Počítače Okna Internet

Jak vidět infračervené světlo. Pohled na svět očima kudlanky: blízké infračervené záření Jak vidět infračervené záření

Víme, jak na to? Ani náhodou.

Všichni jsme zvyklí, že květy jsou červené, černé plochy neodrážejí světlo, Coca-Cola je neprůhledná, rozpálená pájka nedokáže osvětlit nic jako žárovka a plody lze snadno odlišit podle barvy. Ale pojďme na chvíli předstírat, že vidíme nejen viditelnou oblast (hee hee), ale také blízkou infračervenou oblast. Blízké infračervené světlo není vůbec to, co vidíte v termokameře. Je blíže viditelnému světlu než tepelnému záření. Má ale řadu zajímavých funkcí – objekty, které jsou ve viditelné oblasti často zcela neprůhledné, jsou v infračerveném světle dokonale průsvitné – příklad na první fotografii.
Černý povrch dlaždice je průhledný pro IR a pomocí kamery, ze které je filtr vyjmut z matrice, můžete vidět část desky a topné těleso.

Pro začátek - malá odbočka. To, čemu říkáme viditelné světlo, je jen úzký proužek elektromagnetického záření.
Tady jsem například odolal následujícímu obrázku z Wikipedie:


Nic jiného než tuto malou část spektra prostě nevidíme. A fotoaparáty, které lidé vyrábějí, jsou původně kastrované, aby bylo dosaženo podobnosti mezi fotografií a lidským zrakem. Matrice kamery je schopna vidět infračervené spektrum, ale speciální filtr (nazývaný Hot-mirror) tuto vlastnost odstraňuje - jinak budou snímky vypadat pro lidské oko poněkud nezvykle. Ale pokud tento filtr odstraníte...

Fotoaparát

Předmět byl čínský telefon který byl původně určen k recenzi. Bohužel se ukázalo, že jeho rádiová část je silně zabugovaná - buď přijímá, nebo nepřijímá hovory. O tom jsem samozřejmě nepsal, ale Číňani nechtěli poslat náhradu ani vzít tuhle. Takže zůstal se mnou.
Telefon rozebíráme:


Vytahujeme fotoaparát. Pomocí páječky a skalpelu opatrně oddělte zaostřovací mechanismus (nahoře) od matrice.

Na matrici by mělo být tenké sklo, případně s nazelenalým nebo načervenalým odstínem. Pokud tam není, podívejte se na část s "čočkou". Pokud tam není, pak je s největší pravděpodobností vše špatné - je nastříkáno na matrici nebo na jednu z čoček a její odstranění bude problematičtější než nalezení normálního fotoaparátu.
Pokud ano, musíme jej co nejpřesněji odstranit, aniž bychom poškodili matrici. Přitom mi to prasklo a dlouho trvalo vyfouknout skleněné úlomky z matrice.

Bohužel jsem přišel o fotky, tak vám ukážu fotku irenice z jejího blogu, která udělala to samé, ale s webkamerou.


Ten střep skla v rohu je filtr. byl filtr.

Když to všechno vrátíme, vezmeme-li v úvahu, že při změně mezery mezi objektivem a snímačem nebude fotoaparát schopen správně zaostřit – získáte buď krátkozraký, nebo dalekozraký fotoaparát. Znovu sestavit a rozebrat fotoaparát, aby mechanismus automatického ostření fungoval správně, mi trvalo třikrát.

Nyní si konečně můžete sestavit svůj telefon a začít objevovat tento nový svět!

Barvy a hmoty

Coca-Cola se najednou stala průsvitnou. Láhev proniká světlo z ulice a přes sklo jsou vidět i předměty v místnosti.

Plášť se změnil z černé na růžovou! Tedy kromě tlačítek.

Rozjasnila se i černá část šroubováku. U telefonu ale tento osud potkal pouze kroužek joysticku, zbytek je pokryt jiným lakem, který neodráží IR. Stejně tak plastový dok pro telefon na pozadí.

Pilulky se změnily ze zelené na fialovou.

Obě židle v kanceláři také přešly z gotické černé do nepochopitelné barvy.

