Kā darbojas nakts redzamība?

Cilvēki parasti redz ļoti labi dienas laikā, jo ir pietiekami daudz gaismas, lai mūsu acis varētu droši darboties. Tomēr naktī samazināts apkārtējais apgaismojums nozīmē, ka mūsu acis nedarbojas tik labi. Lai daļēji to apkarotu, mūsu acis izmanto divas atsevišķas gaismas jutīgas šūnas, vienu vājā apgaismojumā un otru ar atbilstošu apgaismojumu.

Konusi un stieņi

Mūsu acis dienas laikā izmanto konusa formas šūnas, šie konusi nav īpaši jutīgi pret gaismu un tāpēc nedarbojas ļoti labi naktī. Viena no lietām, ko čiekuri dara mūsu labā, ir ļaut mums redzēt krāsu. Cilvēkiem ir trīs dažādu veidu konusi, kas dažādos veidos reaģē uz dažādiem gaismas viļņu garumiem, un tāpēc tie ļauj mums redzēt krāsu

Cits gaismjutīgo šūnu veids mūsu acīs ir stieņa formas. Stieņi ir daudz jutīgāki pret gaismu, un tos galvenokārt izmanto tumšā laikā, jo tie palīdz mums labāk redzēt. Stieņi nav īpaši jutīgi pret krāsu, kas ir galvenais iemesls, kāpēc krāsas naktī ir daudz mazāk pamanāmas.

Stieņu šūnas var reaģēt uz vienu gaismas fotonu, savukārt desmitiem līdz simtiem fotonu, lai aktivizētu konusa šūnu un nosūtītu to pašu signālu atpakaļ uz jūsu smadzenēm.

Padoms. Fotons ir vienas gaismas daļiņas nosaukums.

Pasīvās nakts redzamības ierīces

Nakts redzamības brilles darbojas pēc principa, ka tās ir jutīgas pret ļoti vāju apgaismojuma līmeni. Fotoni iekļūst objektīvā un trāpa "fotokatodā". Fotokatods atbrīvo elektronus, kas pēc tam caur elektromagnētisko lauku tiek paātrināti līdz "mikrokanālu plāksnei". Mikrokanālu plāksne pavairo elektronus, kas tai ietriecas, un pēc tam tie tiek paātrināti pret fosfora ekrānu. Fosfora ekrāns ģenerē zaļi tonētu nakts redzamības attēlu, kas ir pazīstams lielākajai daļai cilvēku. Zaļā tiek izmantota, jo tā ir krāsa, pret kuru cilvēka acis ir visjutīgākās.

Nav zināma tieša fotonu skaita reizināšanas metode, taču ir zināmas metodes fotonu pārveidošanai elektronos, elektronu skaita reizināšanai un elektronu pārveidošanai atpakaļ fotonos. Šāda veida nakts redzamība darbojas tikai slikti apgaismotās vidēs, kur ir jāpastiprina apkārtējā gaisma.

Termiskās kameras izmanto infrasarkano gaismu, kas cilvēkiem ir neredzama. Tas parasti ir infrasarkanā spektra garā viļņa garuma daļā, kur aptuveni istabas temperatūras objekti izstaro siltumu.

Padoms. Šī infrasarkanā spektra “termiskā” daļa aptver viļņu garumus no 8 līdz 15 mikrometriem (viens mikrometrs ir miljonā daļa no metra). Karstāki objekti izstaro augstākas enerģijas infrasarkano starojumu ar īsākiem viļņu garumiem. Kopējais infrasarkanais spektrs svārstās no 0,75 mikrometriem tuvajam infrasarkanajam starojumam līdz 1000 mikrometriem tālajā infrasarkanajā starā. Salīdzinājumam, redzamais spektrs svārstās attiecīgi no 0,4 līdz 0,7 mikrometriem no violetas līdz sarkanai gaismai.

Infrasarkanās kameras ļauj viegli noteikt karstāku vai vēsāku objektu klātbūtni nekā apkārtējā temperatūra. Termiskā attēlveidošana parasti izmanto melnbaltus vai viltus krāsu displejus. Melnbaltos displejos parasti tiek izmantots balts, lai izceltu karstāku objektu klātbūtni. Tipisks piemērs tam ir termokamera, kas uzstādīta uz policijas helikoptera, lai naktī izsekotu bēgošus aizdomās turamos. Šajā piemērā cilvēka ķermeņa siltums ir karstāks par apkārtējo vidi, tāpēc viņu ir viegli pamanīt.

Viltus krāsu displeji piešķir krāsu atkarībā no atklātās infrasarkanās gaismas viļņa garuma, karstāki objekti tiek izcelti ar spilgtākām krāsām. Viltus krāsu displejus parasti izmanto, mēģinot izmantot termisko kameru objekta temperatūras mērīšanai, jo ir vieglāk noteikt smalkākas temperatūras izmaiņas.

Aktīvās nakts redzamības ierīces

Dažas nakts redzamības ierīces izmanto aktīvo apgaismojumu, lai nodrošinātu papildu gaismu termokamerai. Tas būtībā ir tas pats, kas spīdināt lāpu, lai jūs varētu redzēt, tomēr izmantotā gaisma atrodas infrasarkanajā spektrā un tāpēc cilvēkiem nav redzama. Papildu apgaismojums palīdz vieglāk iegūt augstas izšķirtspējas infrasarkano staru attēlus, tāpēc to bieži izmanto kopā ar drošības kamerām.