Інфрачервоне випромінювання. Історія відкриття

Timeline created by A_Cliff
  • Найдавніша гіпотеза

    Гіпотеза щодо існування невидимих «теплових» променів є достатньо стародавньою. Ще римський філософ-матеріаліст Тіт Лукерцій Кар, живший ще до нашої ери, у своїй праці «Про природу речей» писав:
    Можливо, також небес світильнок рожевий – Сонце
    Безліччю жарких вогнів володіє, небачених нами,
    Що обрамляють його цілковито без усякого блиску,
    Лише примножуючи своїм теплом променів його силу.
  • Початок експериментальних досліджень

    На такому філософському поетичному рівні уявлення про випромінювання залишалися аж до XVII ст., коли експеримент став складовою частиною науки та почалися дослідження теплового випромінювання. В останню чверть XVII ст. широке використання парових машин у металургії та хімічній промисловості, тісно пов’язаних з тепловими процесами, стимулювало розвиток вчення про теплоту.
  • Перше поняття про теплове випромінювання

    Перше поняття про теплове випромінювання
    Вперше поняття про теплове випромінювання було введено видатним шведським хіміком Карлом Шеєле, що присвятив властивостям «променистої теплоти» окремий розділ в «Хімічному трактаті про повітря і вогонь" (1777). У своїх спостереженнях теплового випромінювання Шеєле не застосовував термометричних вимірювань, тому його досліди носили чисто якісний характер.
  • "Пірометрія"

    "Пірометрія"
    Через два роки після опублікування трактату Шеєле посмертно вийшла «пірометрія» німецького математика і фізика Йоганна Ламберта. У ній були описані досліди, що узгоджувалися із спостереженнями Шеєле. Ламберт вперше експериментально довів, що теплові промені поширюються прямолінійно і що їх інтенсивність зменшується обернено пропорційно квадрату відстані.
  • Розвиток досліджень

    І Шеєле, і Ламберт бачили і підкреслювали схожість між тепловими та світловими променями (прямолінійне поширення, відображення), але про тотожність їх не могло йти й мови. Лише подальший розвиток теорії теплового випромінювання та її підтвердження експериментальними даними призвело до глибшого розуміння взаємозв'язку теплового і світлового випромінювання.
  • «Дослід про вогонь»

    «Дослід про вогонь»
    У 1790 р з'явився твір «Дослід про вогонь» професора Женевської академії, а в подальшому і її президента Марка Пікте, в якому описувався знаменитий дослід з «відображенням холоду».
  • Відкриття В. Гершеля

    Відкриття В. Гершеля
    На початку 1800р. Гершель зауважив, що скельця різних кольорів, що викристовуюься як світлофільтри телескопів, по-різному поглинають світло і тепло сонячних променів.Вперше в історії науки Гершель став вимірювати температуру за межами спектра і виявив існування невидимих променів, що «мають найбільшу нагрівальну силу».
    Гершель назвав це явище невидимим тепловим випромінюванням.
    Гершель повідомив про своє відкриття на засіданні Лондонського Королівського товариства 27 березня 1800р.
  • Відкриття В. Гершеля

    Відкриття В. Гершеля
    Помістивши чутливий термометр з зачорненою кулькою і кожну кольорову смугу сонячного спектра, Гершель виявив, що показання термометра збільшуються по мірі просування від фіолетової смуги до червоної. У нього виникла думка, що зростаюча теплова дія променів не повинна обриватися на червоних променях, що дають максимум теплоти. Вперше в історії науки Гершель став вимірювати температуру за межами спектра і виявив існування невидимих променів, що «мають найбільшу нагрівальну силу».
  • Сумніви

    Сумніви
    У процесі подальших досліджень властивостей теплового випромінювання Гершель став сумніватися в правильності цього висновку і вже в третьому повідомленні (15 травня 1800) намагався довести «разючі істотні відмінності між світлом і теплотою». Зокрема, він зазначав відмінності у проходженні променів через різні речовини.
  • Прихильники відкриття

    Одним з перших визнав відкриття Гершеля П'єр Прево. Він вважав його вирішальним доказом аналогії між світловими і тепловими променями. «Різниця між проходженням світла і теплоти крізь тіла, - писав він, - не свідчать про відмінність або тотожність світла і теплоти».
  • Прихильники відкриття

    Прихильники відкриття
    Ідеї Гершеля були підтримані також англійським фізиком Томасом Юнгом, який вже в 1802р. висловив припущення про те, що світлові промені відрізняються від теплових лише частотою коливань. На його думку, відкриття Гершеля про менше заломлення невидимих променів в порівнянні з видимими виявилося найбільшим з часів Ньютона.
  • Послідовники

    Слідом за відкриттям Гершеля ціла плеяда дослідників почала шукати положення ділянки в спектрі, відповідного максимуму теплового ефекту. Серед них слід назвати Енглфілд, Вюнш, Берара і Поуел. Більшу ясність в суперечливі результати, отримані ними, вніс Зеєбека, показавши, що в призмах з флінтгласу такий максимум завжди виявляється за межами червоного кінця спектра.
  • Досліди Леслі

    Досліди Леслі
    Для перевірки результатів Гершеля Леслі самостійно провів аналогічний експеримент, розклавши сонячний спектр за допомогою призми з флінтгласу. Вимірювання температури вироблялося спеціально сконструйованим для цього експерименту диференціальним ртутним термометром.
    Леслі стверджував, що досліди Гершеля виконані недостатньо ретельно, мають численні неточності і взагалі є «нерозумної витівкою».
  • Визнання відкриття

    До 1830р. досліди Гершеля були повторені в достатній кількості для того, щоб вважати остаточно встановленим факт існування невидимих променів, розташованих за червоною частиною видимого сонячного спектру. Ці промені пізніше були названі французьким фізиком Беккерелем інфрачервоними.
  • Поняття «промениста теплота»

    Поняття «промениста теплота» протрималося в літературі протягом усього XIX ст. Навіть у першій чверті XX ст. професор О. Д. Хвольсон вів боротьбу проти цього вкоріненого в підручниках фізики терміну як застарілого, яке не відповідає новітньому розвитку цієї науки. Правда, Хвольсон відмовлявся не тільки від терміну «промениста теплота», а й від прийнятого в новітній літературі терміну «теплове випромінювання».