为什么用红外夜视仪能看清黑暗中的景物?
第二次世界大战期间,有一种武器装备在战争中大放异彩,那就是红外夜视仪。它利用光电转换技术,帮助人们在夜间进行搜索、观察、瞄准以及驾驶车辆。红外夜视仪还有一个令人惊奇的特点:它能够揭示出一个地区有没有人类活动过的痕迹,比如一块土地曾被挖开并填埋过一些东西——即便四周没有任何肉眼足以判断的明显标记。除了军事方面,夜视仪对于刑事侦查工作也很有帮助。
为什么红外夜视仪能够帮助人们看清楚黑暗中的景物呢?这是由于夜间尽管可见光很微弱,但红外线信号,特别是生物所发出的红外线却很丰富。任何温度高于绝对零度的物体都在向外辐射红外线,包括人的身体。这些红外线的波长超过可见光范围的最大值760纳米,不能为人的肉眼所见,而夜视仪利用能感受红外线的器件探测到红外线,再把这种模拟信号经过去背景噪声、放大、滤波等图像处理方法,还原出被探测物体的轮廓,并转换成为可见光图像,方便人们观测,这就是红外夜视仪看清黑暗中景物的工作原理。不过对被观察对象的色彩很难还原,所以用红外夜视仪看到的图像很少是彩色的。红外夜视仪分为主动式和被动式两种:前者用红外探照灯照射目标,接收反射的红外辐射形成图像;后者不发射红外线,依靠目标自身的红外辐射形成“热图像”,故又称为“热像仪”。
【科学家】基尔霍夫
德国物理学家基尔霍夫(1824—1887)解释了太阳光谱中暗线的含义并断定太阳中必然存在纳、镁、铜、锌、镍等金属元素。他开创的光谱分析法,对鉴别化学物质有巨大的意义,许多化学元素都是通过光谱分析而发现的,今天这个方法仍然在多个领域被广泛运用。
【知识点】红外线的发现
1800年,天文学家威廉·赫歇尔(天王星的发现者)在研究光热效应的时候,用一块玻璃棱镜把一束太阳光展成光谱,然后用温度计在不同的光谱区记录温度。在实验时,他无意之中把温度计放在外面,发现有某种看不见的热辐射使温度上升。当时赫歇尔把这种射线称为看不见的光线,后来称为红外线。
【发散思维】黑体和黑洞是一回事吗?