Umělá kůže zůstala černá, zatímco látka se ukázala jako růžová.

Batoh (je na pozadí předchozí fotografie) se ještě zhoršil - skoro celý zešeříkoval.

Stejně tak brašna na fotoaparát. A obálka e-knihy

Kočárek se změnil z modré na očekávanou fialovou. A reflexní pruh, jasně viditelný v běžné kameře, není v IR vůbec vidět.

Červená barva, co nejblíže části spektra, kterou potřebujeme, odráží červené světlo a zachycuje část IR. Díky tomu se červená barva znatelně rozzáří.

A všechna ta červená barva, které jsem si všiml, má tuto vlastnost.

Oheň a teplota

Sotva svítící cigareta vypadá v IR jako velmi jasný bod. V noci lidé stojí na autobusové zastávce s cigaretami - a jejich špičky jim osvětlují tváře.

Zapalovač, jehož světlo je na běžné fotografii zcela srovnatelné s osvětlením pozadí v IR režimu, blokoval žalostné pokusy pouličních lamp. Na fotce není vidět ani pozadí - chytrý fotoaparát dopracoval změnu jasu, snížil expozici.

Pájka po zahřátí svítí jako malá žárovka. A v režimu udržování teploty má jemně růžové světlo. A také se říká, že pájení není pro dívky!

Hořák vypadá skoro stejně - no, až na to, že svítilna je trochu dál (ke konci teplota dost rychle klesá a v určité fázi přestane svítit ve viditelném světle, ale stále svítí v IR).

Pokud ale zahřejete skleněnou tyčinku hořákem, sklo začne v IR docela jasně zářit a tyčinka bude fungovat jako vlnovod (světlý hrot)

Navíc tyčinka bude svítit dlouho i po zastavení ohřevu.

Horkovzdušný fén obecně vypadá jako baterka se síťkou.

Lampy a světlo

Písmeno M u vstupu do metra hoří mnohem jasněji – stále používá žárovky. Ale cedule s názvem stanice téměř nezměnila jas - to znamená, že jsou tam zářivky.

Dvůr vypadá v noci trochu zvláštně - tráva je šeříková a mnohem světlejší. Tam, kde si již fotoaparát ve viditelném rozsahu neporadí a je nucen zvýšit ISO (zrnitost v horní části), má fotoaparát bez IR filtru dostatek světla s rezervou.

Na této fotografii dopadla vtipná situace - stejný strom osvětlují dvě lucerny s různými lampami - vlevo s NL lampou (oranžová pouliční lampa) a vpravo s LED. První z nich má ve spektru IR, a proto se listy pod ním na fotografii jeví jako světle fialové.


A LED nemá IR, ale pouze viditelné světlo (proto jsou LED lampy energeticky účinnější - neplýtvá se energií na vyzařování zbytečného záření, které člověk stejně neuvidí). Proto musí listy odrážet to, co je.

A když se na dům podíváte večer, všimnete si, že různá okna mají různý odstín – některá jsou jasně fialová, jiná žlutá nebo bílá. V bytech, jejichž okna svítí fialově (modrá šipka), se stále používají žárovky - horká spirála svítí rovnoměrně pro všechny v celém spektru a zachycuje jak UV, tak IR rozsah. Ve vchodech se používají energeticky úsporné žárovky studeného bílého světla (zelená šipka) a v některých bytech - luminiscenční teplé světlo (žlutá šipka).

Východ slunce. Prostě východ slunce.

Západ slunce. Prostě západ slunce. Intenzita slunečního světla na stín nestačí, ale v infračervené oblasti (možná kvůli různému lomu světla s různými vlnovými délkami nebo kvůli propustnosti atmosféry) jsou stíny jasně viditelné.

Zajímavý. V naší chodbě jedna lampa zhasla a světlo sotva, a druhá ne. V infračerveném světle naopak - mrtvá lampa svítí mnohem jasněji než živá.

Interkom. Přesněji věc vedle něj, která je s kamerami a podsvícením, které se zapíná ve tmě. Je tak jasný, že je vidět na běžné kameře, ale pro infračervený je to skoro reflektor.

