吸収率

熱伝達の研究において、物質表面の吸収率とは、放射エネルギーを吸収する効率のことです。これは、吸収される放射エネルギーと入射放射エネルギーの比です。^[1]

数学的な定義

半球吸収率

表面の半球吸収率 $A$ は次のように定義される^[2]

A=\mathrm {\frac {\Phi _{e}^{a}}{\Phi _{e}^{i}}} ,

どこ

⁠ ⁠ $\mathrm {\Phi _{e}^{a}}$ はその表面によって吸収される放射束です。
⁠ ⁠ $\mathrm {\Phi _{e}^{i}}$ はその表面が受ける放射束です。

スペクトル半球吸収率

表面の周波数におけるスペクトル半球吸収率と波長におけるスペクトル半球吸収率は $、それぞれAν$ $と$ Aλ $で表さ$ れ、次のように定義される^[2]

{\begin{aligned}A_{\nu }&=\mathrm {\frac {\Phi _{e,\nu }^{a}}{\Phi _{e,\nu }^{i}}} ,\\A_{\lambda }&=\mathrm {\frac {\Phi _{e,\lambda }^{a}}{\Phi _{e,\lambda }^{i}}} ,\end{aligned}}

どこ

⁠ ⁠ $\mathrm {\Phi _{e,\nu }^{a}}$ は、その表面によって吸収される周波数におけるスペクトル放射束です。
⁠ ⁠ $\mathrm {\Phi _{e,\nu }^{i}}$ は、その表面で受信される周波数におけるスペクトル放射束です。
⁠ ⁠ $\mathrm {\Phi _{e,\lambda }^{a}}$ は、その表面によって吸収される波長のスペクトル放射束です。
⁠ ⁠ $\mathrm {\Phi _{e,\lambda }^{i}}$ は、その表面が受け取る波長のスペクトル放射束です。

方向性吸収率

表面の方向性吸収率 $AΩ は$ 次のように定義される^[2]

A_{\Omega }={\frac {L_{\mathrm {\mathrm {e} ,\Omega } }^{\mathrm {a} }}{L_{\mathrm {e} ,\Omega }^{\mathrm {i} }}},

どこ

⁠ ⁠ $L\mathrm {_{e,\Omega }^{a}}$ はその表面によって吸収される放射輝度です。
⁠ ⁠ $L\mathrm {_{e,\Omega }^{i}}$ はその表面が受ける放射輝度です。

スペクトル方向吸収率

表面の周波数におけるスペクトル方向吸収率と波長におけるスペクトル方向吸収率は、それぞれ $A ν,Ω$ と $A λ,Ω$ で表され、次のように定義される^[2]

{\begin{aligned}A_{\nu ,\Omega }&={\frac {L\mathrm {_{e,\Omega ,\nu }^{a}} }{L\mathrm {_{e,\Omega ,\nu }^{i}} }},\\[4pt]A_{\lambda ,\Omega }&={\frac {L\mathrm {_{e,\Omega ,\lambda }^{a}} }{L\mathrm {_{e,\Omega ,\lambda }^{i}} }},\end{aligned}}

どこ

⁠ ⁠ $L\mathrm {_{e,\Omega ,\nu }^{a}}$ は、その表面によって吸収される周波数のスペクトル放射輝度です。
⁠ ⁠ $L\mathrm {_{e,\Omega ,\nu }^{i}}$ はその表面が受け取るスペクトル放射輝度です。
⁠ ⁠ $L\mathrm {_{e,\Omega ,\lambda }^{a}}$ は、その表面によって吸収される波長のスペクトル放射輝度です。
⁠ ⁠ $L\mathrm {_{e,\Omega ,\lambda }^{i}}$ は、その表面が受け取る波長のスペクトル放射輝度です。

