如何發現紅外線的故事

1. 紅外線是如何被發現的

看不見的光線

——1961年紅外線的發現紅外線研究方面的新進展，使天文學家有可能測量火星上的大氣的濃度，使醫生更容易診斷癌症，使探險者在極地考察時能有更好的儀器。

紅外線是不可見的光。它位於光譜上紅色光的外側。它的存在早在1800年就為人所知了。當時一位名叫威廉·赫謝爾的英國天文學家用溫度計測量色譜，當他把溫度計移到紅色帶的邊沿時，溫度計的讀數升高了。他把溫度計挪出紅色帶，放在沒有顯示光存在的地方，溫度計的讀數反而升得更高。

赫謝爾爵士知道自己發現了一種新的光，它是肉眼看不見的，但能被溫度計覺察出來。他命名它為紅外線，意思是說它在紅色光的下方。

紅外線得到實際運用只是近些年的事。本來太空署有一個用降落傘在火星登陸的計劃，後來通過衛星進行紅外線掃描，發現火星的大氣太稀，不能軟著陸，於是這個計劃就取消了。

1961年，英國的醫生們發現，乳房癌的溫度略高於正常的組織。這個發現導致醫學紅外線照相機(或稱自記溫度計)的誕生。它廣泛地用於診斷癌症，判斷燒傷的深度，以及找出中風的前兆。

科學家們用紅外線來檢查北極服裝的保溫效率，發現在衣服的拉鏈外最會喪失體溫。多虧有了熱攝影術，如今極地工作者們穿得更暖和了。

2. 紅外線是怎樣發現的

英國天文學家威廉姆·赫胥爾,於1800年發現了紅外線.他製作了自己的望遠鏡,因而他對於各種鏡頭和鏡面非常熟悉.由於太陽光是由各種顏色的光譜組成,並且是一種熱量來源,赫胥爾想了解哪一種顏色的光是產生熱量的原因.他設計了一個巧妙的實驗.他將直射的太陽光穿過一個玻璃棱鏡,生成光譜,然後用溫度計測量每種顏色的溫度.赫胥爾發現從紫色到紅色的光譜波段,溫度會逐漸升高,而且在紅色光譜以上的區域竟然是所有光譜中溫度最高的一部分.這部分區域由於其熱量輻射,是無法被人類肉眼探測到的,屬於不可見光區域.赫胥爾將這種不可見輻射命名為「發熱的射線」.現在我們將其稱之為紅外輻射.
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3. 人類是怎樣發現紅外線的

