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发现红外线 (趣味实验)
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1 n u4 O( d+ \. J/ P: h200多年前科学家就发现了红外线!
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8 J6 b( j' m' Q6 u" U, i& _9 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)。4 [3 r; H% C" o" [: Q/ O1 Q8 g3 Z
6 p- k8 |7 ^0 r 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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! j+ W* a2 b. q. i1 f实验:( N( t) S2 r* w3 V2 p9 ^3 |
- r3 [$ ]) G# g. S器材 1电炉盘
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( p& G6 ]3 R+ V7 Q% D ]通电加热后的正常彩色图象未见红外迹象
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' p3 w- z5 d9 o" G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)
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' N; p* r8 [- T+ j# ^9 r: V- W5 q% \) _器材 2 电热丝 + {- y5 ?1 t$ |, Y; z$ [
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低电压加热呈微红的电热丝在红外下清晰可见!
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9 @0 P) X( J8 q0 I, `1 e8 s1 Y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!* N) b X& j4 G" W9 ~5 ?' _3 O: W
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内置电热管位置1 u0 ~( j, ^: O; b0 j) w/ i8 V5 r
(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)7 s# L: l, V S
[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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