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鉄は溶けるかもしれません。
しかし、太陽光を反射している以上、太陽の温度六千度を超えることはぜったいにありません。
えぇー、コロナは100万度もあるのに〜
>太陽光を反射している以上、太陽の温度六千度を超えることはぜったいにありません
どんな理屈だ、それ。白熱電球だってレンズや凹面鏡で集めると紙くらい焦がせるんだけど、その白熱電球に紙を直接くっつけてもなかなか焦げないよ。
# ここだけ。
白熱電球だってレンズや凹面鏡で集めると紙くらい焦がせる
今どき(?)の艶消し白熱電球でそんなことはできないような。
> 白熱電球だってレンズや凹面鏡で集めると紙くらい焦がせるんだけど、その白熱電球に紙を直接くっつけてもなかなか焦げないよ。
電球表面のガラスの温度ではなく、フィラメントの温度の問題。
白熱電球の光をレンズや凹面鏡で集めた場合、電球の表面温度より高くなるかもしれないが、フィラメントの温度は超えられない。窓ガラスごし越しの太陽光をレンズや凹面鏡で集めた場合、窓ガラスの表面温度より高くなるかもしれないが、太陽の表面温度は超えられない。
コロナの件はおいておくとして、>しかし、太陽光を反射している以上、太陽の温度六千度を超えることはぜったいにありません。と声高らかになされる主張には、「反射している以上」に加えて、もうひとつ重大な仮定が必要なのですが、たいていの場合それをこっそり隠しているので、釣られる人がでるんですね。
>たいていの場合それをこっそり隠しているので
自分だけわかったつもりになってないでタネアカシをしてくれよ
>コロナの件はおいておくとして、>>しかし、太陽光を反射している以上、太陽の温度六千度を超えることはぜったいにありません。>と声高らかになされる主張には、「反射している以上」に加えて、もうひとつ重大な仮定が必要なのですが、>たいていの場合それをこっそり隠しているので、釣られる人がでるんですね。
熱力学の法則が成り立ってる我々の宇宙では、焦点の温度は熱源の温度を超えませんよ?何か面白い事を言おうとして滑りましたね。
>熱力学の法則が成り立ってる
もしかしたらこれが「もう一つの重要な仮定」なのかもしれん。#まあ確かに必要だ。
別ACですが、質問があります。どなたか説明して頂けませんか?
太陽表面温度の黒体輻射密度よりも高い密度に集光できるなら、そこにある物体の表面は太陽表面よりも高温の平衡状態になれますよね。
高い密度に集光できないのは、熱力学の法則による限界なのでしょうか? 熱力学が光学系に制約を加えるということが、なんとなく納得できないのです。
>高い密度に集光できないのは、熱力学の法則による限界なのでしょうか?
純粋に幾何光学的に出来なかったような……ある表面積Sの光源上から総エネルギーEのエネルギーが出ており、S上の各点からは全方位に放射されているとき、E/Sを超えるエネルギー密度に集光するような光学系は組めない、ってのが導出できた気がします。なにぶん話を聞いたのが遙か昔なんでうろ覚えも良いところですが。(細かいところに集光するためには発光体のごく狭い領域からの光しか使えず、発光体の広い面積からの光を集光しようとするとある程度の広がりまでしか集光できない)
たとえば直径が地球と同じサイズの凹面鏡を使って、それを1平方キロの面積に集光したらとてつもない熱になると思うんだけど、「理論上は6000度を超えられない」ってのがなんとなく納得できないんですよね。
どういう理屈なんでしょうか。
これはできないんじゃないですか? 試しに虫眼鏡を持って、手近な照明器具(天井の蛍光灯など)の光を1点に集められるかやってみてください。