紅外線是一種人的肉眼看不見的光線，最近二三十年來，初露頭角的紅外技術，在各個領域里獲得了廣泛的應用。開始應用到生產上，並形成了一門嶄新的技術—紅外技術。

1800年，英國科學家海謝爾做了一個實驗，他把陽光分成彩色光帶以後，用溫度計來測量各種光的溫度，發現了一個奇怪的現象：靠近太陽光深紅色光外的不可見部分，溫度竟比紅光還高。這是一個意外的發現。因為以前只知道太陽光有七色，至於在七色之外的黑暗中還存在著什麼物質，是不清楚的。於是，海謝爾設想在太陽的輻射中，除了可見光以外，一定還包含著一種人的肉眼看不見的輻射。後來經過實驗證明：這種輻射還存在於其他物體發出的輻射中。當時，人們就稱它為「不可見輻射」。由於這種「不可見輻射」是在紅光的外邊發現的，所以，後來就稱它為紅外輻射，又叫它紅外線。
1887年，人們在實驗室中成功地產生了紅外線，使人們認識到：可見光、紅外線和無線電波在本質上都是一樣的。到了20世紀，由於生產實踐的需要，推動了各項新技術的發展，紅外科學也從實驗室走出來，開始應用到生產上，並形成了一門嶄新的技術—紅外技術。
最近二三十年來，初露頭角的紅外技術，在各個領域里獲得了廣泛的應用。
紅外線比紅光具有更大的熱作用，穿透能力也很強，用它來烘乾東西既快又好。因此人們常常利用它來乾燥飛機、輪船和汽車的油漆。過去，自然乾燥常常使油漆物的表面形成一個硬殼，裡面的濕氣散發不出去，形成一個氣泡，影響油漆質量。利用紅外線乾燥油漆，就沒有這個弊病了。紅外線穿透能力很強，可以利用它來染合成纖維織物。比如，紅外線高溫滲透到錦綸織物內部以後，會使錦綸織物的結構發生變化，使得顏料很容易進到纖維內部，把顏料固定在織物上，並把它烘乾。這樣，人們就能利用紅外線把錦綸織物染成各種鮮艷的顏色。
紅外線是一種人的肉眼看不見的光線，可以利用它組成一道看不見的防線。為了做好倉庫的防護工作，可以藉助於反光鏡，將紅外線巧妙地圍著倉庫繞一圈，然後投射到一隻能感受紅外線照射的光電管上，讓光電管發出電流來。把反光鏡、光電管等很好地隱蔽起來，組成一道難以察覺的防線。如果有人敢於向倉庫侵犯，它就會遮斷了紅外線，紅外線一旦被遮斷光電管就停止了工作，連接在光電管身上的一個開關立刻關閉，警報電鈴就會響起來。
不久前，科技人員研製成功一種叫做熱釋電攝像機的儀器，也就是紅外電視。可以利用它來探測火源，檢查火災隱患，對火災進行監視，並能及時發出警報，被人們譽為「監視火情的哨兵」。由於紅外電視攝像機，是依靠被攝物體發出的紅外線來攝像的，被攝物體的溫度越高，發出的紅外線越強，拍攝成的圖像也就越清晰。所以，紅外電視能不受煙霧、陰雲和風雨等阻隔，非常靈敏地對各種火情進行檢查，把火災撲滅在剛剛露頭的時候。
紅外電視攝像機，再配置上火災識別器、自動跟蹤系統，搜索機構和望遠鏡，便構成了一種新型的城市火情自動監控系統。它可以自動搜索和發現五、六公里遠處2～3平方米那麼大小的火源，並能自動跟蹤和報警。這樣，就可以實現消防指揮調度自動化，為及時發現火災，消滅火災，提供了現代化的技術手段。
紅外電視，還在工業上用於暗室操作的監控，無損傷，自然資源的熱勘探；在農業上用於探測森林、牧場的火情；交通上用於透霧導航等。
紅外電視還是個「夜光眼」呢！它可以在一片漆黑的情況下，對敵人的陣地、軍事設施進行有效地偵察，即使隱蔽得十分巧妙的敵人潛伏哨，也逃不脫它的敏銳的火眼金睛；也可以用在邊防哨所上，對某一特定地區實行監視；還可以「透」過雪層，「看」到躲在雪底下的敵人。還有一種紅外顯微鏡。一提起顯微鏡，人們往往認為這是一種用來放大微小物體的儀器。其實，它卻是一種用作測量溫度的儀器。不過，它與一般的溫度測量儀不同，可以用來測量十分微小的點上的溫度。微小的點上的溫度，雖然也可以用半導體點溫計來測量，但由於它在測量時要與物體表面直接接觸，很容易影響被測點的物理化學性質；如果用紅外顯微鏡來測量，不僅可以克服這些缺點，而且比半導體點溫計精確得多。
紅外技術，雖然是初露鋒芒，但我們深信，伴隨著科學技術的不斷發展，它必將為我們做出許多可以預料得到乃至預料不到的奇妙的事情來。
紅外線亦稱「紅外光」。在電磁波譜中，波長介於紅光和微波間的電磁輻射。在可見光的范圍以外，波長比紅光要長，有顯著的熱效應，可以用溫差電偶、光敏電阻等儀器來測量，波長在0.77～3微米為近紅外區；3～30微米為中紅外區；30～1000微米為遠紅外區。紅外線容易被物體吸收，轉化為物體的內能；在通過雲霧等充滿懸浮粒子的物質時，不易發生散射，具有較強的穿透能力，紅外線應用很廣，可用以焙制食品、烘乾油漆以及進行醫療等。物質對紅外線的吸收光譜對研究物質的分子結構、化學分析及化學工業上的控制有重要意義。軍事上常用紅外探測器來探測目標，以及紅外通信等。
【紅外線電視】利用被攝景物本身的熱輻射或反射的紅外線來進行電影攝像和顯示的系統稱為紅外線電視。適於非接觸和非破壞性檢查，常應用於工業、醫學、宇宙開發、軍事等方面。
紅外線可見光紅端與微波間的電磁波，其波長范圍約在7×107米~1×10米之間。1800年英國物理學家謝赫耳將溫度計放在日光光譜的紅光區域外側，發現仍然具有很強的熱作用。於是把這種看不見的射線稱為紅外射線。一切物體都在向外輻射紅外線。物體溫度越高發射的紅外線波段越寬。紅外線產生的機理是原子的外層電子受到激發。紅外線的最顯著特點是其熱作用，紅外線的波長比紅光長，因此衍射現象比較顯著，容易穿過雲霧煙塵不易被空氣中的懸浮粒子吸收。
利用紅外線的熱作用來加熱物體，如烘乾油漆和穀物以及進行醫療等，利用對紅外線敏感的底片可以進行遠距離攝影和高空攝影，從衛星上用紅外線對地面攝影可以清晰地看出地面上的物體並且不受白天和黑夜的限制。由於一切物體都在不停地向外輻射紅外線，並且不同的物體輻射的紅外線的波長和強度不同，因此應用紅外線遙感技術可以在飛機或衛星上勘測地熱尋找水源、氣象預報等。在現代戰爭中利用紅外夜視儀等夜視設備使對方目標歷歷在目。用紅外物理可以探測高溫物體的紅外輻射。現在紅外感測器還用作反導彈的預警等。
用溫度計解決了光學問題——紅外線的發現
