夏天，穿什麼顏色的衣服最涼快？

2020-08-30 中科院物理所

不是顏色越淺越涼快哦！

熱！熱！熱！隨著三伏天的臨近，每個在戶外停留的人們都有了被夏日「灼燒」的痛感。

伏天出行，大部分人搭配衣服時更在意款式是否漂亮，對於衣服的顏色、尺寸未必會那麼在意。

事實上，為了在夏日出行使得身體感到更涼爽一些，應該注意一下穿著衣服的顏色。這不是空談，其理論依據來自於物理學中的黑體輻射定律。

「黑體輻射」是什麼鬼？

所謂的黑體就是外界的電磁波射到該黑體上時，電磁波會被完全吸收，一點也不會反射。

黑體就是這麼任性，但是實際上，黑體只是被假想出來的一種物理模型，它在現實生活中是不存在的。

我們可以把一個開有小孔的空腔近似看作黑體，因為當電磁波射進去之後會在空腔內部經過多次吸收和反射，最後基本不會出來。[1]

用空腔上的小孔近似地代替黑體

圖片來源中科院物理所

早在19世紀末，聰明的實驗物理學家就從實驗室測量出了不同溫度的黑體輻射，按波長分布的圖像。

1900年，德國物理學家普朗克提出了量子假說，認為能量是一份一份的，不連續的，從而從理論上找到了黑體輻射分布的數學表達式。

理論和實驗均表明，黑體輻射光譜滿足一定波長的分布，其分布大致如下圖：

圖片來源科普中國

從上圖中不難看出，在可見光區域，黑體輻射的能力最強，最集中，其次是紅外區，紫外區排在最後。

那麼，如何利用黑體輻射定律來決定我們夏季出行時所選擇衣服的顏色呢？

很簡單，上圖告訴我們，在太陽照射時，認定太陽光是可見光，所以只需看上圖的可見光的區域。

可見光波長分布圖

圖片來源中關村商情網

黑體輻射和衣服顏色竟然有這種聯繫？

可見光的顏色大致可分為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫，紅光的波長最長，能量最低；紫光的波長最短，能量最高。

另外，之所以能看見物體的固有顏色，不是因為它本身就是那個顏色，而是它不吸收該顏色的光，把其他顏色的光吸收了，該顏色的光被反射到眼睛中。

紅色的衣服會吸收其他波長較短且能量較高的可見光，根據黑體輻射定律，吸收能力強，其輻射能力也強。

紅色衣服吸收了其他顏色的光之後會大量反射出來，一部分從衣服的外表面反射出來，一部分從衣服的內表面輻射到皮膚表面。

而白色衣服基本不吸收可見光，黑色衣服基本是全部吸收可見光，所以從理論上來說，單純考慮衣服顏色，黑色衣服吸收可見光的能力最強，衣服溫度最高；白色衣服吸收可見光的能力最弱，衣服溫度最低；紅色等可見光的顏色吸收光的能力介於白色和黑色之間，溫度也介於它們之間。

但是從實際生活出發，情況可能有變化，因為只是單純考慮了衣服的顏色，並沒有考慮其他的因素，比如衣服的尺寸，受光照時間的長短，以及人體散熱的機制等。

圖片來源 pixabay

人體皮膚的散熱途徑

在討論衣服的尺寸、受太陽光照時間的長短等問題之前，我們需要弄清楚人體皮膚是如何散熱的。

大致來說，人體的皮膚可以通過輻射散熱、傳導散熱、對流散熱和蒸發散熱這四個途徑來散熱。

當我們出行在太陽光的照射下時，佔主要散熱地位的應該是蒸發散熱，皮膚與衣服之間的對流散熱將從相當大的程度上輔助蒸發散熱，其次是輻射和傳導散熱。

因此，我們考慮衣服的顏色、尺寸和受光照時間長短時，一定要建立在皮膚和衣服之間的對流散熱的基礎上，這樣才更貼近實際生活。

衣服尺寸和光照時間

當衣服吸收一定的輻射之後，或多或少的都會向衣服的內表面即向人體皮膚釋放一定的能量。

如果我們將衣服的尺寸設計得相對於穿這件衣服的人的體型來說比較寬鬆，空氣分子在皮膚與衣服之間運動的範圍就會更廣泛，有利於在衣服和皮膚表面之間形成空氣對流。

因此，尺寸大的衣服相對於尺寸小的衣服來說，會讓人們的體感更涼爽。

圖片來源 pixabay

除了衣服的尺寸和顏色以外，我們也應該關注外部環境，比如光照時間的長短。

如果穿紅色等深色的衣服，由於紅色衣服吸收的熱量比白色的多，在短時間內，衣服散熱和皮膚之間散熱的空氣對流不夠強等原因，就會使得在短時間內穿白色的衣服更涼快一些。

但時間一長，深色衣服吸收的熱量變多，皮膚散熱量也變多，當深色衣服輻射出來的熱量在衣服與皮膚之間形成足夠強的空氣對流時，就會使得穿深色的衣服比穿白色的衣服更涼爽一些，甚至穿黑色的衣服比穿白色的衣服更涼爽。

有可能你會問：「是不是在太陽下曬的時間越長，人體的溫度就越高呀？」不是的，受陽光照射的時間長短和體感溫度並不成正相關。

對於短時間暴露在太陽光下來說，體感溫度肯定會有所升高，但是隨著被光照射時間的變長，衣服散發的熱量和人皮膚表面吸收和散發的熱量將會達到一個動態的熱平衡值，這就是為什麼長時間受太陽光照射，人體溫度並不會一直上升的原因之一。

晝夜穿衣的講究

不僅在白天的太陽光照射下，不同顏色的衣服會影響人體的舒適感，在晚上睡覺時，衣服的顏色也會影響人體的舒適感。

區別在於，晚上沒有太陽光的照射，最大的輻射熱源就是人體本身。

因此，在夏天夜晚，為了使身體的熱量散發得更快一些，可以穿吸收能力強的顏色的衣服，比如黑色等。

而在冬季，為了保暖，在晚上睡覺時為了使身體熱量散發得慢點，可以穿吸收熱輻射能力弱的顏色的衣服，比如白色。

從實際生活來講，在夏季白天，較長時間的出行，或者夏季夜晚，睡覺時，穿較寬鬆、顏色較深的衣服會更涼爽，同時應該儘量避免長時間在太陽光下暴曬。

參考文獻：

姚啟鈞, 《光學教程》(四版), 高等教出版社, 2013: 302

THE END

文章作者：幽默丁格

蝌蚪五線譜原創文章/轉載註明來源

責編/Sirens

原題目：顏色越淺越涼快？夏天穿衣服講究比你想像的還多！

來源：蝌蚪五線譜

編輯：米老貓

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