いろんな考え方があると思いますが、太陽表面温度を超えられるかどうかという話はひとまず置いておきます。今回のストーリーのパラボラに貼り付けた鏡を使って、「集光能力はいくらでも増やせるのか?」について幾何的に考えてみます。
まず、パラボラに貼り付けてある平面鏡の数を増やし、たとえば8500枚で「強度8500倍だッ!」という場合には、(焦点から見た)鏡のサイズが十分に大きな場合には成り立ちます。
焦点に立った人の視点で考えてみます。大きな1枚鏡を焦点に向けた時、焦点から見ると、鏡には1つの太陽が映ります。1枚の鏡を2枚に割り、放物面に沿うように焦点に向ければ、焦点から見るとそれぞれの鏡に太陽が映るので、太陽が増えたように見えます。この段階では、「鏡を増やした分だけ集光力アップ!」と言えます。
しかし、パラボラに貼り付けてある平面鏡のサイズが、焦点から見たときの太陽の視直径(0.5度=30分くらい)を割り込むレベルにまで細かくなってくると、それ以上は鏡を細かく分割しても反射される光は増えません。
なぜなら、焦点から見たときに太陽の視直径を下回るような鏡には、それぞれ太陽面の一部分(たとえば太陽の半分)しか映しておらず、それをさらに分割して放物面に合わせても、それぞれの鏡は元の鏡よりも太陽面の小さな部分(たとえば太陽の1/4)を映すにすぎないからです。つまり、鏡の数を増やすと、その分だけ1つ1つの鏡からの光は弱くなります。仮に小さな鏡を100万枚パラボラに貼り付けたとしても「8500倍を超えた100万倍だっ!」とはなりません。
この理屈は、鏡をさらに細かくしても同じことが言えます。で、限りなく鏡を小さくしていくとだんだんと凹面鏡(放物面鏡)に近づきますが、この過程で集光能力は増えません。
鏡の作用は、焦点から見て「(太陽の視直径よりも大きな凹面鏡の面積全体が)太陽と同じ輝きになる」ということにすぎません。回転楕円体の鏡で太陽と焦点を囲んだ場合、焦点からは全天が太陽表面に見えますが、これが鏡を使った最良のケースです。
# レイトレーシング的に考えても可。:-)
やっと納得できた。熱平衡とかいうと、フィルター掛けただけで状況変わるんじゃね?(長波長をフィルターしたら温度が高くなるの?)とか思ったし。
>回転楕円体の鏡で太陽と焦点を囲んだ場合、焦点からは全天が太陽表面に見えますが、これが鏡を使った最良のケースです
回転楕円体の鏡に歪みがあると、ある方向では暗く見えるけれど、別の方向を見るともっと明るく見えるというケースもあるのではないかと都合の良いことを考えてしまうのですが、そんなことは無いでしょうか?
そんなのは求めていた答えではない!と全方向から言われそうですが、「6000℃を超える」方法:被加熱体⇒反射鏡⇒太陽面の向きの放射で太陽表面が加熱されるので、なにも無かった時より太陽が熱くなっている!
熱力学の法則が成り立ってる我々の宇宙では、焦点の温度は熱源の温度を超えませんよ?
すみません、熱力学のどの法則のことを指しておられるのでしょうか?
「第二種永久機関が不可能」でも「エントロピー増大」でも「低温源から高温源への熱移動禁止」でも、お好きなのをどうぞ。
地球表面での太陽光線は、運動量の向きが定まっているので、熱平衡状態にはありません。従って、熱力学でいうところの熱源として設定することは出来ないと思います。つまり、この場合に熱力学を用いた議論は間違いだと思いますが、どうでしょうか?
どんな熱源をもってきても界面では高温源から低温源への移動方向は決まってる。これを排除したら熱力学を使う場面がない。高温源と低温源が温度を定義できるくらい熱平衡なら、途中が熱平衡でなくても問題ない。(単に可逆過程でないだけ)
>もうひとつ重大な仮定が必要太陽の温度のことかー!