Podsvícení lze zapnout během dne zakrytím světelného senzoru prstem.

CCTV osvětlení. Kamera sama o sobě neměla žádné osvětlení, takže ji vyrobili ze sraček a tyčinek. Není moc světlý, protože byl natočen ve dne.

Živá příroda

Chlupaté kiwi a limetkově zelené jsou barevně téměř totožné.

Zelená jablka zežloutla a červená jasně fialová!

Bílé papriky zežloutly. A obvyklé zelené okurky jsou nějaké cizí ovoce.

Světlé květy se staly téměř monochromatickými:

Květ je barevně téměř k nerozeznání od okolní trávy.

A jasné bobule na keři jsou v listech velmi obtížně vidět.

Jaké bobule - dokonce i vícebarevné listy se staly monochromatickými.

Ovoce si zkrátka podle barvy nevyberete. Budeme se muset zeptat prodejce, má normální zrak.

Ale proč je na fotkách všechno růžové?

Abychom na tuto otázku odpověděli, budeme si muset připomenout strukturu matice kamery. Znovu jsem ukradl obrázek z Wikipedie.


Toto je bayerův filtr - pole filtrů, zbarvených ve třech různých barvách, umístěných nad matricí. Matice vnímá celé spektrum stejným způsobem a pouze filtry pomáhají vytvořit plně barevný obraz.
Ale filtry propouštějí infračervené spektrum jinak – více modré a červené a méně zelené. Kamera si myslí, že místo infračerveného záření do matrice vstupuje obyčejné světlo a snaží se vytvořit barevný obraz. Na fotografiích, kde je jas infračerveného záření minimální, stále prorážejí běžné barvy - na fotografiích si můžete všimnout barevných odstínů. A tam, kde je jas vysoký, například na ulici pod jasným sluncem, infračervené záření dopadá na matrici přesně v takovém poměru, v jakém filtry propouštějí, a tvoří růžovou nebo fialovou barvu a ucpávají všechny ostatní barevné informace. jeho jas.
Pokud fotíte s filtrem nasazeným na objektivu, poměr barev je jiný. Například takto:


Tento obrázek jsem našel v komunitě ru-infrared.livejournal.com
Existuje také spousta snímků pořízených v infračerveném rozsahu. Zelení na nich jsou bílé, protože BB je zobrazeno těsně nad listím.

Ale proč jsou rostliny tak živé?

Ve skutečnosti existují dvě otázky na tuto otázku - proč zelená vypadá jasně a proč vypadá jasně ovoce.
Zelená je jasná, protože v infračervené části spektra je absorpce minimální (a odraz maximální, což ukazuje graf):

Může za to chlorofyl. Zde je jeho absorpční spektrum:

S největší pravděpodobností je to způsobeno tím, že se rostlina chrání před vysokoenergetickým zářením a upravuje absorpční spektra tak, aby získávala energii pro existenci a nebyla vysušena příliš štědrým sluncem.

A toto je spektrum záření slunce (přesněji ta část slunečního spektra, která dosahuje zemského povrchu):

Proč ovoce vypadá jasně?

Plody ve slupce často nemají chlorofyl, ale přesto odrážejí IR. Zodpovědná za tuto látku, která se nazývá epikutikulární vosk - velmi bílý květ na okurkách a švestkách. Mimochodem, když si zadáte do googlu "bílý květ na švestkách", tak výsledky budou cokoliv, jen ne tohle.
Smysl je v tom asi stejný – je potřeba zachovat barvu, která může být pro přežití kritická, a nedovolit slunci uschnout plody ještě na stromě. Sušené sušené švestky na stromech jsou samozřejmě výborné, ale do životních plánů rostliny trochu nezapadají.

Ale sakra, proč krevety kudlanky?

