紅外線的發明

『壹』 從蛇身上發明了紅外線的故事是什麼

響尾蛇毒性很大，它的眼睛對可見光幾乎失去了作用，然而它卻能敏捷地捕捉田鼠及其他小動物。經過人們的研究發現，原來這種捕捉能力應歸結於響尾蛇的熱感受器——「熱眼」。「熱眼」長在蛇的眼睛和鼻孔之間叫頰窩的地方，頰窩一般深5mm，只有1cm長，呈喇叭形，外面有熱收集器能夠接收小動物身上發出來的紅外輻射，並把外界溫差和紅外線通過神經反映給大腦，大腦發出相應的「命令」，引導毒蛇去獵取食物。

4 0年代末期，人們研製出一種響尾蛇「空對空導彈」，其功能與響尾蛇相同。它是利用硫化鉛作紅外敏感元件，接收噴氣式飛機機尾噴管發出的波長為1—3微米的紅外輻射流，引導導彈從飛機尾部進行攻擊，它只需接收到熱源的存在和方位，並不要形成目標的熱象圖。在1982年6月的中東戰爭中敘利亞軍方損失的20多架飛機幾乎全部是「響尾蛇」空對空導彈擊落的。

紅外製導大多數是採用被動尋的制導系統。紅外製導的導彈在發射後利用目標本身的紅外輻射進行自動瞄準和跟蹤，直至最後命中目標。目標的紅外輻射主要來自其動力部分，如飛機與火箭的噴管、坦克的發動機、艦船的鍋爐及煙囪等。導彈的紅外製導原理如圖所示，來自目標的紅外輻射透過彈頭前端的整流罩，由光學系統會聚後投射到紅外探測器上（光敏元件），然後將紅外輻射由光信號轉變為電信號，再經電子線路和誤差鑒別裝置，形成作用於舵機的飛行控制信號，使導彈自動瞄準、跟蹤和命中目標。這種導彈不受惡劣天氣的影響，白天黑夜都可以使用，不必由人參與制導。其缺點是對目標本身的輻射或散射特性有較大的依賴性，需要在背景環境中將目標檢測出來。

有一種紅外熱成象制導反坦克導彈。用它攻擊坦克時就猶如警察戴著夜視眼鏡在夜間追捕已發現的逃犯那麼容易。這是因為在導彈頭部的導引頭中裝有大小與指甲差不多的紅外列陣探測器，它的功用是探測目標和導彈的相對位置，在導彈發射前對戰場進行搜索，一旦發現目標，就象照相機那樣攝取下目標圖象，貯存到裝在導彈上的微型計算機中，作為基準圖象。導彈發射後，紅外列陣探測器始終「盯著」目標。在導彈飛行中，以大約每秒25幀的速度連續攝取目標圖象，並依次逐幀地把圖象送入微型計算機中，與基準圖象進行比較；如有差異，說明導彈偏離了飛行彈道，計算機隨之就把這種代表導彈飛行偏差的差異變成電信號，指令導彈舵機動作，把導彈修正到正確的彈道上來。隨著導彈越來越接近目標，紅外探測器攝取的圖象就越來越大，如果這時導彈在運動或轉彎，相對位置的變化會使攝取的圖象形狀、大小發生變化。當探測器所攝得的圖象不能簡單地與基準圖象進行比較時，還可以靠彈上的計算機軟體來判別。這種巧妙的跟蹤技術是紅外列陣探測、微型計算機與圖象處理技術三者的結合，具有像人一樣的感覺和思維的能力。

紅外製導系統的分辨力高、抗干擾性強、設備簡單、重量輕、成本低，由於採用被動探測，無需紅外輻射源，所以隱蔽性也較好。

導彈發射後，母機駕駛人員可以不必再管導彈，而駕駛母機退出戰區，由導彈獨立地飛向目標，有利於消滅敵人、保全自己。而且，導彈越接近目標，來自目標的紅外輻射越強，制導精度就越高，大大提高了命中率。

