الانبعاثية: الأساسيات والأمثلة
وصف الانبعاثية
الانبعاثية هي مقياس لقدرة جسم ما على انبعاث طاقة الأشعة تحت الحمراء مقارنةً بجسم أسود مثالي.
تلعب الانبعاثية دوراً حاسماً في مختلف التطبيقات العلمية والصناعية. فهي تحدد مدى فعالية انبعاث الإشعاع الحراري من السطح، وهو أمر ضروري لقياسات درجة الحرارة والإدارة الحرارية.
ما الذي يؤثر على الانبعاثية
هناك عدة عوامل تؤثر على انبعاثية الجسم، بما في ذلك نسيج السطح ولونه وتكوين المادة. عادةً ما يكون للأسطح الملساء والداكنة انبعاثية أعلى، مما يجعلها أكثر كفاءة في انبعاث الأشعة تحت الحمراء.
قياس الانبعاثية
يُعد القياس الدقيق للانبعاثية أمرًا حيويًا لأدوات مثل موازين الحرارة بالأشعة تحت الحمراء. تعتمد هذه الأجهزة على قيم الانبعاثية لتوفير قراءات دقيقة لدرجة الحرارة من خلال تفسير طاقة الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الأسطح.
تطبيقات الابتعاثية
تُعد الانبعاثية أساسية في مجالات مثل الأرصاد الجوية وعلم الفلك والتصنيع. يتيح فهم الابتعاثية والتحكم فيها تحسين التنظيم الحراري وكفاءة الطاقة في مختلف التقنيات.
موازين الحرارة بالأشعة تحت الحمراء
تستخدم موازين الحرارة التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء إعدادات الانبعاثية لقياس درجات حرارة السطح بدقة دون ملامسة مباشرة. ويضمن ضبط قيمة الانبعاثية أن يأخذ مقياس الحرارة في الحسبان الخصائص المادية المحددة للسطح المستهدف.
التصوير الحراري
في التصوير الحراري، تؤثر الانبعاثية على دقة خرائط درجات الحرارة، حيث تظهر المواد ذات الانبعاثية العالية أكثر إشراقًا على الكاميرات الحرارية، مما يشير إلى درجات حرارة أعلى، بينما قد تتطلب المواد ذات الانبعاثية المنخفضة معايرة للتفسير الصحيح.
قيم الانبعاثية للمواد الشائعة
الانبعاثية هي قدرة السطح على انبعاث الإشعاع الحراري مقارنةً بانبعاثية الجسم الأسود المثالي (الذي تبلغ انبعاثيته 1). وتتراوح قيم الانبعاثية من 0 إلى 1، حيث تمثل 1 الانبعاث المثالي (الجسم الأسود) وتمثل 0 عدم وجود انبعاث. وتعتمد انبعاثية المادة على تشطيب السطح ودرجة الحرارة والطول الموجي للإشعاع المنبعث.
فيما يلي جدول بقيم الانبعاث للم واد الشائعة:
|
المادة |
قيمة الانبعاثية |
|
الجسم الأسود |
1.00 |
|
الأسفلت |
0.90 - 0.98 |
|
الألومنيوم (مصقول) |
0.03 - 0.05 |
|
ألومنيوم (مؤكسد) |
0.70 - 0.80 |
|
نحاس (مصقول) |
0.02 - 0.05 |
|
نحاس (مؤكسد) |
0.70 - 0.80 |
|
النحاس الأصفر |
0.40 - 0.60 |
|
فولاذ (مصقول) |
0.10 - 0.20 |
|
فولاذ (مؤكسد) |
0.60 - 0.70 |
|
حديد (مصقول) |
0.10 - 0.20 |
|
حديد (مؤكسد) |
0.60 - 0.80 |
|
ذهب (مصقول) |
0.02 - 0.05 |
|
الفضة (مصقول) |
0.02 - 0.05 |
|
خشب (مطلي) |
0.85 - 0.95 |
|
خشب (غير مطلي) |
0.90 - 0.95 |
|
خرسانة |
0.80 - 0.90 |
|
قرميد |
0.80 - 0.90 |
|
زجاج (شفاف) |
0.85 - 0.95 |
|
زجاج (بلوري) |
0.70 - 0.90 |
|
تفلون |
0.95 - 0.98 |
|
بولي كلوريد الفينيل (بلاستيك) |
0.85 - 0.90 |
|
مطاط (أسود) |
0.90 - 0.95 |
|
ورق |
0.85 - 0.95 |
|
الثلج |
0.97 - 0.98 |
|
ثلج |
0.80 - 0.90 |
|
ماء |
0.90 - 0.95 |
لمزيد من المعلومات، يرجى مراجعة Stanford Advanced Materials (SAM).
الأسئلة المتداولة
ما هي الانبعاثية بعبارات بسيطة؟
تقيس الانبعاثية مدى فعالية انبعاث الإشعاع الحراري من السطح مقارنةً بالانبعاث المثالي، المعروف باسم الجسم الأسود.
ما أهمية الانبعاثية بالنسبة لموازين الحرارة بالأشعة تحت الحمراء؟
تضمن إعدادات الانبعاثية قراءات دقيقة لدرجة الحرارة من خلال حساب خصائص الانبعاث المحددة للمواد المختلفة.
هل يمكن أن تتغير قيم الانبعاثية بمرور الوقت؟
نعم، يمكن لعوامل مثل أكسدة السطح أو تراكم الأوساخ أو التآكل أن تغير انبعاثية المادة.
كيف يؤثر نسيج السطح على الانبعاثية؟
تتمتع الأسطح الأكثر نعومة بانبعاثية أقل بشكل عام، بينما تتمتع الأسطح الخشنة أو غير اللامعة بانبعاثية أعلى بسبب زيادة مساحة السطح للإشعاع.
هل الانبعاثية هي نفسها لجميع الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء؟
يمكن أن تختلف الانبعاثية باختلاف الأطوال الموجية، حيث قد تنبعث المواد بشكل مختلف عبر طيف الأشعة تحت الحمراء.
Chin Trento
