レスリーキューブ

レスリーキューブは、同じ温度の異なる表面から放射される 熱放射の変化を測定または実証するために使用される装置です。

これは、スコットランドの数学者で物理学者のジョン・レスリー（1766–1832）によって1804年に考案されました。 ^[1]ジョン・ティンダルが1800年代後半に 説明した実験のバージョンでは、 ^[2]立方体の垂直な側面の1つは金の層で、別の側面は銀の層で、3番目は銅の層でコーティングされ、4番目の側面はアイシングラスのワニスでコーティングされています。立方体は中央に空洞がある金属の固体ブロックで作られています。使用中、空洞には熱湯が満たされ、立方体全体が基本的に水と同じ温度になります。熱検出器（図の右端）は、ワニスが塗られた側面から、他の3つの側面よりもはるかに大きな放射を示しました。

現代用語で言えば、光沢のある金属の放射率は低い。アイシングラスは有機接着剤で、金属よりもはるかに高い放射率を持つ。レスリーの立方体は、さまざまな材料の放射率の変化を実証および測定するために今でも使用されている。^[3]図では、約 55 °C の立方体の疑似カラー画像 (「サーモグラフ」) は赤外線カメラで撮影され、白黒写真は普通のカメラで撮影された。立方体の黒い面は放射率が高く、サーモグラフの赤みがかった色で示されている。アルミニウム立方体の鏡のように磨かれた面は、青色で示されているように、熱放射が弱い。実験者の手の反射は緑色で、体温 (37 °C) に近い高放射率の表面に対応する。写真では、白く塗装された表面が黒い表面とほぼ同じ放射率であることも示されている。

レスリーキューブの現代版は、オランダの宇宙船として登録されているFUNcube-1と呼ばれる小型地球周回衛星の構造の一部です。2013年11月に打ち上げられ、衛星が太陽光の下で軌道を周回し、日食を起こし、3つの軸を中心に回転する際に、宇宙での太陽放射の吸収と放出を実証します。^[4]

• 黒体放射
• 放射率

• ドレイパー、ジョン・ウィリアム（1861）。化学の教科書。ニューヨーク：ハーパー・アンド・ブラザーズ。68 ページ。ドレイパー、ジョン・ウィリアム。1856年、ドレイパーは、垂直に回転するステムの上に置かれた立方体の真鍮容器としてこの装置について説明しました。少し離れたところに、示差温度計の黒くなった球があります。鏡が立方体の赤外線を球に反射します。立方体の1つの面は透明なまま、別の面はニスの層が塗られ、3つ目は2層、4つ目は3層塗られています。層の数が増えるほど、より多くの熱が逃げることがわかりました。マケドニオ・メローニの実験では、放射率が最大になるのは16層であることがわかりました。
• レスリー、ジョン (1804)。熱の性質と伝播に関する実験的研究。エディンバラ: J. モーマン。ジョン レスリー。
• レスリー、ジョン (1813)。空気と熱および湿気の関係に応じた実験と機器の簡単な説明。エディンバラ:ウィリアム ブラックウッド。ジョン レスリー数学。
• オルソン、リチャード (1969年9 月)。「放射熱の研究におけるレスリーの立方体に関するメモ」。Annals of Science。25 (3): 203– 208。doi :10.1080/00033796900200111。
• ポインティング、ジョン・ヘンリー; トムソン、ジョセフ・ジョン (1906)。物理学の教科書。ロンドン: チャールズ・グリフィン・アンド・カンパニー。pp. 230–231。レスリー・キューブ。