據不完全統計，目前各國已生產和試制的紅外製導導彈（包括空對空、空對地、地對空和反坦克導彈等）已超過50種。例如，美國「響尾蛇」、法國「魔術」、蘇聯「環礁AA—2」等空對空導彈和美國「小懈樹」、蘇聯「環礁--7」等防空導彈均採用紅外自動尋的制導技術。各國還正在努力發展機動性能強和敵我識別能力高的紅外製導導彈。

『貳』 紅外線是誰發明的

【英國物復理學家F. W. 赫胥爾】制
1800年英國物理學家F. W. 赫胥爾發現了紅外線，紅外線是一種電磁波，它在電磁波連續頻譜中的位置是處於無線電波與可見光之間的區域。紅外線輻射是自然界存在的一種最為廣泛的電磁波輻射，它是基於任何物體在常規環境下都會產生自身的分子和原子無規則的運動，並不停地輻射出熱紅外能量，分子和原子的運動愈劇烈，輻射的能量愈大，反之，輻射的能量愈小。溫度在絕對零度以上的物體，都會因自身的分子運動而輻射出紅外線。著名的普朗克定律表明溫度、波長和能量之間存在一定的關系，紅外總能量隨溫度的增加而迅速增加；峰值波長隨溫度的增加向短波移動。根據斯蒂芬·玻耳茲曼定律，當溫度變化時，紅外總能量與絕對溫度的四次方成正比，當溫度有較小的變化時，會引起總能量的很大變化。

『叄』 紅外線是人類根據哪種動物發明的

紅外線是人類根據蛇發明的，如紅外線響尾蛇導彈等就是科學家模仿蛇的「熱眼」功能和其舌上排列著一種似照相機裝置的天然紅外線感知能力的原理，研製開發出來的現代化武器。

『肆』 紅外線是誰發明的武器裝備

英國物理學家F. W. 赫胥爾
1800年英國物理學家F. W. 赫胥爾發現了紅外線，紅外線是一種電磁波版，它在電磁波連續頻譜中權的位置是處於無線電波與可見光之間的區域。紅外線輻射是自然界存在的一種最為廣泛的電磁波輻射，它是基於任何物體在常規環境下都會產生自身的分子和原子無規則的運動，並不停地輻射出熱紅外能量，分子和原子的運動愈劇烈，輻射的能量愈大，反之，輻射的能量愈小。溫度在絕對零度以上的物體，都會因自身的分子運動而輻射出紅外線。著名的普朗克定律表明溫度、波長和能量之間存在一定的關系，紅外總能量隨溫度的增加而迅速增加；峰值波長隨溫度的增加向短波移動。根據斯蒂芬·玻耳茲曼定律，當溫度變化時，紅外總能量與絕對溫度的四次方成正比，當溫度有較小的變化時，會引起總能量的很大變化。