Bez ohledu na to, jak moc jsem se díval, jaká zvířata vidí infračervený rozsah, narazil jsem pouze na krevety kudlanky (stomatopody). Toto jsou tlapky:

Mimochodem, pokud si nechcete nechat ujít epos s konvičkou nebo chcete vidět všechny nové příspěvky naší společnosti, můžete se přihlásit k odběru firemní stránky (tlačítko "přihlásit se k odběru")

Štítky: Přidat štítky

V laseru foton světla, který se srazí s excitovaným atomem média, stimuluje emisi dalšího fotonu stejné frekvence. Sekundární fotony zase způsobují emisi fotonů jinými excitovanými atomy – v důsledku toho proces emise světla probíhá jako lavina. Ale zkusme zvážit případ, kdy je aktivní médium laseru v podkritickém stavu, to znamená, že je příliš řídké na to, aby podporovalo lavinový proces. V takovém prostředí se foton může srazit s nevybuzeným atomem, který po pohlcení tohoto fotonu přejde do excitovaného stavu. Další foton, který se srazí s tímto excitovaným atomem, může nyní stimulovat emisi a dva fotony se budou pohybovat společně, po párech. V poněkud hustším prostředí a při mírně intenzivnějším čerpání se tento pár fotonů může srazit s jiným excitovaným atomem, což vede ke vzniku tripletu fotonů. Obecně platí, že aktivní médium laseru zanechává přibližně stejný počet fotonů, kolik do něj vstoupilo, ale vycházející fotony tvoří koherentní páry a trojice.

Toto „seskupené“ světlo má úžasné vlastnosti. Za prvé je to pro oko zcela neznámé. Červené seskupené světlo se tedy bude odrážet od červených předmětů obvyklým způsobem. Ale protože každý pár „červených“ fotonů má součet energie rovnající se energii jednoho „modrého“ fotonu, bude takové světlo v důsledku dvoufotonové absorpce také excitovat receptory, které jsou citlivé na modrou. Objekt tedy bude vypadat červeně i modře současně – pravděpodobně duhově fialové. Nejvíce ze všeho však Daedalus zajímá infračervené seskupené světlo. Všechny objekty kolem nás vyzařují hojnost dlouhovlnného infračerveného záření. Stačí proto před jakýkoli objekt umístit „fotonový shluk“ společnosti NIGHTMAR, který shromažďuje fotony do skupin, jejichž celková energie leží ve viditelné oblasti spektra – a tady je osvětlení pro vás zdarma! Je pravda, že ve seskupeném IR světle budou mít všechny objekty pravděpodobně děsivý vzhled, takže by bylo lepší, kdyby energie skupiny fotonů dopadla na ultrafialovou oblast. Poté je možné pomocí klasického fosforu, jako u zářivek, vybudit jej prostřednictvím multifotonové absorpce a získat viditelné světlo. Toto elegantní zařízení převádí neužitečné infračervené pozadí na viditelné světlo – podobně jako tepelné čerpadlo čerpající teplo z těles s nižší teplotou do těles s vyšší teplotou. Podle zákonů termodynamiky mohou tato zařízení odebírat z okolí mnohem více energie (tepla a světla), než je nutné k jejich aktivaci.

New Scientist, 26. června 1980

Z notebook Daedalus

Uvažujme aktivní prostředí, ve kterém je N 1 atomů v základním stavu a N 2 je v excitovaném stavu s energií E. Pracovní frekvence je pak v = E / h, a pokud tato frekvence odpovídá hustotě energie ПЃv, pak intenzita excitace N 1 -> N 2 bude BN 1 PЃv, kde B je pravděpodobnost přechodu. Podobně je intenzita stimulované emise rovna BN 2 PЃv. Nechť systém obsahuje n fotonů. Pro každý z nich je pravděpodobnost, že bude absorbován při přechodu atomu ze stavu 1 do stavu 2, úměrná BN 1 PЃ; tuto pravděpodobnost označíme KN 1. Potom se počet fotonů absorbovaných v systému rovná nKN 1 pro malé KN 1 a n (1 - KN 1) fotonů projde celým prostředím. Pravděpodobnost, že každý z těchto fotonů stimuluje emisi fotonu excitovaným atomem, je KN 2. Nejpravděpodobnější počet párů fotonů vystupujících z prostředí je tedy roven n (KN 2) Г- (1 - KN 1). Jinými slovy, do média jsme vpustili n fotonů a na výstupu jsme přijali n (KN 2) Г- (1 - KN 1 fotonových párů; účinnost našeho laseru pro "shlukování" fotonů je tedy 2 / KN 2 (1 - KN 1) Tato hodnota má maximum při N 2 = N 1, tj. když čerpadlové záření, které převádí atomy do excitovaného stavu v důsledku přechodů N 1 ​​-> N 3 -> N 2, je mírně nedostatečné k vytvoření inverzní populace, tj. systém je mírně pod prahem pro generování laserového záření. Když KN 1 = KN 2 = 0,5, maximální účinnost = 0,5, to znamená, že lze očekávat, že přibližně polovina celkového počtu fotonů vstupující do systému budou seskupeny.Vznikají skupiny nejen dvou, ale i tří a více fotonů, ale i s ohledem na to vypadá naše schéma docela reálně.

