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104年
火災學概要、消防法規
第 8 題
輻射熱受「輻射物體」與「受輻射體」之相對位置所影響，若輻射角 θ 為 0 度時，「受輻射體」受到之輻射熱量為 Q，則若輻射角度為 60 度時，其受到之輻射熱量 Q’為多少？
- A 0.414Q
- B 0.5Q
- C 0.707Q
- D 0.866Q
思路引導 VIP
想像你正拿著手電筒直射牆壁，光圈很小且非常明亮；如果你慢慢傾斜手電筒，讓光束與牆壁形成一個夾角，觀察一下牆上原本的光圈面積會發生什麼變化？當同樣的一束能量被分散到更大的面積上時，單位面積所感受到的能量強度會變大還是變小呢？你可以試著用這種「投影面積」的概念，去推論能量隨角度變化的物理趨勢。
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恭喜你準確掌握了熱輻射的物理特性！這題你能迅速選出 (B)，代表你對朗伯餘弦定律 (Lambert's Cosine Law) 的空間幾何關係有很紮實的理解。在火災科學中，輻射熱並非全量接收，而是會隨著受熱面與輻射源之間的夾角而改變，其接收到的熱通量 $Q'$ 與入射角的餘弦值成正比。
朗伯餘弦定律的應用
當輻射角 $\theta$ 為 $0^\circ$ 時，受熱面正對著輻射源，此時 $\cos(0^\circ) = 1$，受熱量達到最大值 $Q$。而當角度增加到 $60^\circ$ 時，根據公式：
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