看不见的光

时间:2012-01-09 22:38:03 

年,在大学读书的牛顿放假回到家乡,用棱镜做了一个“游戏”。他在回忆录里这样写道:“我将窗户关上,只在壁上穿了一个小孔,让一束光投射在棱镜上。当光线通过棱镜后,便成了多束不同颜色的光,投射在对面的墙壁上。起初我只感到这些美丽的光线很好看。”后来,牛顿了解到,这是一个很重要的光学现象。这一现象说明,白光不是单一的,而是很多颜色不同的光混合而成的,这就是太阳的可见光光谱。

年,威廉·赫歇尔在研究光热效应的时候,也使用了一块类似于牛顿使用的那种玻璃棱镜,把一束太阳光展成光谱,然后用温度计在不同的光谱区记录温度。在实验中,赫歇尔发现,虽然把温度计放在太阳光谱红端以外很远的地方,却仍然有某种看不见的辐射使温度计的读数上升。当时,他把这种射线称为“看不见的光线”。这就是后来人们常说的红外线。红外线的波长范围大约从7000埃到1毫米,1埃等于1亿分之一厘米。实验表明,只要是温度高于绝对零度的物体,它总是要或多或少地辐射出红外线来。正是因为物质的这一客观存在的物理特性,红外天文观测成为人们窥探宇宙奥秘的又一个窗口。

赫歇尔发现了太阳红外线之后,自然引起人们不断提出新的问题:在太阳光谱紫色区外,是否也有“看不见的光线”呢?当时有人也曾用温度计试图测出太阳紫外辐射,奇怪的是,温度计的读数却一点儿没有发生变化。1801年,德国物理学家里特开始研究光引起某些化学反应的能力。当时,他把硝酸银暴露在太阳光下,分解出了黑色的金属银。后来,他把硝酸银放在紫光已经消失不见的太阳光谱的紫外区域,结果发现它分解得更快,从而证实了太阳紫外线的存在。现在知道,太阳紫外辐射的波长从3900埃到100埃。

赫歇尔和里特对于太阳红外线和紫外线辐射的发现,引起了很多科学家对天体光谱研究的兴趣,人们开始通过太阳光谱来研究太阳的化学成分。

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