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基于光电开关的红外辐射的发展
 
更新时间:2014.12.19 浏览次数:
 

  威廉赫谢尔是英国天文学家,曾制造当时世界上口径最大的天文望远镜。为了寻找观察太阳时保护眼睛的方法,他用涂黑的水银温度计反复测量太阳光谱的热效应,却意外观察到温度计置于红光之外时水银柱继续升高的现象。他认为这里存在一种看不见的射线,并称之为致热线、暗中线。同其他新生事物一样,这一发现马上遭到怀疑和责难。因为科学泰斗牛顿曾以一组用三棱镜作的实验无可争辩的证明了太阳的白光由七色构成,从而创立了现代光谱学。而在七色光这外,则是虚无,是黑暗,这种在无意中形成的成见牢牢禁锢着人们的思维,因而在赫谢尔的实验之前虽已不止一人做过类似观测,但都未敢越过雷池一步。赫谢尔为了寻求太阳光谱中热效应极大值,试探着把温度计移出可见光,不料竟进入一个斑驳陆离的未知世界,这的确 是对传统观念的突破,是人们继牛顿之后在探索光的漫漫 征途中又一飞跃。

  后来威廉赫谢尔及其他科学家用火焰、烛光、火炉等光源和热源进行实验,都观测到类似现象:红光端之外不仅确有热效应,甚至比可见光区强。他们还进一步证明这种射线遵从与可见光相同的反射、折射、吸取定律,有偏振、干涉、衍射现象,差别主要是波长比可见光长。随探测方法的改进和红外光电开关透光材料的不断发现,人们测得的红外波长也缓慢延伸,1847年为1.5um,1880年仅至17um,19世纪最后十年由于多人的努力终于达到300um。但这期间电学与磁学也在突飞猛进,19世纪30年代法拉第发现电磁感应效应,19世纪50-60年代麦克斯韦建立对现代科学技术影响巨大的电磁方程组,并大胆作出光是一种按照电磁定律传播的电磁波的判断。1887年德国物理学家赤兹用振荡器成功实现电磁波的发射和接收,又测量了频率、波长和传播速度,研究了反射、折射、偏振,令人信服地证明了麦克斯韦电磁方程组的正确性。这期间还有人发现电学方法与加热物已庸置疑,为它造出的专用名词“infrared”逐渐推广开来。把可见光和微波之间的 广阔波段统称为红外线,又依波长划分为近红外区四个区域,但不同学科往往规定了不同的界线。此外还流通些专业术语,如短波红外、中波红外、长波红外,指的是对应于三个红外大气窗口的波段。遥感技术中还常常把长波红外叫做热红外等。

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