太陽是人類最熟悉不過的宇宙天體，它每天東升西落，早出晚歸，毫不吝惜地把陽光灑向大地，使萬物得以生長和繁衍。夏天，火紅的陽光使人覺得炎熱難熬，倘若到了冬季，人們又要盡量多的曬太陽，為的是藉助陽光的熱抵禦寒冷。自古以來人類就知道，太陽為人們帶來光明、也帶來熱，而且太陽的光和熱是永遠分不開的。但是人類在慷慨接受太陽賜予的光和熱的時候，從沒有考慮光是怎樣攜帶熱的。
陽光的顏色隨著科學的發展，到了17世紀，人們就開始對光的現象進行系統的研究。1666年，偉大的科學家牛頓在讓太陽光透過玻璃三棱鏡的實驗中發現，白色的陽光竟然是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色的單色光組成的，這就是物理學中著名的「光的色散實驗」。牛頓對光學研究的貢獻很多，他在光的直線傳播、光的折散和反射、透鏡的成像、顏色的理論等許多方面的研究成就已成為人類知識寶庫中最重要的一部分。但是牛頓本人以及與他同時代的科學家都是把注意力集中於千姿百態的各種光學現象上或者是在無休止的光的本性的爭論上，惟獨無人關心太陽的光。可以說在光學的發展史上，很長的一段時間太陽的光是科學的棄兒。
牧師的靈感1738年，一個叫赫休爾的孩子在英國出生了，赫休爾小時候是一個普通的孩子，長大之後也沒有成為科學家。他的職業是牧師，但卻對太陽光獨有鍾情。為此他專門買了一塊很大的玻璃三棱鏡放在自己的桌子上，不時欣賞太陽光透過它形成的七色綵帶。1800年的一天早晨，年過花甲的赫休爾看著美麗的色綵帶，忽然像小孩一樣好奇地問自己：「陽光帶有熱，可是組成太陽光的七種單色光中，哪一種帶的熱最多呢？」他的這一看似簡單的問題在當時誰也不知道，於是赫休爾便開始思考這個問題，試圖找出正確的答案。
幾天以後，赫休爾便找到了解決這一問題的方法。他想，太陽光透過三棱鏡分成七種單色光，如果知道了每種光的溫度，不就知道它們之中誰帶的熱量多嗎？接著，赫休爾在自己房中的牆上貼上一張白紙作為光屏，並讓經過三棱鏡的七色光帶照在紙屏上。然後，赫休爾在每一條光帶的位置掛了一支溫度計。他怕自己的觀察不夠全面，又在紅光帶和紫光帶外各掛了一支溫度計。
做好這一切之後，赫休爾記錄下每支溫度計開始的讀數，然後就在桌子旁的椅子上坐下來開始觀察。溫度計的水銀柱緩慢地上升，赫休爾耐心的等待。大約過了半個小時，所有溫度計的讀數不再變了。赫休爾發現綠光區的溫度上升了3℃，紫光區的溫度上升了2℃，紫光區外的那支溫度計的讀數幾乎沒有變化。然而令他吃驚的是，紅光區外的那支溫度計的讀數竟上升了7℃。
赫休爾雖然是牧師，但他卻有科學家的素養。他發現了這一奇特的現象之後，立即重復這一實驗。但多次的實驗結果都是相同的：紅光區外的那支溫度計的讀數上升最多。經過詳細地分析之後，赫休爾認為陽光的光譜實際上比被人們看到的七種單色光更寬，在紅光帶外一定還有某種人眼看不見的光線，而且這種光線攜帶的熱量最多。後來科學界把這種看不見的光線命名為紅外線，而赫休爾也因為發現了它而留名科學史冊。
紅外線來自何方在赫休爾發現紅外線之後，由於當時人類對於諸多的自然現象的認識還不夠深入，並且當時科學研究的整體水平還不高，所以從事紅外線研究的科學家並不多。後來隨著物理學和其它科學學科的發展，人們清楚了紅外線和其他可見光一樣，都屬於電磁波的一部分。只不過可見光的波長范圍為0.4－0.75微米，而紅外線的波長范圍為0.76——1000微米，所以人眼看不見。
科學家後來還知道了紅外線產生的機理，紅外線又叫紅外輻射，任何物體只要溫度高於絕對溫度零度——-273℃，它們的分子就有熱運動，伴隨著這種分子的熱運動物體就向外輻射波長不等的紅外線。
紅外線的妙用人類發現紅外線的歷史很長，但直到本世紀隨著無線電電子學、材料科學的興起和發展，紅外線才變得身價百倍，以高科技的身份出現在我們面前。
大家都喜歡看中央電視台由趙忠祥主持的「動物世界」欄目，其中那麼多的動物夜間活動的鏡頭就是利用紅外線攝影得到的。由於任何物體都輻射紅外線，科學家就研製出一種能專門記錄紅外線信號的紅外膠卷。把這種膠卷安裝在普通的攝像機上，再借用其它裝置就能在夜間並且在遠離動物的地方進行拍攝。鱷魚是人類熟悉的一種兇殘動物，為了研究鱷魚的生活習性以及它們養兒育女的過程，研究人員就在適當的季節把自動紅外攝像機放置到鱷魚的巢穴附近。從拍攝到的鏡頭可以看到，當小鱷魚剛孵出時，鱷魚媽媽時而舐舐它們，時而移動它們，時而喂之以食。平時見到的那種兇殘盪然無存，憐子之心並不遜於我們人類。
熱紅外探測系統是紅外線的一個重要應用。由於任何一個輻射紅外線的物體都是與周圍其它物體不同的熱源，也就是一個物體與周圍的環境有溫度的差別，熱紅外探測系統就是通過探測溫度差而發現目標的。例如軍事上利用這種裝置發現藏在樹叢中的敵人和敵方正在行進的車輛、坦克等。在電影或者電視中經常會看到這樣的戰斗場面，兩架飛機在空中互相追逐，突然後面的飛機射出一枚導彈，而另一架見此立即不斷地改變飛行方向，一會兒轉彎，一會兒上下翻滾，但幾秒鍾後仍被導彈擊中。為什麼飛機甩不掉導彈呢？這是因為飛行著的飛機發動機的排氣管就是一個紅外輻射源，而裝有紅外探測儀的導彈會毫不困難地發現它。雖然飛機極力想擺脫導彈，但導彈上的電子導航系統又使得導彈始終咬住熱源，這樣速度低於導彈的飛機焉能不被擊中。
今天，紅外線的應用范圍越來越廣泛，在工業、農業、軍事、食品加工及安全保衛工作等許多方面都有極其重要的應用。但是不要忘記紅外線的發現是科學上投資最少、過程最簡單的一個發現——僅靠一塊玻璃三棱鏡和幾支溫度計。
紅外線在電磁波譜中，波長介於紅光和微波間的電磁波。波長約為 0.75～1000微米，不能引起視覺。紅外線有顯著的熱效應，可以用溫差電偶、光敏電阻或光電管等儀器來探測。紅外線易於被物體吸收，轉化為它的內能；在通過雲霧等充滿懸浮粒子的物質時，有較強的穿透能力。紅外線在軍事上可用於通訊及跟蹤、探測目標；在工業上可用以烘乾油漆、焙制食品等，對於遠距離目標、高速運動目標都可以用紅外技術進行非接觸測溫；在醫學上可用紅外技術診斷疾病。紅外技術在近20多年來已成為一門迅速發展的新興技術。
