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2006 年 1 月 7 日

紅外光天文史 (7): 20 世紀初的紅外光天文觀測
提供者 : 陳輝樺 (AEEA 小組 , NMNS )

說明 : 1800 年, 威廉•赫瑟爾 (Sir Frederick William Herschel,1738 - 1822) 首先發現在 可見光 電磁譜線的延伸外端, 另有一段肉眼無法見到且與熱相關的輻射的「 紅外光 」譜線存在。 在大自然界當中,紅外光的存在到底有著什麼樣的奧秘有待我們去暸解呢?有著什麼樣的量測工具可用呢? 1856 年,英國天文學家 Charles Piazzi Smyth 在 Tenerife 的 Guajara 山頂, 利用「 熱偶裝置 (Thermocouple)」 來觀察 滿月 時月面所反射的 紅外光 。1870 年,英國的 勞倫斯•巴森茲 (Lawrence Parsons)嘗試利用紅外光觀測建立起 月面的溫度 分布圖。1878 年,美國發明家 Samuel Pierpoint Langley 發展出一套精密的「 輻射熱測定器 (the bolometer)」。接下來的 20 世紀紅外光的觀測會有什麼樣的發展呢?

       在 20 世紀的初期,美國國家標準局的物理學家 William Weber Coblentz (1873 - 1962,上照片片) 除了 1915 年偵測來自 木星 土星 行星 的紅外光外, 他也觀測來自織女星 (Vega)、大角星 (Arcturus) 的星空較亮的恆星所發出的紅外光譜線。 並利用自行發展出來的「 溫差電堆 (Thermopile)」量測來自 110 顆 亮星 、 其他 行星 星雲 的紅外光。 William Weber Coblentz 不但是驗證「 卜朗克 定律 (Planck's law)」的第一人且是 首開近代「 光譜學 (Spectroscopy)」研究的先驅。

        所謂的「卜朗克 定律 (Planck's law)」是近代量子理論的基本定律, 說明電磁波輻射中吸收和放射的能量值 En 是不連續的, 此能量值 En 正比於輻射頻率 ν。 也就是 En = n h ν,式中 h 稱為卜朗克常數 , h = 6.6252 × 10-27 爾格秒。

明日主題 : 紅外光天文史 (8): 光譜研究
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主編 : 陳輝樺                 
                         諮詢服務 : 陳輝樺 (NMNS 國立自然科學博物館)
                                 王夕堯 (NTPU 國立台北大學)
                                                    蘇明俊 (樹德科技大學  休閒事業管理系)

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