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2011 年 4 月 6 日
   

紅外光太空望遠鏡攝影特展 (6):紅外光的發現與探測
影像提供 : NASA / IPAC
文字提供 : 陳輝樺

說明 : 紅外光 」是怎麼被發現的? 它和「 輻射 (或 溫度 ) 又有著什麼樣的關聯呢? 自從 17 世紀英國偉大物理學家與數學家 牛頓 (Isaac Newton,1643.1.4. - 1727.3.31.) 首開光學的探究,在 1666 年,牛頓就曾做過用三棱鏡分解太陽光的實驗, 他發現目視為白色的太陽光原來是 由七色彩光組成 。 到了 1800 年,首先發現 天王星 的德國天文學家 威廉•赫瑟爾 (Sir Frederick William Herschel,1738.11.15. - 1822.8.25.) 利用電子裝置重複牛頓的分光實驗時 (上左圖), 發現在最熱的 紅光譜線 的延伸外端另有一段肉眼無法見到的譜線區域,會使得溫度產生巨大驟升, 因為它是在 可見光 電磁譜線的外端, 所以這段與熱相關的輻射被稱之為「紅外光」。 上中圖是重覆威廉•赫瑟爾的實驗, 明顯地可以看出在紅光的延伸處使得溫度計表示的溫度高於可見光波段的溫度, 足以證實,紅外光與熱的輻射 (Heat rays) 有密切關聯。

        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 (1819.1.3.- 1900.2.21.) 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,1840.11.17.- 1908.8.29.)嘗試利用紅外光觀測建立起 月面的溫度 分布圖。 1878 年,美國集天文學家、物理學家、航空先驅者、發明家等名號為一身的塞繆爾•皮爾龐特•蘭利 (Samuel Pierpoint Langley,1834 - 1906) 發展出一套「 輻射熱測定器 (the bolometer)」(上右圖)。這套熱輻射電子偵測裝置所偵測的電磁波 紅外光範圍 遠大於 威廉•赫瑟爾 發現範圍 , 其靈敏度可達 攝氏溫度 百萬分之一度。這套 輻射熱測定器 被用於研究 太陽 所輻射出的 紅外光 密度。

明日主題 : 紅外光太空望遠鏡攝影特展 (7):紅外光主要波段特徵
天文史上的今天 : 1949 年 4 月 6 日,德國物理學家 Horst Ludwig Störmer (1949.4.6.─)出生。他因發現量子霍爾效應 (Quantum Hall effect) 分量的貢獻, 與華裔美籍物理學家崔琪(Daniel Chee Tsui,1939.2.28.─)、美國物理學家 Robert B. Laughlin (1950.11.1.─) 共同榮獲 1998 年諾貝爾物理獎。    
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