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夏天穿衣的颜色有何讲究?

2017-12-26幽默丁格

创新作文(5-6年级) 2017年7期
关键词:黑体空腔电磁波

幽默丁格

暑假来临,酷热来袭。虽然烈日当头,但对于我们来说,暑假是一个出游的好时期。当然,出游不仅要做好攻略,挑选好衣服的颜色也很重要呢,因为衣服的颜色会间接影响我们皮肤表面的舒适度。

对于大部分人来说,夏日出行未必会在意身上所穿衣服的颜色,大家可能只是挑选自己认为好看的衣服出行。事实上,为了在夏天使身体感到更凉爽,应该注意穿着衣服的颜色。这不是空谈,其理论依据便是物理学中的黑体辐射定律。

用空腔上的小孔近似的代替黑体

什么是黑体辐射?

所谓的黑体就是外界的电磁波射到黑体上时,电磁波会被完全吸收,一点儿也不会反射出来。黑体就是这么任性。但实际上,黑体只是被科学家假想出来的一种物理模型,它在现实生活中是不存在的。我们可以把一个开有小孔的空腔近似看作黑体。因为当电磁波射进去之后会在空腔内部经过多次反射和吸收,最后基本不会出来。

早在19世纪末,聪明的物理学家就从实验室测绘出了不同温度的黑体辐射按波长分布的图像。1900年,德国物理学家普朗克提出了量子假说,认为能量是一份一份的,不连续的,从而从理论上找到了黑体辐射分布的数学表达式。理论和实验均表明,黑体辐射光谱满足一定波长的分布,其分布大致如图。

从上图中不难看出,在可见光区域,黑体辐射的能力最强、最集中,其次是红外区,紫外区排在最后。那么,如何利用黑体辐射定律来决定我们夏季出行时所选择衣服的颜色呢?很简单,上图告诉我们,在太阳照射时,认定太阳光是可见光,所以只需看上图的可见光的区域就好。

黑体辐射和衣服颜色有何联系?

可见光的颜色大致可分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种,其中,红光的波长最长,能量最低;紫光的波长最短,能量最高。另外,之所以能看见物体的固有颜色,不是因为它本身就是那个颜色,而是它不吸收该颜色的光,把其他颜色的光吸收了,该颜色的光被反射到眼睛中,所以看起来是那个颜色。

红色的衣服会吸收其他波长较短且能量较高的可见光,根据黑体辐射定律,吸收能力强,其辐射能力也强,红色衣服吸收了其他顏色的光之后会大量反射出来,一部分从衣服的外表面反射出来,一部分从衣服的内表面辐射到皮肤表面。而白色衣服基本不吸收可见光,黑色衣服基本是全部吸收可见光。所以,从理论上来说,单纯考虑衣服颜色,黑色衣服吸收可见光的能力最强,衣服温度最高;白色衣服吸收可见光的能力最弱,衣服温度最低;红色等可见光的颜色吸收光的能力介于白色和黑色之间,温度也介于它们之间。当然,从实际生活出发,情况可能有变化,因为在这里,我们只是考虑了衣服的颜色,并没有考虑其他的因素,比如衣服的尺寸、材质,受光照时间的长短,以及人体散热的机制等。

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