[紅外線] 人眼所看不見的，卻能透過或透入許多物質，如薄木片、膠木、樹木、紙片、薄霧、皮革等。物質太厚了，紅外線就不能透過，只能透入一定程度。紅外線還能與原子打交道，使得原子的運動狀態發生一些變化。紅外線具有熱效應。它在1800年被英國天文學家赫謝耳的發現就是由於它有顯著的熱效應。利用紅外線的看不見、穿透力強、熱效應，以及能與原子打交道等性質，可以為我們找到許多用途。如紅外光譜分析、烘乾、紅外照相、探測、通訊等。
紅外線波紅外線的波長比我們所能看到的可見光的波長還長一些，多數熱波都是紅外線波，這就是為什麼當你把手放在朋友臉頰上時，可以感覺到溫暖，卻看不到光波。
什麼是紅外線1800年，科學家威廉．赫歇耳爵士發現陽光中的能量大約有三分之二是來自肉眼看不見的熱能，或稱為紅外線幅射能。物體在陽光下暴曬會發熱，並不是因為它們吸收了我們所看到的可見陽光，而是伴隨在可見陽光中的紅外線幅射能。所有熱源中都含有紅外線，一文學家甚至可以通過紅外線發現某些星球，而不是藉助於可見光波。這台激光唱機是由搖控器內的紅外線啟動，機上的紅色指示器可以讓你知道紅外線正在運作。在這個探測器或感應箱中，它的感應效能是通過一個可以探測光波的電動感光器得來的。當四周光線昏暗時，感應器就會啟動紅外線探測器；白天在不需要照明時，它就不會啟動。
紅外線感受器 infrared receptor位於蝮蛇科（Crotalidae）、蛇（蝮蛇、飯匙倩、響尾蛇）的顏面兩側、僅對紅外線敏感的特殊溫度感受器。毒蛇在黑夜裡，探測由對方發出的紅外線，起著猶如雙眼視覺的作用。在眼窩下呈小孔狀，亦稱孔器。其底部有類似中耳鼓膜樣的薄膜，其後部也有空腔與外界相通，這與耳咽管很相似。在細胞質中存在著很多線粒體，在薄膜上三叉神經纖維密布如網而成末梢，外側有許旺氏細胞包圍。紅外線一旦到達此薄膜，即與熱量成比例地發生電位變化。關於紅外線的感受機制雖還不十分清楚，但敏感度非常高，能辨別0.002℃。也有不具孔器而具有紅外感受性的毒蛇（王蛇），但在這種情況下據謂敏感度是很差的。
紫外線的發現1801年的一天，有一位研究太陽光譜的科學家突然想要了解太陽光分解為七色光後有沒有其它看不見的光存在。當時他手頭正好有一瓶氯化銀溶液。人們當時已知道，氯化銀在加熱或受到光照時會分解而析出銀，析出的銀由於顆粒很小而呈黑色。這位科學家就想通過氯化銀來確定太陽光七色光以外的成份。他用一張紙片醮了少許氯化銀溶液，並把紙片放在白光經棱鏡色散後七色光的紫光的外側。過了一會兒，他果然在紙片上觀察到醮有氯化銀部分的低片變黑了，這說明太陽光經棱鏡色散後在紫光的外側還存在一種看不見的光線，這位科學家把這種光線稱為紫外線。這位科學家就是里特，1776年12月16日，里特誕生於德國的西里西亞。小時候因家境貧寒，沒有念過幾年書。14歲時就去一家葯店當了學徒。在學徒期間，里特貪婪地閱讀了許多書籍，懂得了不少化學和物理學知識。憑著刻苦的自學，20歲那年，他考進了耶拿大學，後來在化學和電生理學方面作出的不少貢獻。1799年，他用伽伐尼電池成功地從硫酸銅溶液中電解出銅，由此得出靜電與伽伐尼電之間是一致的結論。他還正確指出產生伽伐尼電流的原因是伽伐尼電池內部發生了化學反應，從而成為正確解釋伽伐尼電流成因的第一個人。1802年，里特製作了第一個干電池，1803年研製成功蓄電池。里特在物理學方面的主要貢獻就是發現了紫外線。紫外線是比紫光波長更短的輻射，是太陽光譜中的一部分，人們用肉眼是看不見的。強烈的紫外光照射，對人體，生物都有害，但適量的紫外光卻可使用感到精神爽快，可以促進機體的新陳代謝，紫外光在醫學上還被用來殺菌。另外，人們根據紫外線的「光激發光」（紫外線誘發物質發光）現象，還創造了一種新分析方法，即熒光分析，它不僅可以檢測物質的結構，而且還可以很清楚地發現人眼難以發現的機器零件的裂縫。紫外線的發現給人類帶來了福音，可它的發現者里特卻由於家境貧寒，生活清苦，正在他充滿憧憬向科學高峰攀登時，卻被肺病奪去了生命，在死時年僅34歲。
紫外線亦稱「紫外光」。在電磁波譜中位於紫光和倫琴射線（X射線）之間的電磁輻射。波長約為（4～39）×10-6厘米，不能引起視覺（即在可見光范圍之外）。可見光能透過的物質，對於紫外線的某些波段卻會強烈的吸收。例如：玻璃對波長小於35×10-4厘米的紫外線有強烈的吸收；地球大氣中的氧和臭氧幾乎全部吸收了太陽輻射中，波長小於29×10-6厘米的紫外線；水晶（即石英）吸收波長小於2×10-5厘米的紫外線；波長小於2×10-5厘米的紫外線被空氣強烈吸收。因此觀察這一紫外線波段的光譜儀的內部必須抽成真空，這個波段稱為真空紫外，適用於這一波段的光譜儀稱為真空紫外光譜儀。水銀燈和電弧的光中有（25～39）×10-6厘米之間的強紫外輻射，是常用的紫外線光源，紫外線通常用光電元件和感光乳膠來檢測。紫外光譜是研究原子結構的重要手段，紫外線在工農業方面也有重要應用價值。在生物學和醫學上常用紫外線進行殺菌消毒，誘發突變、治療皮膚病和軟骨病等。
全球——人口密集區紫外線增加美國航空航天局最近發表一項調查報告顯示，全球人口密集區域的紫外線有增加的趨勢。近10年來，紫外線增加最多的達10%。研究人員利用地球觀測衛星對地球臭氧層和紫外線照射量進行了長達13年的觀測、並繪制了相應的地圖。此外，設在加拿大、紐西蘭及美國的8個地面觀測站，提供的觀測數據對上述觀測結果進行了補充。據此，研究人員對由於臭氧層的減少而導致紫外線照射量增加在地球緯度上分布狀況進行了分析。結果發現，無論南半球還是北半球，人口密集區域的紫外線照射量都有顯著增加。包括南美的阿根廷和智利在內的南緯55度附近的區域。10年間紫外線照射量增加有9．9％。英國、德國、俄羅斯等北緯55度附近的區域增加有6．8％；日本和美國等位於北緯30度到45度的區域增加有4％。
