Orang biasanya dapat melihat dengan sangat baik di siang hari karena ada cukup cahaya bagi mata kita untuk bekerja dengan andal. Namun, pada malam hari berkurangnya cahaya sekitar membuat mata kita tidak berfungsi dengan baik. Untuk sebagian memerangi ini, mata kita menggunakan dua sel peka cahaya terpisah, satu dalam pencahayaan rendah dan yang lainnya dengan pencahayaan yang memadai.
Kerucut dan batang
Mata kita menggunakan sel berbentuk kerucut di siang hari, sel kerucut ini tidak terlalu sensitif terhadap cahaya sehingga tidak bekerja dengan baik di malam hari. Salah satu hal yang dilakukan kerucut untuk kita adalah membiarkan kita melihat dalam warna. Orang memiliki tiga jenis kerucut berbeda yang bereaksi dengan cara yang berbeda terhadap panjang gelombang cahaya yang berbeda sehingga mereka membiarkan kita melihat dalam warna
Jenis sel fotosensitif lainnya di mata kita berbentuk batang. Batang jauh lebih sensitif terhadap cahaya dan digunakan terutama saat gelap karena membantu kita melihat lebih baik. Batang tidak terlalu sensitif terhadap warna yang merupakan alasan utama bahwa warna jauh lebih tidak jelas di malam hari.
Sel batang dapat bereaksi terhadap satu foton cahaya sedangkan puluhan hingga ratusan foton mengaktifkan sel kerucut dan mengirim sinyal yang sama kembali ke otak Anda.
Tip: Foton adalah nama untuk satu partikel cahaya.
Perangkat penglihatan malam pasif
Kacamata night vision bekerja berdasarkan prinsip peka terhadap tingkat cahaya yang sangat rendah. Foton memasuki lensa dan mengenai "fotokatoda". Fotokatoda melepaskan elektron yang kemudian dipercepat melalui medan elektromagnetik ke "pelat saluran mikro". Pelat microchannel menggandakan elektron yang menabraknya, yang kemudian dipercepat menuju layar fosfor. Layar fosfor menghasilkan gambar penglihatan malam berwarna hijau yang kebanyakan orang kenal. Hijau digunakan karena itulah warna yang paling sensitif bagi mata manusia.
Tidak ada metode langsung yang diketahui untuk mengalikan jumlah foton, namun, ada metode yang diketahui untuk mengubah foton menjadi elektron, mengalikan jumlah elektron, dan mengubah elektron kembali menjadi foton. Penglihatan malam semacam ini hanya berfungsi di lingkungan dengan penerangan buruk di mana ada cahaya sekitar untuk diperkuat.
Kamera termal menggunakan cahaya inframerah yang tidak terlihat oleh manusia. Ini biasanya di bagian panjang gelombang panjang dari spektrum inframerah, di mana kira-kira benda suhu kamar memancarkan panas.
Tip: Bagian "termal" dari spektrum inframerah ini mencakup panjang gelombang antara 8 dan 15 mikrometer (satu mikrometer adalah sepersejuta meter). Objek yang lebih panas memancarkan energi radiasi inframerah yang lebih tinggi dengan panjang gelombang yang lebih pendek. Spektrum inframerah keseluruhan berkisar dari 0,75 mikrometer untuk inframerah dekat, hingga 1000 mikrometer pada inframerah jauh. Sebagai perbandingan, spektrum tampak bervariasi dari 0,4 hingga 0,7 mikrometer untuk cahaya ungu hingga merah.
Kamera inframerah memudahkan untuk mengidentifikasi keberadaan objek yang lebih panas atau lebih dingin daripada suhu sekitar. Pencitraan termal umumnya menggunakan tampilan warna hitam putih atau warna palsu. Tampilan hitam putih biasanya menggunakan warna putih untuk menonjolkan keberadaan objek yang lebih panas, tipikal contohnya adalah kamera termal yang dipasang di helikopter polisi untuk melacak tersangka yang melarikan diri di malam. Dalam contoh ini, panas tubuh orang tersebut lebih panas dari lingkungan sekitarnya, sehingga mudah untuk mengenalinya.
Tampilan warna palsu menetapkan warna tergantung pada panjang gelombang cahaya inframerah yang terdeteksi, dengan objek yang lebih panas disorot dengan warna yang lebih cerah. Tampilan warna palsu biasanya digunakan saat mencoba menggunakan kamera termal untuk mengukur suhu suatu objek, karena lebih mudah untuk mengidentifikasi variasi suhu yang lebih halus.
Perangkat night vision aktif
Beberapa perangkat night vision menggunakan iluminasi aktif untuk memberikan cahaya ekstra agar kamera termal dapat mendeteksi. Ini pada dasarnya sama dengan menyalakan obor sehingga Anda dapat melihat, namun, cahaya yang digunakan berada dalam spektrum inframerah sehingga tidak terlihat oleh manusia. Penerangan ekstra membantu membuatnya lebih mudah untuk mencapai gambar inframerah resolusi tinggi dan sering digunakan bersama dengan kamera keamanan.