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白熱偏光を用いた煤粒子の形状測定法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20840014
研究種目

若手研究(スタートアップ)

配分区分補助金
研究分野 気象・海洋物理・陸水学
研究機関東京大学

研究代表者

茂木 信宏  東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教 (20507818)

研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
3,081千円 (直接経費: 2,370千円、間接経費: 711千円)
2009年度: 1,404千円 (直接経費: 1,080千円、間接経費: 324千円)
2008年度: 1,677千円 (直接経費: 1,290千円、間接経費: 387千円)
キーワードエアロゾル / 大気化学
研究概要

広く用いられているキルヒホッフの法則は粒子の形状の典型的長さが波長よりも十分大きな幾何光学近似の適用範囲内でのみ正しい理論であり、エアロゾルからの白熱光のように、波長が粒子サイズに大して十分大きくない条件ではキルヒホッフの法則を一般化した理論が必要である。電気力学と揺動散逸の定理に基づいて任意形状、任意サイズの物体からの熱輻射の強度を記述したのがRytov理論(S.M.Rytov, 1953)である。現在までに検証実験の困難さと、注目度の低さから、Rytov理論の実験的証拠は報告されていなかった。
本研究では高温に加熱された単一微粒子から放出される熱輻射(白熱)光の放出強度が、粒子が非球形の場合その形状に応じた異方性を持つことを実験により発見した。この観測された異方性は、Rytovの理論(S.M.Rytov 1953)によって整合的に説明出来た。これはRytov理論の初めての実験的証拠だと考えられる。

報告書

(3件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Size-dependent correction factors for absorption measurements using filter-based photometers : PSAP and COSMOS2010

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Nakayama, Yutaka Kondo, Nobuhiro Moteki, Lokesh K. Sahu, Takeshi Kinase, Kazuyuki Kita, Yutaka Matsumi
    • 雑誌名

      Journal of Aerosol Science 41

      ページ: 333-343

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Radiative transfer modeling of filter-based measurements of light absorption by particles : Importance of particle size dependent penetration depth2010

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro Moteki, Yutaka Kondo, Tomoki Nakayama, Kazuyuki Kita, Lokesh K. Sahu, Takuya Ishigai, Takeshi Kinase, Yutaka Matsumi
    • 雑誌名

      Journal of Aerosol Science 41

      ページ: 401-412

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Method to measure refractive indices of small nonspherical particles : Application to black carbon particles2010

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro Moteki, Yutaka Kondo, Shin-ichi Nakamura
    • 雑誌名

      Journal of Aerosol Science 41

      ページ: 513-521

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Radiative transfer modeling of filter-based measurements of light absorption by particles : Importance of particle size dependent penetration depth2010

    • 著者名/発表者名
      Moteki, N., Y.Kondo, T.Nakayama, 5 authors
    • 雑誌名

      Journal of Aerosol Science 41

      ページ: 401-412

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Method to measure refractive indices of small nonspherical particles : Application to black carbon particles2010

    • 著者名/発表者名
      Moteki, N., Y.Kondo, S.Nakamura
    • 雑誌名

      Journal of Aerosol Science 41

      ページ: 513-521

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dependence of laser-induced incandescence on physical properties of black carbon aerosols : Measurements and theoretical interpretati on2010

    • 著者名/発表者名
      Moteki, N., Y.Kondo
    • 雑誌名

      Aerosol Science and Technology 44(印刷中, 掲載確定)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] and Shin-ichi Nakamura, Directional dependence of thermal emission from nonspherical carbon particles2009

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro Moteki, Yutaka Kondo, Nobuyuki Takegawa
    • 雑誌名

      Journal of Aerosol Science 40

      ページ: 790-801

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Directional dependence of thermal emission from nonspherical carbon particles2009

    • 著者名/発表者名
      Moteki, N., Y.Kondo, N.Takegawa, S.Nakamura
    • 雑誌名

      Journal of Aerosol Science 40

      ページ: 790-801

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aging of black carbon in outflow from anthropogenic sources using a mixing state resolved model: Model development and evaluation2009

    • 著者名/発表者名
      Oshima, N., N. Moteki(5th) and 5authors
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research 114

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stabilization of the mass absorption cross section of black carbon for filter-based absorption photometry by the use of a heated inlet2009

    • 著者名/発表者名
      Kondo, Y., N. Moteki(6th) and 10authors
    • 雑誌名

      Aerosol Science and Technology 43(印刷中(掲載確定))

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radiative impact of mixing state of black carbon aerosol in Asian outflow2008

    • 著者名/発表者名
      Shiraiwa, M., N. Moteki(3th) and 7authors
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research 113

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dependence of laser-induced incandescence on physical properties of black carbon aerosols : Measurements and theoretical interpretation

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro Moteki, Yutaka Kondo
    • 雑誌名

      Aerosol Science and Technology (in press)

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 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2009

    • 著者名/発表者名
      茂木信宏, 近藤豊, 竹川暢之, 中村新一
    • 学会等名
      第15回大気化学討論会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2009-10-20
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 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2009

    • 著者名/発表者名
      茂木信宏, 近藤豊, 中山智喜, L. Sahu, 北一之, 石谷拓也, 木名瀬健, 松見豊
    • 学会等名
      第15回大気化学討論会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2009-10-20
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 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)2009

    • 著者名/発表者名
      茂木信宏、近藤豊, 他2名
    • 学会等名
      第15回大気化学討論会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2009-10-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 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)2009

    • 著者名/発表者名
      茂木信宏、近藤豊, 他4名
    • 学会等名
      第15回大気化学討論会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2009-10-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 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2008

    • 著者名/発表者名
      茂木信宏, 近藤豊, 竹川暢之, 白岩学
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      千葉銀幕張メッセ
    • 年月日
      2008-05-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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