社団法人 物理探査学会
第118回(平成20年度春季)学術講演会


微小セラミック球による電磁波の散乱に関する研究

講演要旨(和文)
ある微小セラミック球を混ぜた塗料を金属に塗布すると、太陽光照射時の温度上昇が抑制される。この塗料の使用で天井・外壁の温度上昇を抑えることにより室温の上昇が抑えられ、夏場のエアコン使用による電力消費の抑制が期待できる。本研究では、この塗料を塗布することによる温度上昇抑制のメカニズムと、効果的な球のサイズを解明することを目的とし、球が光を散乱させることで金属結合の固有振動数に近い波長帯の電磁波が透過しにくくなり、その結果温度上昇が抑制される、という仮説を立てた。これを検証し、最適な粒径を検討するため、1つの球に平面波が入射した場合の回折を解いたMieの理論を応用して、球が多数の場合の散乱波について調べた。設定した観測点に到達する散乱波を計算した結果、散乱波の挙動には入射平面波の波長と球半径が影響することが分かった。これは、仮説を立証し、また最適な粒径を解明するにあたり重要な結果であると言える。

講演要旨(英文)
It is well known that the insolation raises the room temperature in buildings and that the crisis of electric power supply is regularly caused by air conditioning in mid summer. Recently, some experiments demonstrated that the room temperature could be kept low when the external wall of buildings were coated with paint admixed with fine ceramic spheres whose diameter is in micron scale. The consumption of energy, therefore, will be reduced if room temperature is controlled without any air conditioning and the heat island effects would be lowered. However, the mechanism of this temperature suppression has not been investigated. In this study, we aimed to find out the mechanism of the temperature suppression and the effective size of admixed spheres. First, we assumed that the electromagnetic waves which had a certain range of frequencies were scattered to shield the radiated heat energy in the insolation. For verifying the hypotheses and for finding the range of effective size, we used the Mie theory to calculate the intensity of scattered light by a set of packed spheres. As a result, we found that amplitude of scattered light depended on the wavelength of incident light and on the size of spheres. We concluded that these two parameters are the important clue for achieve our objectives.