Годы открытия: 1800 и 1801
Что это такое? Энергия излучается Солнцем и другими звездами за пределами узкого видимого спектра цветов.
Кто это открыл? Фредерик Гершель (ИК) и Иоганн Риттер (УФ)
Почему это одно из 100 величайших открытий?
Инфракрасное и ультрафиолетовое излучение играют ключевую роль в развитии нашей науки за последние 200 лет. Однако до 1800 года никому не приходило в голову, что излучение может существовать за пределами узкого диапазона, воспринимаемого человеческим глазом. Открытие инфракрасного и ультрафиолетового света расширило научные горизонты за пределы видимого света, охватив весь спектр излучения, от радиоволн до гамма-лучей.
Инфракрасное (ИК) излучение сыграло ключевую роль во многих астрономических открытиях. Кроме того, в науках о Земле ИК-излучение используется для измерения температуры в самых разных областях – от температуры океана до состояния лесов. ИК-датчики используются в охранных и пожарных сигнализациях, а также в инфракрасных датчиках полиции и пожарных. Биологи обнаружили, что многие птицы и насекомые воспринимают ИК-излучение глазами. Ультрафиолетовое излучение (УФ) позволило лучше понять природу солнечного излучения и высокоэнергетические области спектра, включая рентгеновские лучи, микроволны и гамма-лучи.
Как это было обнаружено?
Фридрих Гершель родился в Ганновере, Германия, в 1738 году. В молодости он стал талантливым музыкантом и астрономом. Именно Гершель открыл планету Уран. 1781 год — первая новая планета, открытая почти за 2000 лет.
В конце 1799 года Гершель начал изучать солнечный свет. Он часто использовал цветные фильтры для выделения участков светового спектра и заметил, что некоторые фильтры нагревались сильнее других. Заинтересовавшись этим теплом в солнечном излучении, Гершель задался вопросом, не являются ли некоторые цвета естественными носителями большего количества тепла, чем другие.
Чтобы проверить эту идею, Гершель построил большую призму. В затемнённой комнате он проецировал радужный спектр призмы на дальнюю стену и тщательно измерял температуру внутри каждого из этих отдельных цветных световых лучей.
Гершель с удивлением обнаружил, что температура неуклонно поднималась от фиолетового (самого холодного) до максимума в полосе красного света. Внезапно почувствовав импульс, Гершель поместил термометр в тёмное пространство прямо рядом с полосой красного света (сразу за пределами светового спектра).
Этот термометр должен был оставаться прохладным. Он не находился под прямыми солнечными лучами. Но этого не произошло. Этот термометр зафиксировал самую высокую температуру из всех.
Гершель был поражён.
Он предположил, что Солнце излучает тепловые волны наряду со световыми, и что эти невидимые тепловые лучи преломляются при прохождении через призму несколько меньше, чем световые. В течение нескольких недель он исследовал тепловые лучи и обнаружил, что они преломляются, отражаются, изгибаются и т.д. точно так же, как свет. Поскольку они находятся ниже уровня красного света, Гершель назвал их инфракрасными (то есть ниже уровня красного).
Иоганн Риттер родился в 1776 году в Германии и стал философом-естествоиспытателем. Его основными убеждениями были единство и симметрия в природе, а также то, что все природные силы восходят к единой изначальной силе — Уркрафту.
В 1801 году Риттер прочитал об открытии Гершелем инфракрасного излучения. Риттер изучал влияние солнечного света на химические реакции и электрохимию (влияние электрического тока на химические вещества и химические реакции). В ходе этой работы он исследовал действие света на хлорид серебра и обнаружил, что под воздействием света это вещество из белого превращается в чёрное. (Это открытие впоследствии легло в основу фотографии.)
Риттер решил повторить эксперимент Гершеля.
Он покрыл полоски бумаги хлоридом серебра. В тёмной комнате он повторил эксперимент Гершеля. Но вместо измерения температуры в каждом цвете радуги, проецируемой на стену, Риттер засек время, за которое полоски хлорида серебра чернеют в каждом цвете спектра.
Он обнаружил, что красный цвет практически не окрашивает бумагу. Он также обнаружил, что фиолетовый цвет темнеет бумагу быстрее всего.
Снова повторяя эксперимент Гершеля, Риттер поместил полоску хлорида серебра в тёмную область сразу за полосой фиолетового света. Эта полоска почернела быстрее всех! Хотя эта полоска не подвергалась воздействию видимого света, некоторое количество излучения подействовало на химические вещества, сделав их чёрными.
Риттер открыл излучение за пределами фиолетового (ультрафиолетовое), так же как Гершель обнаружил, что излучение существует ниже красного конца видимого спектра (инфракрасное).
Интересные факты. Пульт дистанционного управления телевизора использует инфракрасный свет для регулировки громкости или переключения каналов.
Больше для изучения
Гершель, Фредерик. «Введение в изучение натуральной философии». Довер, Делавэр. Adamant Media, 2001. Читайте так же: Открытие вакцинации
Трактат по астрономии. Довер, Делавэр. Adamant Media, 2001.
Гершель, Джон. Аспекты жизни и мысли сэра Джона Фредерика Гершеля. Нью-Йорк. Arno Press, 1994.
Кауфл, Ханс. Инфракрасная спектроскопия высокого разрешения в астрономии. Нью-Йорк. Upringer Verlag, 2003. Читайте так же: Что такое Анестезия
Робинсон, Майкл. «Рябь в космосе». Коллингдейл, Пенсильвания. Diane Publishing, 2000.
