Инфракрасные лучи
Инфракрасное излучение

Исследования инфракрасных лучей

Исследования инфракрасных лучей

Начало теоретической разработке вопроса было положено в 1800 г., когда у Вильяма Гершеля возникла идея исследовать с помощью термометра солнечный спектр, образованный призмой (рис. 2). Ученый заметил, что в невидимой области спектра, за границей красного цвета, чувствительный термометр показал повышение температуры с определенным максимумом.
Таким образом, было установлено, что существуют инфракрасные излучения, способные производить тепловые эффекты. Впрочем, встречающееся иногда обозначение этих излучений термином «тепловые лучи» является неподходящим и неоправданным и должно быть исключено, как это станет ясно из дальнейшего.
 


Рис.  2.  Открытие инфракрасных лучей (по оригинальной работе Гершеля 1800 г.)

Вслед за открытием Гершеля целая плеяда исследователей, среди которых следует назвать Вунша (1803), Руланда (1817), Зеебека, Меллони, исследовали инфракрасные лучи и искали положение максимума теплового эффекта. Вскоре они заметили (это установил достаточно точно Лесли в 1804 г.), что стекло поглощает инфракрасные лучи и что для их исследования необходимо применять оптические детали из материалов, пропускающих «темные лучи» от «тепловых источников», например из каменной соли, серы, флюорита.
Обыкновенный термометр оказался недостаточно чувствительным прибором для измерения излучений, почему начались поиски новых приборов, более пригодных для этих целей. Меллони применил термоэлемент, который был затем усовершенствован Рубенсом (1898) и позднее другими исследователями.
Румфорд и Лесли в своих работах довольствовались дифференциальным термометром. Другие исследователи прибегали к более сложным методам, но все они были весьма далеки от современных способов измерения излучений.
«Прием, использованный Гершелем в 1840 г., писал Ж- Леконт, свидетельствует о малой точности, достигнутой в этой работе: он покрывал лист бумаги с одной стороны сажей и затем пропитывал его эфиром или спиртом. Если на почерненную сторону, еще влажную, проектировался инфракрасный спектр (в виде солнечного спектра), то испарение создавало неравномерно распределенные пятна, которые соответствовали максимумам и минимумам интенсивности инфракрасных лучей».
Такие средства исследования были весьма примитивны и почти не облегчали работы первых исследователей инфракрасного излучения.
Однако в 1835 г., - как говорит Леконт, со «смелостью поистине гениальной» Ампер провозгласил идентичность световых и «тепловых» лучей.

Сходство световых лучей

Эти взгляды постепенно подтверждались наблюдениями, показавшими, что основные свойства световых излучений присущи и инфракрасным излучениям. Последние, так же как и свет, распространяются прямолинейно и подчиняются тем же самым законам отражения, преломления, поляризации, магнитного вращения плоскости поляризации, интерференции. С другой стороны было установлено, хотя и не без дискуссий, что тепловые явления вызываются не только инфракрасными лучами, но также всеми другими видами излучений и, в частности, видимым светом.
Таким образом,  было установлено, что только различия в длине волны определяют отличительные особенности различных излучений с физической точки зрения. Внимание исследователей, естественно, сосредоточилось на определении длины волны инфракрасных лучей.
Изыскания, направленные на достижение этих целей, шли в непрестанно ускоряющемся темпе, открытия следовали одно за другим, и если ранее полагали, что инфракрасные излучения расположены в спектре только по соседству с видимыми излучениями, то постепенно их стали обнаруживать все дальше и дальше за пределами видимости.