人類經過數百萬年的進化,終于站在了食物鏈的最頂端,但是征服了其它物種的我們卻從來沒有征服黑暗,在光線照耀不到的黑暗中,是人類感官無法抵達的禁區,隱藏著讓人不安的危險和未知,人類從誕生的那一刻起便期盼著能透視黑暗,感知危險,在過去那只能是幻想,而今天借助工具和智慧這已成為可能。 2 W% f& X3 \: U, E& B) m& o, x
人類具有五種感官,眼鏡對應視覺,用以感知周圍的世界,按照常理推斷有人能接收到五感之外訊息的話,那么這個人就會被看作具有超能力,現在利用夜視技術,研發出來的夜視產品就能讓人類擁有這樣的超能力,如夜視鏡,監視攝像頭,軍用夜視儀以及有的手機都有這樣的能力。 9 P' x. O- p: l" t$ h8 \4 k
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$ M5 I7 l% J2 }, B; h9 O夜視技術是利用光電成像技術和相應的設備,將黑暗中人類肉眼看不見的目標,增強或者轉化成可以看見的影像。 - V* `5 W$ t4 q% W8 v4 a( O
夜視技術可以分為微光夜視技術和紅外夜視技術,微光夜視技術是利用微弱的光線通過增強器對目標進行成像,紅外夜視技術是利用主動照射目標或者借助目標自身熱量,形成的熱成像。
4 c9 h/ y. W& t5 u 夜視技術的發展夜視技術的發展過程都是伴隨著它在軍事上的使用,夜色的掩蓋總能給戰爭中的一方提供優勢,而具有夜視能力無疑能將這種優勢無限放大。 最早在夜間只有使用火把或電筒等解決黑暗問題,但作用有限,還容易暴露自己。 1929年匈牙利物理學家在英國發明了一種紅外線電視攝像機,能將不可見的紅外圖像轉化成可見光圖像,這項技術很快就被英國投入到防空用途上。
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1939年英國人將夜視技術應用在情報戰上,他們發明了一種單眼偵測器材,裝備給情報人員,在二戰中大量使用。 到了二戰后期,從紅外望遠鏡,裝甲部隊配備的夜視儀,夜視裝備在各種裝備上的應用也越來越多。 進入新世紀一場場局部戰爭,讓夜視裝備再次成為焦點,夜視裝備也發展到令人意想不到的地步。 # w+ N7 m: R' K3 V: a
; G0 k% n7 ~. k& {3 C- e* p擁有像動物一樣的夜視能力一直是人類的夢想,那些能在夜里從眼睛中散發出詭異光芒的貓科動物,看著即嚇人又很好奇,它們能在黑夜里看清楚任何物體,而人類的眼睛怎么就不行呢? ; M8 t) O* |2 F' L& x
這些貓科動物的眼睛結構和我們人類的還是有很大不同,它們的眼睛就是專門為了適應黑暗而進化的。 這些夜行動物,為了能在夜里尋找食物和躲避天敵,它們必須讓自己的眼睛接收到更多的光線,瞳孔也可以調節大小,可以通過放大瞳孔來接收更多的光線,或者是縮小瞳孔來阻擋強光。 / ]: p6 d4 E3 ?4 W
同時它們眼球后面的視網膜上,有一個類似反光板的物質,就像一面鏡子,也正是這種物質讓它們在夜間可以看清黑暗的環境,也同時讓它們的眼睛看起來像在發光一樣,其實這只是它們對接收到的光線的一種反射。
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而我們人類的眼睛這方面的能量就比較差,所以夜間很難看清楚周圍的物體,同樣眼睛看起來也不會像貓科動物的眼睛一樣會發光,如果人類長期也生活在黑暗的環境中或許也能進化出這樣的眼睛。
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/ |: _ B3 R! _; d圖片來源:pixabay
. J2 p' r1 \" N" r夜視原理* j/ `3 k0 R" X" ~0 p6 }
在這個世界上,沒有什么比在黑咕隆咚的環境中看見四周更難,所以夜視就是一項必備的技能,夜視之所以應用如此廣泛,因為它可以根據不同的情況有不同的應用。 / I1 q3 G6 {0 V$ M' B* Q
一般來說人們說起“夜視”時,聯想到的是圖像增強或者圖像加強技術,這都是軍用夜視儀或者動作片里面,常出現的綠色版本夜視圖像,這個綠色是有一定用意的,因為比起其它顏色,人眼對綠色更敏感。
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微光夜視是通過將微弱的光線增強其亮度來實現夜視,當組成光線的光子進入到圖像增強器的時候,它們會首先撞擊一個叫廣電陰極特殊的涂層,從而釋放電子,接著這些電子會撞擊第二個叫微通道板的涂層,它會在電子撞擊熒光屏之前增加電子的數量,在這里電子重新轉化成光,由于電子增多,所以生成的圖像亮度就會更高,讓你更清楚的看到周圍的環境。 / d/ g- d. C# ]
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9 W/ K4 f5 ^4 B9 c8 t那如果亮度小到圖像增強器都“看不見”呢?這就需要熱成像了,物理學的研究表明,所有溫度高于絕對零度,也就是零下273攝氏度的物體每時每刻都在發出紅外波段的電磁波,產生熱輻射又稱紅外輻射,物體熱輻射能量的大小與物體的溫度有關,溫度高的物體發出的熱輻射較強,溫度低的物體發出的熱輻射較弱。
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紅外夜視,熱輻射也是光的一種,波長大于可見光又稱紅外線,通過物理過程把不可見的熱輻射轉換成電信號,進而以人眼可以看見的圖像顯示出來,這就是紅外熱輻射技術。
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來自目標的熱輻射,通過紅外光學系統聚焦到探測器平面上,紅外吸收層吸收紅外能量后溫度發生變化,從而引起熱敏層電阻值發生改變,接著轉換成電信號輸出,再經過數據處理,最終得到反應目標溫度分布情況的可視化電子圖像。
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4 k, u* _3 n! _1 w3 R不管是紅外夜視還是微光夜視都不能還原物體原來的顏色,隨著技術的發展,現在已經出現了還原真實顏色的全彩夜視儀,有了它就能將黑夜變成白天。 $ k! o! X) A# G/ g% E# E9 T
它通過將電子流放大再打到特殊的低照度半導體發電器上,它們再經過高速模擬數字電路后,可以轉換成數字信號,最后經過中央處理器就形成全彩高分辨率畫面,令人驚奇的是它的夜間成像效果幾乎達到了和白天無異的程度,就連物體的顏色都能清晰可見。 4 t3 ]: {9 _( l a9 ~5 c
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5 c0 q6 N, b1 J( x! W2 v" D6 s現在還出現了一種石墨烯薄膜,這種薄膜能與光子產生反應使人眼看到的物體變亮,一旦技術成熟,這種薄膜有望貼在戰機座艙,車輛玻璃,甚至眼鏡上,隨著這些夜視黑科技的不斷問世,黑夜正在被點亮,人類征服黑夜的目標終將實現。 , Q* J$ E& f" E* _% Z: x/ f. c
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