光、輻射與電磁波譜
紅外輻射
/ in-fra-RED /
當你站在溫暖的暖氣片旁,或在天黑後感到被太陽烤過的路面散發出熱氣時,你感受到的就是紅外光。紅外正好位於可見光譜紅端之外,波長比紅光略長,大約從0.7微米一直到幾百微米。我們的眼睛看不見它,皮膚卻能感到它,而它正是那些溫熱卻尚未發光的物體最明亮地發光的波段。
紅外在天文學中極其重要,原因有二。第一,宇宙中常見溫度下的任何東西——低溫恆星、行星、被附近恆星烤熱的塵埃雲、孕育新行星的盤——其大部分光都輻射在紅外,單純因為越涼的物體在越長的波長上發光(維恩定律)。第二,紅外光穿過塵埃遠比可見光容易,所以它讓我們能窺視恆星誕生的黑暗繭房內部,並穿透我們自己星系塵埃繚繞的核心。天文學家把這一波段分為近、中、遠紅外,各自探測不同的溫度。
正因為溫熱的東西在紅外發光,紅外望遠鏡本身必須保持極冷,否則它自身的熱會把它「致盲」——這正是詹姆斯·韋布空間望遠鏡等天文台要攜帶巨大遮陽罩、並在遠離地球溫暖處運作的原因。我們大氣中的水汽吸收掉大部分紅外,所以許多紅外天文觀測要在高而乾燥的山頂或太空中進行。同樣的物理也驅動著日常工具:能「看見」體溫的熱成像相機其實就是紅外相機。
一團緻密黑暗的氣體塵埃雲,在普通照片裡看起來一片漆黑。把這同一片天區用紅外拍攝,雲就變得透明,露出裡面正在發光的新生恆星——這是可見光永遠無法讓我們看到的。
紅外能穿透塵埃,揭示低溫天體——新生恆星、行星和溫熱氣體。
紅外並不等同於熱本身;它是溫熱物體發出的光。在正常強度下它無害——你自己的身體時刻都在輻射紅外,這正是夜視和熱成像相機探測的東西。
又稱
另見