吸收紫外線的「能手」——臭氧大氣圈——地球的氣體外殼，人類和一切生物都生活在這外殼內。在大氣圈中有一層是吸收紫外線的能手，那就是臭氧層。這層物質雖然含量極少，但它對地球上的生命具有極重要的意義。若太陽輻射出來的紫外線全部暢通無阻地到達地面，那麼地球上現存的生物恐怕早就盪然無存了。因此，臭氧層如同難以透過的遮板，保護環境，免遭導致動物死亡的太陽紫外線照射。臭氧分子是由三個氧原子構成的，化學性質非常活潑，有一種特殊的臭味，故由此得名。它位於大氣圈的平流層中，濃度最大的地方是臭氧層，位於二十到三十公里的高空。正是這層吸收了大部分紫外線，起到保護地球生物的作用。臭氧易與氮氧化物反應，從而使臭氧量減少。氮氧化物來源有超音速飛機排出的，氮肥廣泛使用進入平流層的；還有廣泛應用致冷劑的氟里昂，是臭氧最兇殘的「殺手」。這些「殺手」使臭氧層的臭氧正在不斷地減小。過量持久的紫外線照射會引起農作物大幅度減產，損害人體健康，引起皮膚癌等等。我們應該及早採取措施，保護臭氧層！
紫外線在作祟原來，是洛杉磯特殊的地理位置、特殊的氣候條件和強烈的陽光照射等因素造成了這種煙霧。如果缺少了其中的任何一環，煙霧就不可能發生。科學家發現，在洛杉磯出現的煙霧是光化學煙霧，這種煙霧是排入大氣的氮氧化物和碳氫化物受陽光中紫外線作用而產生的一種具有刺激性的淺藍色煙霧，其中包含臭氧、過氧醯基硝酸酯和醛類等多種復雜化合物，它們都是光化學反應生成的二次污染物。在特定的地理條件下，當遇到逆溫或不利擴散的氣象條件時，煙霧便會積聚不散，造成大氣污染事件，使人眼和呼吸道受到刺激或誘發各種呼吸道炎症，危及人體健康。
預報紫外線輻射：隨著科學的發展和人們的需要，天氣預報又增加了新內容：UV指數，即紫外線輻射指數。美國國家氣象局在每天的天氣預報節目中，除了溫度、濕度、氣壓、風力等項目外，還對美國58個城市的紫外線輻射同時做出預報。
最能忍受紫外線照射的植物太陽光里有一種紫外線，幾乎對所有生物都有影響。特別是微生物，受到一定劑量的紫外線照射，十幾分鍾就會被殺死。所以醫院和某些工廠，常用紫外線進行滅菌。高等植物也不例外。根據科學家的研究，如果用相當於火星表面的紫外線強度作為標准，來照射各種植物，番茄、豌豆等只要3－4小時就死去；黑麥、小麥、玉米等照射60－100小時，能殺死葉片；而南歐黑松照射635小時，仍舊活著。這是對紫外線忍受能力最強的植物。科學家估計，象南歐黑松這樣的植物，能夠在火星上生活一個季節。這一事實證明，在地球以外的行星如火星上，有生物的存在是可能的。紫外線波長在可見光紫端到X射線間的電磁輻射，其波長范圍400~500納米之間，不能引起人們的視覺。1801年德國物理學家裡特發現在日光光譜的紫端外側一段能夠使含有溴化銀的照相底片感光，因而發現了紫外線的存在。自然界的主要紫外線光源是太陽。太陽光透過大氣層時波長短於290×109米的紫外線為大氣層中的臭氧吸收掉。人工的紫外線光源有多種氣體的電弧(如低壓汞弧、高壓汞弧)，紫外線有化學作用能使照相底片感光，熒光作用強，日光燈、各種熒光燈和農業上用來誘殺害蟲的黑光燈都是用紫外線激發熒光物質發光的。紫外線還有生理作用，能殺菌、消毒、治療皮膚病和軟骨病等。紫外線的粒子性較強，能使各種金屬產生光電效應。紫外線亦稱「紫外光」。在電磁波譜中位於紫光和倫琴射線（X射線）之間的電磁輻射。波長約為（4～39）×10-6厘米，不能引起視覺（即在可見光范圍之外）。可見光能透過的物質，對於紫外線的某些波段卻會強烈的吸收。例如：玻璃對波長小於35×10-4厘米的紫外線有強烈的吸收；地球大氣中的氧和臭氧幾乎全部吸收了太陽輻射中，波長小於29×10-6厘米的紫外線；水晶（即石英）吸收波長小於2×10-5厘米的紫外線；波長小於2×10-5厘米的紫外線被空氣強烈吸收。因此觀察這一紫外線波段的光譜儀的內部必須抽成真空，這個波段稱為真空紫外，適用於這一波段的光譜儀稱為真空紫外光譜儀。水銀燈和電弧的光中有（25～39）×10-6厘米之間的強紫外輻射，是常用的紫外線光源，紫外線通常用光電元件和感光乳膠來檢測。紫外光譜是研究原子結構的重要手段，紫外線在工農業方面也有重要應用價值。在生物學和醫學上常用紫外線進行殺菌消毒，誘發突變、治療皮膚病和軟骨病等。
[紫外線] 在電磁波譜中位於紫光和X射線之間的電磁輻射。也叫紫外光。波長約為0.04～0.39微米，不能引起視覺。紫外線最突出的特性是在它的照射下，許多物質會發生熒光，照明的日光燈就是利用紫外線的熒光作用製成的。紫外線具有化學作用，能使照片底片感光。紫外線還具有生理作用，在醫療保健方面用途較大。紫外線還可以透過表皮，使人體內部組織細胞發生化學變化。長時間暴露於紫外線下的皮膚會變色，血管會擴張，血液中的鈣質和磷質增多，紅血球和血色素亦會增加。另外還特別適宜治療佝僂病、小兒虛弱症、肺以外的結核病以及某些傳染性皮膚病等。太陽光中（透過大氣層後被空氣吸收了大部分紫外線）含紫外線雖然不多，但對人體是很有益的。長期在城市居住、在室內工作的人，常因缺乏紫外線而體質漸弱，膚色蒼白，尤其在礦井或地下工作人員，應常用太陽燈或水銀燈照射。另外，紫外線還有使油漆乾燥，對食物、飲水、衣服、用具等消毒殺菌的作用。
抗紫外線織物問世近年來，大氣污染造成的臭氧空洞使越來越多的紫外線輻射到地表，皮膚癌患者因此急劇上升。您能容忍自己健康的肌膚橫遭荼毒嗎？一項來自寧夏的科技發明給人類帶來了福音：抗紫外線並釋放遠紅外線纖維織物在寧夏研製成功，並於日前通過技術鑒定，製成的環保功能服裝也已初步形成生產力。經國家計量科學院測試，這類服裝紫外線屏蔽率達98.3％，遠紅外線發射率達90％以上。衛生防疫部門檢測認定為「無毒、無味、無刺激、無任何副作用」產品。把抗紫外線並釋放遠紅外線織物應用到制衣中，不但解決了抗紫外線輻射的技術要素，還具有了保健功能，使人類著裝憑添新概念，成為服裝系列中的奇葩。
X射線與紫外線波外線與X射線（也稱X光）的波長都很短，它們可以穿透固體物，例如人體組織。短時間受到這類光線照射，對身體無傷害，例如：醫師可以通過X光片來了解人的身體狀況，不過，如果過度暴露在這些光線下，將對人體產生極大的危害。曬傷的原因長時間直接暴露在烈日下，就等到於過度暴露於紫外線的照射，將會導致曬傷。長年累月暴露在陽光下的人，有可能因紫外線的過度

