第二節 有熱無熱都發光(1 / 2)

火,給人以光和熱。木頭和煤塊在爐子裏燃燒,發出烤人的熱,放射耀眼的光。紙啊,布啊,草啊,油啊,許多東西也都能燃燒而產生光和熱。原來,這些東西,都是無私的太陽將其光能以光輻射的形式傳輸給地球上的草、樹、棉花及食草動物,光能即儲存在這些動植物體內,通過燃燒,以火的形式又將光能釋放出來。在燃燒過程中,這些碳、氫、氧等元素組成的有機物,分解出許多小碳粒,這些小碳粒受到高熱就變紅發亮,放射出光來。

在遠古時代,人們還不了解在動植物體內儲存有太陽留下的光能,也不會將儲藏在動植物體內的光能解放出來。那時候,人們隻能從自然界中尋求和引來火種。在大地顫抖、火山噴發之後,滾滾奔騰的岩漿燃起了草木,人們冒著危險引來火種;在烏雲壓頂、暴雨滂沱之時,劃破天際的霹靂點燃了樹枝,人們拚著性命奪取火種。然後,人們將得到的火種,保存下來,使之日夜不熄,用來照明、取暖、烘烤食物。到了古人類時期和新人時期,人們學會了鑽木和摩擦取火。相傳燧人氏發明了鑽木取火,首次人工將光能從樹木中喚發出來。石鑽和石片同木材摩擦生熱發火,是人類第一次利用自然,規律製取和利用光源。這種摩擦點火方法一直沿用到今天,打火機就是摩擦點火的一個實例。

人類最早的照明燈,就是利用物質燃燒產生的光。起初,人們將木棒的一端點燃,另一端握在手裏,或插在洞壁上,用來照明和保存火種,這就是火把。後來,人們發現油脂豐富的鬆木火光明亮,而且耐燃,就將鬆木劈成條塊點燃,這就是鬆樹明子。隨著社會發展和技術進步,則有了各種陶瓷和玻璃的器皿,裝上植物油和芯撚,製成了專用的照明器具油燈。到了近代,石油的開發和提煉,又為人類社會提供了廉價而清潔的煤油,並專門製造了煤油燈。植物油的燈,如豆油燈和麻油燈,礦物油的燈,如煤油燈和煤氣燈,在沒有電的廣大城鎮和農村一直沿用著。後來,還出現了固體的燈——蠟燭,它也是從石油中提煉出來的。近些年來,隨著電力事業的飛速發展,不但城鎮,連廣大農村也都丟掉了油燈,點上了電燈。

電燈的發明,使人類社會實現了從火光源向電光源的轉變,大大推進了人類曆史的進程。

很多物質或物體發光的時候,往往伴隨有熱效應。太陽和其它天然光源是這樣,白熾燈及其它一些人造光源也是這樣。一切物質,不論它是氣體、液體、還是固體,當溫度升高到一定程度時都會發光。將金屬或碳加熱,當溫度較低時會發出一種看不見的紅外光線,熱到500℃時發出暗紅色的光,繼續加熱,溫度升高,則光色由紅變黃,熱到1500℃時就變成白熾了。如果溫度超過6000℃,則另一種看不見的紫外光線成分就會增多。讓我們來看一個小實驗吧。將電爐子、電壓表並聯在調壓變壓器的輸出端上,通過調壓變壓器控製輸出電壓,從零伏逐漸升高。我們可以觀察到:電爐絲開始發熱,從暗變成微紅色;隨著電壓的不斷增高,流過電爐絲的電流不斷增大,電爐絲越來越熱,也越來越紅亮;當電壓增高到二百幾十伏時,電爐絲熱得灼人,變得白亮了。一般的燈泡,燈絲是用高熔點材料鎢絲製成螺旋形的,象電爐絲一樣,當電流通過時,由於高熱而發白放光,所以就把它叫做白熾燈。

由上麵例子可以看出,光和熱猶如孿生兄弟,火光源也好,電光源也好,有熱就發光,發光必有熱,難怪人們常說“有一分熱,發一分光”呢。

其實,從自然界來看,熱發光隻不過是常見的一種情景而已,有許多東西發光而它們並沒有熱……

夏天的夜晚,我們常常會看到,一些淡綠色象玉米粒那樣大的光亮在空中飛舞,忽明忽暗,這是螢火蟲放出的光亮。

無月的黑夜,輪船在海麵上航行,也常常會發現海上有一片片閃爍的光亮,奇麗異常,這是海洋生物放出的光亮。海洋生物中能夠發光的特別多,數量繁多的藻類和浮遊生物,將大海變成了焰花之海,火光鱗麗,十分壯觀。海洋裏的發光魚類也相當多,分布也很廣,從沿岸海麵到大洋深處,一些魚類和其它海洋生物身上的發光器,猶如五彩燈,照亮了水層世界,呈現出水晶宮般的美好景色。例如,“水中名星”角鮟鱇,恰如一隻怪狀的小船,頭上有一根小“桅杆”,頂上有一盞小“燈籠”,它象一盞小日光燈那樣亮。

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