruang.[16] Menjelang 1900 Max Planck secara empirik memperoleh hukum am sinaran jasad hitam, dengan itu menjelaskan konsep emisitiviti dan penyerapan pada panjang gelombang individu.[17]
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.