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ハッカーとクラッカーの違い。大してないと思います -- あるアレゲ
焦点ではいったい何度? (スコア:0)
Re: (スコア:0)
鉄は溶けるかもしれません。
しかし、太陽光を反射している以上、太陽の温度六千度を超えることはぜったいにありません。
Re: (スコア:0)
えぇー、コロナは100万度もあるのに〜
Re: (スコア:0)
>太陽光を反射している以上、太陽の温度六千度を超えることはぜったいにありません
どんな理屈だ、それ。
白熱電球だってレンズや凹面鏡で集めると紙くらい焦がせるんだけど、その白熱電球に紙を直接くっつけてもなかなか焦げないよ。
いくらR5800でも曇天じゃ紙すら燃やせないしなあ。 (スコア:2)
# ここだけ。
今どき(?)の艶消し白熱電球でそんなことはできないような。
Re:焦点ではいったい何度? (スコア:1)
> 白熱電球だってレンズや凹面鏡で集めると紙くらい焦がせるんだけど、その白熱電球に紙を直接くっつけてもなかなか焦げないよ。
電球表面のガラスの温度ではなく、フィラメントの温度の問題。
白熱電球の光をレンズや凹面鏡で集めた場合、電球の表面温度より高くなるかもしれないが、フィラメントの温度は超えられない。
窓ガラスごし越しの太陽光をレンズや凹面鏡で集めた場合、窓ガラスの表面温度より高くなるかもしれないが、太陽の表面温度は超えられない。
Re: (スコア:0)
対象物を6000℃のもので包んだと考えれば簡単。
黒体輻射の宿命。
# レーザーは強度が温度とか関係ないので、集めれば集める程熱く出来る。
Re: (スコア:0)
コロナの件はおいておくとして、
>しかし、太陽光を反射している以上、太陽の温度六千度を超えることはぜったいにありません。
と声高らかになされる主張には、「反射している以上」に加えて、もうひとつ重大な仮定が必要なのですが、
たいていの場合それをこっそり隠しているので、釣られる人がでるんですね。
Re: (スコア:0)
>たいていの場合それをこっそり隠しているので
自分だけわかったつもりになってないでタネアカシをしてくれよ
Re: (スコア:0)
>コロナの件はおいておくとして、
>>しかし、太陽光を反射している以上、太陽の温度六千度を超えることはぜったいにありません。
>と声高らかになされる主張には、「反射している以上」に加えて、もうひとつ重大な仮定が必要なのですが、
>たいていの場合それをこっそり隠しているので、釣られる人がでるんですね。
熱力学の法則が成り立ってる我々の宇宙では、焦点の温度は熱源の温度を超えませんよ?
何か面白い事を言おうとして滑りましたね。
Re: (スコア:0)
>熱力学の法則が成り立ってる
もしかしたらこれが「もう一つの重要な仮定」なのかもしれん。
#まあ確かに必要だ。
Re: (スコア:0)
別ACですが、質問があります。どなたか説明して頂けませんか?
太陽表面温度の黒体輻射密度よりも高い密度に集光できるなら、そこにある物体の表面は太陽表面よりも高温の平衡状態になれますよね。
高い密度に集光できないのは、熱力学の法則による限界なのでしょうか?
熱力学が光学系に制約を加えるということが、なんとなく納得できないのです。
Re: (スコア:0)
>高い密度に集光できないのは、熱力学の法則による限界なのでしょうか?
純粋に幾何光学的に出来なかったような……
ある表面積Sの光源上から総エネルギーEのエネルギーが出ており、S上の各点からは全方位に放射されているとき、E/Sを超えるエネルギー密度に集光するような光学系は組めない、ってのが導出できた気がします。なにぶん話を聞いたのが遙か昔なんでうろ覚えも良いところですが。
(細かいところに集光するためには発光体のごく狭い領域からの光しか使えず、発光体の広い面積からの光を集光しようとするとある程度の広がりまでしか集光できない)
Re: (スコア:0)
たとえば直径が地球と同じサイズの凹面鏡を使って、それを1平方キロの面積に集光したらとてつもない熱になると思うんだけど、「理論上は6000度を超えられない」ってのがなんとなく納得できないんですよね。
どういう理屈なんでしょうか。
Re: (スコア:0)
蛍光灯の細長い形の光が一つの点に集まるような光学系は組めないんじゃね?