『伍』 紅外線是誰發明的

人眼能看到的光稱為可見光，主要集中在0.38微米～0.78微米附近的譜段內。其中又可細分為紫、藍、青、綠、黃、橙、紅七色光。那麼在紅光以後就沒有其它光線了嗎？其實不然，紅光以後很長一段頻率就是紅外線，只是人眼看不到而已。1800年，英國物理學家赫胥爾在研究各種色光的熱量時，有意地把暗室中唯一的窗戶用木板堵住，並在板上開了一條矩形的孔，孔內裝一個分光棱鏡。當太陽光通過這個棱鏡時，便被分解成彩色光帶。在試驗中，他突然發現一個奇怪的現象：放在光帶紅光外的溫度計，比室內其它溫度計的指示值都要高。經過多次試驗，這個所謂含熱量最多的高溫區，總是位於光帶最邊緣處紅光的外面。於是赫胥爾宣布，太陽發出的光線中除可見光外，還有一種人眼看不見的「熱線」，這種看不見的「熱線」位於紅色光外側，因而叫做紅外線。 紅外線其實也是一種電磁波，其波長范圍從0.78微米到1000微米。為了研究上的方便，紅外線被科學家劃分為三個波段，近紅外：波長為0.78微米～3.0微米，中紅外：波長為3.0微米～20微米，遠紅外：波長為20微米～1000微米。 紅外線的發現標志著人類認識自然的又一次飛躍。 紅外線也是電磁波 大家都知道，收音機接收電磁波可以發出聲音，電視機接收電磁波可以顯示圖象。自然界中五光十色的光線都是電磁波。通過實驗發現紅外線也是電磁波。 那麼，從收音機、電視機接收的電磁波和人眼到的光線以及紅外線之間的差別在哪裡呢？其根本差別就在於波長范圍不同。 我們常用的交流電也是以電磁波的形式沿著導線傳播的，它的波長有6000公里，可以說是波長最長的電磁波。收音機接收的電磁波，其波長范圍大致是從幾百米到幾十米，叫做中波或短波。電視機接收的電磁波，波長范圍從幾米到幾厘米，叫做微波。最短的無線電波波長只有幾毫米。紅外線也是電磁波，其波長范圍從0.78微米到1000微米。1微米等於千分之一毫米。為了研究上的方便，紅外線還可劃分為以下三個波段: 近紅外:波長為0.78～3.0微米 中紅外:波長為3.0～20微米 遠紅外:波長為20～1000微米 波長比0.78微米更短的電磁波便是可見光。可見光的波長范圍0.38微米到0.78微米。不同波長的可見光顏色不同，其波長與顏色的關系如圖1所示。 比可見光波長更短的電磁波是紫外線、X射線、伽馬射線和宇宙射線。紅外線和無線電波、可見光、紫外線以及各種射線組成了一個連續的電磁波波譜. 紅外線的特點 理論分析和實驗研究表明，不僅太陽光中有紅外線，而且任何溫度高與絕對零度的物體(如人體等)都在不停地輻射紅外線。就是冰和雪，因為它們的溫度也源源高與絕對零度，所以也在不斷的輻射紅外線。因此，紅外線的最大特點是普遍存在於自然界中。也就是說，任何「熱」的物體雖然不發光但都能輻射紅外線。因此紅外線又稱為熱輻射線簡稱熱輻射。 紅外線和可見光相比的另一個特點是，色彩豐富多樣，。由於可見光的最長波長是最短波長的1倍(780nm～380nm)，所以也叫作一個倍頻程。而紅外線的最長波長是最短波長的10倍，即具有10個倍頻程。因此,如果可見光能表現為7種顏色，則紅外線便可能表現70種顏色，顯示了豐富的色彩。 紅外線透過煙霧的性能好，這是它的又一個特點

『陸』 紅外線是如何發現的

黑暗的地方怎麼會比明亮的地方「熱」呢？這得從兩個世紀前說起。

在世紀1800年以前，人們都知道太陽的「白」光可以通過三棱鏡被分解為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七色光。這最早由大名鼎鼎的年頓在1666年實驗成功。100多年過去，人們再也沒有想過，太陽光除這七色光外還有，或沒有什麼了。

可是，出生在德國的英國物理學、天文學家赫謝耳（1738~1822）卻突發奇想，在這七種可見光的「外」面，即看不見的區域，還有什麼「東西」呢？於是他在1800年做了下面的實驗。

他讓陽光通過三棱鏡後折射到後面的白色紙屏上，當然也和牛頓一樣，得到了七色綵帶，所不同的是，這次他還將9支完全相同的溫度計在每種色區內放1支，最後兩支則分別放在紅光以「外」和紫光以「外」附近區域。在陽光折射的七彩光照射下，七個可見光區內的溫度計溫度都升高了，例如紅、綠、紫光區各升高5℃、3℃和2℃；但紫光外區域的溫度卻未升高。他同時還發現，紅光外區域溫度不但升高了，而且比紅光區升得還高，升高達到7℃！這使他大吃一驚——那裡並沒有光線照射啊！

