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第8章 红外玻璃和紫外玻璃

太阳光中除了可见光之外,还有一系列肉眼看不见的光线,其中主要的两种,便是“红外线”和“紫外线”。

1800年,英国天文学家威廉·赫歇尔做了一个非常简单的实验,却获得了十分有意义的发现。这个演奏风琴出身的科学家,重复牛顿分解日光实验以后,在光谱的不同颜色区域各放一支温度计,检测其温度有什么不同。他发现光谱红色区的温度计水银柱升得高一些,但是,当他把一根温度计放在光谱红色区域之外时,一个奇怪的现象出现了:这个没有光照射的温度计水银粒竟然升高了,而且超过了红色光区域的温度。可以肯定,那里一定存在不可见的辐射,人们后来称之为“红外线”。红外线的发现,自然引起了人们这样的疑问:紫外区是否也有看不见的辐射呢?但是温度计放在那里,一点变化也没有。原来,紫外线不能穿透玻璃棱境,而且太阳发射的紫外线比红外线多得多,大部分紫外线被大气层吸收掉了。不过,紫外线还是很快被人觉察到了。1801年,德国物理学家里特发现,硝酸银放在光谱的蓝色光和紫色光区域曝光以后会分解出黑色的金属银,如果把硝酸银放在紫外区域,它分解得更快,从而证实了紫外线的存在。

红外线、紫外线看不见、摸不着,如何对它们进行控制呢?化学家们不约而同地想到了玻璃,能不能发明出特别的玻璃仅让这些辐射通过,或者不让这些辐射通过呢?经过一段时间的试验,他们首先发明了阻止红外线、通行可见光的一种蓝绿色玻璃,有人称它为“南方玻璃”或“热带玻璃”,当然正规的名称为“红外玻璃”,用这种玻璃制造灯泡,能大大减少红外线的辐射。接着,化学家们又发明了一种阻止可见光、通过红外线的玻璃,这种玻璃含有锰,黑不溜秋的,看上去完全不透明。人们用锰玻璃制成特殊探照灯的滤光镜,即使里面点着大灯泡,外面也看不见丝毫光线,感到的只是阵阵热气。侦察员们正是借助这红外线来观察外部情况的。红外线如此,紫外线也不例外!

化学家们发现,普通的窗玻璃本身就具有阻挡紫外线的功能,究竟是玻璃中的什么物质在起作用呢?经过层层分析,剔除了制造玻璃的原料沙子、苏打和石灰石,抓到的则是玻璃中含量微不足道的铁质。如何去除这些铁质,使普通玻璃也能透过紫外线呢?化学家们想到了铁的克星——硼酸,只要在玻璃中加入少量硼酸,紫外线就可以通过玻璃了。于是,“紫外玻璃”诞生了。那么,如果想发明一种完全不会透过紫外线的玻璃,只要在玻璃中多加些铁质就行了吗?不行!因为铁质一多,玻璃的颜色就会变成红色,这样又会阻挡可见光的通过。经过无数次的试验,化学家们终于找到了一种稀土金属的混合物,将这种混合物掺入玻璃,就可制造出完全阻挡紫外线的无色玻璃了。由于这种玻璃最适合用于博物馆、美术馆、档案馆和图书馆,可防止其中的文件资料因紫外线照射而发黄变色,因此人们称这种玻璃为“文件玻璃”。