科学家如何发明了夜视仪?

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做了什么实验?好像是从猫身上得到了启示。猫身上又有什么才可以在晚上看见东西的?
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夜视仪按原理来分,有主动式和被动式两种。主动夜视系统是利用非可视光作光源,它有两种工作方式:一种是区域发光器,如红外灯;另一种是采用窄光束控制扫描视场,接收反射非可视光在监视器荧光屏上同步显示图像,所以这种夜视仪也可称为光夜视仪,热成像、红外、紫外、X射线等等都属于这类。被动夜视系统是利用例如月光、星光、天空辉光、夜天光、热和一切很微弱的自然光线,加以放大增强达到可视的目的。这类夜视仪也成为微光夜视仪,用于电视上叫微光摄象机。它与一般摄象机怎么划分呢?目前还没有一个精确的标准。一般用灵敏度来定义:任何摄象机,其灵敏度超过普通硫化锑光导管电视摄象机时,均成为低照度摄像机或微光摄像机。
另外,在低照度情况下,用人眼直接观察的叫夜视镜,利用监视器进行观察的叫微光摄像机,微光摄像机还有彩色和黑白之分。
夜视仪的工作原理:
人眼能直接观察到景物的必要条件是有光线,但这并不充分。充分条件是必须要一定的环境照度和可见光。夜视技术就是围绕解决这两个问题来作文章的。
光也是一种电磁波,它是一种频率很高、波长很小的电磁波。它的波长一般在10到10E+6纳米(1纳米相当于10E-9米)之间,而可见光仅占其中的一小部分,约在390到776纳米之间。390纳米以下为紫外线,776纳米以上为红外线。
人们如何将不可见光转为可见光,将低照度提高呢?这就得从光的一种特性说起。十九世纪爱尔兰人史密斯发现了一种光电效应,这就使光和电互相转换成为可能。而在科学技术高度发展的今天,将电信号进行变频、变相和放大,并不是一件难事。只要把景物各部分明暗不同的亮度转变成大小不同的电信号(电流和电压),然后通过扫描技术,将光图像转变为电图像,这个过程就叫摄像。最后利用显像技术将电图像还原为光图像,以达到观察的目的。就以红外夜视仪为例,使用红外灯照在目标上,因为红外光是不可视光,可以不暴露自己,然后通过红外变像管将不可视的电像转变成人眼可见的光学像,达到观察的目的。热成像是利用目标与周围环境之间由于温度或发射率的差异所产生的热对比度进行成像。由于热对比度的差异而把红外辐射能量密度分布图显示出来,成为热像,再通过热像将红外图像变为可见光图像。
微光夜视仪是将微弱的自然光图像通过像增强器转变为增强了百倍甚至几万倍的电子图像,再将增强的电子图像转变成为可视的光学图像。
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其 他 回 答共5条

1楼

那个科学家要么是个色鬼,要么是个强盗,只有这两种人才会想起夜视功能!
你要能把你的瞳孔放大一倍,你晚上也能看到东西,聚光呗,所谓夜视,只能说在光线微弱的情况下能比别人看的清楚一点,并非在没有任何光线的情况下看见,除非你自带光源
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2楼


夜间可见光很微弱,但人眼看不见的红外线却很丰富。红外线视仪可以帮助人们在夜间进行观察、搜索、瞄准和驾驶车辆。尽管人们很早就发现了红外线,但受到红外元器件的限制,红外遥感技术发展很缓慢。直到1940年德国研制出硫化铅和几种红外透射材料后,才使红外遥感仪器的诞生成为可能。此后德国首先研制出主动式红外夜视仪等几种红外探测仪器,但它们都未能在第二次世界大战中实际使用。
几乎同时,美国也在研制红外夜视仪,虽然试验成功的时间比德国晚,但却抢先将其投入实战应用。1945年夏,美军登陆进攻冲绳岛,隐藏在岩洞坑道里的日军利用复杂的地形,夜晚出来偷袭美军。于是美军将一批刚刚制造出来的红外夜仪紧急运往冲绳,把安有红外夜视仪的枪炮架在岩洞附近,当日军趁黑夜刚爬出洞口,立即被一阵准确的枪炮击倒。洞内的日军不明其因,继续往外冲,又糊里糊涂地送了命。红外夜视仪初上战场,就为肃清冲绳岛上顽抗的日军发挥了重要作用。
主动式红外夜视仪具有成像清晰、制作简单等特点,但它的致命弱点是红外按照灯的红外光会被敌人的红外探测装置发现。60年代,美国首先研制出被动式的热像仪,它不发射红外光,不易被敌发现,并具有透过雾、雨等进行观察的能力。
夜视仪
1982年4月—6月,英国和阿根廷之间爆发马尔维纳斯群岛战争。4月13日半夜,英军攻击承军据守的最大据点斯坦利港。3000名英军布设的雷区,突然出现在阿军防线前。英国的所有枪支、火 炮都配备了红外夜视仪,能够在黑夜中清楚地发现阿军目标。而阿军却缺少夜视仪,不能发现英军,只有被动挨打的份。在英军火力准确的打击下,阿军支持不住,英军趁机发起冲锋。到黎明时,英军已占领了阿军防线上的几个主要制高点,阿军完全处于英军的火力控制下。6月14日晚9时,14 000名阿军不得不向英军投降。英军领先红外夜视器材赢得了一场兵力悬殊的战斗。 1991年海湾战争中,在风沙和硝烟弥漫的战场上,由于美军装备了先进的红外夜视器材,能够先于伊拉克军的坦克而发现对方,并开炮射击。而伊军只是从美军坦克开炮时的炮口火光上才得知大敌在前。由此可以看出红外夜视器材在现代战争中的重要作用。
想要理解夜视仪的原理,就必须对光的原理有所了解。光波的能量大小与其波长有关:波长越短,能量越高。在可见光中,紫光的能量最高,而红光的能量最低。与可见光光谱相邻的是红外线光谱。 红外线分为三类: 近红外线(近IR)——近红外线与可见光相邻,其波长范围是0.7-1.3微米(1微米等于百万分之一米)。 中红外线(中IR)——中红外线的波长范围是1.3-3微米。近红外线和中红外线应用到各种电子设备中,例如遥控器。 热红外线(热IR)——热红外线占据了红外线光谱中最大的一部分,其波长范围是3-30微米。 热红外线与其他两种红外线的主要区别是,热红外线是由物体发射出来的,而不是从物体上反射出来的。物体之所以能够发射红外线,是因为其原子发生了某种变化。
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3楼


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4楼


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