当物体暴露在阳光下时，它会吸收太阳的能量，从而变得温暖。这种现象的原因在于物体将太阳光转化为热量。然而，物体的温度上升也有一个上限，正如在沙滩上享受阳光的人不会自燃一样。
在吸收太阳光能量的同时，物体（或人）也会以红外辐射或热量的形式释放能量。想象一下，在一个炎热的夏日午后，当你经过一面墙时，感受到从墙体散发出的热气，这正是能量释放的一个例子。
物体以电磁辐射的形式吸收和释放能量之间的联系——其吸收和释放效率——早已被称为基尔霍夫热辐射定律所解释。这一定律是由Gustav Kirchhoff于1860年提出的概念，指出在每个波长和入射角度上，吸收和释放效率是相等的。
霍华德·休斯应用物理和材料科学教授哈里·阿特沃特的实验室开发了一种新装置，打破了通常紧密联系的物体吸收和释放效率之间的关系。这一发明对于可持续能源收集系统和某些伪装技术的发展可能具有重要意义。
描述这项工作的论文，“基尔霍夫热辐射定律违反的直接观察”，发表在7月24日的《自然光子学》杂志上。
阿特沃特说：“基尔霍夫定律已经被坚持了150多年，尽管以前也有人提出违反该定律的理论建议，但这是第一次用实验证明该定律可以被打破。”
电子工程研究生Komron Shayegan是这项新研究的主要作者，他进一步解释说：“基尔霍夫定律规定的平等一直是设计以辐射形式吸收和释放能量的设备的指导原则，因为通过设计和测量材料的吸收特性，我们可以免费获得释放特性。”然而，在设计释放/吸收器时，最近出现了一个转变，即我们正试图超越一个物体的释放率和吸收率之间简单的一对一相等。
“将两者分离的一个动机是能源收集系统。例如，如果一个能源收集物体，如光伏（太阳能电池板），将其吸收的一些能量以热量的形式重新释放到能源源（太阳），那么这些能量就会被人类消耗掉。从理论上讲，如果光伏或其他能源收集物体将吸收的辐射从光源重新释放到另一个能源收集物体上，就可以达到更高的能量转换效率。
“我们的研究表明，放置在中等磁场中的装置有可能打破基尔霍夫热辐射定律的等式。该装置本身结合了一种具有强磁场响应的材料和一种增强红外波长吸收和释放的图案结构。特别令人兴奋的是，我们可以通过简单地将设备加热到室温以上并直接比较释放效率和吸收效率来观察效果。”
合著者有苏维克·比斯瓦斯，曾供职于加州理工学院，现就职于斯坦福大学;休斯敦大学的赵波;斯坦福大学范善辉;哈里·阿特沃特，他也是奥蒂斯·布斯工程与应用科学部的领导主席和液体阳光联盟的主任。
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希望本篇文章《打破基尔霍夫热辐射定律的新发现：提升能源收集效率的潜力》能对你有所帮助！
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