第一章看不见的磷光
1.黑光之师
1896年伦琴关于x射线的工作的出现，使我决定立即发表一篇关于某些特殊的能够穿过物体的辐射的笔记，以便确定日期的顺序，我已经研究了两年，而且与任何已知的现象都没有关系。我叫他们黑光的名字，因为他们有时表现得像光，但保持隐形。
当时我还没有时间把这些辐射分开，它们由三种截然不同的元素组成:(1)阴极射线家族的放射性粒子;(2)大波长辐射;(3)不可见磷光辐射。在《物质的进化》一书中，我已经阐述了我是如何按顺序区分这些不同的元素的。
所列举的三类辐射中的第一种与阴极射线和放射性辐射相同，现在给它们起一个特殊的名字是没有用的。因此，我将只把黑光命名为:(1)在我研究之前完全不知道的由某些磷光物体发出的看不见的辐射;(2)波长大的辐射，属于光谱的红外部分。这一地区早已为人所知，但其大部分属性却一直被忽视。在我进行研究之前，没有人怀疑这些辐射能穿过大量的身体，能在黑暗中瞬间照相，而且具有非常特殊的生理作用。
上面列举的第一类辐射与普通光具有相同的成分，唯一的区别在于它们的不可见性。把它们和红外线一起命名为黑光，就完成了不可见辐射的连续尺度。
因此，黑光包括:(1)某些磷光体发出的不可见光;(2)不可见的红外光，在太阳光谱中可达5微米，因此其亮度比可见光谱高出十倍。
我现在将研究由看不见的磷光构成的黑光的划分。
2.不可见磷光的历史
当我在1899年和1900年发表本章所描述的实验时，物理学家们觉得它们是如此惊人，以至于他们宁愿不相信它们。然而，验证其中最基本的东西却极其容易，只需要花上50生丁的钱和几分钟的时间。然而，我现在知道，有几个人重复了这些试验，但对它们的成功感到惊讶，不愿谈论那些显然无关紧要的结果，因为官方科学并没有把它们神圣化。即使在今天，在一些物理学论文中也很少有人注意到它们。例如，一位杰出的学者，巴黎医学院物理学教授M.盖里埃尔在对这些现象作了总结之后说:“这些影响几乎是非同寻常的。然而，没有理由把它们放在一边，因为与辐射有关的现象当然还不是全部都知道”(《体质生物学》，第11卷，第261页)。这句话至少表明，如果发现新的事实有时是困难的，那么让它们被承认就更加困难了。
我所发现的看不见的磷光具有以下现象的特征:(1)一个磷光体在光下照射18个月左右后仍能保持其发射出能折射和极化的看不见的辐射的特性，并能在照相底片上留下印痕。这些辐射的光谱类似于光的光谱，与光的不同之处在于它的不可见性。18个月后，人体不再有任何可察觉的辐射，而无限期地保留着一种残余物，这种残余物可以通过在其表面投射暗红外辐射而可见。
这些现象是完全不为人知的，也没有什么可以证明它们是可以预见的。毫无疑问，自古以来人们就知道，许多天体因受热而发出磷光，因此自它们的地质形成以来就保存了一种受热就会发出磷光的能力。但由于这些天体在被加热之前在黑暗中完全没有辐射，所以它们不会产生看不见的磷光。它们通过热显现的是一种非常可见的磷光。
贝克勒尔和贝克勒尔虽然对磷光进行了长期的研究，但他们对看不见的磷光现象一无所知。他们从来没有怀疑过，光线照射过一分钟的物体，在漫长的几个月里，会在黑暗中自发地发出看不见的辐射。正如坎顿所观察到的那样，当一种磷光硫化物在日晒后加热一段时间后，又会在瞬间发出轻微的光时，贝克勒尔认为自发辐射很快就会停止，并且需要热量来排出确实保存下来的轻微磷光残留物，但是，根据他的说法，这永远不会持续很长时间。此外，这也是他在《论光》一书(第1卷，第52和59页)中所说的:“当这些物质暴露在阳光下，并置于极暗的环境中很短的时间——比如3、4天——它们由于温度升高，几乎完全丧失了立即发光的能力。因此，辐射作用所获得的修饰只在磷光体中保留了部分并在一定时间内，然后就消失了”。
这样，在没有任何温度干扰的情况下自发产生的看不见的辐射就没有引起这位杰出的物理学家的注意。“辐射作用所获得的修饰只保存一定时间，然后最终消失”，这是完全不正确的。我们将看到，在光的作用下，磷光体的部分修饰被无限期地保存下来，甚至在它们停止发出任何看不见的磷光之后也不例外，而这种情况只有在大约18个月结束时才会发生。
不可见磷光有两种形式:(1)在可见磷光之后的一种;(2)前一个。它们都能很容易地转化为可见光。
3.不可见磷光的性质
可见磷光之后的不可见磷光构成了一种最不为人知、最奇特的光形式。在我做实验之前，很难预见到一个物体在阳光下暴露一分钟，然后在黑暗中放置18个月，它会不停地发出与光相同的辐射，唯一不同的是它完全不可见。
大多数受到光照射的物体，有时在很长一段时间内仍能保持发出能在照相底片上留下印痕的暗辐射的特性。但是，只有那些能够首先获得磷光的人才能最好地研究这种现象。
首先，这里有一些实验，通过这些实验，我确定了这样发出的光的性质。
(1)发射的持续时间和发出的射线强度的变化是时间的函数——将粉末中的硫化钙放在两条玻璃之间，在光线下暴露几秒钟，然后转移到放置在实验过程中没有光线穿透的黑暗房间的橱柜抽屉里——也就是说，几年。在24小时结束时，屏幕变得完全黑暗。不用从暗室取出，就放在照相底片上，底片下面放一个明胶溴化物板。将这样构成的系统保持在黑暗中，观察到以下情况:
日晒三天后，底片在两小时内就能得到非常有活力的图像。在15天结束时，暴露时间必须达到12小时;25天后，30小时;6个月后，40天。18个月后，在曝光60天后，图像仍然可以获得痕迹。
以上证明，在阳光下暴露2秒所产生的剩余电荷需要18个月才能逐渐消失。
(2)直线传播和折射-直线传播和剩余暗光的折射通过以下实验显示:
一尊涂有溶解在copal清漆中的硫化钙的雕像暴露在光线下几秒钟。在它完全变黑三、四天之后，就把它放在一个地窖里的照相暗室里，白天从来没有进去过。对焦是事先安排好的。通过使用大光圈人像相机，我们通过8到15天的曝光来获得与白天拍摄的照片一样完美的图像。阴影根据操作者的意愿而变化，因为它们只取决于在日晒期间给予身材的位置。
(3)偏振-这种黑暗光线的双重折射和随之而来的偏振通过以下实验来展示:将一条冰洲石引入先前使用的相机的光学系统中，并将雕像换成两根十字形的玻璃管，填充硫化物并固定在事先确定的地方，以获得良好的对焦。通过像以前一样工作，在硫化物停止发光的几天后，我们在十字的一个前任上看到两个部分重叠的图像，其中的强度比没有重叠的部分低一半，这与理论是一致的(图26)。
同时，这个实验证明了不可见辐射的发射，它们的直线传播，它们的折射，以及它们的极化能力。
(4)发射光线的组成——在前面的实验中获得的图像的完美清晰度已经证明，透镜对黑暗光线的折射率与对可见光的折射率相同。如果不是这样的话，普通光对不同波长的光线的初步聚焦就不准确了，特别是使用人像相机时，焦距几乎为零。但这只是一个迹象。要确定活动射线的组成，就必须用棱镜把它们散射开来，然后给它们拍照。这个实验是无法实现的，因为为了获得相当清晰的棱镜光谱照片，必须使用一个非常细的狭缝，它几乎吸收了所有的光。这一困难通过采用人工光谱来解决，该光谱由彩色玻璃带固定在无色冠状玻璃带上组成。首先将该光谱暴露在感光板上的普通光照下，显影后的图像与人工光谱插入硫化物暗屏与感光板之间得到的连续图像进行比较。两种情况下的图像完全相同——也就是说，从红色到绿色的图像为零，而在蓝色玻璃下的图像非常强烈。
从这些实验中，我们可以得出这样的结论:(1)可见的太阳光和暂时受到发光辐射的物体所发出的暗光的成分是相同的。第二种与第一种的唯一不同之处在于它的不可见性，这是由于发射的波的振幅很小。(2)这种不可见的残余光会持续很长时间。