Jak se budou chovat fotonové páry? Ve fyzikálních procesech (refrakce, rozptyl atd.) by se měly chovat úplně stejně jako při generování fotonů, avšak při chemických procesech (absorpce atd.) pravděpodobně vykazují tendenci k dvoufotonové absorpci, a proto každý pár se bude chovat jako jeden foton s dvojnásobnou frekvencí. Na tomto základě je pravděpodobně možné vytvořit pouliční lampy, které vyzařují shlukové infračervené světlo, které snadno projde mlhou a zároveň je dobře vnímáno okem. Jak by se vám líbil „antideštník“, který přeměňuje světlo zamračeného dne na ultrafialové záření k opalování? A konečně, protože seskupené fotony jsou koherentní s fotonem, který původně zasáhl médium, vhodné brýle umožní přímé pozorování infračerveného obrazu.

Daedalus dostává dopis

Myron L. Walbarst, profesor oftalmologie a biomedicínského inženýrství, Duke University Medical Center, Durham, N. Carolina, USA 23. července 1980

Milá Ariadne!

Váš přítel Daedalus uvažoval (str. 448, 26. června 1980) o použití shlukového světla k excitaci modrých receptorů oka dvoufotonovou absorpcí, a dokonce připustil možnost použití dlouhovlnného infračerveného záření k produkci viditelného světla. Přikládám kopii jedné z mých publikovaných prací, The Optical Sensitivity of the Eye to Infrared Radiation (Journal of the Optical Society of America, 66, 1976, str. 339), která ukazuje, že je to skutečně možné. Doufám, že Daedalus bude ve výzkumu pokračovat, ale měl by si být vědom toho, že dnes jde věda kupředu tak rychle, že i snílek může zaostávat za životem.

S pozdravem M. Walbarsht

(V následujícím textu bude otázka priority v článku „“.)

Daedalus správně usoudil, že zrakové receptory mohou reagovat na „koherentní pár“ fotonů s energií poloviční než je prah citlivosti receptoru. Tuto myšlenku potvrdili vědci pomocí laserové technologie. Na podobném principu je založena řada přístrojů pro noční vidění. - Cca. vyd.

Nevím jak vy, ale mě vždycky zajímalo: jak by vypadal svět, kdyby barevné kanály RGB v lidském oku byly citlivé na jiný rozsah vlnových délek? Při prohrabávání dna hlavně jsem našel infračervené svítilny (850 a 940nm), sadu IR filtrů (680-1050nm), černobílý digitální fotoaparát (vůbec žádné filtry), 3 objektivy (4mm, 6mm a 50mm ) určený pro fotografování v IR světle. No, zkusme se podívat.

Na téma IR fotografie s odstraněním IR filtru už psali na Habrého - tentokrát budeme mít více příležitostí. Také fotografie s jinými vlnovými délkami v RGB kanálech (nejčastěji s IR snímáním) - lze vidět v příspěvcích z Marsu a o vesmíru obecně.


