emissiviteit

Emissiviteit, meestal aangeduid met ε, is een materiaaleigenschap die geeft in hoeverre een oppervlak thermische straling uitzendt ten opzichte van een ideaal zwart lichaam bij dezelfde temperatuur. ε ligt tussen 0 en 1: een ε van 1 komt overeen met een perfecte straler, een ε dicht bij 0 betekent weinig emissie. Emissiviteit kan afhankelijk zijn van golflengte (ε(λ)) en van de richting (ε(λ, θ, φ)).

Voor veel oppervlakken geldt de relatie ε(λ, θ, φ) ≈ α(λ, θ, φ) volgens Kirchhoffs wet, waarbij α de absorptiviteit is. Bij transparante lagen wordt doorgaans aangenomen dat transmissie verwaarloosbaar is, zodat ε + ρ ≈ 1, met ρ als reflectiviteit. Matte of geruwde oppervlakken hebben doorgaans hogere emissiviteit in het infrarood dan glanzende metalen, die vaak laag is (ongeveer 0,02 tot 0,1 bij kamer temperatuur) maar kan variëren met temperatuur en oppervlaktelaag.

De totale hemisferische emissiviteit ε_tot bepaalt het totale radiatieve vermogen dat een oppervlak uitzendt: M = ε_tot σ T^4, met σ de Stefan-Boltzmann-constante en T de temperatuur. Realistische oppervlakken zenden altijd minder uit dan een zwarte rugzak, afhankelijk van ε en de temperatuur.

Metingen van emissiviteit kunnen spectraal plaatsvinden via reflectie- of absorptiemethoden, of calorimetrisch. Ook integrerende bronnen (integrating sphere) worden gebruikt om ε(λ) of ε_tot te bepalen. In praktische toepassingen speelt emissiviteit een cruciale rol in radiatieve warmteoverdracht, thermisch ontwerp, IR-thermografie en isolatiematerialen.