我这个人是样样通又样样松，非常适合作科普工作，而我现在又感觉到这项工作非常重要。
    谈起红外线来，没有人感到陌生。但还是要普及点常识。不然的话，很多人人连常识都不知道，交流起来恐怕有问题。可能有人会说：红外线的常识还用你普及吗？且莫着急，慢慢看来，保证有你不懂的内容。
    人们都知道：温度高于绝对零度的物体都会辐射出红外线，辐射的频谱和强度近似地附和普朗克的公式。
    在常温（我们日常生活的温度）下，物体辐射的红外线频谱是在10微米左右的远红外（远离可见光频谱）范围，由于此文只探讨常温远红外线，因此以后凡提到红外线，均系指常温远红外线，凡提到温度，均系指常温。
    普朗克的公式是针对理想黑体而言，在自然界中，不存在理想的黑体。自然界中的大部分物体的红外线辐射频谱基本符合普朗克公式，但是辐射强度却与理想黑体有差别，人们将物体辐射强度与理想黑体辐射强度的比值称为物体的红外线辐射率。实际物体的辐射率介于0-100%之间。
    当红外线照射到物体上时，一部分会被物体所吸收，另一部分会被物体反射掉。人们将物体反射掉的红外线与入射红外线的比值称为物体的红外线反射率。实际物体的反射率也介>于0-100%之间。
    大部分物体的辐射率与反射率是严格成反比的。也就是说辐射率高的物体反射率就低。辐射率低的物体反射率就高。这一点很容易理解。这说明吸收的多，辐射就多。吸收的少，辐射就少。否则物体的温度就不会保持平衡。辐射率为100%或反射率为0的物体就是理想黑体。与理想黑体不存在的道理一样，辐射率为0或反射率为100%的物体也是不存在的。
    物体的辐射率与反射率与构成物体的材料有关，而与物体的形状及表面状态关系更大。同一种材料的表面越光滑，反射率就越高，辐射率就越低。反之，物体的表面越粗糙，反射率就越低，辐射率就越高。
    刚才说过自然界中的大部分物体的红外线辐射频谱基本符合普朗克公式，但是也有例外：对某一段红外线频谱透明的物体，则不产生这段频谱的辐射。于是这类物体的辐射规律就与普朗克公式明显不符。至于为什么世上竟然会有不符合普朗克公式的东西，那是大师们的事情，不属于科普范围。
    对红外线透明的最普通的物体就是大气。大气对常温远红外线的大部分频谱范围是透明的，在工程上将大气的这种特性称为大气窗。正因为大气窗的存在，才使得红外夜视仪和太空红外遥感等技术成为可能。
    此外，硅和锗等一些材料对红外线也是透明的，在工程上使用这些材料制造红外线透镜。
    制造红外线透镜是比较复杂的，但是制造红外线反射镜却很简单。通常使用的金属，当表面光洁度很高时，一般都可以获得95%以上的反射率。
    到现在准备知识差不多了，我们来引导出一些推论。
    设有一个恒温的房间，房间里有一个可以透过红外线的真空的箱子，箱子里面吊着一个小球。选择一个真空的箱子，是因为这样可以避免涉及空气的热传导作用。
    我们都知道：如果时间足够长，那么小球的温度会与房间的温度一致。其原因在于，温度一致时，小球的辐射与吸收正好相等。
    如果我们用不能透过红外线的材料将箱子的一部分挡住，我们也知道：对小球的温度不会产生影响。由此我们可以得出推论：挡住箱子的材料所发出的红外线对小球的作用与被其挡住的红外线对小球的作用相同，与材料本身的辐射率或反射率无关。
    假设箱子是六面体，我们用光亮的铝板将箱子的五个面挡住，我们也知道：对小球的温度也不会产生影响。从上面的介绍中我们已经知道，铝板几乎不会产生红外辐射，而只会产生反射。由此我们可以得出推论：从未被挡住的一面射入而被铝板反射的红外线对小球的作用与被其挡住的红外线对小球的作用相同。同时我们还知道，箱子没有被挡住的那一面的朝向是无关紧要的，由此我们还可以得出推论：在各个方向上对小球的红外线辐射是一样的。
    接下来我们就要走出最关键的一步：将箱子搬到室外去（假设是夜间，室外的温度与房间里一样），将箱子的没有被铝板挡住的一面朝向天空。从上面的介绍中我们已经知道，空气是透明的，而天空除了空气之外什么也没有（只有星星，月亮），环境物体的辐射被铝板挡住了，而铝板又不会产生多少辐射。于是小球的状态变得不平衡了，辐射出的能量射向了夜空，而夜空又没有能量返回小球，于是小球的温度就开始降低，于是我们就可以利用小球与环境的温差来发电。关于温差可以发电的原理就没必要再科普了。
    剩下的还有一点题外话，就是关于第二类永动机的问题。对于第二类永动机的一般定义是：只从一个热源吸取热并将其转化为功。这个定义有些不全面。比方说有人声称发明了一种机器，可以从一个100度的热源吸取200焦耳的热，而向一个99度的热源释放了100焦耳的热，同时获得100焦耳的功。那么这种机器算不算第二类永动机？又比方说有人声称发明了另一种机器，可以从一个100度的热源吸取200焦耳的热，同时消耗100焦耳的电，而又向一个99度的热源释放了100焦耳的热，并作了200焦耳的功。那么这种机器算不算第二类永动机？如果这些种机器算作是第二类永动机，那么第二类永动机的定义就应该修改。如果这些机器不算是第二类永动机，那么就还可以定义出第三种、第四种永动机来。
    我在楼下的帖子中使用了“第二类永动机并非绝对不可实现”这样的标题，就是拿不准第二类永动机的定义是否可以延伸。如果第二类永动机的定义不可改变。那么我们不妨现在就定义第三类永动机：不需要任何其它能源，靠从环境中吸取热能，并将其一部分转化为功。