那是不是離紅光區更遠的區域溫度會升得更高呢？於是他又將溫度計移到離紅光區更遠的區域，但這時溫度卻不再增加，反而降到室溫。經過反復實驗研究，他終於判定，紅光外附近區域存在「紅外線」或「紅外輻射」。他還用實驗證明，紅外線不管來自地球、太陽或其他何處，都和可見光一樣遵守著折射、反射定律。但比可見光更容易被空氣吸收。由於它「不可見」，因此在剛發現時被稱為「不可見輻射」。

紅外線按波長不同還可分為近（波長0.75～3微米）、中（波長3～30微米）、遠（波長30～1000微米）三種。任何物體在任何溫度下都要不停地向外輻射紅外線。

一般來說，物體溫度越高，輻射紅外線的能力就越強，物體在單位表面積輻射紅外線能量的總功率與它自身熱力學溫度的4次方成正比。利用這一規律可製成紅外測溫儀器。當一些氣體分子的運動頻率與紅外線的頻率相當時，這些氣體——例如空氣中的二氧化碳、水汽，便會把紅外線的能量吸收掉。因而，來自太陽的某些紅外線便會被這些氣體吸收；而未被氣體吸收透過大氣的紅外線波段便稱為「大氣紅外窗」或「紅外大氣窗」。在大氣吸收紅外線這一原理的啟發下，人們得到了紅外線應用的又一成果——紅外氣體分析。用這一技術可測出空氣中的一氧化碳、二氧化碳、氧化亞氮、甲烷、乙烯等氣體。這在工業、農業、環境監測、醫學檢驗和其他科研中都有重要作用。紅外線還有熱效應強、易透過雲霧煙塵的特點。所以加熱、烘乾、遙測、遙感、金屬探傷、熱像儀診病、導彈、夜視、尋找地熱和水源、監視森林火情、估計農作物長勢和收成、氣象預報、「紅外顯微鏡」（用於測量溫度）等都是它的應用實例。除太陽外，宇宙中許多天體都輻射出大量的紅外線，科學家們把「紅外望遠鏡」發射到外層空間，避免了大氣對紅外線的吸收，更能准確地探測到這些天體發出的紅外線。

赫謝耳發現紅外線後，引起了人們進一步的思考：為什麼紫光以外區域溫度計的示值不升高呢？是不是這里沒有不可見光呢？如果有，又是什麼呢？又能用什麼方法探測呢？

德國物理學家裡特爾（1776或1778~1810）是其中別具慧眼的一個。他意識到，用物理方法不能探測紫光外區域的情況，那就用化學方法。1810年，他將一張浸有氯化銀溶液的紙片，放在前述七色綵帶紫光區域以外附近的區域，經過一段時間後，發現紙片上的物質明顯地變黑了。他研究後指出，這是由於紙片受到一種看不見的射線照射的結果。並把它稱為「去氧射線」，即現在人所共知的「紫外線」。他還正確地確認了各種輻射對氯化銀分解作用的大小實際上就是能量的大小，從而判斷出紫外線的能量比紫光的能量要大。

一切高溫物體都發出紫外線。它的主要作用是化學作用。紫外線照射能辨出細微的差別，例如可清晰地分辨出留在紙上的指紋。它的熒光效應可用於照明的日光燈和殺蟲的黑光燈。其殺菌作用可見於消毒和治病。不過，過多的紫外線有害於人體——照射強的日光，不穿戴防護用品進行電弧焊接操作，都應避免。

通過發現紅外線的故事，和對比紅外線、紫外線不同的發現方式，我們可得到以下知識或啟示。

首先，「光」和「熱」是兩個不同的概念。「光」強不一定「熱」大；正因為如此，我們在研究光源時，要的是「熱」不大的冷「光」源。「熱」大，不一定「光」強；我們使用的紅外線取暖器就是如此。