4.自发辐射停止后磷光能力的持续——不可见磷光向可见磷光的转化
我们刚才已经看到，某些磷光天体可以连续18个月发出看不见的辐射，但总有一天这种辐射会完全停止。现在我们将看到，那些经过长时间的辐射，似乎已经失去了所有能量的暗体，却无限期地保留着某种剩余的磷光。我们可以在任何时候——例如，在黑暗中呆了10年之后——让某些看不见的辐射落在这些物体的表面，从而使它们可见。然后，它们会发出足够明亮的磷光，在黑暗的房间里几分钟就能被拍摄下来。
我第一次注意到这个事实，是在我以前的实验中使用的硫化钙屏，在18个月结束时，即使在曝光6周后，它也不再产生照相印痕。然后他们被留在黑暗中，10多年后他们仍然在黑暗中。
让我们在黑暗中把其中的一个屏风放进一个感光板上，在玻璃上盖上一张黑纸或一盘黑檀木，这些屏风对普通的光线不透明，但对波长很大的黑暗辐射却非常透明。让我们把这个盘子在石蜡灯下暴露20或25秒，然后把它拿到黑暗中打开检查。我们会发现，在看不见的辐射的影响下，多年来一直是黑暗的屏幕已经变得明亮起来。它的磷光足以在两到三分钟内给人留下照相印象，而之前的磷光在6周后也不能给人留下印象。
这样产生的磷光很快就消失了，但是这个实验可以在一定的时间间隔内用同样的屏幕重复50次以上——也就是说，可以重复无限年。自然会有这样一个时刻，磷光残渣被这些连续的实验消耗殆尽，除非将荧光屏置于新的日晒之下，否则黑暗光线将不会产生任何效果。因此，这实际上是一个有限的剩余电荷的情况，它不会自发地更新自己，但我们可以在消耗它之前无限期地保持它。
许多物体都具有这样一种特性，即获得一种残余光，其中一部分自发地消失，而另一部分则无限期地保留下来。对于其中一些，如钙和硫化锶，不可见的残余光可能仅仅在大波长的暗辐射的影响下就变得可见，即使暴露在这些辐射下的屏幕保持在非常低的温度下——例如，在两个一厘米厚的充满冰的玻璃槽之间。因此，热不能被认为是这种现象的原因。注意这一点是很重要的，因为如果我们把温度提高到30℃，热本身也能产生同样的效果。此外，热所产生的作用与暗辐射所产生的作用是非常不同的，这将在下面说明。
上述实验对几种磷化硫化物，尤其是钙的磷化硫化物，均取得了很好的效果，但对硫化锌则完全没有效果。究其原因，我还会在别的地方再谈到，那就是大波长的辐射，能够破坏这种硫化物的磷光，却完全不能激发它。硫化锌，像其他硫化物一样，无限期地保留剩余电荷，但这些剩余电荷只能在接近100°C的温度下排出，而根本不能被暗红外线排出。
还有许多其他物体——例如钻石——可以无限地保留剩余的磷光，这种磷光可以通过加热而不是红外线可见。一颗巴西钻石暴露在阳光下会发出磷光，但磷光很快就会消失;但它会保留一种看不见的磷光，几年后加热到200°C左右就能显现出来。
在之前的实验中，不需要做一些少量的准备工作，只需将硫化钙放在一个管子里，在日晒后，将管子放在一个盒子里，盒子里盖上一层黑胶纸，或者更好的是，盖上一层涂有所谓的日本清漆的玻璃片，玻璃片的厚度足以让太阳透过它看不见。24小时结束时，硫化钙将不再发光。但是，如果把它放在黑暗中，当上面提到的看不见的辐射落在它的表面时，它就会无限期地保持发光的能力。
[1]为了得到所需厚度的那层，在玻璃周围放上一些凸起的纸板边。该层可以是任何厚度。我观察到，一厘米的厚度很容易被红外辐射穿过。过厚的衣服唯一的不便之处就是需要一周多的时间才能变干。然而，1毫米的薄膜就足以给眼睛带来绝对的不透明度，这可以通过把它放在眼睛和太阳之间来测试。
为了证明这一点，我们只需要将装有硫化钙管的盒子暴露在石蜡灯下一分钟。然后在黑暗中打开它，就会看到灯管已经发光了。我在本章开头提到的就是这个非常简单的实验。
为了使前面的实验更具示范性，我在一个大纸板箱的底部放置了一些浅浮雕，上面涂了一层硫化钙，溶解在青铜清漆中。这个盒子被放在黑暗中。如果在以后的某个时候，把它放在灯下，仍然关闭，两分钟，然后在一个黑暗的房间里打开，这些雕像就会发光。该操作可在日晒数周后进行。
到目前为止，我们一直使用可见光辐射来激发熄灭的磷光，通过不透明的屏幕，使它们变得不可见。但是这种形式的实验允许我们假设可见光能够通过盒子的缝隙照亮硫化物。我们现在要压制一切可见光源，把观察者置于完全黑暗的环境中，在这种黑暗中，逐渐地在他的眼前出现一个没有任何可见光接触到的发光雕像。
这个实验虽然很引人注目，但却很简单，很容易从上面所说的推断出来。透彻理解了我的解释的读者马上就会看到，如果我们把灯而不是雕像关在一个不透明的盒子里，结果也会是一样的。具体操作如下:—
在一个黑暗的房间里，或者，如果你没有房间，在晚上，把上面描述的不允许任何可见光通过的暗灯放在桌子上。在它前面是一个涂有硫化钙的小雕像，它已经在黑暗中放置了好几天，因此没有磷光的痕迹。所有这些都准备好了，观察者看到，在一两分钟后，雕像亮了起来，从黑暗中出来。
这是一个非常奇特的实验，总是给观众留下生动的印象。事实上，看到灯的暗辐射非常奇怪，加上硫化物的暗辐射，产生可见光。这几乎与菲涅耳著名的干涉实验相反，在该实验中，光加到光中会产生黑暗。在我的实验中，是黑暗的叠加才产生了光明。
这样得到的光不是很明亮。不过，在事先适当放置人像相机的情况下，为雕像拍摄一张40分钟的照片就足够了。当然，在整个操作过程中，暗灯一直放在雕像附近，因为如果把它拿走，磷光会在不到一分钟的时间内自行熄灭。图28给出了通过这些方法获得的小雕像的复制品。
由此证明，某些物体所储存的剩余光度是由一种短暂元素和一种永久元素构成的，这两种元素都能转化为可见光。但是，当短暂的元素在一个或多或少的时间空间中自发地辐射消失时，永久的元素不是自发地辐射，而是无限期地存在，直到人为地排出，要么通过煅烧，要么在不升高温度的情况下，将身体暴露在某种波长的黑暗辐射中。
5.可见磷光之前的不可见磷光
看不见的磷光，正如我们刚才看到的，在看得见的磷光之后，也可能在看得见的磷光之前。下面的实验证明了这一点。
让我们拿一个荧光屏，这个荧光屏是由一个发磷光的物体制成的，它慢慢地受到光的照射，比如硫化锶，然后用热把它的所有剩余的磷光都除去。然后，让我们把它放在一个有定时1/5秒的膜片的暗箱的感光板托架上，将仪器指向天空，揭开膜片，使感光板在这段时间内暴露在光线下。随后在黑暗中打开框架，我们注意到硫化物不发光，但将其放在加热到200°C的板上就足以产生照明。因此，它在阳光下短暂的暴露使它发出了看不见的磷光。
用其他物体——例如冰洲石——可以更简单地进行实验。该化合物受热产生非常微弱的可见磷光，光照不产生磷光，但经过暴晒后加热到200℃时，几分钟内会发出明亮的光，这证明光与它交流了一定数量的不可见磷光。这一系列的操作可以无限地重复，也就是说，我们可以在对它进行暴晒后，通过加热使它恢复到相同的光度。
6.红外辐射和热辐射对磷光的比较影响
第一批观察者研究了光谱的各个部分对能发出磷光的物体的作用，很快就注意到，从蓝色到紫外线的辐射产生磷光，而从绿色到远红外线的辐射则使磷光熄灭。
H.贝克勒尔认为，他已经找到了解释红外线这种破坏性作用的方法，他说，红外线只是作为一种热源，因此迫使身体迅速消耗它所提供的磷光。从那时起，这一解释就在所有关于物理的标准著作中重复出现。
然而，只需要非常简单的实验，就可以证明它仅仅是建立在表面上的，而且，并不是所有的磷光体都存在这种表面。通过下面的实验，可以清楚地区分红外线和热量作用的部分。
