Development of a method to measure shape of soot particles by using polarized thermal emissions

开发利用偏振热发射测量烟灰颗粒形状的方法

• 批准号: 20840014
• 负责人: MOTEKI Nobuhiro
• 金额: $ 1.97万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20840014/
• 关键词: エアロゾル; 大気化学

Widely used Kirchhoff's law of thermal radiation is based on geometric optics approximation, in which typical linear dimension of object is much larger than the wavelength. General theory of thermal radiation beyond the Kirchhoff's law is required for interpretation of thermal radiation (incandescence) from heated aerosol particles because of break down of geometric optics approximation. S.M.Rytov (1953) derived general theory of thermal radiation from object of arbitrary size and shape, based on electrodynamics and fluctuation-dissipation theorem. However, no experimental evidences have been reported so far because of technical difficulties and low attention from practitioners.We have found significant change of directional dependence of thermal radiation from small particles according to their shape. The observed directional dependences were successfully explained by the Rytov theory. This seems to be the first experimental evidence of Rytov theory since 1953.

广泛应用的基尔霍夫热辐射定律是基于几何光学近似的，其中物体的典型线性尺寸远大于波长。由于几何光学近似的失效，在解释气溶胶粒子热辐射（白炽）时，需要基尔霍夫定律之外的热辐射一般理论。S.M.Rytov（1953）基于电动力学和涨落耗散定理导出了任意大小和形状的物体的热辐射的一般理论。然而，由于技术上的困难和从业者的不重视，迄今为止还没有实验证据被报道。我们发现，小颗粒的热辐射方向依赖性随其形状而发生显著变化。Rytov理论成功地解释了所观察到的方向依赖性。这似乎是自1953年以来Rytov理论的第一个实验证据。

项目成果

Radiative transfer modeling of filter-based measurements of light absorption by particles: Importance of particle size dependent penetration depth

• DOI: 10.1016/j.jaerosci.2010.02.002
• 发表时间: 2010-04
• 期刊: Journal of Aerosol Science
• 影响因子: 4.5
• 作者: N. Moteki;Y. Kondo;T. Nakayama;K. Kita;L. Sahu;Takuya Ishigai;Takeshi Kinase;Y. Matsumi

フィルター光吸収法(PSAP,COSMOS)の応答特性を解釈するための物理モデル(口頭)

用于解释滤光片光吸收法（PSAP、COSMOS）响应特性的物理模型（口头）

• 发表时间: 2009
• 作者: 茂木信宏、近藤豊;他4名
• 通讯作者: 他4名

and Shin-ichi Nakamura, Directional dependence of thermal emission from nonspherical carbon particles

和 Shin-ichi Nakamura，非球形碳颗粒热发射的方向依赖性

• 发表时间: 2009
• 期刊: Journal of Aerosol Science 40
• 作者: Nobuhiro Moteki;Yutaka Kondo;Nobuyuki Takegawa
• 通讯作者: Nobuyuki Takegawa

散乱光と白熱光強度の方位依存性を用いた炭素エアロゾルの形状判定法(口頭)

利用散射光和白炽光强度的方位角依赖性确定碳气溶胶形状的方法（口头）

• 发表时间: 2009
• 作者: 茂木信宏、近藤豊;他2名
• 通讯作者: 他2名

広粒径検出能の単一ブラックカーボン粒子計測装置の開発

开发具有宽粒度检测能力的单一黑碳颗粒测量装置

• 发表时间: 2008
• 作者: 茂木信宏;近藤豊;竹川暢之;白岩学
• 通讯作者: 白岩学