其次，科學發明發現有不同的模式和方法。如果里特爾也按赫謝耳探測紫外線那樣，用物理方法來探測紫外線的話，那他將那樣一無所獲——赫謝耳未能發現紫外線的遺憾就在這兒。對於懶人來說，常常希望別人告訴他一種「萬能」的靈丹妙葯，以便敲開科技發明發現或致富之門。我們只能遺憾地告訴他：通向這個門的道路有很多條，但要您自己去走，靈丹妙葯要自己去尋！這正如一條西班牙諺語所說：「『上帝』說，你要什麼便取什麼，只是要付出相當的代價。」

『柒』 紅外線是怎麼被發現的

紅外線的發現過程如下：
紅外線是太陽光線中眾多不可見光線中的一種，由英國科學家赫歇爾於1800年發現，又稱為紅外熱輻射，熱作用強。他將太陽光用三棱鏡分解開，在各種不同顏色的色帶位置上放置了溫度計，試圖測量各種顏色的光的加熱效應。結果發現，位於紅光外側的那支溫度計升溫最快。因此得到結論：太陽光譜中，紅光的外側必定存在看不見的光線，這就是紅外線。也可以當作傳輸之媒介。 太陽光譜上紅外線的波長大於可見光線，波長為0.75～1000μm。紅外線可分為三部分，即近紅外線，波長為(0.75-1)～(2.5-3)μm之間；中紅外線，波長為(2.5-3)～(25-40)μm之間；遠紅外線，波長為(25-40)～l500μm 之間。
美國太空總部(NASA)研究報告指出，在紅外線內，對人體有幫助4-14微米的遠紅外線，從內部發熱，從體內作用促進微血管的擴張，使血液循環順暢，達到新陳代謝的目的，進而增加身體的免疫力及治癒率。 但是根據黑體輻射理論，一般的材料要產生足夠強度的遠紅外線，並不容易，通常必須藉助特殊物質作能量的轉換，將它所吸收的熱量經由內部分子的振動再發放較長波長的遠紅外線出來。
紅外線（Infrared）是波長介於微波與可見光之間的電磁波，波長在760納米（nm）至1毫米（mm）之間，比紅光長的非可見光。高於絕對零度（-273.15℃）的物質都可以產生紅外線。現代物理學稱之為熱射線。醫用紅外線可分為兩類：近紅外線與遠紅外線。含熱能，太陽的熱量主要通過紅外線傳到地球。我們把紅光之外的輻射叫做紅外線（紫光之外是紫外線），肉眼不可見。

『捌』 紅外線是誰發明的

1800年的一天早晨，年過花甲的英國天文學家赫歇爾通過桌上的一塊三棱回鏡，正在欣賞太陽答光透過它形成的七色綵帶。

忽然，他想：「陽光帶有熱，可是組成太陽光的七種單色光中，哪一種攜帶的熱最多呢？」他靈機一動：「如果測得了每種光的溫度，不就知道了嗎？」

赫歇爾在實驗室牆上貼上一張白紙，並讓七色光帶照在紙屏上。在光帶紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫以及紅光區外和紫光區外的位置上各掛一支溫度計。他發現綠光區的溫度上升了3℃，紫光區的溫度上升了2℃，紫光區外的那支溫度計的讀數幾乎沒有變化……然而令他吃驚的是，紅光區外的那支溫度計的讀數竟上升了7℃。

赫歇爾分析認為，在紅光區外一定還有某種人眼看不見的光線，而且這種光線攜帶的熱量最多。

後來，科學界把這種看不見的光線命名為紅外線，而赫歇爾也因此留名科學史冊。

『玖』 紅外線怎麼發明的

紅外線是太陽光線中眾多不可見光線中的一種，由德國科學家霍胥爾於1800年發現回，又稱為紅外熱輻射,他將太陽光答用三棱鏡分解開，在各種不同顏色的色帶位置上放置了溫度計，試圖測量各種顏色的光的加熱效應。結果發現，位於紅光外側的那支溫度計升溫最快。因此得到結論：太陽光譜中，紅光的外側必定存在看不見的光線，這就是紅外線。也可以當作傳輸之媒界