在同一个纸板上固定两个小屏风，一个是硫化钙的，另一个是硫化锌的，在日晒后，把它们暴露在我们的暗灯的红外辐射下。硫化钙会变得更加明亮，但硫化锌会直接熄灭，没有任何增加的光。
但这只是第一个迹象。我将展示在磷光上的热和红外运动是两种非常不同的作用。它们可以加在一起，由此产生上述解释的错误，但其中一个也可以与另一个相反。
我们将首先考察这两种效应，某些辐射的特定作用和热的特定作用似乎是相同的情况。
让我们拿一张硫化钙屏，它已经被太阳晒了15分钟，把它暴露在我们的暗灯的作用下，要么在金属烟囱的前面，要么在让红外线通过的黑胶封闭的部分。在这两种情况下，磷光首先变得更活跃，然后熄灭。只有热的作用比红外线慢，因为它只在屏幕表面有时间加热时才起作用。
如果我们使用的屏幕已经在阳光下暴晒了几天，结果是黑暗的，也会出现同样的结果。它会在黑灯的各个部分前面发光——也就是说，通过热的作用和红外线的作用。
把我们自己限制在这些实验范围内，我们就可以象先前的观察者一样，得出这样的结论:红外线是通过加热荧光屏起作用的。
为了证明这种解释的不准确性，我们将重复前面的实验，但在硫化物屏和灯之间插入一条玻璃条，以防止磷光物质加热。这样一来，效果就会大不相同。
在黑檀木前面，一个温度较低，但允许许多红外线通过的区域，仍然会有照明。在灯的烟囱前面，一个相当温暖的区域，作为一个受热体，不再有任何照明。中间插入的玻璃条，可以防止热的作用，同样也可以防止磷光。由此可见，热的作用和大波长辐射的作用是截然不同的。
显然，有人会对上面的观点提出异议:如果红外线还具有我所赋予它的除了热量以外的特殊作用，那么，用玻璃的插入来阻止红外线作用的灯的烟囱应该是有作用的，因为它产生的红外线和受热的物体产生的红外线是一样的。但是，由于烟囱壁的热量几乎不超过100°C，发出的波的长度不小于5到6微米，这对磷光没有特别的影响。它们在一段时间后仅通过产生的热量发挥作用，这就是为什么插入一条玻璃会抑制所有这些作用。通过黑胶、黑玻璃等，放射出约0.8微米至3微米的辐射，这些辐射具有一种特定的作用，与它们在一段时间内必须产生的热效应无关，这就是它们瞬间作用于磷光的原因。
为了使上述理论更有说服力，我现在将说明，红外可以在同一屏幕的两半上产生相反的效果，一个是由于其具体特性，另一个是由于其热量作用。
对于硫化钙屏，让我们用绿色磷光代替硫化锌屏。让我们把它放在日光下曝晒，把它的一半放在灯的金属烟囱前面(也就是说，放在热源前面)，另一半放在黑胶石前面，黑胶石可以掩盖火焰，让红外辐射通过。在屏幕的两半，效果将完全相反。在黑檀木前，屏幕将立即熄灭，没有任何初步增加的磷光。在金属烟囱前，其磷光反而会明显增强。
如果硫化锌屏在暴露在灯下之前没有经过暴晒，而是在黑暗的房间中停留了一段时间，因此它不再表现出任何可见的磷光，那么热量和红外辐射之间的作用差异仍然会继续表现出来。屏幕将再次在加热的金属壁之前变成磷光，并且在黑檀木之前保持黑暗，因为光线无法破坏其可见的磷光，因为它已经熄灭了(1)。
[(1)在所有这些比较强度不相等的发光场的实验中，最好在屏幕上(面向灯的那一面)放上一块狭窄的锡片，这样可以保持屏幕在没有受到任何辐射的情况下应有的强度。]
这些实验证明了热效应和某些辐射的特定作用之间存在的根本区别。
上述演示可以通过将磷光屏围在两个1厘米厚的冰冻水槽之间，然后将其置于灯的红外辐射前面来完成。虽然在这种条件下，它的表面不能被加热，但是，正如前面所描述的那样，在硫化钙的情况下，在前面可以观察到光照的黑云母效应，在硫化锌的情况下，可以观察到消光效应。
因此，很明显，红外辐射可能具有完全独立于通过提高吸收它们的物体的温度而产生的特定作用。
我们的实验已经证明，热和红外辐射在某些情况下能够对某些磷光硫化物产生类似的影响，特别是对钙的影响，因此有必要研究一下，应该把这些物体加热到什么温度，才能获得与红外辐射在低温下所获得的相同的效果。没有什么比这更容易的了，因为这足以确定硫化钙在日晒数天后会变暗，从而恢复其亮度的温度。这是通过把它放在管子中，管子被插入一个装满水的容器中，容器中装有一个温度计，然后在黑暗中逐渐加热来实现的。因此，我们意识到，在日晒8天的硫化钙在60°C时才开始发光，而不是在55秒之前，这是加热它所必需的时间。相反，同一管硫化物在低温下暴露在红外辐射的作用下会瞬间发光。
人们也可能希望发现，如果把发光的硫化物拿走，红外线能发出多少磷光，从而确定它的热量当量。这是通过把一张用黑胶纸制成的薄卷帘和一层硫化钙制成的丝网放进照相底片底片中，在太阳下暴晒几个小时来实现的。然后观察到，要恢复它的磷光，必须把它的温度提高到略高于100℃。因此，在常温下作用的巨大辐射已经把一个磷光物体在加热到100℃时可能失去的所有剩余光都带走了。
7.金属和不同非磷光体的辐射
在看不见的磷光下，物体在黑暗中与感光板接触时，会产生明显的——但只是明显的——特定的印痕。将明胶溴化板置于深色载玻片上，置于金属锌条、铝条或铂条下。通过在金属片和金属之间插入一个由各种物质组成的十字架，我们通常在太阳或强石蜡灯下暴晒几个小时后，就能得到插入物体的图像，即使用一块云母薄板将其与金属分开。
这个实验，以及其他在前几年让我浪费了很多时间的相同顺序的实验，都非常不规则地成功，几天后，金属不再给出任何图像。
这些效应与磷光没有任何关系，而是与金属的放射性有关，这就是为什么轻微加热会增加这些效应的原因。金属没有作用——它的疲劳，如果我们可以这样说的话——同样可以观察到，正如我已经展示的，在验电器的放电中。这是由于金属在轻微热的影响下排出了一种放射性物质，这种物质必须经过长时间的休息才能重新生成，所以它变得不活跃。
在实验开始时，我把这些放射性作用与红外和看不见的磷光混淆了，在我能够区分它们之前，这些放射性作用是许多研究的原因。不时有不同的观察者看到我早期的实验，就像罗素博士、卡尔鲍姆博士和梅兰德教授所做的那样，重新观察这些印象。这些实验的原因既然已经确定了，就不再引起多大的兴趣，所以我就不详述了。
我已经说过，不仅金属会产生这种印象，木头和动物组织也会产生这种印象[n射线?- Ed)。轻微的热量会使它们更加活跃;但很明显，这些不同的物质也可能发生某些化学反应。
第二章透过不透明物体的红外线与摄影
1.透过不透明物体的能见度
根据兰利的研究，我们已经看到太阳光谱的大部分是由位于红外区域的不可见射线组成的，并且延伸到5微米的阳光。火焰的光谱要长得多，可以延伸到60微米。
这个非常重要的区域迄今为止几乎没有被研究过，除了从它的热性质的角度。我发现带有绿色磷光的硫化锌对这些辐射的一部分几乎像溴化银明胶对可见光一样敏感，我就能够研究它们的性质，特别是能穿透大量不透明物体的性质。它们让我们能够透过这些最后的部分来观察和拍摄。这些现象将在这里讨论，红外的其他作用将在以后的章节中讨论。
对于眼睛来说，要辨别放置在不透明物体后面的物体——例如一块木板或一张黑纸——显然有必要让光线首先穿过它。在此之后，必须使眼睛对这些射线变得敏感。
第一个条件一直被认为是不可能的，没有人能梦想实现第二个条件。
x射线的发现证明，不透明的物体确实可以被某些辐射穿过，但这些辐射的性质是由我们的仪器人为创造的，并不能改变关于物体对光不透明的旧观念。山猫闪闪发光的眼睛能看穿墙壁的古老寓言，似乎注定是最不可能实现的幻想。