Jedná se o svítilny s IR diodami: 2 levé na 850nm, pravé na 940nm. Oko vidí slabou záři na 840nm, to pravé pouze v úplné tmě. Pro IR kameru jsou oslnivé. Zdá se, že oko si zachovává mikroskopickou citlivost na blízké infračervené záření + LED záření je vyzařováno s nižší intenzitou a na kratších (= viditelnějších) vlnových délkách. Přirozeně je potřeba dávat pozor na výkonné IR LED - když budete mít štěstí, můžete si neznatelně popálit sítnici (stejně jako od IR laserů) - jediné, co vás zachrání, je, že oko nedokáže zaostřit záření do bodu.

Černobílý 5megapixelový noname USB fotoaparát - na snímači Aptina Mt9p031. Dlouho jsem třásl Číňany na černobílé fotoaparáty - a jeden prodejce konečně našel, co jsem potřeboval. Ve fotoaparátu nejsou vůbec žádné filtry – můžete vidět od 350nm do ~1050nm.

Objektivy: tento má 4mm, je tam ještě 6 a 50mm. Na 4 a 6 mm - navrženo pro práci v IR rozsahu - bez toho by pro IR rozsah bez přeostřování byly snímky neostré (příklad bude uveden níže, s konvenční kamerou a IR zářením 940nm). Ukázalo se, že C mount (a CS s 5mm vzdáleností příruby) pochází z 16mm kamer z počátku století. Čočky se stále aktivně vyrábějí - ale již pro systémy videodohledu, včetně známých společností, jako je Tamron (4mm čočka je právě od nich: 13FM04IR).

Filtry: Našel jsem opět sadu IR filtrů od 680 do 1050nm od Číňanů. Test IR přenosu však přinesl nečekané výsledky - nezdá se, že by šlo o pásmové filtry (jak jsem si to představoval), ale spíše o různé "hustotní" barvy - což mění minimální vlnovou délku procházejícího světla. Filtry po 850nm se ukázaly jako velmi husté a vyžadují dlouhé expozice. IR-Cut filtr - naopak propouští jen viditelné světlo, budeme ho potřebovat při focení peněz.

Filtry viditelného světla:

IR filtry: červený a zelený kanál - ve světle 940nm baterky, modrý - 850nm. IR-Cut filtr - odráží IR záření, proto má tak vtipnou barvu.

Začněme střílet

Denní IR panorama: červený kanál - s 1050nm filtrem, zelený - 850nm, modrý - 760nm. Vidíme, že stromy obzvláště dobře odrážejí velmi blízké infračervené záření. Barevné mraky a barevné skvrny na zemi jsou způsobeny pohybem mraků mezi snímky. Jednotlivé snímky byly zkombinovány (pokud by mohlo dojít k náhodnému posunu fotoaparátu) a sešity do 1 barevného snímku v CCDStack2 - programu pro zpracování astronomických fotografií, kde jsou barevné snímky často vytvářeny z několika snímků s různými filtry.

Panoráma v noci: můžete vidět rozdíl v barvě různých zdrojů světla: „energeticky efektivní“ – modrá, viditelná pouze ve velmi blízké infračervené oblasti. Žárovky jsou bílé, svítí v celém rozsahu.

Knihovna: Téměř všechny běžné předměty jsou v IR prakticky bezbarvé. Buď černé nebo bílé. Pouze některé laky mají výrazný „modrý“ (krátkovlnné IR – 760nm) odstín. LCD obrazovka hry "Počkejte chvíli!" - neukazuje nic v IR rozsahu (i když funguje pro odraz).

Mobilní telefon s AMOLED obrazovkou: v IR na ní není vidět absolutně nic, stejně jako modrá indikační LED na stojánku. Na pozadí - ani na LCD obrazovce není nic vidět. Modrá barva na jízdence na metro je v IR průhledná - a je vidět anténa pro RFID čip uvnitř jízdenky.

Při 400 stupních páječka a fén docela jasně září:

hvězdy

Je známo, že obloha je modrá kvůli Rayleighovu rozptylu - podle toho má v infračervené oblasti mnohem nižší jas. Je možné vidět hvězdy večer nebo i ve dne na pozadí oblohy?

