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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 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
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主編 : 陳輝樺陳輝樺                 
                         諮詢服務 : 陳輝樺 或 (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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