Biophysics · 09.03

絶対黒体の放射スペクトル

Emission spectrum of the absolute black body

🧠 黒体放射スペクトルblack-body spectrum黒体放射スペクトル（black-body spectrum）black-body spectrum（黒体放射スペクトル）は、温度ごとに形が一意に決まる連続分布であり、曲線の高さ・面積・極大位置が温度情報を担う。

スペクトル曲線の読み方

横軸を波長 $\lambda$ 、縦軸を分光放射発散度radiant exitance放射発散度（radiant exitance）radiant exitance（放射発散度）とすると、各温度に対して一つの滑らかな曲線が得られる。線スペクトルline spectrum線スペクトル（line spectrum）line spectrum（線スペクトル）とは異なり、黒体blackbody黒体（blackbody）blackbody（黒体）は広い波長域へ連続的に放射する。分布そのものはPlanckの放射法則で表される。

温度上昇に伴う変化

観察する量	温度が上がると	対応する法則
全波長にわたる曲線下面積area under the curve曲線下面積（area under the curve）area under the curve（曲線下面積）	急速に増加	Stefan–Boltzmannの法則
極大の波長 $\lambda_{\max}$	短波長側へ移動	Wienの変位則
任意の波長での放射	原則として増加	Planck分布

低温物体では極大が赤外領域にあり、温度が上がると可視域visible range可視域（visible range）visible range（可視域）の放射が増える。ただし「極大波長以外を放射しない」わけではない。

温度測定への利用

接触せずに放射スペクトルまたは特定帯域の放射を測れば温度を推定できる。実在表面では放射率emissivity放射率（emissivity）emissivity（放射率）を補正する必要があり、吸収率absorptivity吸収率（absorptivity）absorptivity（吸収率）と放射率emissivity放射率（emissivity）emissivity（放射率）の関係がその解釈を支える。

まとめ

黒体blackbody黒体（blackbody）blackbody（黒体）スペクトルは温度に固有の連続分布である。
曲線下面積area under the curve曲線下面積（area under the curve）area under the curve（曲線下面積）は総放射量、極大位置は代表的な波長を表す。
高温ほど放射量が増えて極大が短波長へ移るが、放射は広い波長域に分布する。