5-1.赤外線の波長と水

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5-1-1.水は赤外線を吸収します

赤外線の波長により吸収率の差はありますが、下図のように、水膜の厚みが1mmを超すとどの波長でも100%赤外線を吸収します。
水に吸収された赤外線は水の電子を励起し、液体から気体へ蒸発させようとします。

水の赤外吸収波長依存性渡辺敦夫,清水賢,”食品工業における電磁波の知用(1),”
化学技術誌MOL, pp.120-128, 昭和63年2月.

赤外線加熱によるエネルギー熱流束は、以下の式に表されます。

q=εσT＾4

q ：熱流束 ε：放射率＝吸収率 σ：ステファン・ボルツマン定数（5.67x10＾-8　W/m＾2/K＾4) T ：温度差

赤外線加熱の効果は、加熱フィラメントと対象物の温度の差の四乗に比例します。
ハロゲンヒーターのタングステンフィラメントは最高温度3150Kに達し圧倒的な温度差です。

下図は色温度による分光分布です、４から７μｍの波長域の積分値と全体分光特性の積分値の比率が効率です。

下表のウィーンの変位則のように、ヒーター出力が高くなると、近赤外線に波長が変位します。
必然的に、高出力の赤外線ヒーターは、近赤外線領域のものとなります。

その中でも、ハロゲンヒーターは、電気エネルギーが電磁波に変換される割合が85％と、最も効率の良いヒーターです。
下図のようにハロゲンヒーターは1μmを中央値として近赤外線を照射します。