Наука из простых вещей · 10 из 10. Уильям Гершель в 1800 году хотел сравнить, как нагревают разные цвета солнечного спектра. Он разложил свет призмой и поставил термометры в цветные полосы. Один термометр оказался за видимым красным краем — там, где глаз уже не видел света, — и показал особенно сильный нагрев.
Как выглядел опыт
Призма разделяла солнечный луч на спектр. Гершель измерял температуру в разных его участках и сравнивал показания. По мере движения к красному краю нагрев возрастал. Но область сразу за красной полосой нагревала термометр ещё сильнее. Значит, от Солнца приходит воздействие, которое ведёт себя как продолжение спектра, хотя человек его не видит.
Схема 1. Видимая радуга заканчивается раньше измеряемого нагрева. Открыть крупнее →
Почему понадобился контроль
Любой термометр может нагреться просто от окружающего воздуха или от солнечного света на столе. Поэтому результат нужно сравнивать с показаниями вне спектра и по возможности одинаково располагать приборы. В современной учебной версии опыта для этого используют дополнительный термометр в тени. Исторический вывод опирался на систематическое сравнение температур в участках спектра и за его краем.
Схема 2. Столбцы условные: важно сравнение областей, а не конкретные градусы. Открыть крупнее →
Что открыли за границей радуги
Сегодня эту часть излучения называют инфракрасной. Гершель не увидел её глазами — он нашёл её по действию на измерительный прибор. Это хороший пример того, как наука расширяет границы наблюдаемого: сначала замечают эффект, затем понимают, что за ним стоит невидимое явление.
Ньютон использовал призму, чтобы разобрать белый свет на цвета. Гершель взял знакомый прибор и задал другой вопрос: что находится за пределом привычной цветной полосы?
Источники
- NASA: опыт Гершеля и открытие инфракрасного излучения.
- Архив Королевского общества: работа Гершеля 1800 года.