パラボラ型の鏡をパラボラ型に配置すると逝けそうな気もなんとなくするけどどうだろか
Re: (スコア:0)
サン先生の虫眼鏡 (スコア:3, 参考になる)
これはできないんじゃないですか? 試しに虫眼鏡を持って、手近な照明器具(天井の蛍光灯など)の光を1点に集められるかやってみてください。
いろんな考え方があると思いますが、太陽表面温度を超えられるかどうかという話はひとまず置いておきます。今回のストーリーのパラボラに貼り付けた鏡を使って、「集光能力はいくらでも増やせるのか?」について幾何的に考えてみます。
まず、パラボラに貼り付けてある平面鏡の数を増やし、たとえば8500枚で「強度8500倍だッ!」という場合には、(焦点から見た)鏡のサイズが十分に大きな場合には成り立ちます。
焦点に立った人の視点で考えてみます。大きな1枚鏡を焦点に向けた時、焦点から見ると、鏡には1つの太陽が映ります。1枚の鏡を2枚に割り、放物面に沿うように焦点に向ければ、焦点から見るとそれぞれの鏡に太陽が映るので、太陽が増えたように見えます。この段階では、「鏡を増やした分だけ集光力アップ!」と言えます。
しかし、パラボラに貼り付けてある平面鏡のサイズが、焦点から見たときの太陽の視直径(0.5度=30分くらい)を割り込むレベルにまで細かくなってくると、それ以上は鏡を細かく分割しても反射される光は増えません。
なぜなら、焦点から見たときに太陽の視直径を下回るような鏡には、それぞれ太陽面の一部分(たとえば太陽の半分)しか映しておらず、それをさらに分割して放物面に合わせても、それぞれの鏡は元の鏡よりも太陽面の小さな部分(たとえば太陽の1/4)を映すにすぎないからです。
つまり、鏡の数を増やすと、その分だけ1つ1つの鏡からの光は弱くなります。仮に小さな鏡を100万枚パラボラに貼り付けたとしても「8500倍を超えた100万倍だっ!」とはなりません。
この理屈は、鏡をさらに細かくしても同じことが言えます。で、限りなく鏡を小さくしていくとだんだんと凹面鏡(放物面鏡)に近づきますが、この過程で集光能力は増えません。
鏡の作用は、焦点から見て「(太陽の視直径よりも大きな凹面鏡の面積全体が)太陽と同じ輝きになる」ということにすぎません。回転楕円体の鏡で太陽と焦点を囲んだ場合、焦点からは全天が太陽表面に見えますが、これが鏡を使った最良のケースです。
# レイトレーシング的に考えても可。:-)
Re: (スコア:0)
やっと納得できた。
熱平衡とかいうと、フィルター掛けただけで状況変わるんじゃね?(長波長をフィルターしたら温度が高くなるの?)とか思ったし。
Re: (スコア:0)
>回転楕円体の鏡で太陽と焦点を囲んだ場合、焦点からは全天が太陽表面に見えますが、これが鏡を使った最良のケースです
回転楕円体の鏡に歪みがあると、ある方向では暗く見えるけれど、別の方向を見るともっと明るく見えるというケースもあるのではないかと都合の良いことを考えてしまうのですが、そんなことは無いでしょうか?
そんなのは求めていた答えではない!と全方向から言われそうですが、「6000℃を超える」方法:
被加熱体⇒反射鏡⇒太陽面
の向きの放射で太陽表面が加熱されるので、なにも無かった時より太陽が熱くなっている!
Re: (スコア:0)
Re: (スコア:0)
すみません、熱力学のどの法則のことを指しておられるのでしょうか?
Re:焦点ではいったい何度? (スコア:1)
「第二種永久機関が不可能」でも「エントロピー増大」でも「低温源から高温源への熱移動禁止」でも、お好きなのをどうぞ。
the.ACount
Re: (スコア:0)
地球表面での太陽光線は、運動量の向きが定まっているので、熱平衡状態にはありません。従って、熱力学でいうところの熱源として設定することは出来ないと思います。つまり、この場合に熱力学を用いた議論は間違いだと思いますが、どうでしょうか?
Re: (スコア:0)
Re:焦点ではいったい何度? (スコア:1)
どんな熱源をもってきても界面では高温源から低温源への移動方向は決まってる。
これを排除したら熱力学を使う場面がない。
高温源と低温源が温度を定義できるくらい熱平衡なら、途中が熱平衡でなくても問題ない。
(単に可逆過程でないだけ)
the.ACount
Re: (スコア:0)
>もうひとつ重大な仮定が必要
太陽の温度のことかー!