4. 紅外線是誰發現的

1800年的一天早晨，年過花甲的赫歇爾看著美麗的七色綵帶，腦海里突然閃現了一個好奇的念頭：「陽光帶有熱，可是組成太陽光的七種單色光中，哪一種帶的熱最多呢？」這一看似簡單的問題在當時誰也不知道，於是，赫歇爾便開始思考這個問題，試圖找出正確的答案。

經過冥思苦想，幾天以後，赫歇爾便找到了解決這一問題的方法。他在自己房中的牆上貼上一張白紙作為光屏，使經過三棱鏡的七色光帶照在紙屏上。然後，在每一條光帶的位置桂一支溫度計。他怕自己的觀察不夠全面，又在紅光帶和紫光帶外各掛了一支溫度計。

做好這一切之後，赫歇爾記錄下每支溫度計開始的讀數，然後就在一旁觀察。溫度計的水銀掛緩慢地上升。大約過了半個小時，所有溫度計的讀數不再變了。赫歇爾發現綠光區的溫度上升了3℃，紫光區的溫度上升了2℃，紫光區外的那支溫度計讀數幾乎沒有變化。然而令他吃驚的是，紅光區外的那支溫度計的讀數竟上升了7℃。

多次的實驗結果都是相同的：紅光區外的那支溫度計的讀數上升最多。經過詳細的分析之後，赫歇爾認為陽光的光譜實際上比人們看到的七種單色光更寬，在紅光帶外一定還有某種人眼看不見的光線，而且這種光線攜帶的熱量最多。

得到准確結論後，赫歇爾對外宣布：大陽發出的光線中除可見光外，還有一種人眼看不見的「熱線」，這種看不見的「熱線」位於紅色光外測，因而叫作紅外線。

5. 紅外線感應是怎樣被發現的

紅外線

1672年人們發現太陽光(白光)是由各種顏色的光復合而成的。當時，牛頓做出了單色光在性質上比白光更簡單的著名結論。我們用分光棱鏡可把太陽光(白光)分解為紅橙黃綠藍靛紫等單色光。1800年英國物理學家赫胥爾從熱的觀點來研究各色光時，發現了紅外線。

此外，樓主應該是想說紅外線感應這種光電效應吧？其實，所謂的紅外線感應的核心就是熱輻射。

理論分析和實驗研究表明，不僅太陽光中有紅外線，而且任何溫度高於絕對零度的物體(如人體等)都在不停地輻射紅外線。就是冰和雪，因為它們的溫度也遠遠高於絕對零度（-273.15攝氏度），所以也在不斷的輻射紅外線。因此，紅外線的最大特點是普遍存在於自然界中。也就是說，任何「熱」的物體雖然不發光但都能輻射紅外線。因此紅外線又稱為熱輻射線簡稱熱輻射。

1911年諾貝爾物理學獎授予德國烏爾茲堡大學的維恩(WilhelmWien ,1864-1928),以表彰他發現了熱輻射定律。
熱輻射是19世紀發展起來的一門新學科，它的研究得到了熱力學和光譜學的支持，同時用到了電磁學和 光學的新技術，因此發展很快。到19世紀末，這個領域已經達到如此頂峰，以至於量子論這個嬰兒註定要從這里誕生。

6. 紅外線和紫外線是如何發現的!

