太陽の光を集めると何度ぐらいまで温度を上げることができますか？

質問

太陽の光をレンズや凹面鏡を使って集めると焦点近くでは温度が上がりますが、口径が大きいほど温度が上がると思います。
このとき口径を大きくすれば、どこまでも温度は上昇するのでしょうか？
それとも、太陽の表面温度以上には上昇しないなどの限界はあるのでしょうか？

回答No.12

watico · ベストアンサー

A No.2 です。こんなに賛否両論の長い議論になるとは思いませんでした。

炎天下の砂浜で砂がアツアツになっていることがあるのをご存じと思います。太陽光で物を暖めるのに鏡やレンズは無くても良いのです、放熱しないように断熱すれば直射日光でも理論上６０００度まで上げることが可能です。凹面鏡やレンズは集光能率を高めるために使われます。

無限に大口径のレンズ、凹面鏡を用いれば、人情としては無限高温を得られそうな気持ちはすますけれども。心の世界はともあれFMnew7さんは物理的にどうかと云うことを聞いておられると思いますので、やはり「熱力学の法則に従う」と言わざるを得ません。

「一点に集中するから」「大口径を使えば」と思う方も居られるようですが、光路と云う物は”一方通行ではありません”ので大口径の凹面鏡やレンズを用いると云うことは集光能率を高めると同時に放熱能率も高めていることになります。

太陽表面温度が理論上の限界です。

お礼

回答ありがとうございます。
レンズがなくても６０００度まで上げられるというのには、驚きました。
もし、地球が同じ面を太陽に向けていたら、どのくらいの気温になるんでしょうかね。

最後に、回答してくれた皆様、どうもありがとうございました。

回答No.1

sanori

こんばんは。

口径を増やせば増やすほど、たくさんの光（可視光以外も含む）を集めることができます。

焦点に置く物体が熱を逃がさないという「理想的な」状態を仮定すれば、
光がどれだけ集まっているかというのは、温度が上がるスピードが速いか遅いかの違いがあるだけで、
どこまでも温度は上がっていきます。

温度には基本的には上限がなく、太陽の表面温度を超えることは、基本的には可能です。
（表面温度というのは、１点に集まった結果の温度ではないですし。）

お礼

回答ありがとうございます。
限界はないという意見ですね。