Kako funkcionira noćni vid?

Ljudi obično mogu vidjeti vrlo dobro tijekom dana jer ima dovoljno svjetla da naše oči rade pouzdano. Međutim, noću smanjeno ambijentalno svjetlo znači da i naše oči ne funkcioniraju dobro. Kako bismo se djelomično borili protiv toga, naše oči koriste dvije odvojene stanice osjetljive na svjetlost, jednu pri slabom osvjetljenju, a drugu s odgovarajućom rasvjetom.

Češeri i šipke

Naše oči danju koriste stanice u obliku stožaca, ti čunjevi nisu osobito osjetljivi na svjetlost i stoga ne rade baš dobro noću. Jedna od stvari koje čunjevi rade za nas je da vidimo u boji. Ljudi imaju tri različite vrste čunjeva koji na različite načine reagiraju na različite valne duljine svjetlosti i tako nam omogućuju da vidimo u boji

Druga vrsta fotoosjetljivih stanica u našim očima je u obliku štapa. Štapovi su puno osjetljiviji na svjetlost i koriste se prvenstveno kada je mrak jer nam pomažu da bolje vidimo. Štapovi nisu posebno osjetljivi na boju što je primarni razlog zašto su boje puno manje očite noću.

Stanice štapića mogu reagirati na jedan foton svjetlosti, dok desetke do stotine fotona aktiviraju stožastu stanicu i šalju isti signal natrag u vaš mozak.

Savjet: Foton je naziv za jednu česticu svjetlosti.

Pasivni uređaji za noćno gledanje

Naočale za noćno gledanje rade na principu osjetljivosti na vrlo niske razine osvjetljenja. Fotoni ulaze u leću i udaraju u "fotokatodu". Fotokatoda oslobađa elektrone koji se zatim kroz elektromagnetsko polje ubrzavaju do "mikrokanalne ploče". Mikrokanalna ploča umnožava udare elektrona koji se zatim ubrzavaju prema fosfornom ekranu. Fosforni zaslon stvara zeleno obojenu sliku noćnog vida kakvu je većina ljudi upoznata. Zelena se koristi jer je to boja na koju su ljudske oči najosjetljivije.

Ne postoji poznata izravna metoda množenja broja fotona, međutim, postoje poznate metode za transformaciju fotona u elektrone, množenje broja elektrona i transformaciju elektrona natrag u fotone. Ova vrsta noćnog vida radi samo u slabo osvijetljenim okruženjima gdje postoji ambijentalno svjetlo koje treba pojačati.

Termalne kamere koriste infracrveno svjetlo koje je nevidljivo ljudima. To je obično u dugovalnom dijelu infracrvenog spektra, gdje objekti otprilike sobne temperature emitiraju toplinu.

Savjet: Ovaj "toplinski" dio infracrvenog spektra pokriva valne duljine između 8 i 15 mikrometara (jedan mikrometar je milijunti dio metra). Topliji objekti emitiraju infracrveno zračenje veće energije s kraćim valnim duljinama. Ukupni infracrveni spektar kreće se od 0,75 mikrometara za blisku infracrvenu, do 1000 mikrometara za daleko infracrvenu. Za usporedbu, vidljivi spektar varira od 0,4 do 0,7 mikrometara za ljubičasto do crveno svjetlo.

Infracrvene kamere olakšavaju prepoznavanje prisutnosti toplijih ili hladnijih objekata od temperature okoline. Toplinsko snimanje općenito koristi crno-bijele ili lažne prikaze u boji. Crno-bijeli zasloni obično koriste bijelu boju kako bi istaknuli prisutnost toplijih predmeta, tipičan primjer za to je termalna kamera postavljena na policijski helikopter za praćenje osumnjičenika koji bježe noću. U ovom primjeru, tjelesna toplina osobe je toplija od okoline, pa ih je lako uočiti.

Zasloni lažnih boja dodjeljuju boju ovisno o valnoj duljini detektiranog infracrvenog svjetla, pri čemu su topliji objekti istaknuti svjetlijim bojama. Zasloni lažnih boja obično se koriste kada se pokušava koristiti termalna kamera za mjerenje temperature objekta, jer je lakše identificirati suptilnije varijacije u temperaturi.

Aktivni uređaji za noćno gledanje

Neki uređaji za noćno gledanje koriste aktivno osvjetljenje kako bi osigurali dodatno svjetlo za detekciju termalne kamere. Ovo je u biti isto kao i zasvijetliti baklju tako da možete vidjeti, međutim, svjetlo koje se koristi je u infracrvenom spektru i stoga je nevidljivo za ljude. Dodatno osvjetljenje olakšava postizanje infracrvenih slika visoke razlučivosti i stoga se često koristi u kombinaciji sa sigurnosnim kamerama.