红外线与紫外线的发现

著名的大科学家牛顿曾做过一个实验，发现太阳的“白光”通过三棱镜可以被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种有色光。在相当长的一段时间内，人们一直认为太阳光只能分解成这7种颜色。然而，英国物理学家、天文学家赫歇耳对此却提出了质疑：在这7种可见光的“外”面，也就是在那些看不见的领域中，果真什么“东西”都没有吗？为了证实这个疑问，1800年，赫歇耳做了下面这个实验：

他让阳光通过三棱镜折射到侧面的白色纸屏上，由此得到了七色彩带，这同牛顿的发现是一样的。不同的是，赫歇耳不仅在每种色区内都放了1支温度计，还在红光以“外”和紫光以“外”的附近区域各放了1支完全相同的温度计。

温度计显示：在七彩光的照射下，7个可见光区的温度都升高了；而紫光外区域的温度却没变。奇怪的是，红光外区域的温度不仅升高了，而且还略高于红光区的温度。

实验结果令赫歇耳大为吃惊，因为并没有光线照射在红光外区域，它的温度为什么也会升高呢？赫歇耳不禁联想到，在离红光区更远的区域，温度会不会升得更高呢？他又做了一个实验，将温度计移到离红光区更远的区域。令人不解的是，这时的温度非但没有增加，反而降到了室温。赫歇耳被搞迷糊了，他又做了许多实验，最终确认，在红光外附近区域确实存在红外线或者“红外辐射”，而且红外线也和可见光一样遵守反射、折射定律，但与可见光不同的是，红外线更容易被空气吸收。所以，红外线在刚发现时被称作“不可见辐射”。

赫歇耳发现红外线后，科学家们又开始了更深入的探索，以期发现紫光以外区域中的秘密。他们在想，紫光以外区域的温度计示值为何没有升高呢？这里会不会存在不可见光呢？许多科学家采用物理方法做了大量实验，可仍一无所获。而德国物理学家里特尔却独辟蹊径，他舍弃物理方法，采用化学方法来探测紫光外区域的情况。1810年，他将一张浸有氯化银溶液的纸片放在七色彩带的紫光区域以外附近的区域。没过多久，里特尔就发现纸片上的物质明显地变黑了。他又做了许多研究，最后确定纸片之所以变黑一定是受到一种看不见的射线的照射。他称这种射线为“去氧射线”，就是我们现在所熟知的“紫外线”。此外，他还研究了各种辐射对氧化银分解作用的大小，也就是各种辐射所产生的能量的大小，并据此判断出紫外线的能量比紫光的能量大。

任何一种科学发现，都要以造福人类为其最终目的，否则它就失去了存在的意义。红外线和紫外线的发现，同样也给人类带来了极大的福音。

和太阳一样，宇宙中的很多天体都会辐射出大量的红外线。科学家们发明了红外望远镜，利用此种望远镜对外层空间进行探测，从而更准确地探测到这些天体发出的红外线。红外线在人类生产和生活实践中的应用不胜枚举，如监视森林火情、估计农作物长势和收成、寻找地热和水源，以及金属探测、遥感、烘干、加热和“红外显微镜”等。

紫外线的主要应用在其化学作用方面。紫外线的荧光效应可用在照明的日光灯和能杀虫的黑光灯上。它的照射具有明察秋毫的能力，可以轻易地辨别出极其细微的差别来，比如紫外线能够清晰地分辨出留在纸上的指纹。另外，紫外线在治病和消毒方面也得到了广泛的应用。不过，人体吸收过多的紫外线会给身体带来伤害，因此，应该避免日光的强烈照射，避免在不穿戴防护用具的情况下进行电弧焊接等操作。

知识档案

1873年詹姆士·克拉克·麦克斯韦提出他的理论，认为可见光是一种电磁辐射。现在我们知道光仅仅是辐射大家族中的一部分，辐射包括从波长最短的伽马射线到波长最长的无线电波，以及在这二者之间的诸多不同波长的电磁波。可见光的波长约为600纳米（6×10-7米），而医用X射线的波长为10-10米。麦克斯韦的工作包括从数学角度描述电磁辐射现象，例如预言无线电波的存在（尽管在此后25年内没人能够证明无线电波的存在）。波长同频率相关，波长最短的辐射具有最高的频率。