02.26 看清夜晚的“眼睛”:熱成像儀

在白天光線充足的時候,我們能夠看到各式各樣的景物,但在漆黑的夜裡,單憑肉眼卻無法看清它們。那要怎麼辦呢?隨著科學技術的不斷髮展,科學隊長要給你介紹一個讓人類能在黑暗中看清目標的“眼睛”,那就是——熱成像儀。熱成像儀為何如此神奇呢?現在,科學隊長就帶著你一探究竟!

看清夜晚的“眼睛”:熱成像儀

一臺普通的照相機

圖片來源:Holger.Ellgaard—Wikimedia Commons, CC BY SA 3.0

生活中,我們常常用相機來記錄下身邊美麗的景色和有趣的事物。但是,普通的照相機在光線不足的情況下,就無法正常使用了。而熱成像儀,即使在伸手不見五指的環境中,也依然能夠

拍攝到目標物。

看清夜晚的“眼睛”:熱成像儀

捲曲著身子的蛇

圖片來源:Marek Szczepanek—Wikimedia Commons, CC BY SA 3.0

熱成像儀和蛇之間可是很有共同點的呢。蛇的視力並不好,它們的眼睛只能感覺到光,卻看不清眼前的目標物,對靜止的目標物也不敏感。但它們卻擁有一個能夠感受熱量的器官,叫作頰窩,這個頰窩,對目標物所發射的紅外線特別敏感。

看清夜晚的“眼睛”:熱成像儀

包含了七種可見光的彩虹

圖片來源:Wing-Chi Poon—Wikimedia Commons, CC BY SA 2.5

我們平時眼睛能見到的光,只是各種各樣的光裡面的一小部分,這些光被稱為可見光。紅外線因為波長超出了我們眼睛能夠感知的範圍,單憑肉眼我們只能看到可見光,卻看不到紅外線。

看清夜晚的“眼睛”:熱成像儀

寒冷的冰塊也會發射紅外線

圖片來源:böhringer friedrich—Wikimedia Commons, CC BY SA 3.0

沒有可見光的時候要怎麼辦呢?人們想出觀測紅外線的方法。一切溫度高於絕對零度的物體,都在向外發射紅外線。所有物體的溫度都是高於絕對零度的,即使是非常冷的冰塊,也是會發射紅外線的,只是發射出來的紅外能量比較低而已。

看清夜晚的“眼睛”:熱成像儀

太陽即將下山

圖片來源:Thomas Bresson—Wikimedia Commons, CC BY SA 3.0

可見光和紅外線有各自不同的特點,我們利用兩種光線看到的世界也是有區別的。太陽下山、燈光熄滅,可見光的世界一片漆黑,但我們身邊的物體依然會有溫度,並且不斷向外發射紅外線。

看清夜晚的“眼睛”:熱成像儀

在作戰的士兵

圖片來源:ВО «Свобода»—Wikimedia Commons, CC BY SA 3.0

熱成像儀在各個領域被人們廣泛使用。最早熱成像儀主要是被應用到軍事作戰當中,因為它可以讓士兵們在黑夜或者煙霧中識別出隱藏著的敵人,現在,邊防工作人員還會使用熱成像儀來排查是否有偷渡者藏在交通工具中。

看清夜晚的“眼睛”:熱成像儀

火災現場

圖片來源:Sylvain Pedneault—Wikimedia Commons, CC BY SA 3.0

在醫學上,熱成像儀被用於診斷癌症、腫瘤和炎症等疾病;在火災發生時,來自人體和動物的紅外線可以穿過煙霧,因此消防員們也會使用熱成像儀在煙霧瀰漫的建築物中尋找解救目標;在能見度較差的情況下,熱成像儀還能幫助船和飛機導航,識別前方的障礙物。

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