【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學叢書6677版』，此版叢書是“數(shù)理化自學叢書編委會”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎自學教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當于如今的初高中水平，其最大特點就是可用于“自學”。當然由于本書是大半個世紀前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎學生直接拿來自學。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎教育但卻很不扎實的學酥重新自修以查漏補缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的注解。

【山話嵓語】『數(shù)理化自學叢書』其實還有新版，即80年代的改開版，改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學基礎自學內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學的一條龍數(shù)理化自學教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因為6677版保留了很多古早知識，讓我終于搞明白了和老工程師交流時遇到的奇特專業(yè)術語和計算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風險極小，即使出版社再版也只會再版80年代改開版。我認為6677版不失為一套不錯的自學教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時間，將『數(shù)理化自學叢書6677版』上傳成文字版。?

第六章光的波動性

【山話||? 本系列專欄中的力單位達因等于10??牛頓；功的單位爾格等于10??焦耳；熱量的單位卡路里等于4.186焦耳；電荷的單位靜庫（1庫倫=3×10?靜庫）；電勢的單位靜伏等于300伏特。另外這套老教材中力的單位常用公斤、克等，但如今是不允許的，力是不能使用質(zhì)量單位的?！??

§6-9紅外線、紫外線和倫琴射線

【01】在光譜分析的研究中，人們不僅了解了可見光的部分（從紅光到紫光，波長范圍是7700~4000埃），同時還發(fā)現(xiàn)了我們眼晴看不見的光——紅外線、紫外線和倫琴射線等。

1、紅外線

【02】1800年英國的物理學家赫謝耳(1738~1822)，用靈敏的溫度計在可見光譜紅端以外的地方，發(fā)現(xiàn)有顯著的熱作用存在，他認為這里有一種看不見的光線，它的位置表明它的頻率應當比紅光更低，波長比紅光更長；后來用特殊的感光底片拍攝光譜，證實在紅光區(qū)域外側(cè)的確有譜線存在，并且還證實這種看不見的光線也同樣遵循可見光所遵循的定律，由于它的位置是在紅光區(qū)域以外，所以稱為紅外光，或稱為紅外線。

【03】紅外線的特性之一是它的熱作用非常強，工業(yè)上經(jīng)常用它來烘干物體。用紅外線烘漆，不僅速度快，而且使相當厚度的漆層中受熱均勻，可以避免皺紋、裂痕、汽泡等缺點。現(xiàn)在烘干汽車外殼的油漆都用紅外線（如圖6·28所示），一部汽車利用熱空氣要幾十小時才能烘干，用紅外線只要幾十分鐘就可以了。

【04】紅外線的另一個特性是：它能夠穿過很厚的氣層或云霧而不致發(fā)生散射現(xiàn)象，這種性質(zhì)可以在軍事上用來通訊、定位、跟蹤【遠處的軍艦、高空的飛機、導彈，由于發(fā)動機使機體發(fā)熱，會輻射出紅外線來，利用紅外線接收器，可以確定機體的方位，如果附以自動跟蹤設備，還可以使接收器的方位始終跟蹤著目標】和黑夜攝影【在燈火管制的情況下，可以利用對紅外線敏感的特制照相底片進行攝影，甚至夜晚在高空也能拍攝隱蔽的軍艦、機車和工廠等目標，因為這些溫度較高的物體，即使在鍋爐停止工作的情況下也會輻射出大量紅外線來】等。

【05】紅外線在農(nóng)業(yè)上的應用是用來烘干谷物和種子。種子經(jīng)過紅外線處理以后，發(fā)芽率高、生長快、產(chǎn)量高。

【06】紅外線在醫(yī)療上可以用來對病人的內(nèi)臟加熱，治療效果很好。

2、紫外線

【07】1802年，德國物理學家里特(1766~1810)又發(fā)現(xiàn)，在可見光譜的紫端以外的地方，有使含有氯化銀的照相底片感光的作用，并且能使涂有鉑氰化鋇的物質(zhì)發(fā)出綠色的熒光【物質(zhì)在紫外線照射下發(fā)出的可見光叫做熒光，能夠發(fā)熒光的物質(zhì)叫做熒光物質(zhì)】。他認為這里也有一種看不見的光線存在，由于它存在于可見光譜紫光區(qū)域的外側(cè)，所以稱為紫外光，或稱為紫外線。紫外光的頻率比紫光更高，波長比紫光更短。

