Jak funguje noční vidění?

Lidé obvykle vidí velmi dobře během dne, protože je dostatek světla, aby naše oči spolehlivě fungovaly. V noci však snížené okolní světlo znamená, že naše oči nefungují tak dobře. Abychom tomu částečně zabránili, naše oči používají dvě samostatné buňky citlivé na světlo, jednu při slabém osvětlení a druhou s dostatečným osvětlením.

Kužele a tyče

Naše oči používají buňky ve tvaru kužele během dne, tyto čípky nejsou nijak zvlášť citlivé na světlo, a tak v noci nefungují příliš dobře. Jedna z věcí, kterou pro nás šišky dělají, je, že nám umožňují vidět barevně. Lidé mají tři různé typy čípků, které reagují různými způsoby na různé vlnové délky světla, a tak nám umožňují vidět barevně

Další typ fotosenzitivních buněk v našich očích má tvar tyčinky. Tyče jsou mnohem citlivější na světlo a používají se především ve tmě, protože nám pomáhají lépe vidět. Pruty nejsou nijak zvlášť citlivé na barvu, což je hlavní důvod, proč jsou barvy v noci mnohem méně zřetelné.

Tyčinkové buňky mohou reagovat na jediný foton světla, zatímco desítky až stovky fotonů aktivují čípkovou buňku a vysílají stejný signál zpět do vašeho mozku.

Tip: Foton je název pro jednu částici světla.

Zařízení pro pasivní noční vidění

Brýle pro noční vidění fungují na principu citlivosti na velmi nízkou úroveň osvětlení. Fotony vstupují do čočky a narážejí na „fotokatodu“. Fotokatoda uvolňuje elektrony, které jsou pak urychlovány elektromagnetickým polem na „mikrokanálovou desku“. Mikrokanálová deska násobí elektrony, které na ni dopadají, které jsou pak urychlovány směrem k fosforové obrazovce. Fosforová obrazovka generuje zeleně zabarvený obraz nočního vidění, který většina lidí zná. Zelená se používá, protože to je barva, na kterou jsou lidské oči nejcitlivější.

Není známa žádná přímá metoda násobení počtu fotonů, nicméně jsou známy metody pro přeměnu fotonů na elektrony, násobení počtu elektronů a přeměnu elektronů zpět na fotony. Tento druh nočního vidění funguje pouze ve špatně osvětlených prostředích, kde je okolní světlo pro zesílení.

Termální kamery využívají infračervené světlo, které je pro člověka neviditelné. To je typicky v dlouhovlnné části infračerveného spektra, kde zhruba objekty pokojové teploty vyzařují teplo.

Tip: Tato „tepelná“ část infračerveného spektra pokrývá vlnové délky mezi 8 a 15 mikrometry (jeden mikrometr je miliontina metru). Teplejší objekty vyzařují infračervené záření s vyšší energií a kratšími vlnovými délkami. Celkové infračervené spektrum se pohybuje od 0,75 mikrometru pro blízké infračervené záření až po 1000 mikrometrů u vzdáleného infračerveného záření. Pro srovnání, viditelné spektrum se pohybuje od 0,4 do 0,7 mikrometrů pro fialové až červené světlo.

Infračervené kamery usnadňují identifikaci přítomnosti teplejších nebo chladnějších předmětů, než je okolní teplota. Tepelné zobrazování obecně používá buď černobílé nebo falešné barvy. Černobílé displeje obvykle používají bílou pro zvýraznění přítomnosti žhavějších předmětů, typickým příkladem je termokamera namontovaná na policejním vrtulníku, která v noci sleduje prchající podezřelé. V tomto příkladu je tělesné teplo osoby teplejší než okolí, takže je snadné je rozpoznat.

Displeje ve falešných barvách přiřazují barvu v závislosti na vlnové délce detekovaného infračerveného světla, přičemž teplejší objekty jsou zvýrazněny jasnějšími barvami. Displeje ve falešných barvách se obvykle používají při pokusu o použití termokamery k měření teploty objektu, protože je snazší identifikovat jemnější změny teploty.

Zařízení pro aktivní noční vidění

Některá zařízení pro noční vidění používají aktivní osvětlení, které poskytuje dodatečné světlo pro detekci termokamery. To je v podstatě totéž, jako když svítíte baterkou, abyste viděli, ale použité světlo je v infračerveném spektru, a proto je pro lidi neviditelné. Dodatečné osvětlení pomáhá usnadnit dosažení infračervených snímků s vysokým rozlišením, a proto se často používá ve spojení s bezpečnostními kamerami.