紅外線的發現者是：英國物理學家赫謝耳(1738—1822)；
里特(德,1776—1810)是紫外線的發現者

7. 紅外線是怎麼被發現的

紅外線的發現過程如下：
紅外線是太陽光線中眾多不可見光線中的一種，由英國科學家赫歇爾於1800年發現，又稱為紅外熱輻射，熱作用強。他將太陽光用三棱鏡分解開，在各種不同顏色的色帶位置上放置了溫度計，試圖測量各種顏色的光的加熱效應。結果發現，位於紅光外側的那支溫度計升溫最快。因此得到結論：太陽光譜中，紅光的外側必定存在看不見的光線，這就是紅外線。也可以當作傳輸之媒介。 太陽光譜上紅外線的波長大於可見光線，波長為0.75～1000μm。紅外線可分為三部分，即近紅外線，波長為(0.75-1)～(2.5-3)μm之間；中紅外線，波長為(2.5-3)～(25-40)μm之間；遠紅外線，波長為(25-40)～l500μm 之間。
美國太空總部(NASA)研究報告指出，在紅外線內，對人體有幫助4-14微米的遠紅外線，從內部發熱，從體內作用促進微血管的擴張，使血液循環順暢，達到新陳代謝的目的，進而增加身體的免疫力及治癒率。 但是根據黑體輻射理論，一般的材料要產生足夠強度的遠紅外線，並不容易，通常必須藉助特殊物質作能量的轉換，將它所吸收的熱量經由內部分子的振動再發放較長波長的遠紅外線出來。
紅外線（Infrared）是波長介於微波與可見光之間的電磁波，波長在760納米（nm）至1毫米（mm）之間，比紅光長的非可見光。高於絕對零度（-273.15℃）的物質都可以產生紅外線。現代物理學稱之為熱射線。醫用紅外線可分為兩類：近紅外線與遠紅外線。含熱能，太陽的熱量主要通過紅外線傳到地球。我們把紅光之外的輻射叫做紅外線（紫光之外是紫外線），肉眼不可見。

8. 普通人如何看到紅外線

方法一：多普勒效應。當物體與觀察者之間的相對速度與波速數量級接近時才比較明顯，目前做不到（PS 個笑話：一物理學家闖紅燈被抓，解釋說因多普勒效應看成綠燈，可惜交警不是白痴，——「哦？那您超速了」。）
方法二：調頻（變頻）。我們知道，甭管紅外線、紫外線、可見光（x 射線，γ 射線，微波……）全是電磁波，只是它們波長跟頻率不一樣。所以，如果能把紅外線的頻率調高，紫外線的頻率調低，就可以變成可見光被人們看到。但是，不幸的是光的調頻不是太簡單。我們還知道，光子的能量是頻率越高，能量越大，所以可想而知，把能量低的紅外線變成可見光遠比把能量高的紫外線變成可見光要難。激光器方面，有很多非線性光學材料，能夠將激光激發出來的原始紅外線倍頻到綠光發射出來，可惜這些非線性材料對付普通強度的紅外線沒多大作用，不好使；據稱，某種納米材料能夠將紅外線調頻至可見光波段，不過聽上去就沒可能是普通人能弄得到的東西，放棄；事實上，我知道的靠譜的把紅外直接變可見的東東，沒有大眾能玩的了的（有誰知道一定告訴我）。而紫外端就好說了，天然具有熒光效應，能夠激發電子躍遷而產生頻率低的輻射（於是可能蹦出可見光），從而「看到」還是很容易的。
方法三：所以簡單的被動調頻對紅外束手無策了對么？別急，被動不行我們就主動。找個接收器把紅外信號接收下來，轉換成可見光放出來不就得了。對頭，這就是紅外感光/成像的主要途徑。紅外成像技術的關鍵部分，就是能對（某區段的）紅外線感光的感光材料。

9. 紅外線是如何發現的

黑暗的地方怎麼會比明亮的地方「熱」呢？這得從兩個世紀前說起。

在19世紀1800年以前，人們都知道太陽的「白」光可以通過三棱鏡被分解為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七色光。這最早由大名鼎鼎的年頓在1666年實驗成功。100多年過去，人們再也沒有想過，太陽光除這七色光外還有，或沒有什麼了。

可是，出生在德國的英國物理學、天文學家赫謝耳（1738~1822）卻突發奇想，在這七種可見光的「外」面，即看不見的區域，還有什麼「東西」呢？於是他在1800年做了下面的實驗。

他讓陽光通過三棱鏡後折射到後面的白色紙屏上，當然也和牛頓一樣，得到了七色綵帶，所不同的是，這次他還將9支完全相同的溫度計在每種色區內放1支，最後兩支則分別放在紅光以「外」和紫光以「外」附近區域。在陽光折射的七彩光照射下，七個可見光區內的溫度計溫度都升高了，例如紅、綠、紫光區各升高5℃、3℃和2℃；但紫光外區域的溫度卻未升高。他同時還發現，紅光外區域溫度不但升高了，而且比紅光區升得還高，升高達到7℃！這使他大吃一驚——那裡並沒有光線照射啊！

那是不是離紅光區更遠的區域溫度會升得更高呢？於是他又將溫度計移到離紅光區更遠的區域，但這時溫度卻不再增加，反而降到室溫。經過反復實驗研究，他終於判定，紅光外附近區域存在「紅外線」或「紅外輻射」。他還用實驗證明，紅外線不管來自地球、太陽或其他何處，都和可見光一樣遵守著折射、反射定律。但比可見光更容易被空氣吸收。由於它「不可見」，因此在剛發現時被稱為「不可見輻射」。