【08】紫外線最顯著的性質(zhì)是熒光作用強，象煤油、曙紅溶液、含有氧化鈾的玻璃等受到紫外線的照射時會發(fā)熒光，甚至人的皮膚、指甲、牙齒在紫外線的照射下也會發(fā)出很微弱的熒光來。日光燈就是利用紫外線的這種性質(zhì)設計制成的，在日光燈的內(nèi)管壁上涂有一種熒光物質(zhì)，使用的時候，先使日光燈管內(nèi)的水銀蒸汽產(chǎn)生大量的紫外線，在紫外線的照射下，管壁就能發(fā)出白色或其他顏色的熒光，日光燈的效率很高，是一種很經(jīng)濟的冷光源。

【09】紫外線的另一種性質(zhì)是生理作用。紫外線能夠殺菌，能夠使皮膚發(fā)黑。在太陽光里含有一定量的紫外線，所以衣服、被褥等用具經(jīng)常曬曬太陽可以消毒也正是這個道理。醫(yī)院里常常用紫外線醫(yī)療皮膚病、軟骨病等。礦井里的工作人員，如果下班以后能夠在發(fā)射紫外線的太陽燈下，進行人工日光浴，那就可以保護身體健康【太強的紫外線對人的身體是不利的。例如：會引起皮膚發(fā)紅、眼球充血等，電焊工在工作時要戴防護眼鏡，也就是為了防止電焊發(fā)出強烈的紫外線傷害人的眼睛】。

3、倫琴射線

【10】除了紅外線、紫外線以外，不可見的光線，還有所謂倫琴射線（X 射線）。

【11】1895年，德國物理學家倫琴(1845~1923)首先發(fā)現(xiàn)這種射線的存在。他用高速度的電子束沖擊玻璃或金屬的表面，就產(chǎn)生一種看不見的射線。這種射線可以穿過木板，使熒光物質(zhì)發(fā)光，還能穿過包在膠卷外面的黑紙筒使照相底片感光。由于當時還不很了解它，認為這種射線還是個“未知數(shù)”，所以就把它叫做 “X” 射線，后來人們?yōu)榱思o念他，就把這種射線稱為倫琴射線。

【12】圖6·29就是產(chǎn)生倫琴射線的電子管（又稱倫琴射線管），管內(nèi)抽成高真空，氣壓約在 10?? 毫米高水銀柱，里面封閉著兩個極：K 是陰極，由鎢制的燈絲組成，A 是對陰極（陽極），是由鎢、鉬或鉑做成的傾斜靶面，通過變壓器供給燈絲的電壓約在 8~12 伏左右，它使絲極發(fā)熱，射出熱電子，而供給兩極的電壓約在 50~2000 千伏左右，使絲極射出的熱電子在板極高壓的作用下，以很大的速度沖擊對陰極的金屬靶面，這時金屬表面就會射出倫琴射線來。

【13】跟紅外線、紫外線一樣，倫琴射線也會發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象。進一步研究知道倫琴射線的頻率比紫外線更高，波長比紫外線更短。一般用刀片切成的任何細小的狹縫，對于倫琴射線衍射都嫌太寬了；只有晶體薄片中的結(jié)晶格子（結(jié)晶點陣），才是倫琴射線衍射實驗中最恰當?shù)难苌洫M縫。1912年，德國物理學家勞厄首先用這種方法觀察倫琴射線的衍射并獲得成功，圖6·30就是倫琴射線通過食鹽結(jié)晶以后生成的衍射花樣。用這種方法可以來研究各種晶體的結(jié)構(gòu)。倫琴射線的衍射現(xiàn)象表明它是一種不可見的光線。

【14】跟紅外線、紫外線比較起來，倫琴射線具有更強的貫穿本領，波長越短（也就是越“硬”的倫琴射線），貫穿本領就越大，它能夠穿過不透明的厚紙、肌肉、木頭和 5~15 厘米厚的鉛板等物體；物質(zhì)的密度越大，它能夠貫穿的厚度就越?。徊⑶疑渚€進入物體越深，射線減弱得也越厲害。在醫(yī)療上可以利用倫琴射線來檢查人體組織內(nèi)有無病變（例如肺病、骨折、結(jié)石、彈片射入肌肉等），在工業(yè)上可以用它來檢查金屬工件內(nèi)有無汽泡、裂痕等缺陷。

【

????????下表列出各種物質(zhì)使射入的倫琴射線強度減弱一半的厚度（毫米）：

????????從表中可以看出，波長越長的倫琴射線越容易被物質(zhì)吸收，波長為幾十埃的倫琴射線，幾乎能夠全部被很薄的稀薄空氣層吸收，技術上和醫(yī)療上應用的倫琴射線波長多為 1 埃左右，或者更短一些，井且用鉛板來防止它的穿透。

】

【15】跟紫外線一樣，倫琴射線也有殺菌作用，并且能影響動物的細胞組織，所以也能用硬倫琴射線來治療惡性腫瘤。它也有激發(fā)熒光物體發(fā)熒光，使照相底片感光和使氣體電離等作用。