幽默丁格

暑假來臨，酷熱來襲。雖然烈日當(dāng)頭，但對(duì)于我們來說，暑假是一個(gè)出游的好時(shí)期。當(dāng)然，出游不僅要做好攻略，挑選好衣服的顏色也很重要呢，因?yàn)橐路念伾珪?huì)間接影響我們皮膚表面的舒適度。

對(duì)于大部分人來說，夏日出行未必會(huì)在意身上所穿衣服的顏色，大家可能只是挑選自己認(rèn)為好看的衣服出行。事實(shí)上，為了在夏天使身體感到更涼爽，應(yīng)該注意穿著衣服的顏色。這不是空談，其理論依據(jù)便是物理學(xué)中的黑體輻射定律。

用空腔上的小孔近似的代替黑體

什么是黑體輻射？

所謂的黑體就是外界的電磁波射到黑體上時(shí)，電磁波會(huì)被完全吸收，一點(diǎn)兒也不會(huì)反射出來。黑體就是這么任性。但實(shí)際上，黑體只是被科學(xué)家假想出來的一種物理模型，它在現(xiàn)實(shí)生活中是不存在的。我們可以把一個(gè)開有小孔的空腔近似看作黑體。因?yàn)楫?dāng)電磁波射進(jìn)去之后會(huì)在空腔內(nèi)部經(jīng)過多次反射和吸收，最后基本不會(huì)出來。

早在19世紀(jì)末，聰明的物理學(xué)家就從實(shí)驗(yàn)室測繪出了不同溫度的黑體輻射按波長分布的圖像。1900年，德國物理學(xué)家普朗克提出了量子假說，認(rèn)為能量是一份一份的，不連續(xù)的，從而從理論上找到了黑體輻射分布的數(shù)學(xué)表達(dá)式。理論和實(shí)驗(yàn)均表明，黑體輻射光譜滿足一定波長的分布，其分布大致如圖。

從上圖中不難看出，在可見光區(qū)域，黑體輻射的能力最強(qiáng)、最集中，其次是紅外區(qū)，紫外區(qū)排在最后。那么，如何利用黑體輻射定律來決定我們夏季出行時(shí)所選擇衣服的顏色呢？很簡單，上圖告訴我們，在太陽照射時(shí)，認(rèn)定太陽光是可見光，所以只需看上圖的可見光的區(qū)域就好。

黑體輻射和衣服顏色有何聯(lián)系？

可見光的顏色大致可分為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種，其中，紅光的波長最長，能量最低；紫光的波長最短，能量最高。另外，之所以能看見物體的固有顏色，不是因?yàn)樗旧砭褪悄莻€(gè)顏色，而是它不吸收該顏色的光，把其他顏色的光吸收了，該顏色的光被反射到眼睛中，所以看起來是那個(gè)顏色。

紅色的衣服會(huì)吸收其他波長較短且能量較高的可見光，根據(jù)黑體輻射定律，吸收能力強(qiáng)，其輻射能力也強(qiáng)，紅色衣服吸收了其他顏色的光之后會(huì)大量反射出來，一部分從衣服的外表面反射出來，一部分從衣服的內(nèi)表面輻射到皮膚表面。而白色衣服基本不吸收可見光，黑色衣服基本是全部吸收可見光。所以，從理論上來說，單純考慮衣服顏色，黑色衣服吸收可見光的能力最強(qiáng)，衣服溫度最高；白色衣服吸收可見光的能力最弱，衣服溫度最低；紅色等可見光的顏色吸收光的能力介于白色和黑色之間，溫度也介于它們之間。當(dāng)然，從實(shí)際生活出發(fā)，情況可能有變化，因?yàn)樵谶@里，我們只是考慮了衣服的顏色，并沒有考慮其他的因素，比如衣服的尺寸、材質(zhì)，受光照時(shí)間的長短，以及人體散熱的機(jī)制等。