Emisyjność ciał stałych

Każdy materiał którego temperatura jest większa od temperatury zera bezwzględnego emituję falę promieniowania podczerwonego. Dzieje się tak na skutek ruchu atomów i molekuł znajdujących się na jego powierzchni. Ruch tych atomów jest oczywiście spowodowany dostarczeniem im energii cieplnej. Intensywność emisji jest więc zależna od temperatury materiału, im jest ona wyższa tym emisja promieniowania jest wysoka, i analogicznie, im temperatura ciała jest mniejsza tym emisja jest mała. Badane materiały mogą nie tylko emitować podczerwoną falę elektromagnetyczną, ale także mogą ją odbijać jeśli ta pochodzi z zewnątrz (od innych materiałów), lub też ją absorbować, ewentualnie przepuszczać.

Ponieważ emisyjność jest funkcją temperatury można ją opisać w przybliżeniu takim wzorem:

$$\varepsilon \approx \left( \frac{T_{\text{pirometru}}}{T_{\text{termopary}}} \right)^{4}$$

	Materiał 1 (aluminium)
	1
Termopara	20 °C
Pirometr	25,1 °C

	Materiał 2 (teflon)
	1
Termopara	30 °C
Pirometr	26,8 °C

	Materiał 3 (żywica)
	1
Termopara	30 °C
Pirometr	25,5 °C

Patrząc na wzór można zobaczyć że emisyjność jest współczynnikiem kierunkowym prostej

(T_pirometru)⁴ ≈ ε ⋅ (T_termopary)⁴

na jego podstawie i z pomocą wykonanych pomiarów, wyznaczam współczynnik emisyjności dla poszczególnych materiałów tworząc wykresy:

Z wykresów wynika, że współczynniki emisyjności dla danych materiałów wynoszą:

• Materiał 1 (aluminium) – 0,0354 [wartość tablicowa 0,04÷0,06)

• Materiał 2 (teflon) – 0,2232 [wartość tablicowa 0,85]

• Materiał 3 (żywica) – 0,008 [wartość tablicowa 0,81]

Jak widać współczynniki emisyjności wyznaczone na podstawie naszych pomiarów maja się nijak do wartości tablicowych tych współczynników dla danych materiałów. Fakt ten może być spowodowany np. odbijaniem się od materiału badanego fal podczerwonych pochodzących z innych materiałów, ale także z „szumów tła” tzn. że do pirometru trafiały także fale elektromagnetyczne ciał znajdujących się np. za materiałem badanym. Zakłócenia te można by wyeliminować np. zmniejszeniem odległości między materiałem badanym, a pirometrem oraz odizolowaniem materiału badanego i pirometru od innych ciał emitujących promieniowanie.