然而，事实并非如此。通过对被命名为黑光的全部辐射的研究，我被引导建立:(1)发光射线，或者无论如何某些射线，毫无困难地穿过大量不透明的物体;(2)穿过它们的不可见的射线可以很容易地变为可见。
那么，如果我们的眼睛看不透不透明的物体，那并不是因为夜光没有穿过，而是因为我们的视网膜对这些光线不敏感。如果山猫的眼睛并没有真正拥有古老传说中赋予它的属性，那么没有科学理由证明它不应该拥有这种属性。很容易想象有一只眼睛和我们的眼睛没有什么不同，而且很可能是夜行动物的眼睛，它应该具有透过不透明的身体看东西的特性。
正是这只对人类视网膜所看不到的辐射敏感的人工眼睛，通过以下实验得以实现。
通过定日镜和透镜，一束光被引导到直接视觉棱镜的准直器上，光谱在黑暗中被接收到，在硫化锌屏幕上，根据所使用的棱镜的公式按波长分级。这个屏幕以前在短时间的光照下变得敏感。
在这种曝光之后，在使光谱作用于屏幕之前，光谱将要落在其上的部分被一层不透明的物体所覆盖，这层物体是想要研究其透明度的——比如说一张黑纸。经过一段时间后，把光谱切断，把不透明的光带移开，我们立刻就能从光带下面的荧光屏部分变黑的情况，看到经过光带的那部分光谱。它从0.8微米延伸到3微米。
现在让我们研究一下，如何利用这些辐射的特性，使一个封闭在不透明的盒子里的物体变得可见。我们只要遵循上图下面给出的解释就行了。几秒钟后，盒子里的物体就会出现在屏幕上。
光线穿过不透明物体的光源是一个覆盖着黑纸的石蜡灯。因此，操作者处于完全的黑暗中，在黑暗的中间，屏幕上出现了不透明盒子里的物体。
在上述过程中可以实现的各种实验中，最令人印象深刻的是一个物体被装在一个盒子里的可见性。把它放在看不见的灯前面，我们看到操作者逐渐从完全的黑暗中显现出来，在黑暗中，操作者是被封闭物体的形象。当使用大尺寸的透明屏幕时，效果令人惊讶。
看不见的夜光的穿透力比x光弱得多，因此根本无法取代x光的位置。
在我第一次通过不透明的物体进行摄影实验时，我不知道硫化锌对红外线的敏感性，我使用了对大波长辐射敏感的感光板，因为我事先把它们弄得浑浊。曝光持续数小时而不是几秒钟。我稍后复制了这样获得的图像之一(图40)。
上面的实验需要一点注意和注意，我已经设法用其他只需要极少注意和不需要仪器的实验来补充它们。下面的一个可以让人看到一个被封闭在不透明容器中的物体:
一张黑色的纸被固定在一块玻璃板上，在它的表面固定着一个从薄锡条上切下来的十字。这个十字架用第二张黑纸覆盖，所以它被囚禁在两张不透明的纸之间。我们现在必须让它可见。
纸板上的硫化锌屏被日光照亮，其表面应用于覆盖着黑纸的玻璃条上。在离石蜡灯20厘米的距离下，将荧光屏旁边的面部暴露10秒。然后，整个事件被带到黑暗的房间里。举起荧光屏，就会看到它的表面上有一个金属十字架的图像，它被封在两张黑纸之间。
此外，为了立即验证我在实验中使用的物体、黑纸、黑檀木等的透明度，我使用了上述实验，其中一些样品由于含有异物而变得不透明。
具有绿色磷光的硫化锌，在商业上很少见到，人们可以在紧要关头用一筛硫化钙来代替它(仅在最后一个实验的情况下);但不可缺少的是，在将屏幕暴露在日光下与实验开始之间至少要有24小时的间隔。如果使用最近晒过的发光屏，则在其表面无法获得图像。
[绿色磷光ZnS是由- 0.01%铜活化剂的存在引起的。——艾德。)
当这些实验首次发表时，我把少量的材料送给了所有向我要实验材料的学者。一位杰出的物理学教授伊扎恩教授在给我的信中写道:“我赶紧用你寄给我的材料进行实验，结果如此清晰，我惊呆了。我从来没有想到它会如此明显和迅速。”然而，必须承认，大多数物理学家宁愿否认我的实验的准确性，也不愿重复它们。另一些人则借助摄影师的红灯，在瞬间熄灭硫化锌的磷光的帮助下尝试，自然什么也没观察到。
2.透过不透明物体摄影
上面已经解释过(图31)，不透明盒子中的物体是如何被拍摄的。我们现在将通过拍摄外部物体来改变这些实验，比如通过一个不透明的物体拍摄房子。
为了实现接下来的实验，可以使用各种物体。最方便的是日本清漆，在聚焦管的活动膜片上浇上两到三毫米厚的清漆，其背面是一块云母薄板，用强力胶水固定在两侧。当清漆变干后，把它放在太阳和眼睛之间，就会发现它是绝对不透明的。在相机的磨砂玻璃上对要复制的物体进行对焦，并将膜片放在对焦管的前面。因此，它构成了一个位于光线和毛化玻璃之间的不透明体。
在日光照射下，硫化锌屏被放置在相机通常的暗载玻片上，就好像它是一个普通的照相板一样。然后以普通的方式提起画框的快门，在被复制的物体之前将其打开一段时间，这段时间随着光线的变化而变化。
这里给出的照片(图33)是一所房子在日光下的照片，所用的物镜是人像镜头。曝光持续了一分钟。
曝光结束后，画框被合上并带入暗室，在暗室中小心地消除所有光线(尤其是红光)。在打开框架时，我们在它的表面上看到被放置在目标前面的物体的图像。为了固定它，磷光屏在黑暗中放置5分钟，对着明胶-溴化板的表面，然后用通常的方法显影。我们用看不见的光线得到了一个图像。我在这里给出这样得到的图像(图34)。
清晰度的缺乏来自于(1)只有通过计算才能实现对大波长的聚焦;(2)从磷光屏用作感光板的粗糙表面。
我上面说过，可以使用不同的物质作为不透明的物体，但必须指出的是，用磨砂玻璃比在聚焦管前放置透明磨砂玻璃得到的图像更好。如大家所知，未抛光的表面起着扩散屏的作用。因此，如果我们希望使用未经抛光或抛光不良的物质作为不透明的物体，就必须把它放在物镜前面，而不是直接放在荧光屏前面，也就是说，与荧光屏接触。
用硫化钙进行上述试验是无用的。人体对大波长的辐射非常不敏感，即使暴露一小时也无法获得图像。
刚才描述的一些实验，即要复制的物体被封闭在硫化物屏和光源之间的一个不透明的盒子里，用石蜡灯甚至普通蜡烛的光，和用阳光一样，都能成功。这并不像人们可能认为的那样仅仅是由于红外辐射中人造光源的丰富。特别是由于物体被反射后的亮度，就像所有在日光下观察的物体一样，远远小于光源的亮度。一个离蜡烛很近的物体亮度很低，但蜡烛本身的火焰非常明亮。
它的光泽度比八月中午被太阳照亮的白墙还要好。当火焰比蜡烛更亮时，把蜡烛靠在墙上就可以证明这一点。
一根普通的蜡烛，甚至一根普通的火柴，其亮度应该比被太阳照亮的物体要强烈，这对许多人来说似乎是不可接受的，我拍了几张照片(图35)，一根蜡烛裹在一个灯笼里，它几乎完全被包裹起来，在灯笼的顶部是一张被太阳照亮的白色纸板。显影后，我们发现蜡烛的形象比纸板的形象更强烈。
光源的这种强度，尽管它们的照明能力很弱，也可以通过瞬间摄影和夜间煤气灯照亮的街道来表现出来。所有被点亮的物体都不会出现在照片中，但所有的煤气灯都将被复制。
这些观察使我们能够理解在黑暗中通过不透明物体进行瞬时摄影的实验。
3.黑暗中的瞬间摄影
下面将要描述的实验允许我们在1/30秒内拍摄一个光源(一个不透明盒子里的蜡烛)的图像，然后观察者自己处于完全黑暗中。
我们用一种装有宽焦距管和所谓瞬时光阑的照相机，在磨砂玻璃上适当的位置对焦，得到与原始图像大小差不多的图像，即实验室照相灯中蜡烛的火焰或小石蜡灯的火焰。然后，灯笼被选择的不透明的主体-黑色玻璃，黑檀木或日本清漆-固定在两条玻璃带之间。观察者因此处于完全的黑暗之中。然后，我们在相机的黑暗载玻片中引入一层被日光照亮的硫化锌屏幕，我们在30秒内揭开物镜。在黑暗中打开载玻片，可以在其表面看到光源的图像，可以把它放在照相板上保存下来。这张照片(图37)就是这样得到的。
