紅外線與紫外線的發現

著名的大科學家牛頓曾做過一個實驗，發現太陽的“白光”通過三棱鏡可以被分解為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫7種有色光。在相當長的一段時間內，人們一直認為太陽光只能分解成這7種顏色。然而，英國物理學家、天文學家赫歇耳對此卻提出了質疑：在這7種可見光的“外”面，也就是在那些看不見的領域中，果真什么“東西”都沒有嗎？為了證實這個疑問，1800年，赫歇耳做了下面這個實驗：

他讓陽光通過三棱鏡折射到側面的白色紙屏上，由此得到了七色彩帶，這同牛頓的發現是一樣的。不同的是，赫歇耳不僅在每種色區內都放了1支溫度計，還在紅光以“外”和紫光以“外”的附近區域各放了1支完全相同的溫度計。

溫度計顯示：在七彩光的照射下，7個可見光區的溫度都升高了；而紫光外區域的溫度卻沒變。奇怪的是，紅光外區域的溫度不僅升高了，而且還略高于紅光區的溫度。

實驗結果令赫歇耳大為吃驚，因為并沒有光線照射在紅光外區域，它的溫度為什么也會升高呢？赫歇耳不禁聯想到，在離紅光區更遠的區域，溫度會不會升得更高呢？他又做了一個實驗，將溫度計移到離紅光區更遠的區域。令人不解的是，這時的溫度非但沒有增加，反而降到了室溫。赫歇耳被搞迷糊了，他又做了許多實驗，最終確認，在紅光外附近區域確實存在紅外線或者“紅外輻射”，而且紅外線也和可見光一樣遵守反射、折射定律，但與可見光不同的是，紅外線更容易被空氣吸收。所以，紅外線在剛發現時被稱作“不可見輻射”。

赫歇耳發現紅外線后，科學家們又開始了更深入的探索，以期發現紫光以外區域中的秘密。他們在想，紫光以外區域的溫度計示值為何沒有升高呢？這里會不會存在不可見光呢？許多科學家采用物理方法做了大量實驗，可仍一無所獲。而德國物理學家里特爾卻獨辟蹊徑，他舍棄物理方法，采用化學方法來探測紫光外區域的情況。1810年，他將一張浸有氯化銀溶液的紙片放在七色彩帶的紫光區域以外附近的區域。沒過多久，里特爾就發現紙片上的物質明顯地變黑了。他又做了許多研究，最后確定紙片之所以變黑一定是受到一種看不見的射線的照射。他稱這種射線為“去氧射線”，就是我們現在所熟知的“紫外線”。此外，他還研究了各種輻射對氧化銀分解作用的大小，也就是各種輻射所產生的能量的大小，并據此判斷出紫外線的能量比紫光的能量大。

任何一種科學發現，都要以造福人類為其最終目的，否則它就失去了存在的意義。紅外線和紫外線的發現，同樣也給人類帶來了極大的福音。

和太陽一樣，宇宙中的很多天體都會輻射出大量的紅外線。科學家們發明了紅外望遠鏡，利用此種望遠鏡對外層空間進行探測，從而更準確地探測到這些天體發出的紅外線。紅外線在人類生產和生活實踐中的應用不勝枚舉，如監視森林火情、估計農作物長勢和收成、尋找地熱和水源，以及金屬探測、遙感、烘干、加熱和“紅外顯微鏡”等。

紫外線的主要應用在其化學作用方面。紫外線的熒光效應可用在照明的日光燈和能殺蟲的黑光燈上。它的照射具有明察秋毫的能力，可以輕易地辨別出極其細微的差別來，比如紫外線能夠清晰地分辨出留在紙上的指紋。另外，紫外線在治病和消毒方面也得到了廣泛的應用。不過，人體吸收過多的紫外線會給身體帶來傷害，因此，應該避免日光的強烈照射，避免在不穿戴防護用具的情況下進行電弧焊接等操作。

知識檔案

1873年詹姆士·克拉克·麥克斯韋提出他的理論，認為可見光是一種電磁輻射。現在我們知道光僅僅是輻射大家族中的一部分，輻射包括從波長最短的伽馬射線到波長最長的無線電波，以及在這二者之間的諸多不同波長的電磁波。可見光的波長約為600納米（6×10-7米），而醫用X射線的波長為10-10米。麥克斯韋的工作包括從數學角度描述電磁輻射現象，例如預言無線電波的存在（盡管在此后25年內沒人能夠證明無線電波的存在）。波長同頻率相關，波長最短的輻射具有最高的頻率。