熱（暑さ寒さ）はどのようにして伝わるの-９

ここで、輻射熱を実感しやすい状況例を取り上げてみます。

気温３０℃の時に、直射日光の当たる場所にいるとすごく暑く感じます。

しかし、日陰に入ると涼しく感じます。

体温が３６.５℃だとすると、気温はそれより低い温度なので、本来であれば涼しく感じるはずです。

それでも暑く感じるのは、太陽の日差し(赤外線)が身体に降り注ぐ(当たる)ことで、身体の分子が高速に振動し、輻射熱を発生するからです。

逆に、日陰は身体に直射が当たらず、輻射熱の発生を抑制出来るので、あまり暑く感じずにすむというわけです。

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熱（暑さ寒さ）はどのようにして伝わるの-８

太陽から降り注ぐ赤外線を受けた人体、地表、建造物などの分子は、高速で振動を起こします。

それに伴って生じるのが、輻射熱(放射熱ともいいます)です。

ここで、輻射熱に対する理解を深めるために、原子と分子についておさらいしておきましょう。

全ての物質は原子から出来ています。もちろん人体もです。

原子のまん中には原子核があって、その周りを電子が取り囲んでいます。

原子核は単に核ともいい、原子の中心に位置する非常に小さい塊で、核を構成する陽子と中性子等を核子といいます。

原子核は陽子の数に応じたプラスの電荷を帯びていて、水素原子では陽子一個のみですが、それ以外の原子ではいくつかの陽子と中性子から構成されています。

そして、原子核の周りをマイナスの電荷を帯びた電子が回っています。

そして分子とは、原子が複数結合された物体で、物質の性質を失わないで存在しえる最小の単位(粒)のことです。

その分子が、赤外線によって高速に振動することで発生するのが、輻射熱なのです。

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熱（暑さ寒さ）はどのようにして伝わるの-７

赤外線が熱の原因であるものの、赤外線そのものは熱くありません。

赤外線そのものが熱いのであれば、太陽に近いほど暑いはずです。

ということは、日本で一番暑いのは、富士山の山頂ということになります。

しかし、実際は太陽に近い高度が高い場所ほど、気温は低くなります。

では、なぜ赤外線が熱の原因であり、熱線と呼ばれるのでしょうか。

それは、赤外線によって輻射熱が発生するからです。

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熱（暑さ寒さ）はどのようにして伝わるの-６

気温が高い、低い、つまり暑さと寒さは何からくるのでしょうか。

それは、太陽から降り注ぐ赤外線の量によります。

赤外線とは７８０～１０万nm(ﾅﾉﾒｰﾄﾙ)の波長域の光のことで、強い熱作用があるという特長があり、このことから赤外線は熱線とも呼ばれています。

太陽から降り注ぐ赤外線の量によって気温が左右され、赤外線の量が少なければ気温は下り、赤外線の量が多ければ気温は上昇します。

そして、赤外線は波長の長さによって近赤外線､中間赤外線､遠赤外線の３つに分類されます。

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熱（暑さ寒さ）はどのようにして伝わるの-５

熱移動の３要素の最後、輻射熱についてです。

あらゆる物質は熱を放射(※１)しています。ただしそれは電磁波として放射されており、電磁波そのものには熱はありません。

しかし、電磁波が物質に衝突することで物質の分子が振動し、熱が放出されます。

電子レンジはマイクロ波という電磁波を発生させることにより、レンジ内の食品の分子に超高速で振動を与える(２.４ＧＨｚであればなんと１秒間に２４億回もの振動を与えます)ことで、食品に熱を移動しています。

太陽からも熱線(赤外線)が出ています。しかし、その熱線は全く熱を帯びていません。ところが、地球の大気中にある水分粒子やダスト、さらに地表や建造物などに衝突することでそれらの分子を強く振動させ、熱が放出されることとなります。

そして、これを輻射熱(放射熱)と呼んでいるのです。

※１

温度は物質の熱振動をもとに規定されており、下限が存在します。

そしてそれは、熱振動(原子の振動)が小さくなりエネルギーが最低になった状態のことです。

この時に決まる下限温度が絶対零度(－２７３.１５℃)と呼ばれ、古典力学では原子の振動が完全に止まった状態であると考えられており、その場合には熱が放射されないということになります。

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