如果观察者希望看到眼前的图像形式，他只需使用前面提到的透明玻璃屏幕之一，并打开黑暗幻灯片的后快门，以便能够观察曝光期间屏幕上经过的情况。屏幕足够透明，可以在背面显示正面形成的图像。
该实验表明，具有绿色磷光的硫化锌对大波长辐射具有惊人的灵敏度，其灵敏度接近于明胶溴化物对可见光的灵敏度。
硫化钙不能实现上述实验，锌的硫化物也不能实现黄色或红色磷光。
4.不同物体对红外辐射的透明度
同一物体对大波长辐射的透明永远不会完全。我们用可见的光谱所观察到的东西，在不可见的光谱中同样适用。对于每种物质，透明度总是有选择性的。透明带总是与不透明带相邻。
要确定对每个被检查的机构来说哪些区域是透明的，人们不会有多大兴趣，而且会花很长时间。可测定硫化物的透明区域从可见光谱的极限值(即0.8微米)到3微米左右。
一般说来，可以说红外辐射比可见光谱的辐射更具穿透力。虽然绝不是一个恒定的定律，但我们注意到，随着波长的减小，透明度似乎也在减小。众所周知，光线越接近紫外线，穿透力就越弱。在这一区域的极端，所有物体，甚至是1/10毫米厚的玻璃板，都变得不透明，1厘米长的空气层0.1微米长的波就像铅一样不透明。
但是，我再说一遍，这条法律没有绝对的规定。透明度还取决于遍历体的结构。有一些是非常不透明的波长。例如，正是由于这个原因，大气吸收了5微米以上的所有辐射，这就是为什么后者不计入太阳光谱的原因。更高量级的辐射- -即5至60微米的辐射- -只能在火焰中观测到，而且大多数物体对它们的透明度相当低。赫兹波，被认为是类似于光，相反，可以轻易地穿过大光波不能穿透的物体。
被加热到不是很高的温度——也就是说，低于100°C——的物体发出的辐射几乎不超过5到6微米的长度。他们的渗透能力也很弱。梅洛伊在他的实验过程中观察到一个在他的时代非常难以解释的事实，即透明的物体，如玻璃或石英，对于加热到100°C的物体发出的波来说是不透明的。
要记住，这种不透明是在温室中使用的，在温室中，玻璃钟形罩可以庇护某些植物。可见光波非常自由地穿过玻璃，给里面的物体加热。后者立即成为辐射热的来源;但是由于它们的长度，发出的波无法穿过玻璃。这样，它们就被囚禁起来，植物就不会变冷。
大波长的辐射似乎只作用在3微米左右的磷光屏上。屏幕确实可以在更大的距离上留下印痕，即达到或超过6微米，但其作用模式与目前所使用的非常不同。然后，这些射线只根据它们的热特性起作用，这就是为什么它们的作用只在大约30秒结束时才显现出来。产生的效果可以通过用玻璃条覆盖屏幕的一部分来观察，玻璃条对这些辐射不透明，这样就有一个可以比较的区域。将微发光的硫化锌屏幕暴露在加热到50°C的身体发出的辐射下30秒，就会产生轻微的印象。这里的辐射，我重复一遍，是通过它们的热作用，而不是通过前面实验中对磷光的特定作用。
我用磷光观察物体透明性的方法很简单。在透明的硫化锌和玻璃屏幕的一半上放置了作为比较单位的主体-例如，1毫米厚的绿泥石条-而在另一边，不透明的主体需要确定其相对透明度。
然后，我在一间黑暗的房间里，在离石蜡灯固定距离的地方找了一个位置，硫化锌的屏幕暴露在日光下被隔离了。它的表面被一块金属板保护着，当我离灯有一段合适的距离时——例如1米——没有被硬质橡胶覆盖的那一半就被揭开，让光在它上作用一段时间——比如说，5秒。然后盖上这部分，揭开不透明物体上的那部分，我们希望确定其透明度，我们让光线发挥作用，直到两个表面的强度相同。如果需要20秒来获得这个身份，我的结论是，实验对象的透明程度是标准硬质橡胶的两倍。当磷光硫化物受到累积印痕时，透明度成为时间的函数。然后，我们必须将时间作为它的比值——这就是刚才所指出的方法所做的。
各种不透明体对不超过8微米的不可见辐射的透明度表
黑色日本清漆:即使只有1厘米的厚度，也能在2秒内使光线照射在磷光屏上。即使厚度不足1厘米，也能在2 - 3秒内产生印象。
纯黑檀木:在1厘米内几乎和清漆一样透明
硬质橡胶:半毫米厚，含1%灯黑或金属氧化物;几乎完全不透明。
黑纸:非常透明，但只有纯黑檀木的一半。
1毫米厚板中的红磷:透明如硬质橡胶。
木头，石头，大理石，灰色纸板，黑布:透明，但远不如硬质橡胶透明。
彩色玻璃:非常透明，但红色是最不透明的，橙色是最透明的。
溴和碘:仍然比黑檀木更透明。
熔融氯化银:切成厚度小于1mm的板;比硬质橡胶稍不透明。
锑、灯黑和砷:非常不透明。
氨化硫酸铜、重铬酸钾(饱和溶液)、水玻璃和明矾(1mm厚):透明，但不如硬质橡胶透明。
硫酸铁(饱和溶液，1cm厚):透明度为硬质橡胶的四分之一。
上述情况表明，以前被认为对红外辐射不透明的物体，如明矾、黑纸、水玻璃等，相反地，具有很大的透明度。
当我们希望非常迅速地比较某些物体的相对透明度时，可以采用以下方法:将要检查的物质切成条带，固定在玻璃板上，然后放置在明亮的硫化锌磷光屏上。他们在黑暗中暴露在石蜡灯的辐射下3到3秒。这些条纹下的硫磺颜色越深，尸体的透明度就越大。
在上面列举的所有物体中，最不透明的是灯黑或含有它的物质。含有这种物质的黑纸和硬质橡胶——这种情况很常见——立刻变得不透明。因此，在实验中使用它们之前，有必要检查它们的透明度，这只需要几秒钟。
灯黑的不透明性使我们能够很容易地实现下面的实验，尽管它乍一看有些矛盾，即通过接触或摄影相机来再现一幅放在黑纸信封里的照片，并把它关在一个乌木盒子里。他的印刷油墨，其中包含灯黑，是不穿越的，而它的周围是，我在图34中给出了一张这样得到的照片。
这种灯黑的不透明性允许部分光线通过，但不能全部通过，因为它阻止了0.6到3微米之间的所有光线。我经常重复说，在可见光谱和不可见光谱中，透明度总是有选择性的——也就是说，一个不透明的物体，就像彩色玻璃一样，只对某些辐射透明。
6.使用不可见射线渲染可见的黑体在很远的距离
当我第一次发表本章中有关的一些实验时，当时的海洋部长问我，是否有可能用不透明的身体来掩盖军舰或灯塔，使敌人看不见它们，而自己船上的人却能看到它们，因为船上配备了适当的设备。
这个问题的解决办法很简单，但是由于无线电报技术的发展，使遥远的船只可以相互通信，因此，我认为把我的实验细节公布出来并没有什么坏处。把这个问题概括起来，我试图发现一艘船是否能投射到港口、堡垒或城镇，投射出被围困者看不见而围攻者看得见的光线，这样就可以在不让炮手看见的情况下精确瞄准敌人。
因此，要解决以下问题:在不使任何模糊的物体发光的情况下使其可见——例如，在黑暗的码头上，一艘船的灯熄灭了。
我们必须首先考虑到，当我们把一支铅笔般的可见光投射到一个黑暗的物体上时，这个物体只有通过它反射的光线才可见。另一方面，我们知道，最好的光源所投射出的辐射约有99%是完全不可见的，因此是不可用的。因此，当我们找到分离可见辐射和不可见辐射的方法时，我们只需要剥夺光总发射量的1%。因此，它的大部分将仍然存在。
上面提到的屏风具有消除可见光线，让不可见光线通过的特性。如果把一支这种不可见的光投射到一个黑暗的物体上，这个物体就会像反射普通光一样反射它。因此，对于能够感知它反射的不可见辐射的眼睛来说，它看起来是发光的。这样的眼睛是不存在的，但磷光硫化锌屏幕可以取代它。
我们不使用照相机的磨砂玻璃，用小焦距的物镜来拍摄广阔的地平线，而用以前用克鲁克斯管的x射线照射出的镁r带而发出磷光的硫化锌屏来曝光;然后，在它的表面上就会出现黑暗中身体的图像，上面投射着一束看不见的辐射。
这种不可见的光只是来自所有军舰所携带的探照灯的反射，我们以前已经用一块不透明的板遮住了可见光。
