يمكن للناس أن يروا جيدًا عادة خلال النهار حيث يوجد ضوء كافٍ لأعيننا لتعمل بشكل موثوق. ومع ذلك ، في الليل ، يعني انخفاض الإضاءة المحيطة أن أعيننا لا تعمل بشكل جيد. لمكافحة هذا جزئيًا ، تستخدم أعيننا خليتين منفصلتين حساستين للضوء ، إحداهما في الإضاءة المنخفضة والأخرى بالإضاءة الكافية.
المخاريط والقضبان
تستخدم أعيننا خلايا مخروطية الشكل خلال النهار ، وهذه المخاريط ليست حساسة بشكل خاص للضوء ، وبالتالي لا تعمل بشكل جيد في الليل. أحد الأشياء التي تقوم بها المخاريط بالنسبة لنا هو السماح لنا برؤية الألوان. يمتلك الناس ثلاثة أنواع مختلفة من المخاريط التي تتفاعل بطرق مختلفة مع أطوال موجية مختلفة من الضوء ، وبالتالي يسمحون لنا برؤية الألوان
النوع الآخر من الخلايا الحساسة للضوء في أعيننا هو على شكل قضيب. تكون القضبان أكثر حساسية للضوء وتستخدم بشكل أساسي عندما يكون الظلام مظلماً لأنها تساعدنا على الرؤية بشكل أفضل. القضبان ليست حساسة للون بشكل خاص وهذا هو السبب الرئيسي في أن الألوان أقل وضوحًا في الليل.
يمكن أن تتفاعل الخلايا العصوية مع فوتون واحد من الضوء بينما تتفاعل عشرات إلى مئات الفوتونات لتنشيط خلية مخروطية وإرسال نفس الإشارة مرة أخرى إلى عقلك.
نصيحة: الفوتون هو اسم جسيم واحد من الضوء.
أجهزة الرؤية الليلية السلبية
تعمل نظارات الرؤية الليلية على مبدأ الحساسية لمستويات الإضاءة المنخفضة جدًا. تدخل الفوتونات العدسة وتضرب "كاثود ضوئي". يطلق الكاثود الضوئي إلكترونات يتم تسريعها بعد ذلك عبر مجال كهرومغناطيسي إلى "لوحة قناة متناهية الصغر". تعمل لوحة القناة الدقيقة على مضاعفة الإلكترونات التي تصطدم بها ، والتي يتم تسريعها بعد ذلك نحو شاشة الفوسفور. تولد شاشة الفوسفور صورة الرؤية الليلية ذات اللون الأخضر التي يعرفها معظم الناس. يستخدم اللون الأخضر لأن هذا هو اللون الأكثر حساسية للعين البشرية.
لا توجد طريقة مباشرة معروفة لضرب عدد الفوتونات ، ومع ذلك ، هناك طرق معروفة تحويل الفوتونات إلى إلكترونات ، ومضاعفة عدد الإلكترونات ، وإعادة الإلكترونات إلى الفوتونات. هذا النوع من الرؤية الليلية يعمل فقط في البيئات ذات الإضاءة الخافتة حيث يوجد ضوء محيط لتضخيمه.
تستخدم الكاميرات الحرارية ضوء الأشعة تحت الحمراء غير المرئي للإنسان. يحدث هذا عادةً في جزء الطول الموجي الطويل من طيف الأشعة تحت الحمراء ، حيث تنبعث الحرارة من الأجسام ذات درجة حرارة الغرفة تقريبًا.
نصيحة: يغطي هذا الجزء "الحراري" من طيف الأشعة تحت الحمراء أطوال موجية تتراوح بين 8 و 15 ميكرومترًا (الميكرومتر الواحد هو جزء من المليون من المتر). تنبعث الأجسام الأكثر سخونة من طاقة أعلى من الأشعة تحت الحمراء ذات الأطوال الموجية الأقصر. يتراوح الطيف الكلي للأشعة تحت الحمراء من 0.75 ميكرومتر للأشعة تحت الحمراء القريبة إلى 1000 ميكرومتر في الأشعة تحت الحمراء البعيدة. بالمقارنة ، يتراوح الطيف المرئي من 0.4 إلى 0.7 ميكرومتر للضوء البنفسجي إلى الأحمر على التوالي.
تسهل كاميرات الأشعة تحت الحمراء التعرف على وجود أجسام أكثر سخونة أو برودة من درجة الحرارة المحيطة. يستخدم التصوير الحراري بشكل عام إما شاشات باللونين الأسود والأبيض أو بألوان زائفة. عادةً ما تستخدم شاشات العرض بالأبيض والأسود اللون الأبيض لإبراز وجود أجسام أكثر سخونة ، وهو أمر نموذجي مثال على ذلك كاميرا حرارية مثبتة على مروحية تابعة للشرطة لتعقب المشتبه بهم الفارين عند ليل. في هذا المثال ، تكون حرارة جسم الشخص أكثر سخونة من ما يحيط به ، مما يسهل التعرف عليها.
تعيّن الشاشات ذات الألوان الزائفة لونًا اعتمادًا على الطول الموجي لضوء الأشعة تحت الحمراء المكتشف ، مع تمييز الكائنات الأكثر سخونة بألوان أكثر إشراقًا. تُستخدم شاشات العرض ذات الألوان الزائفة عادةً عند محاولة استخدام كاميرا حرارية لقياس درجة حرارة جسم ما ، حيث يكون من السهل تحديد الاختلافات الأكثر دقة في درجة الحرارة.
أجهزة الرؤية الليلية النشطة
تستخدم بعض أجهزة الرؤية الليلية إضاءة نشطة لتوفير إضاءة إضافية للكاميرا الحرارية لاكتشافها. هذا هو في الأساس نفس تسليط الشعلة بحيث يمكنك أن ترى ، ومع ذلك ، فإن الضوء المستخدم موجود في طيف الأشعة تحت الحمراء وبالتالي فهو غير مرئي للبشر. تساعد الإضاءة الإضافية في تسهيل الحصول على صور عالية الدقة بالأشعة تحت الحمراء ، ولذلك تُستخدم غالبًا مع كاميرات المراقبة.