1701077710
看罢分立的谱线，我们再来看看连续的黑体辐射谱。在人类认知宇宙的历史上有一个非常重要的黑体辐射谱，它就是宇宙微波背景辐射（Cosmological Microwave Background Radiation），其光谱如图14.17所示。话说在1965年，美国的无线电天文学家Arno Penzias和Robert Wilson开始调试一架新建的用于无线电通信和天文观测的微波天线。他们发现无论把天线指向天空的什么方向，都能接收到一个强度随频率分布如图14.17所示的微波信号（图中+号标出的点）。他们觉得是仪器出了毛病，绕着这架十几米高的大家伙转了一圈，他们发现天线上有鸟儿留下的“天屎”。这也许就是问题所在，他们把天线仔细打扫干净，回到观测室一看，原来的微波信号一点也没有减弱！
1701077711
1701077712
实验学家一般到了这个时候就会想起平时他们认为“四体不勤，五谷不分”的理论学家来。Penzias和Wilson通过电话联系上了普林斯顿大学的理论天文学家Robert Dicke，描述了他们的奇怪结果。Dicke先生一听，欣喜若狂，几年前他就曾预言，如果宇宙是起源于140亿年以前的一次大爆炸，经过这么长时间的冷却，它的温度应该就是3K左右，其对应的黑体辐射最强的部分就在微波波段。但是当时因为缺乏实验证据，没有人重视他的理论，而如今，这不就是一个活生生的实证吗！光谱仪给出的数据点（用+号表示）完美地落在了一条温度为2.7K的黑体光谱曲线上（见图14.17）！从此宇宙起源于一次大爆炸的学说开始成为主流理论，关于宇宙微波背景辐射的研究也在不断地深入。1978年，Penzias和Wilson这两位最早观测到这一光谱的实验天文学家获得了诺贝尔物理学奖。多年以后，我的一位理论天文学教授还在替最早解释这个光谱的Dicke先生鸣不平，他认为理论家也应分享荣誉。对于诺贝尔奖，他作了一句有趣的评语：“Half the time, it was awarded to the wrong person; half the time, it was awarded to the correct person for a wrong reason.”[4]
1701077713
1701077714
1701077715
1701077716
1701077717
图14.17 宇宙微波背景辐射。图片修改自维基百科“Cosmological Microwave Background radiation”词条
1701077718
1701077719
[1].本章光谱仪的制作参考了一个非常有趣和著名的业余科学家网站：http://sci-toys.com/。
1701077720
1701077721
[2].你可以从以下网址免费下载：http://rsbweb.nih.gov/ij/。
1701077722
1701077723
[3].关于具体的化学反应过程，请参考文献：http://yly-mac.gps.caltech.edu/N2O/Prasad/Matsumi_O3_cr0205255%20copy.pdf.
1701077724
1701077725
[4].最著名的例子是爱因斯坦获得诺贝尔奖的原因不是因为创立相对论，而是因为他的一篇关于光电效应的不经意的文章。
1701077726
1701077727
1701077728
1701077729
1701077730
我们都是科学家：那些妙趣横生而寓意深远的科学实验（修订版） [:1701074939]
1701077731
我们都是科学家：那些妙趣横生而寓意深远的科学实验（修订版） 15 像”砖家”一样使用照相机
1701077732
1701077733
1701077734
1701077735
一分钟简介
1701077736
1701077737
本章从业余科学家的角度出发，介绍摄影的基本要素，以解除长期以来只会使用自动模式拍照的广大文艺和科学青年的困惑。
1701077738
1701077739
闲话基本原理
1701077740
1701077741
曾读过一本关于摄影的书，有一句话让我印象很深刻，作者说绘画是做加法，摄影是做减法。画家总是从一张白纸开始，慢慢添加色彩、形状；而摄影师则是要通过选择角度、光圈、快门、后期处理等，来从原本纷繁的世界中挑选出一部分记录下来。
1701077742
1701077743
相机使用得当，将是业余科学家的利器，可以用它来捕捉一些肉眼无法观察到的现象。图15.1展示了我用一台普通的佳能数码相机（早已停产的Powershot A630）记录的水滴落入水面的一瞬间，图片用Powerpoint做了一些简单的处理后，看起来具有水墨的意境。相机也能记录一些重要的科学数据，比如本书前一章我们就曾用它来拍摄光谱。著名的哈勃望远镜其实就是一个漂浮在太空中的巨大照相机，时刻记录着来自遥远星系的微弱影像。
1701077744
1701077745
1701077746
1701077747
1701077748
图15.1 水滴落入水面的瞬间
1701077749
1701077750
要想拍摄好科学现象和数据，首先要理解我们手中的相机，工欲善其事，必先利其器。最简单的照相机我们大家在初中物理课上都做过，那就是用一块凸透镜给一支蜡烛成像，其实无论多复杂的照相机，其拍摄原理也是这样的。物体表面每一点发出或反射的光通过相机透镜组汇聚，在底片或CCD上形成一个点，这就是成像的过程。我们的照相机只不过是提供了很多辅助的功能，来满足不同的成像要求。这些功能总结起来最重要的是：光圈、快门、ISO。下面我们来看它们各自是如何影响照片效果的。
1701077751
1701077752
光圈（Aperture），是在镜头里的一个多边形小孔，它可大可小，从而控制进入到CCD的光线强弱。图15.2展示了这样一个镜头中的光圈结构（图中镜头经过了特殊处理，一般我们无法从镜头外面看清楚它的样子）。
1701077753
1701077754
1701077755
1701077756
1701077757
图15.2 （A）大光圈；（B）小光圈。图片取自英文维基百科Aperture词条
1701077758
1701077759
如果你认为光圈只是用来控制进光量，那可是低估了它的功用，它的另一个重要作用是控制景深（Depth Of Field）。如图15.3所示，当我们使用大光圈拍摄图15.3（A）时，远处的螺丝刀变得模糊不清，而当我们使用小光圈拍摄图15.3（B）时，远处的螺丝刀也变得清晰起来。画面上能清晰成像的区域对应于实际中的距离被称作这张画面的景深。图15.3（A）的景深很浅，只有几厘米，所以20cm外的螺丝刀不能清晰成像；图15.3（B）的景深超过20cm，所以两个螺丝刀都可以清晰成像。