紅外線按波長不同還可分為近（波長0.75～3微米）、中（波長3～30微米）、遠（波長30～1000微米）三種。任何物體在任何溫度下都要不停地向外輻射紅外線。

一般來說，物體溫度越高，輻射紅外線的能力就越強，物體在單位表面積輻射紅外線能量的總功率與它自身熱力學溫度的4次方成正比。利用這一規律可製成紅外測溫儀器。當一些氣體分子的運動頻率與紅外線的頻率相當時，這些氣體——例如空氣中的二氧化碳、水汽，便會把紅外線的能量吸收掉。因而，來自太陽的某些紅外線便會被這些氣體吸收；而未被氣體吸收透過大氣的紅外線波段便稱為「大氣紅外窗」或「紅外大氣窗」。在大氣吸收紅外線這一原理的啟發下，人們得到了紅外線應用的又一成果——紅外氣體分析。用這一技術可測出空氣中的一氧化碳、二氧化碳、氧化亞氮、甲烷、乙烯等氣體。這在工業、農業、環境監測、醫學檢驗和其他科研中都有重要作用。紅外線還有熱效應強、易透過雲霧煙塵的特點。所以加熱、烘乾、遙測、遙感、金屬探傷、熱像儀診病、導彈、夜視、尋找地熱和水源、監視森林火情、估計農作物長勢和收成、氣象預報、「紅外顯微鏡」（用於測量溫度）等都是它的應用實例。除太陽外，宇宙中許多天體都輻射出大量的紅外線，科學家們把「紅外望遠鏡」發射到外層空間，避免了大氣對紅外線的吸收，更能准確地探測到這些天體發出的紅外線。

赫謝耳發現紅外線後，引起了人們進一步的思考：為什麼紫光以外區域溫度計的示值不升高呢？是不是這里沒有不可見光呢？如果有，又是什麼呢？又能用什麼方法探測呢？

德國物理學家裡特爾（1776或1778~1810）是其中別具慧眼的一個。他意識到，用物理方法不能探測紫光外區域的情況，那就用化學方法。1810年，他將一張浸有氯化銀溶液的紙片，放在前述七色綵帶紫光區域以外附近的區域，經過一段時間後，發現紙片上的物質明顯地變黑了。他研究後指出，這是由於紙片受到一種看不見的射線照射的結果。並把它稱為「去氧射線」，即現在人所共知的「紫外線」。他還正確地確認了各種輻射對氯化銀分解作用的大小實際上就是能量的大小，從而判斷出紫外線的能量比紫光的能量要大。

一切高溫物體都發出紫外線。它的主要作用是化學作用。紫外線照射能辨出細微的差別，例如可清晰地分辨出留在紙上的指紋。它的熒光效應可用於照明的日光燈和殺蟲的黑光燈。其殺菌作用可見於消毒和治病。不過，過多的紫外線有害於人體——照射強的日光，不穿戴防護用品進行電弧焊接操作，都應避免。

通過發現紅外線的故事，和對比紅外線、紫外線不同的發現方式，我們可得到以下知識或啟示。

首先，「光」和「熱」是兩個不同的概念。「光」強不一定「熱」大；正因為如此，我們在研究光源時，要的是「熱」不大的冷「光」源。「熱」大，不一定「光」強；我們使用的紅外線取暖器就是如此。

其次，科學發明發現有不同的模式和方法。如果里特爾也按赫謝耳探測紫外線那樣，用物理方法來探測紫外線的話，那他將那樣一無所獲——赫謝耳未能發現紫外線的遺憾就在這兒。對於懶人來說，常常希望別人告訴他一種「萬能」的靈丹妙葯，以便敲開科技發明發現或致富之門。我們只能遺憾地告訴他：通向這個門的道路有很多條，但要您自己去走，靈丹妙葯要自己去尋！這正如一條西班牙諺語所說：「『上帝』說，你要什麼便取什麼，只是要付出相當的代價。」

10. 人類是怎樣發現紅外線和紫外線的

紅外線是一種人的肉眼看不見的光線,最近二三十年來,初露頭角的紅外技術,在各個領域里獲得了廣泛的應用.開始應用到生產上,並形成了一門嶄新的技術—紅外技術.
1800年,英國科學家海謝爾做了一個實驗,他把陽光分成彩色光帶以後,用溫度計來測量各種光的溫度,發現了一個奇怪的現象：靠近太陽光深紅色光外的不可見部分,溫度竟比紅光還高.這是一個意外的發現.因為以前只知道太陽光有七色,至於在七色之外的黑暗中還存在著什麼物質,是不清楚的.於是,海謝爾設想在太陽的輻射中,除了可見光以外,一定還包含著一種人的肉眼看不見的輻射.後來經過實驗證明：這種輻射還存在於其他物體發出的輻射中.當時,人們就稱它為「不可見輻射」.由於這種「不可見輻射」是在紅光的外邊發現的,所以,後來就稱它為紅外輻射,又叫它紅外線.
1887年,人們在實驗室中成功地產生了紅外線,使人們認識到：可見光、紅外線和無線電波在本質上都是一樣的.到了20世紀,由於生產實踐的需要,推動了各項新技術的發展,紅外科學也從實驗室走出來,開始應用到生產上,並形成了一門嶄新的技術—紅外技術.紫外線是電磁波譜中波長從0．01—0．40微米（可見光紫端到X射線間）輻射的總稱,不能引起人們的視覺.
1801年德國物理學家裡特發現在日光光譜的紫端外側一段能夠使含有溴化銀的照相底片感光,因而發現了紫外線的存在.
自然界的主要紫外線光源是太陽.太陽光透過大氣層時波長短於米的紫外線為大氣層中的臭氧吸收掉.人工的紫外線光源有多種氣體的電弧(如低壓汞弧、高壓汞弧),紫外線有化學作用能使照相底片感光,熒光作用強,日光燈、各種熒光燈和農業上用來誘殺害蟲的黑光燈都是用紫外線激發熒光物質發光的.紫外線還有生理作用,能殺菌、消毒、治療皮膚病和軟骨病等.紫外線的粒子性較強,能使各種金屬產生光電效應.