Gözlerimizin güvenilir bir şekilde çalışması için yeterli ışık olduğu için insanlar genellikle gündüzleri çok iyi görebilirler. Bununla birlikte, geceleri azaltılmış ortam ışığı, gözlerimizin de çalışmadığı anlamına gelir. Bununla kısmen mücadele etmek için gözlerimiz, biri düşük aydınlatmada ve diğeri yeterli aydınlatmada olmak üzere iki ayrı ışığa duyarlı hücre kullanır.
Koniler ve çubuklar
Gözlerimiz gün boyunca koni şeklindeki hücreler kullanır, bu koniler özellikle ışığa duyarlı değildir ve bu nedenle geceleri pek iyi çalışmazlar. Konilerin bizim için yaptığı şeylerden biri de renkli görmemize izin vermektir. İnsanlar, ışığın farklı dalga boylarına farklı şekillerde tepki veren üç farklı türde koniye sahiptir ve bu nedenle renkli görmemizi sağlarlar.
Gözlerimizdeki diğer ışığa duyarlı hücre türü çubuk şeklindedir. Çubuklar ışığa çok daha duyarlıdır ve daha iyi görmemize yardımcı oldukları için öncelikle karanlık olduğunda kullanılır. Çubuklar özellikle renge duyarlı değildir, bu da renklerin geceleri daha az belirgin olmasının başlıca nedenidir.
Çubuk hücreler tek bir ışık fotonuna tepki verebilirken, bir koni hücresini aktive etmek ve aynı sinyali beyninize geri göndermek için onlarca ila yüzlerce foton tepki verebilir.
İpucu: Foton, tek bir ışık parçacığının adıdır.
Pasif gece görüş cihazları
Gece görüş gözlüğü çok düşük ışık seviyelerine duyarlı olma prensibi ile çalışır. Fotonlar merceğe girer ve bir "fotokatot" a çarpar. Fotokatot, elektronları serbest bırakır ve bunlar daha sonra bir elektromanyetik alan aracılığıyla bir "mikro kanal plakasına" hızlandırılır. Mikrokanal plaka, kendisine çarpan elektronları çoğaltır ve bunlar daha sonra bir fosfor ekranına doğru hızlandırılır. Fosfor ekranı, çoğu insanın aşina olduğu yeşil renkli gece görüşü görüntüsünü oluşturur. Yeşil, insan gözünün en hassas olduğu renk olduğu için kullanılır.
Foton sayısını çoğaltmanın bilinen bir doğrudan yöntemi yoktur, ancak bunun için bilinen yöntemler vardır. fotonları elektronlara dönüştürmek, elektron sayısını çoğaltmak ve elektronları tekrar elektronlara dönüştürmek fotonlar. Bu tür bir gece görüşü, yalnızca yükseltilecek ortam ışığının olduğu zayıf aydınlatılmış ortamlarda çalışır.
Termal kameralar, insanlar tarafından görülmeyen kızılötesi ışık kullanır. Bu tipik olarak, kabaca oda sıcaklığındaki nesnelerin ısı yaydığı kızılötesi spektrumun uzun dalga boyu bölümündedir.
İpucu: Kızılötesi spektrumun bu “termal” kısmı, 8 ila 15 mikrometre arasındaki dalga boylarını kapsar (bir mikrometre, metrenin milyonda biridir). Daha sıcak nesneler, daha kısa dalga boylarına sahip daha yüksek enerjili kızılötesi radyasyon yayar. Genel kızılötesi spektrum, yakın kızılötesi için 0.75 mikrometreden uzak kızılötesi için 1000 mikrometreye kadar değişir. Karşılaştırıldığında, görünür spektrum, mordan kırmızıya ışık için sırasıyla 0,4 ila 0,7 mikrometre arasında değişir.
Kızılötesi kameralar, ortam sıcaklığından daha sıcak veya daha soğuk nesnelerin varlığını belirlemeyi kolaylaştırır. Termal görüntüleme genellikle ya siyah beyaz ya da yanlış renkli görüntüler kullanır. Siyah beyaz ekranlar, tipik olarak daha sıcak nesnelerin varlığını vurgulamak için beyazı kullanır. Bunun bir örneği, bir polis helikopterine monte edilmiş bir termal kameradır. gece. Bu örnekte, kişinin vücut ısısı çevresinden daha sıcaktır ve bu da onları fark etmeyi kolaylaştırır.
Yanlış renkli ekranlar, algılanan kızılötesi ışığın dalga boyuna bağlı olarak bir renk atar ve daha sıcak nesneler daha parlak renklerle vurgulanır. Bir nesnenin sıcaklığını ölçmek için bir termal kamera kullanmaya çalışırken, sıcaklıktaki daha incelikli değişiklikleri belirlemek daha kolay olduğundan, genellikle yanlış renkli görüntüler kullanılır.
Aktif gece görüş cihazları
Bazı gece görüş cihazları, termal kameranın algılaması için ekstra ışık sağlamak için aktif aydınlatma kullanır. Bu aslında bir meşale yakmakla aynıdır, böylece görebilirsiniz, ancak kullanılan ışık kızılötesi spektrumdadır ve bu nedenle insanlar tarafından görülmez. Ekstra aydınlatma, yüksek çözünürlüklü kızılötesi görüntülerin elde edilmesini kolaylaştırmaya yardımcı olur ve bu nedenle genellikle güvenlik kameralarıyla birlikte kullanılır.