(二)紫外災(zāi)變
凡是加熱的物體都會發(fā)射電磁波,也就是光。例如,被加熱的鐵棍,雖然你看到的鐵棍是黑色的,但是它卻會烤手。原因是,在鐵棍被加熱到500攝氏度(攝氏度,簡稱為度)以下時,它所釋放出的是肉眼不可見的電磁波(紅外線)。雖然我們看不到這些電磁波,但卻可以感受到它輻射出的效應(yīng)——烤手。當你把鐵棍繼續(xù)加熱,在超過550度時,它就會發(fā)射出肉眼可見到的紅色光(見圖1-13)。
圖1-13 熾熱的發(fā)出紅光的鐵棍
實際上,無論你加熱什么物體,在達到這一溫度時,都會釋放出紅色光。例如,當你把陶瓷、煤塊、鐵塊或任何物體加熱到550度時候,它們都會發(fā)射出暗紅色的光。
當你把物體加熱到900度,物體會發(fā)射出橘紅色的光。在溫度達到1000度時,則會發(fā)射出頻率更高、攜帶能量更大的黃色光。當溫度達到1200度時,物體放射出來的光就會變成白色。光變成白色的原因是,在溫度1200度時,受熱物體會同時釋放出紅色、綠色和藍色光。
圖1-14 三原色原理
根據(jù)三原色原理(見圖1-14),三種顏色的光同時釋放時,就變成了白色。例如白熾燈泡中的鎢絲溫度達到2200度,釋放出的光都是白色的。當你把物體繼續(xù)加熱,例如5000度以上時,就會釋放出更高頻率的光——藍光、紫光和紫外線。
根據(jù)1900年以前人們的認識,一個熱體必須在所有的頻段同等地輻射出電磁波(如無線電波、紅外線、紅光、藍光、紫外線、X射線等)。
即,一個被加熱的物體,會在所有頻率段同等地發(fā)射電磁波。按照這一邏輯,溫度越高則釋放出的所攜帶高能量(高頻率)電磁波的比例就是1+1+1+1+1……,以至溫度達到10萬度時,會釋放出極高頻率的電磁波。
就是說,隨著溫度的不斷升高,如果把光看成是連續(xù)發(fā)射出的波,那么被加熱的物體釋放出的光的頻率將是無限的,進而其輻射的總量也必須是無限的。因為所釋放出的電磁波都在紫外線一端,因此就把這種推斷出的會釋放出無限頻率和無限輻射總量的現(xiàn)象稱為“紫外災(zāi)變”。紫外災(zāi)變只是人們在理論上得出的一個“結(jié)果”,如果這一理論結(jié)果是正確的話,那么你看一眼爐子或者喝一杯咖啡都會被烤死。然而在人們的實際實驗中卻沒有看到理論所預(yù)言的“紫外災(zāi)變”。具體實驗如下: