How big is 紅外線波長?

紅外線是一種波長太長、人眼看不見的光。本站展示的紅外線波長為15微米。一微米是一公尺的百萬分之一，也是一公釐的千分之一。地球以熱能形式散發的輻射中，就包含這種波長的光。

波長

光以波的形式傳播，其波長是指從一個波峰到下一個波峰的距離。紅外線的波長比可見光更長，人眼看不見紅外線，但有些紅外線能以熱的形式被感覺到。

國際照明委員會（CIE）將紅外線的範圍定為大約780奈米到1公釐。一奈米是一微米的千分之一。波長最長的紅外線，大約是波長最短者的1300倍。CIE把這個範圍分為IR-A（780至1400奈米）、IR-B（1.4至3微米）和IR-C（3微米至1公釐），因此15微米的波屬於IR-C。

其他領域則使用近紅外線、中紅外線與遠紅外線的說法，CIE指出，這些範圍之間的界線會因應用而不同。NASA的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡把4.9至28.8微米列為中紅外線。地球科學家則把8至15微米稱為熱紅外線，因為這個波段最適合用來研究地球散發的熱。本站展示的15微米，正好落在這個波段較長的一端。

威廉·赫歇爾於1800年發現了紅外線。他把溫度計分別放進陽光光譜的各種顏色中，發現溫度會從藍色往紅色逐漸升高。而在紅色端之外、他看不到任何光的地方，溫度反而更高。

非常炙熱的物體，例如火焰，除了發出紅外線之外，也會發出可見光。溫度較低的物體，例如人類和動物，則只會發出紅外線。紅外線攝影機和夜視鏡能偵測到這種光，因此可以顯示出肉眼看不見的溫暖物體。

地球以紅外線的形式把熱散失到太空中。歐洲太空總署報告指出，地球散發的能量中，超過97%的波長介於4至100微米之間。大氣中的氣體會吸收其中一部分並使地表增溫，這就是所謂的溫室效應。溫室效應讓地球表面的平均溫度維持在攝氏15度左右，比沒有大氣層時高出30多度。

二氧化碳會強烈吸收波長超過大約12至13微米的紅外線，其中也包括15微米。這個範圍很接近地球表面能量散發最多的波長，也就是大約12.5微米處。水蒸氣在大約8至14微米之間只吸收很少的光，這個範圍就是大氣層的一個「窗口」，讓大部分這類輻射得以逸散到太空中；二氧化碳增加，會讓這個窗口部分關閉。

韋伯太空望遠鏡的中紅外線儀器（MIRI）能在15微米波段拍攝影像。它的偵測器必須維持在7克耳文以下，也就是比絕對零度（理論上可能達到的最低溫度）高7度。望遠鏡上特別配備了一台稱為低溫致冷機的裝置，專門用來冷卻這些偵測器。

2023年，天文學家利用MIRI測量了TRAPPIST-1 b的溫度，這是一顆距離地球大約40光年的岩石行星。光年是光在一年內行進的距離。這顆行星向陽面在15微米波段的亮度，相當於溫度約500克耳文（約攝氏230度）的表面所發出的亮度。

這樣的結果符合一顆沒有大氣層、無法讓熱散開的裸露岩石表面。如果大氣中含有大量二氧化碳，行星在15微米波段發出的光會比較少，看起來也會顯得比較涼。

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