这个盘子不能像我们之前实验中使用的那样，用黑檀木或黑纸做，因为它们会很快被热破坏。唯一可用的物体是黑玻璃，其中有各种不透明的玻璃，当插入球体和眼睛之间时，足以遮住太阳圆盘。并不是说所有的黑色眼镜对不可见的辐射都是透明的，但有一些在商业上很容易获得。只需要用我所描述的方法来确定它们的透明度。
本章所述的所有实验都是基于对大波长辐射敏感的物体的使用，但这种灵敏度仅对不超过3微米的辐射非常高。现在，那些由温度相对较低的物体发出的光——例如人体——具有更大的波长，并且不会对磷光物质产生影响。如果我们能发现一个对这些辐射敏感的物体，没有什么比在黑暗中拍摄一个活体更容易的了，没有任何其他光源，只有它不断发出的不可见的光。
正如我们所看到的，在温度降到绝对零度时，所有的物体都在不停地放射出光波，我们的眼睛看不见这些光波，但是那些被称为夜行动物的、能够在黑暗中找到路的动物也许能感觉到。
对他们来说，一个生物的身体，其温度约为37°C，应该被一个发光的光环包围，我们的眼睛缺乏敏感性，这使我们无法分辨。在自然界，在现实中，并不存在任何黑暗的躯体，只有不完美的眼睛。所有物体都是可见或不可见辐射的持续来源，无论这种或那种辐射，始终都是光的辐射。
第三章各种发光辐射在生命现象中所起的作用
1.生命现象中光的部分
由于看不见的红外线占太阳光谱的大部分，因此可以想象，它们在气象学和植物生理学中起着相当大的作用。它们在这方面的特性鲜为人知。迄今为止，只有我的研究发现的它们的热量运动和它们穿过大量不透明物体的能力，才被研究过。
我突然想到还要研究红外线的一些生理作用，也就是说，它们对植物生命的影响，并特别想知道它们是否可能发挥在磷光研究中建立起来的一些拮抗作用，这将在下一章详细研究。由于缺乏资料，我无法进行深入的研究。
我们知道可见光对蔬菜的生命有两种相反的作用——一种是氧化或呼吸功能，另一种是还原或叶绿素功能。
第一件事可以在黑暗中完成。通过它的方式，裤子吸收氧气并呼出碳酸，就像动物一样。
与此相反，叶绿素的作用只能在光中发生，而且完全靠吸收。因此，植物分解碳酸并将碳固定在其组织中。叶绿素所储存的光能，使植物的原生质能把矿物质转化为复杂的、充满能量的有机产物，没有这些有机产物，高等动物的生命就不可能存在。因此，蔬菜在矿物质和动物世界之间建立了永久的联系。多亏了它们，物质不断地通过不同形式的生命，从矿物逐步上升到高级动物。
在这个永恒的循环中，两种转化元素，细菌和叶绿素，起着主要作用。细菌将高等生物功能所使用的产物带回矿物状态，叶绿素将矿物物质提升到有组织的状态。
细菌能够在完全黑暗的环境中进行破坏活动。叶绿素在发挥作用之前必须吸收光振动。因此，植物世界代表了光的转变。是植物吸收和转化的光醚，使我们的庄稼成熟，使森林变绿。生活代表着一种转变。
然而，我们不能说，植物储存的巨大能量完全是由于叶绿素吸收发光射线所产生的非常微小的能量。被吸收的射线无疑是通过激发原子内部能量的释放而起作用的，其机制尚不清楚。以太的振动可能会释放出在原子中积累了几千年的力。
各种可见或不可见的辐射对植被的生命有什么影响?第一个名字所起的作用已经被几代探索者研究过了。至于第二种，由于用来确定其作用的方法不足，迄今为止在很大程度上是未知的。
2.太阳光谱对植物生命作用的观测方法
实验的价值总是取决于方法的选择。不幸的是，那些被用来研究太阳光谱各部分，特别是红外线对植物生命的作用的人，由于误差的原因而受到损害，这些错误的原因使迄今为止所得到的许多结果失去了全部价值——尽管这些结果是相互矛盾的。很容易就能看出这一点。
为了观察各种辐射的性质，人们很自然地想到用棱镜把光分解，然后把植物放在这样分离出来的各种辐射下。例如，树叶对碳酸的分解是通过将树叶置于棱镜分离出的不同光束下来测量的。
这种方法，表面上很简单，却导致了相当大的误差。第一个也是最严重的问题是，当光线充分分散到某一表面上时，它的强度会大大降低。在化学反应中，强度的影响，如前所述，是极其重要的。当使用棱镜时，人们不可避免地要从光线的颜色中寻找实际上由于强度的不同而产生效果的原因。人们早就知道，在房间里微弱的光线下，植物分解很少甚至根本不分解碳酸。然而，这种光含有分解它所必需的光线。光之所以不能产生这种效果，只是因为强度不够。
这第一个错误的原因本身就足以否定从观察到的事实中得出的所有结果。此外，这并不是唯一的一个。棱镜，尤其是用燧石制成的棱镜，一般选择它是因为它们有很大的分散性，可以吸收几乎所有的紫外线(紫外线的作用是非常重要的)和很大一部分红外线。
毫无疑问，这两个缺陷理论上可以通过使用石英或岩盐棱镜来弥补，实际上已经做到了。但是这些物质的色散功率很小，因此它们的光谱范围也很小。
前面这些错误的原因，以及更多的错误的原因，其全部细节在这里无法给出，足以解释以前的观察员所得到的结果之间的分歧。根据一些人的说法，植物对碳酸的分解——也就是说，它最重要的功能——在红色区域是零，而在绿色区域是相当大的。根据其他人的说法，情况恰恰相反——在绿色区域，该动作为零，而在红色区域，该动作达到最大值。然而，最后这个结果是最有可能的，因为在红色区域和它的邻近区域可以发现叶绿素的吸收带。总而言之，从使用棱镜的研究中获得的确切信息很少。
用彩色玻璃代替棱镜得到的结果也不好。这是一个遗憾，因为这个过程实际上非常简单，因为人们所要做的只是用不同颜色的玻璃窗格覆盖在进行实验的温室上。
这种方法是许多实验者犯过的错误的结果。因为眼睛通过彩色屏幕(例如蓝色玻璃)只能看到一种颜色，所以可以想象，这个屏幕只允许视网膜所能感知的一种颜色通过。但事实并非如此。除了红色玻璃，其他玻璃都不是单色的。所有这些都允许整个光谱通过。这一点很容易得到验证，只需将彩色玻璃放在天空和小型直视分光镜的缝隙之间。我曾有机会检查过相当数量的有色眼镜，并观察到，除了红色之外，所有的眼镜都允许整个光谱通过，只是削弱了各个部分的相对强度。
用彩色玻璃覆盖温室，除了不均匀地降低各种光线的强度外，我们做的很少。当一株植物被放在彩色玻璃下时，几乎和把它放在一个光线不好的房间里是一样的。
使用有色眼镜来隔离各种辐射还会带来其他错误的来源。由于它们对红外线的吸收极不均匀，我们可以把热的影响归因于光的影响。在一杯和另一杯之间，热量作用的差异是相当大的。我把一个温度计放在一个容量约为1立方分米的盒子里，每个盒子都覆盖着不同颜色的玻璃，这样就形成了一个小的玻璃屋，我观察到内部的温度，在太阳下是30°C，根据玻璃的温度，在10分钟内从10°上升到15°。
唯一能用有色玻璃做的实验是用红色玻璃做的实验。如前所述，这几乎是单色的。
在Juvisy天文台用这种玻璃覆盖的温室里进行的实验似乎证明，一定数量的植物在红光下比在普通光下生长得更可观。例如，敏感植物莴苣、剑兰、天竺葵、秋海棠、土豆、雄性蕨类植物等就是这种情况。相反，有些植物(甜菜根、三色堇、壁花等)在它下面生长得不那么茂盛。
如果我们承认如所证明的那样，某些植物在红光下比在白光下生长得好得多，那么，我们自然就会得出这样的结论:正如磷光的情况一样，某些光线与其他光线的效果相反。在白光下，植物显然和在红玻璃下接收到一样多的红光，因为红玻璃只是把光中除红光外的所有光线都吸收掉了。如果这种消除本身在很大程度上有利于植物的发展，那是因为被消除的光线削弱了红色的作用。正如我们将在下一章中看到的那样，这正是在照相底片上所观察到的情况。当我们从照射它的光线中除去某些拮抗射线时，这个板就会发光得多。
