Kirchhoffの法則

🧠 Kirchhoffの熱放射 thermal radiation 熱放射（thermal radiation） thermal radiation（熱放射） 則は、熱平衡thermal equilibrium 熱平衡（thermal equilibrium）thermal equilibrium（熱平衡） では「ある波長をよく吸収する表面ほど、その波長をよく放射する」ことを示す。

吸収率と放射率の対応

温度$T$で熱平衡 thermal equilibrium 熱平衡（thermal equilibrium） thermal equilibrium（熱平衡） にある物体では、波長$\lambda$ごとの放射率 emissivity放射率（emissivity） emissivity（放射率）$\varepsilon_\lambda$と吸収率 absorptivity吸収率（absorptivity） absorptivity（吸収率）$\alpha_\lambda$が等しい。

この関係は波長ごとの関係であり、全波長を平均した値を無条件に比較するものではない。吸収スペクトルabsorption spectrum吸収スペクトル（absorption spectrum）absorption spectrum（吸収スペクトル）に強い吸収帯があれば、同じ帯域の熱放射 thermal radiation 熱放射（thermal radiation） thermal radiation（熱放射） も強くなる。

黒体が最大の放射体となる理由

絶対黒体absolute black body絶対黒体（absolute black body）absolute black body（絶対黒体）では$\alpha_\lambda=1$なので、同じ温度の物体の中で$\varepsilon_\lambda=1$という最大値をとる。反対に、よく反射する表面は吸収率 absorptivity 吸収率（absorptivity） absorptivity（吸収率） が低く、熱放射thermal radiation 熱放射（thermal radiation）thermal radiation（熱放射） も弱い。

💡 黒体blackbody 黒体（blackbody）blackbody（黒体） が強く放射することは、吸収したエネルギーを蓄え続けるという意味ではない。熱平衡thermal equilibrium 熱平衡（thermal equilibrium）thermal equilibrium（熱平衡） では吸収と放出が釣り合う。

実在表面への適用

実在物体の放射は、同温度の黒体blackbody 黒体（blackbody）blackbody（黒体） 放射に放射率 emissivity 放射率（emissivity） emissivity（放射率） を掛けて表す。赤外温度計やサーモグラフィ thermography サーモグラフィ（thermography） thermography（サーモグラフィ） では、皮膚・衣服・金属などの放射率 emissivity 放射率（emissivity） emissivity（放射率） 差が温度推定の系統誤差になりうる。

まとめ

黒体blackbody 黒体（blackbody）blackbody（黒体） 近似は、吸収率absorptivity 吸収率（absorptivity）absorptivity（吸収率） と熱放射 thermal radiation 熱放射（thermal radiation） thermal radiation（熱放射） スペクトルを結び付ける基準モデルとして用いる。¹²

• 熱平衡thermal equilibrium 熱平衡（thermal equilibrium）thermal equilibrium（熱平衡） では波長ごとの放射率 emissivity 放射率（emissivity） emissivity（放射率） と吸収率 absorptivity 吸収率（absorptivity） absorptivity（吸収率） が等しい。
• 完全吸収体である黒体 blackbody 黒体（blackbody） blackbody（黒体） は、同温度で最大の放射体でもある。
• 非接触温度測定では、実在表面の放射率 emissivity 放射率（emissivity） emissivity（放射率） を考慮する必要がある。