その他の放射係数

放射測定係数
v
t
e
量		SI単位	注記
名前	Sym.	SI単位	注記
半球放射率	$ε$	—	表面の放射発散度を、その表面と同じ温度の黒体の放射発散度で割った値。
スペクトル半球放射率	$ε ν$ $ε λ$	—	表面のスペクトル発散度を、その表面と同じ温度の黒体のスペクトル発散度で割ったもの。
指向性放射率	$εΩ $	—	表面から放射される放射輝度を、その表面と同じ温度の黒体から放射される放射輝度で割ったもの。
スペクトル方向放射率	$ε Ω、 ν$ $ε Ω、 λ$	—	表面から放射されるスペクトル放射輝度を、その表面と同じ温度の黒体のスペクトル放射輝度で割ったもの。
半球吸収率	$あ$	—	表面によって吸収される放射束を、その表面で受光される放射束で割った値。これは「吸光度」と混同しないでください。
スペクトル半球吸収率	$A ν$ $A λ$	—	表面によって吸収されるスペクトルフラックスを、その表面で受光されるスペクトルフラックスで割ったもの。これは「スペクトル吸光度」と混同しないでください。
方向性吸収率	$AΩ $	—	表面によって吸収される放射輝度を、その表面に入射する放射輝度で割った値。これは「吸光度」と混同しないでください。
スペクトル方向吸収率	$A Ω、 ν$ $A Ω、 λ$	—	表面によって吸収される分光放射輝度を、その表面に入射する分光放射輝度で割った値。これは「分光吸光度」と混同しないように注意する必要がある。
半球反射率	$R$	—	表面によって反射された放射束を、その表面で受けた放射束で割ったもの。
スペクトル半球反射率	$R ν$ $R λ$	—	表面によって反射されたスペクトルフラックスを、その表面で受信されたスペクトルフラックスで割ったもの。
方向性反射率	$RΩ $	—	表面で反射された放射輝度を、その表面で受けた放射輝度で割ったもの。
スペクトル方向反射率	$R Ω, ν$ $R Ω, λ$	—	表面で反射されたスペクトル放射輝度を、その表面で受けたスペクトル放射輝度で割ったもの。
半球透過率	$T$	—	表面から透過した放射束を、その表面で受けた放射束で割ったもの。
スペクトル半球透過率	$T ν$ $T λ$	—	表面を透過したスペクトルフラックスを、その表面で受信されたスペクトルフラックスで割ったもの。
指向性透過率	$TΩ $	—	表面から透過した放射輝度を、その表面で受けた放射輝度で割ったもの。
スペクトル方向透過率	$T Ω,ν$ $T Ω, λ$	—	表面から透過したスペクトル放射輝度を、その表面で受けたスペクトル放射輝度で割ったもの。
半球減衰係数	$μ$	メートル⁻¹	単位長さあたりの体積によって吸収および散乱される放射束を、その体積によって受信される放射束で割ったもの。
スペクトル半球減衰係数	$μ ν$ $μ λ$	メートル⁻¹	単位長さあたりの体積によって吸収および散乱されるスペクトル放射束を、その体積によって受信されるスペクトル放射束で割ったもの。
方向性減衰係数	$μΩ $	メートル⁻¹	単位長さあたりの体積によって吸収および散乱される放射輝度を、その体積によって受信される放射輝度で割ったもの。
スペクトル方向減衰係数	$μΩ 、 ν$ $μΩ 、 λ$	メートル⁻¹	単位長さあたりの体積によって吸収および散乱されるスペクトル放射輝度を、その体積によって受信されるスペクトル放射輝度で割ったもの。

参考文献

^ IUPAC ,化学用語集、第5版（「ゴールドブック」）（2025年）。オンライン版：（2006年以降）「吸収率」。doi : 10.1351/goldbook.A00035
^ abcd 「断熱 - 輻射による熱伝達 - 物理量および定義」ISO 9288:1989 . ISOカタログ. 1989. 2015年3月15日閲覧。

[GoldBook-1] IUPAC ,化学用語集、第5版（「ゴールドブック」）（2025年）。オンライン版：（2006年以降）「吸収率」。doi : 10.1351/goldbook.A00035

[ISO_9288-1989-2] 「断熱 - 輻射による熱伝達 - 物理量および定義」ISO 9288:1989 . ISOカタログ. 1989. 2015年3月15日閲覧。