因此，观察到的磷光拮抗作用也存在于植物生命中。格林已经观察到，紫色和紫外线倾向于破坏舒张酶，而它的产量在红色的影响下增加。在我的实验中可以进一步看到，红外破坏了植物中的绿色物质和光谱中发光部分形成的其他物质。
3.研究红外线生理作用的新方法及结果
在以往的研究中，除了光谱中的可见光之外，几乎没有涉及任何东西。在过去，研究红外线的唯一方法是用棱镜分离，因为棱镜把光谱这一端的辐射收集在一个非常有限的表面上，我们几乎不能确定它们的作用。
我在研究中发现，黑纸、黑胶纸等材料对波长很大的光线具有极高的透明度，这使得它们很容易与可见光分开。温室只是用这些物质中的一种来覆盖——可以选择是黑纸。它因此陷入了完全的黑暗中，但沐浴在看不见的光中。实际上，通过这种方式，温室只被剥夺了它本可以从太阳光中接收到的总光(可见光和不可见光)的十分之一左右。
也许几乎不需要注意的是，在一个封闭的地方，只有大波长的黑暗辐射渗透进来，和在地窖里研究黑暗对植物生命的作用是无法相提并论的。温室里的黑暗在肉眼看来和地窖里是一样的，但产生的效果必然大不相同，因为温室沐浴在一种看不见的光波中，而地窖里没有这种光波。
不幸的是，很长一段时间以来，我都无法在这个主题上进行我的实验，进行这些实验的花园只供我使用了一个季节。它们也许可以为园艺学家服务，使他们能够改变某些植物的颜色和不同水果的味道。
一般地说，2或3微米以下的红外线会破坏在光作用下形成的绿色物质和某些着色物质，同时减少糖的数量，抑制无味物质，从而改变植物不同部位的味道。
然而，以下是我的试验总结:-
(1)各种植物的种子——生菜、黄瓜、谷物等，在玻璃钟形罩下发芽，盖上黑纸，对红外线透明，都比在阳光下发芽得快，然后在大约两周内枯萎死亡。
(2)植物在日光下发育，然后暴露在黑光下-不同的植物表现非常不同。这里举几个例子:玛格丽特不开花。海棠10天左右枯萎。草莓没有经过改良，成熟得很好。黄瓜和杏子因叶子枯萎而死。
(3)水果和蔬菜的不同部分-洋蓟顶部包裹在黑纸中，对长时间辐射透明，几天内完全漂白，但比暴露在日光下的邻居发育得更好，同时质量提高了很多。梨、桃子和葡萄有些发白，但发育得很好。它们一开始形成就被掩盖了。这三种水果的特点是它们失去了一部分甜味和香气。西红柿失去了红色，变成了白色。
我再说一遍，我只是把这些实验作为一般的指示。事实上，他们应该受到批评，如果我能够重复这些批评，这些批评本来是可以避免的。比较方法是从几个因素可能起作用的实验中得出结论所不可缺少的方法，它要求在一个实验与另一个实验之间只存在一种不同的条件，以便能够将结果的差异单独归因于条件的差异。现在，在这些实验中，我们并不总是考虑到曝气，热量等。
正如我们将要看到的，光练习的不同部分，都是强烈的对抗作用，无论是在医学上还是在生物学研究中，能够将光线分开，从而研究它们各自所起的作用，都是非常有用的。
在目前的科学水平下，在不严重降低可见光和不可见光的强度的情况下，可以对各种可见光和不可见光的作用进行比较研究的方法仅限于使用下列屏幕
(1)完全没有屏幕-作用的部分(整个太阳光谱)范围从5微米到0.295微米。
(2)由厚玻璃制成的屏蔽屏-大部分从2微米开始的紫外线和红外线被抑制。
(3)由红色玻璃形成的屏幕-完全抑制所有紫外线和所有可见光谱，直到红色为止。唯一起作用的光线是红光和红外线，根据玻璃的质量，波长为2或3微米。
(4)由黑纸或黑檀木制成的屏幕-抑制所有可见光谱。活跃的射线是红外线。
(5)金属条形成的屏幕-没有射线穿过金属，但它被加热，并从其底部发出6微米或更大的辐射，根据其温度。这些辐射并不存在于太阳光谱中，但是确定它们的作用，并发现它是否只是热量，将是很有意义的。
尽管这些研究还不够充分，但它们使我们预感到，由于缺乏适当的实验室和足够的手段，我只能粗略地描绘出一些研究的方向。
第四章谱中某些区域的拮抗性质
1.发光的射线和熄灭的射线
对红外线的研究使我们观察到，它经常执行与光谱另一端完全相反的动作，例如，破坏在后者影响下产生的动作。
光谱两端的这些对抗作用的发现与摄影术的起源是同一时期的;但是，我们不得不设想，为证明这一现象而进行的实验并没有得到充分的证明，因为对它们的解释一直有争议，而且最近在《体质杂志》的一次长时间讨论中又受到了挑战。事实上，在摄影印象中一个接一个的缓慢倒置动作似乎可以有各种各样的解释。显然，这个问题只有通过找到使这些对立的作用立即显现出来的方法才能完全阐明。正是这些瞬时效应在随后的实验中得以实现。
对磷光的第一次观察清楚地表明，光谱的所有一端，包括蓝色、紫色和紫外线，照亮了从黑暗中取出的磷光屏。光谱的另一端(绿色、红色和红外线)则相反，熄灭磷光，永远不会产生磷光。因此，某些射线起照明作用，而另一些则起灭火作用。这两种作用显然是对立的，但由于在大多数磷光体中，这两种作用非常缓慢，因此有各种各样的解释。为了把它们作为证据，我们需要一具对能熄灭磷光的辐射极其敏感的身体。具有绿色磷光的硫化锌是已知的唯一具有这种性质的物质，我的所有实验都是用前一章中描述的方式涂有这种硫化物的屏幕进行的。
如果确切地说，某些射线产生磷光，而另一些沿相反方向作用的射线因此熄灭磷光，那么，有证据表明，通过插入适当的屏风，使这些熄灭射线的光消失，我们可以增加特定屏风上磷光的亮度。我们将看到，确实是这样，例如，一个物体在硫酸奎宁的玻璃槽后面不能发光，如果我们用适当的屏障，而不改变玻璃槽的位置，使某些光线无法到达它的表面，它就会发光。
E.贝克勒尔曾经指出，硫磷光屏暴露在硫酸奎宁槽后，没有被照亮，他把这一现象归因于硫酸奎宁吸收了紫外线，根据他的说法，紫外线“是激发磷光的主要射线”。这种解释是完全不充分的，因为如果紫外线能够激发磷光，它们绝不是激发磷光最强烈的。发磷光的物体用蓝光和紫光——也就是说，用介于G线和h线之间的那部分光谱来照明要好得多。为了彻底理解下面的实验，必须把这一点记在心里。
通过改变荧光屏暴露的时间，我们可以很容易地注意到硫化物在光谱的各个区域的敏感性。使用上述的投影分光镜和电容器(图21)，在G和H之间的四秒内，在紫外线下完全没有留下硫化钙或硫化锌的屏幕。在这最后一个部位必须曝光几分钟才能得到印象。在蓝色的一侧，曝光的延长几乎延伸到F线，但没有更远。
现在让我们拿一个硫化锌的筛子，它对紫外光很不敏感，在硫酸奎宁的筛子后面一点也不发光。现在，我们将迫使它在这个波谷后面被明亮地照亮，只需在后者上叠加另一个波谷，它不会阻止蓝光，但会阻止熄灭绿色、黄色、红色和红外线。
这个实验，以及其他相同级别的实验，清楚地显示了熄灭射线和发光射线的瞬时作用，是决定性的。为了讲课的目的，它们可以这样简化。
我们将(1)一个硫化锌屏暴露在阳光下，(2)在它的旁边另一个类似的屏，但放在一个装满饱和氨化硫酸铜溶液的平面烧瓶后面。这种溶液在大约2厘米深的地层中几乎是不透明的。把这只烧瓶留在它的筛子里，把它和另一个放在黑暗中，然后，在取出硫酸铜的烧瓶后，可以观察到，放在这只烧瓶后面的硫化物筛子，尽管它对光线的通过有明显的障碍，但比直接暴露的筛子要发光得多。这种差异仅仅是由于硫酸铜吸收了熄灭射线，而只允许发光射线发挥作用。在直接暴露在太阳下的荧光屏上，磷光的亮度要小得多，因为部分发光射线的效果已经被混入其中的灭光射线破坏了。
现在我们可以回到用硫酸奎宁槽进行实验的描述，在这个槽的后面，我们可以随意点燃或不点燃一层硫化磷光屏。没有任何实验能比这更引人注目地显示出熄灭和发光射线所起的作用。
