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2006 年 1 月 16 日

紅外光天文史 (16)： 1950 年代的紅外光觀測
提供者 : 陳輝樺 (AEEA 小組 , NMNS )

說明 : 1800 年，威廉‧赫瑟爾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 利用「熱偶裝置 (Thermocouple)」來觀察滿月時月面所反射的紅外光。1878 年，美國物理學家 Samuel Pierpoint Langley 發展出一套靈敏度可達攝氏溫度百萬分之一度的 「輻射熱測定器 (the bolometer)」。到了 20 世紀中葉的 50 年代，為了天文研究觀測上的需要，又會有著什麼樣的儀器設備出現呢？

首先我們列出下表用以先來了解各紅外光波段所能量測的溫度範圍，以及能夠觀測到的星際間何種物質。

譜線	波長範圍	溫度範圍	能觀測到的物質
近紅外光 (NIR)	0.7 - 1 微米至 5 微米	740 K 到 5200 K	較冷的紅星體、紅巨星、塵埃
中波紅外光 (MIR)	5 微米至 25 - 40 微米	92.5 - 140 K 到 740 K	行星、衛星、彗星、小行星體、被星光溫熱的塵埃、原行星盤
遠紅外光 (FIR)	25 - 40 微米至 300 微米	10.6 - 18.5 到 92.5 - 140 K	冷塵埃的輻射、星系核心區域、非常冷的分子雲

所以，天文學家在 1950 年代的紅外光觀測開始應用著對於熱感應極為敏銳的硫化鉛 (PbS) 物質作為感應器的材料，這種感應儀器配合著液態氮可冷至絕對溫度 77 K，大致可量測到來自太空中約 3 微米的紅外光。上圖是後來放在 史匹晢太空望遠鏡 (Spitzer Space Telescope) 上的冷卻設備照片。

明日主題 : 紅外光天文史 (17)： 1961 年鍺輻射熱測定器的紅外光觀測

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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