В 1822 году француз Жозеф Фурье ввел в обиход закон, описывающий передачу тепла в твердых телах, основываясь на вибрации молекул и движении электронов. Согласно этому закону, тепло движется от более горячей стороны к более холодной, и скорость этого процесса зависит от температурной разницы и площади, через которую тепло проходит. Однако, последние исследования показали, что на уровне наночастиц закон Фурье не всегда применим, так как не может точно предсказать скорость передачи тепла.
Исследователи решили проверить, могут ли быть исключения из этого закона и в более крупных масштабах, особенно в полупрозрачных материалах, таких как некоторые полимеры и стекла. Эти материалы пропускают свет определенных длин волн, что влияет на их способность передавать тепло.
В ходе эксперимента ученые обнаружили, что в таких материалах тепло может передаваться не только за счет вибрации молекул, но и через тепловое излучение. Для исследования использовали вакуумную камеру, чтобы исключить влияние воздуха на рассеивание тепла, и нагревали материалы с помощью лазеров. Результаты показали, что нагрев происходит быстрее, чем предполагалось исходя из закона Фурье, особенно на начальных этапах, когда важную роль играет излучение.
Это открытие не опровергает закон Фурье, но расширяет понимание процессов теплопередачи. Оно указывает на то, что в некоторых случаях, особенно в полупрозрачных материалах, тепло может передаваться иным образом, что открывает новые возможности для управления теплом в этих материалах.
Авторы работы считают, что их результаты могут способствовать разработке новых методов управления теплом, обеспечивая более глубокое понимание механизмов теплопередачи в различных материалах.