热学史上的第一声春雷红外线的发现

红外线的发现标志着人类对自然的又一个飞跃，为热辐射研究奠定了基础。虽然早在19世纪初，红外线就被发现了，但是直到20世纪，它的价值才得到了人们的认可，并被应用到了各个领域。

17世纪70年代，人们发现太阳光（白光）是由各种颜色的光复合而成，与此同时，牛顿作出了单色光在性质上比白光更简单的著名结论。进入19世纪，英国物理学家赫歇尔从热的观点来研究各色光时，发现了红外线。

我们来看一下什么是红外线？人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范围为0.62微米～0.76微米；紫光的波长范围为0.38微米～0.46微米。比紫光波长还短的光叫紫外线，比红光波长还长的光叫红外线。红外线是不可见光线，所有高于绝对零度（-273.15℃）的物质都可以产生红外线。

早在1800年，英国天文学家赫歇尔就发现了红外线。当时赫歇尔虽然是个牧师，但却对太阳光情有独钟。为了研究太阳光，年过花甲的赫歇尔专门买了一块很大的玻璃三棱镜放在自己的桌子上，不时地欣赏太阳光透过它形成的七色彩带。

赫歇尔发现了红外线。

一天早晨，赫歇尔看着美丽的七色彩带，脑海里突然闪现了一个好奇的念头：阳光带有热，可是组成太阳光的七色光中，哪一种颜色的光带的热最多呢？这一看似简单的问题，当时却没有人能解释清楚。于是赫歇尔便开始思考这个问题，并试图找出正确的答案。经过一番研究，几天以后，赫歇尔终于找到了解决这一问题的方法。

他在自己房中的墙上贴上一张白纸作为光屏，使经过三棱镜的七色光带照在纸屏上。然后，在每一条光带的位置挂一支温度计。他怕自己的观察不够全面，又在红光带和紫光带外各挂了一支温度计。

赫歇耳发现红外线实验的示意图

做好了这一切之后，赫歇尔记录下每支温度计开始的读数，然后就在一旁观察。温度计的水银柱缓慢地上升。大约过了半个小时，所有温度计的读数不再变了。赫歇尔发现绿光区的温度上升了3℃，紫光区的温度上升了2℃，紫光区外的那支温度计读数几乎没有变化。然而令他吃惊的是，红光区外的那支温度计的读数竟上升了7℃。

多次的实验结果都是相同的：红光区外的那支温度计的读数上升最多。经过详细的分析之后，赫歇尔认为阳光的光谱实际上比人们看到的七种单色光更宽，在红光带外一定还有某种人眼看不见的光线，而且这种光线携带的热量最多。得到准确结论以后，赫歇尔对外宣布：太阳发出的光线中除可见光外，还有一种人眼看不见的“热线”，这种看不见的“热线”位于红色光外侧，因而叫做红外线，也称做红外辐射。

虽然赫歇尔早在19世纪就发现了红外线，但是由于测量上的困难，直到20世纪人们才对它的性质有所了解。此后红外线逐步被应用到了军事、工业、科研、医学等各个领域。如医生在给患者诊断疾病时，红外热像仪就能帮助医生有效地诊断肿瘤和血管疾病的状况。

学海拾贝

任何温度高于绝对零度的宏观物体（如人体等）都在不停地辐射红外线，因此红外线普遍存在于自然界中。如冰、雪等，因为它们的温度远远高于绝对零度，所以也在不断地辐射红外线。