Como funciona a visão noturna?

Normalmente, as pessoas enxergam muito bem durante o dia, pois há luz suficiente para que nossos olhos funcionem de maneira confiável. No entanto, à noite, a luz ambiente reduzida significa que nossos olhos não funcionam bem. Para combater isso parcialmente, nossos olhos usam duas células sensíveis à luz separadas, uma com pouca iluminação e outra com iluminação adequada.

Cones e hastes

Nossos olhos usam células em forma de cone durante o dia; esses cones não são particularmente sensíveis à luz e, portanto, não funcionam muito bem à noite. Uma das coisas que os cones fazem por nós é deixar-nos ver em cores. As pessoas têm três tipos diferentes de cones que reagem de maneiras diferentes a comprimentos de onda de luz diferentes e, portanto, nos permitem ver em cores

O outro tipo de célula fotossensível em nossos olhos é em forma de bastonete. As hastes são muito mais sensíveis à luz e são usadas principalmente quando está escuro, pois nos ajudam a ver melhor. Os bastonetes não são particularmente sensíveis à cor, o que é o principal motivo pelo qual as cores são muito menos óbvias à noite.

Células bastonetes podem reagir a um único fóton de luz, enquanto dezenas a centenas de fótons para ativar uma célula cone e enviar o mesmo sinal de volta ao cérebro.

Dica: Photon é o nome de uma única partícula de luz.

Dispositivos passivos de visão noturna

Os óculos de visão noturna funcionam com o princípio de serem sensíveis a níveis de luz muito baixos. Os fótons entram na lente e atingem um “fotocátodo”. O fotocátodo libera elétrons que são então acelerados através de um campo eletromagnético para uma “placa de microcanais”. A placa de microcanais multiplica os elétrons que a atingem, que são então acelerados em direção a uma tela de fósforo. A tela de fósforo gera a imagem de visão noturna esverdeada com a qual a maioria das pessoas está familiarizada. O verde é usado porque essa é a cor à qual os olhos humanos são mais sensíveis.

Não existe um método direto conhecido de multiplicação do número de fótons, no entanto, existem métodos conhecidos para transformar fótons em elétrons, multiplicar o número de elétrons e transformar os elétrons de volta em fótons. Este tipo de visão noturna só funciona em ambientes mal iluminados onde há luz ambiente para amplificar.

As câmeras térmicas usam luz infravermelha que é invisível para os humanos. Isso ocorre normalmente na porção de comprimento de onda longo do espectro infravermelho, onde objetos em temperatura ambiente emitem calor.

Dica: Esta porção “térmica” do espectro infravermelho cobre comprimentos de onda entre 8 e 15 micrômetros (um micrômetro é um milionésimo de um metro). Objetos mais quentes emitem radiação infravermelha de alta energia com comprimentos de onda mais curtos. O espectro infravermelho geral varia de 0,75 micrômetros para infravermelho próximo a 1000 micrômetros no infravermelho distante. Em comparação, o espectro visível varia de 0,4 a 0,7 micrômetros para a luz violeta e vermelha, respectivamente.

As câmeras infravermelhas facilitam a identificação da presença de objetos mais quentes ou mais frios do que a temperatura ambiente. A imagem térmica geralmente usa telas em preto e branco ou em cores falsas. As telas em preto e branco normalmente usam branco para destacar a presença de objetos mais quentes, um exemplo típico disso é uma câmera térmica montada em um helicóptero da polícia para rastrear suspeitos em fuga à noite. Neste exemplo, o calor corporal da pessoa é mais quente do que o ambiente, tornando mais fácil identificá-la.

As exibições de cores falsas atribuem uma cor dependendo do comprimento de onda da luz infravermelha detectada, com objetos mais quentes sendo realçados com cores mais brilhantes. Telas de cores falsas são normalmente usadas ao tentar usar uma câmera térmica para medir a temperatura de um objeto, pois é mais fácil identificar variações mais sutis de temperatura.

Dispositivos de visão noturna ativa

Alguns dispositivos de visão noturna usam iluminação ativa para fornecer luz extra para a câmera térmica detectar. Isso é essencialmente o mesmo que acender uma tocha para que você possa ver, no entanto, a luz que está sendo usada está no espectro infravermelho e, portanto, é invisível para os humanos. A iluminação extra ajuda a facilitar a obtenção de imagens infravermelhas de alta resolução e, portanto, é frequentemente usada em conjunto com câmeras de segurança.