איך עובדת ראיית לילה?

אנשים יכולים בדרך כלל לראות טוב מאוד במהלך היום מכיוון שיש מספיק אור כדי שהעיניים שלנו יפעלו בצורה אמינה. עם זאת, בלילה האור הסביבתי המופחת אומר שהעיניים שלנו לא מתפקדות גם כן. כדי להילחם באופן חלקי בכך, העיניים שלנו משתמשות בשני תאים נפרדים רגישים לאור, האחד בתאורה נמוכה והשני עם תאורה מספקת.

קונוסים ומוטות

העיניים שלנו משתמשות בתאים בצורת חרוט במהלך היום, קונוסים אלו אינם רגישים במיוחד לאור ולכן אינם עובדים היטב בלילה. אחד הדברים שהקונוסים עושים עבורנו הוא לתת לנו לראות בצבע. לאנשים יש שלושה סוגים שונים של קונוסים המגיבים בדרכים שונות לאורכי גל שונים של אור ולכן הם מאפשרים לנו לראות בצבע

הסוג השני של תאים רגישים לאור בעינינו הוא בצורת מוט. המוטות הרבה יותר רגישים לאור ומשמשים בעיקר כאשר חשוך מכיוון שהם עוזרים לנו לראות טוב יותר. מוטות אינם רגישים במיוחד לצבע וזו הסיבה העיקרית לכך שהצבעים הרבה פחות ברורים בלילה.

תאי מוט יכולים להגיב לפוטון בודד של אור ואילו עשרות עד מאות פוטונים כדי להפעיל תא חרוט ולשלוח את אותו האות בחזרה למוח שלך.

טיפ: פוטון הוא השם של חלקיק אור בודד.

מכשירי ראיית לילה פסיביים

משקפי ראיית לילה עובדים על העיקרון של רגישות לרמות אור נמוכות מאוד. פוטונים נכנסים לעדשה ופוגעים ב"פוטוקתודה". הפוטוקתודה משחררת אלקטרונים המואצים לאחר מכן דרך שדה אלקטרומגנטי ל"צלחת מיקרו-ערוצית". הצלחת המיקרו-ערוצית מכפילה את האלקטרונים הפוגעים בה, אשר מואצים לאחר מכן לעבר מסך זרחן. מסך הזרחני מייצר את תמונת ראיית הלילה בגוון ירוק שרוב האנשים מכירים. משתמשים בירוק כי זה הצבע שהעיניים האנושיות הכי רגישות אליו.

אין שיטה ישירה ידועה להכפלת מספר הפוטונים, אולם ישנן שיטות ידועות עבור הפיכת פוטונים לאלקטרונים, הכפלת מספר האלקטרונים והפיכת האלקטרונים חזרה לתוך פוטונים. ראיית לילה מסוג זה פועלת רק בסביבות מוארות גרועות שבהן יש אור סביבה להגביר.

מצלמות תרמיות משתמשות באור אינפרא אדום שאינו נראה לבני אדם. זה בדרך כלל בחלק ארוך הגל של ספקטרום האינפרא אדום, שבו אובייקטים בטמפרטורת החדר בערך פולטים חום.

טיפ: חלק "תרמי" זה של ספקטרום האינפרא אדום מכסה אורכי גל בין 8 ל-15 מיקרומטר (מיקרומטר אחד הוא מיליונית המטר). עצמים חמים יותר פולטים קרינת אינפרא אדומה באנרגיה גבוהה יותר עם אורכי גל קצרים יותר. ספקטרום האינפרא אדום הכולל נע בין 0.75 מיקרומטר לאינפרא אדום קרוב ל-1000 מיקרומטר באינפרא אדום הרחוק. לשם השוואה, הספקטרום הנראה משתנה בין 0.4 ל-0.7 מיקרומטר לאור סגול לאדום בהתאמה.

מצלמות אינפרא אדום מקלות על זיהוי נוכחותם של עצמים חמים או קרירים יותר מטמפרטורת הסביבה. הדמיה תרמית משתמשת בדרך כלל בתצוגות שחור ולבן או בצבע כוזב. צגים בשחור-לבן משתמשים בדרך כלל בלבן כדי להדגיש את נוכחותם של אובייקטים לוהטים יותר, אופייני דוגמה לכך היא מצלמה תרמית המותקנת על מסוק משטרתי כדי לעקוב אחר חשודים נמלטים ב לַיְלָה. בדוגמה זו, חום הגוף של האדם חם יותר מהסביבה, מה שמקל על זיהויו.

תצוגות בצבע כוזב מקצות צבע בהתאם לאורך הגל של האור האינפרא אדום שזוהה, כאשר אובייקטים חמים יותר מודגשים בצבעים בהירים יותר. תצוגות בצבע כוזב משמשות בדרך כלל כאשר מנסים להשתמש במצלמה תרמית למדידת הטמפרטורה של אובייקט, מכיוון שקל יותר לזהות שינויים עדינים יותר בטמפרטורה.

מכשירי ראיית לילה פעילים

חלק ממכשירי ראיית לילה משתמשים בתאורה אקטיבית כדי לספק אור נוסף לזיהוי המצלמה התרמית. זה בעצם אותו דבר כמו להאיר לפיד כדי שתוכל לראות, עם זאת, האור שבו נעשה שימוש נמצא בספקטרום האינפרא אדום ולכן הוא בלתי נראה לבני אדם. התאורה הנוספת עוזרת להקל על השגת תמונות אינפרא אדום ברזולוציה גבוהה ולכן היא משמשת לעתים קרובות בשילוב עם מצלמות אבטחה.