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发现红外线 (趣味实验)
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200多年前科学家就发现了红外线!9 y4 A4 n: h0 H# P1 G6 Y9 N
B0 Z \ b) o2 L 德国科学家霍胥尔于1800年发现,又称为红外热辐射。他将太阳光用三棱镜分解开,在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计,试图测量各种颜色的光的加热效应。结果发现,"位于红光外侧的那支温度计升温最快"。因此得到结论:太阳光谱中,红光的外侧必定存在看不见的光线,这就是红外线(可见为光,不可见为线)。* c8 S& x! _& Z: b7 J0 N
8 `( f0 c7 j7 i$ u4 m 今天,我们不用温度计,而是用手中的"数码照相机"来发现(看得见的)红外线。红外线和可见光有着质的差别,它们是物质内部不同的粒子热振动所产生的辐射线,红外线的波长比可见光长,能量比可见光低,曝光时间比可见光要长很多,人眼看不见而CCD/cmos可见,另外红外线有一定的透视能力。
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实验:
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器材 1电炉盘
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/ F6 w% S) x. z8 V: Z1 H通电加热后的正常彩色图象未见红外迹象
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通电加热后,用850nm滤镜拍摄电炉盘温度逐渐升高的纯红外图象。(可与上面的正常彩色图象进行对比,最亮一张是720nm滤镜拍摄)' N5 T& ]) F# t" H/ w2 j4 Z5 a
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# V' F$ E6 H3 K8 m: N6 J- k器材 2 电热丝 ; R4 I4 ]/ X7 a
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) F3 D/ b1 m: ^$ M* i! L" G低电压加热呈微红的电热丝在红外下清晰可见! / Y, h k: `7 L, }- y$ ^
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亮度曲线表明,高亮度处温度最高(内置电热管处),而发射的红外线为能量最高而波段最低处(靠近780nm),炉盘中心温度最低处则正好相反,因此,高波段红外摄影需要更长的曝光时间!* X6 y$ Y. Z4 [7 h3 Y3 z* [$ N$ D" V
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0 t6 X) v# r$ S9 H w 内置电热管位置
1 F* c7 |. H ~" |3 a" \2 S(人眼在物体温度550摄氏度以下发射的光线就基本上看不见)
9 T& @# C6 }8 r[当黑体受到的热力相当于500—550摄氏度(~800K)时,就会变成暗红色(某红色波长的辐射强度最大),达到1050一1150摄氏度(~1400K)时,就变成黄色] |
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