在一个装有10%纯度的硫酸奎宁水溶液的平烧瓶后面，用硫酸酸化至完全溶解，我们放置一层硫化锌屏，并将整个暴露在阳光下。尽管硫酸奎宁对眼睛是完全透明的，无论暴露时间有多长，当我们把烧瓶和屏幕重新放到黑暗中时，我们观察到硫化锌没有显示出磷光的痕迹。这种磷光的缺失完全是由于硫酸奎宁保留了一部分照明射线，并允许所有的熄灭射线通过，这是最后一个占上风。
为了证明这是真的，我们将再次暴露在太阳下我们的硫化锌屏幕，后面放置的槽硫酸奎宁;但在后者的前面，我们将再次放置氨硫酸铜的槽。然后，我们把水槽移到黑暗中，我们看到我们的硫化物屏幕被明亮地照亮了，虽然它只是通过一种几乎不透明的液体接受光。
解释起来很简单。硫酸奎宁，就像我说的，阻挡了一部分照明射线让所有的熄灭射线通过;因此，它阻止了所有的磷光。通过在它前面放置一个硫酸铜槽，我们抑制了大部分的熄灭射线(红色和红外)，因此蓝色和紫色的照明射线被允许起作用。当发光的功率之和超过熄灭射线的功率之和时，荧光屏就会发出磷光。
如果我们把硫酸铜槽换成一个放在硫酸奎宁前面的蓝色玻璃，我们仍然会有照明，但比硫酸铜更弱，因为蓝色玻璃无法充分阻止熄灭射线，特别是红外区域的熄灭射线。
刚才讲过的关于灭光射线和照明射线对磷光体的作用，使我们现在可以理解插在磷光体和光源之间的屏风所起的作用。
光是一种能够向相反方向作用的辐射的混合物，它的成分与所使用的光源或在光和磷光体之间插入的过滤屏有很大的不同，我将要列举的事实的解释将很容易达到。
(1)硫化锌屏在黑暗中比在阳光下更容易被照亮。
(2)同样的屏幕在黑暗中，在蓝色玻璃下比在阳光下更有照明效果。
(3)在一个从后到前2厘米的槽后面，含有硫酸铜的氨化溶液，屏幕的照明仍然更强烈，但此时在阳光下比在阴凉处更亮。
(4)在明矾槽或硫酸铁槽后，磷光体的照度不增加反而减少。
(5)在石蜡灯或蜡烛的光照下，硫化锌屏的照度几乎为零，在这些光源的照射下，被日光照射的屏立即熄灭。用硫化钙筛则观察不到同样的现象。
这里有几张图表，显示了在我们刚才检查过的大多数条件下，硫化锌屏的发光强度。
在没有任何屏风的情况下，硫化物在太阳照射下的亮度约为0.002 B(1/5000烛光)，c.p.。以这个强度为我们的单位，我们在下表中看到，在光源和硫化物之间插入各种屏风所产生的亮度增加，例如，在硫酸铜槽后的硫化锌的亮度是在没有任何屏风的情况下在阳光下照射时的14倍(3/100 c.p)。
暴露在阳光下的硫化锌屏的发光强度-相对强度(RI) = 1
同一屏幕的亮度在阴影中- RI = 2
同一屏幕暴露在阳光下的钴蓝色玻璃的强度- RI = 7
强度相同的屏幕暴露在钴蓝色玻璃的阴影下- RI = 9
强度相同的丝网暴露在阳光下后方2厘米饱和氨化硫酸铜溶液中的铜槽- RI = 11
其他硫化物没有观察到这些差异，因为它们对大波长辐射的熄灭作用的敏感性较低。为了观察它们，就需要一种像硫化锌这样的物质，它对熄灭射线和照明射线都很敏感。它在光的影响下的亮度总是代表第一种命名的光线和第二种命名的光线的作用之间的差异。
因此，我们看到，磷光体的发光完全取决于光源中各种辐射之间的关系，而这些辐射是由各种辐射组成的。通过改变关系，我们可以改变亮度。
这就解释了钴蓝色玻璃屏幕的作用。它削弱了熄灭辐射，从而增加了照明。硫酸铜在更大程度上阻止了灭火辐射，同样也大大增加了照明。硫酸铁和明矾的作用很小，因为尽管它们阻挡了一部分红外线，还有一部分紫外线，这是一种光源，但它们既不能阻挡红色，也不能阻挡绿色，这是一种灭火器。
至于硫化锌在黑暗中比在阳光下的亮度大——这是所有其他观察者都没有注意到的一个非常奇怪的事实——这种解释是完全相同的。漫射光是天空反射的蓝光。从古老的光谱观测来看，它含有相对较少的红光——可能也较少的红外光——比太阳的直射光要少。因此，尽管太阳的发光强度越高，硫化物在阴凉处就会越发光。这种解释确实是正确的，因为如果我们用硫酸铜溶液作为灭火剂来躲避太阳光线，那么在阳光下的照明就会比在阴凉处强得多，因为照明光线的强度更大。
同样的道理解释了为什么硫化锌在强光灯下不仅不会被照亮，而且如果事先被照亮，在暴露在强光灯下就会熄灭。在我们的人造照明系统中，十分之九的光线是熄灭的红外线。于是，光线的作用就被它们破坏了。即使放入一层厚厚的硫酸铜槽，也只能得到非常微弱的照明，因为红外线占主导地位，不可能将它们按足够的比例阻挡。此外，这种槽的插入大大降低了照明射线的强度。硫化物的磷光程度，在一定范围内，与照射它的光源的强度成正比。在光源微弱的情况下，无论暴露时间长短，磷光硫化物都不会饱和。
我再说一遍，我刚才所说的关于硫化锌的一切并不适用于其他磷光硫化物，因为它们对强烈的辐射，特别是对红外辐射有轻微的敏感性，这就是为什么硫化钙的屏幕在停止熄灭辐射的槽后不会变得明显更亮的原因。这些最后的作用太慢了，无法与已经有时间起作用的发光辐射相抗衡。
眼睛对红外线辐射甚至比锌以外的磷光硫化物更不敏感。如果视网膜的灵敏度就像这最后一个物体一样，由相反方向的辐射产生的影响的代数和，它就足以在眼睛和景观之间插入合适的屏幕，使这一景观的表观亮度以巨大的比例增加。到那时，用电来照明街道就完全没有必要了。
这种来自光谱两端的不同作用，仅在磷光的情况下是观察不到的。它们也存在于摄影中，我将继续展示。
2.光谱各区域的相反性质及其在摄影中的作用
如果感光底片对红外线的破坏作用具有和硫化锌一样的灵敏度，那么，我们就可以把感光底片放在阻挡紫外线的照相屏幕前，从而大大提高感光速度，就像我们为硫化锌所做的那样。
但在这种情况下，因为感光板虽然对可见光线非常敏感，但对不可见光线却不敏感，因此不可见光线无法起作用。然而，通过引入时间的作用，很容易证明熄灭射线可以破坏发光射线在印版上产生的印痕。
让我们在照相用的暗色载玻片上放一块厚约1毫米的硬质纤维板，最好减到1 / 2毫米，这样可以得到清晰的轮廓。在这个盘子上或下面，我们将用胶水从锡纸上剪出一个十字。在黑胶板后面，我将在黑暗中介绍一个非常细颗粒的明胶溴化物板，之前将它暴露在蜡烛光下2秒。我合上镜框，在阳光下曝晒一小时。红外线穿过黑檀木，破坏先前曝光在印版上产生的云雾。在被金属十字架保护的部分，它们不会发挥作用，这就是为什么，在显影时，我们会发现金属十字架的复制品在一个非常轻的地面上。黑檀木板也可以用两张或三张叠在一起的黑纸代替。
这个实验和我们在蓝光或紫外光照射下过度曝光平板所得到的研究结果没有相似之处。能破坏照相印痕的红外线永远不会产生印痕。这种特性仅限于红外线，因为红色射线在曝光时间足够长的情况下，会在印版上留下印痕。事实上，如果我们在红色玻璃下延长曝光时间，底片就会先变得浑浊，然后自动清净。但是在这个实验中，所有辐射都观测到了反转现象，并且构成了一种非常不同的现象顺序，开始发挥作用。在光谱的可见部分，任何辐射都会破坏因长时间曝光而产生的印象——这一点用分光镜很容易证实。
我们将在下表中总结光谱两端的拮抗性质。
光谱两端的拮抗作用表
光谱可见区域-不可见红外区域
A不能通过不透明的物体- A '穿透大多数肉眼不透明的身体，金属除外。
B.印版压印- B '。破坏在照相底片上产生的印象
C.产生磷光- C '。匮乏压抑了磷光
D.产生植物生命所依赖的大部分反应。破坏大量由可见光产生的反应。尤其破坏植物的色素。
E.能量地分解物质，特别是在整个紫外线末端- E '。对物质没有解离作用。
造成这些差异的原因尚不清楚;如果事情的“如何”有时是容易理解的，那么他们的“为什么”还不那么容易理解。