Fotka první hvězdy večer obyčejným fotoaparátem:

IR kamera bez filtru:

Další příklad první hvězdy na pozadí města:

Peníze

První věc, která vás při ověřování peněz napadne, je UV záření. Bankovky však mají spoustu speciálních prvků, které se objevují v IR rozsahu, včetně viditelný okem... O tom jsme již na Habrého krátce psali - nyní se přesvědčíme sami:

1000 rublů s filtry 760, 850 a 1050nm: pouze jednotlivé prvky jsou vytištěny inkoustem absorbujícím IR:

5000 rublů:

5000 rublů bez filtrů, ale s osvětlením na různých vlnových délkách:
červená = 940nm, zelená - 850nm, modrá - 625nm (= červené světlo):

Tím však infračervené triky s penězi nekončí. Bankovky mají anti-Stokes značky - při osvětlení IR světlem na 940nm svítí ve viditelné oblasti. Focení obyčejným foťákem - jak vidíte, IR světlo trochu prochází přes vestavěný IR-Cut filtr - ale protože objektiv není optimalizován pro IR - obraz je neostrý. Infračervené světlo vypadá světle fialově, protože Bayer RGB filtry jsou pro IR průhledné.

Nyní, když přidáme IR-Cut filtr, uvidíme pouze svítící anti-Stokes markery. Prvek nad "5000" - svítí nejjasněji, je viditelný i při nepříliš silném osvětlení místnosti a 4W 940nm osvětlení diodou / baterkou. Tento prvek obsahuje také červený fosfor - svítí několik sekund po ozáření bílým světlem (nebo IR-> zeleným z anti-Stokes fosforu stejné značky).

Prvek mírně vpravo od "5000" je fosfor, který po ozáření bílým světlem nějakou dobu zeleně svítí (nevyžaduje IR záření).

souhrn

Peníze v IR oblasti se ukázaly jako extrémně ošemetné a v terénu je můžete zkontrolovat nejen s UV, ale také s IR 940nm baterkou. Výsledky fotografování oblohy v IR – dávají vzniknout naději na amatérskou astrofotografii, aniž byste museli chodit daleko za město.

Jak vidět infračervené světlo

V laseru foton světla, který se srazí s excitovaným atomem média, stimuluje emisi dalšího fotonu stejné frekvence. Sekundární fotony zase způsobují emisi fotonů jinými excitovanými atomy – v důsledku toho proces emise světla probíhá jako lavina. Ale zkusme zvážit případ, kdy je aktivní médium laseru v podkritickém stavu, to znamená, že je příliš řídké na to, aby podporovalo lavinový proces. V takovém prostředí se foton může srazit s nevybuzeným atomem, který po pohlcení tohoto fotonu přejde do excitovaného stavu. Další foton, který se srazí s tímto excitovaným atomem, může nyní stimulovat emisi a dva fotony se budou pohybovat společně, po párech. V poněkud hustším prostředí a při mírně intenzivnějším čerpání se tento pár fotonů může srazit s jiným excitovaným atomem, což vede ke vzniku tripletu fotonů. Obecně platí, že aktivní médium laseru zanechává přibližně stejný počet fotonů, kolik do něj vstoupilo, ale vycházející fotony tvoří koherentní páry a trojice.

Toto „seskupené“ světlo má úžasné vlastnosti. Za prvé je to pro oko zcela neznámé. Červené seskupené světlo se tedy bude odrážet od červených předmětů obvyklým způsobem. Ale protože každý pár „červených“ fotonů má součet energie rovnající se energii jednoho „modrého“ fotonu, bude takové světlo v důsledku dvoufotonové absorpce také excitovat receptory, které jsou citlivé na modrou. Objekt tedy bude vypadat červeně i modře současně – pravděpodobně duhově fialové. Nejvíce ze všeho však Daedalus zajímá infračervené seskupené světlo. Všechny objekty kolem nás vyzařují hojnost dlouhovlnného infračerveného záření. Stačí proto před jakýkoli objekt umístit „fotonový shluk“ společnosti NIGHTMAR, který shromažďuje fotony do skupin, jejichž celková energie leží ve viditelné oblasti spektra – a tady je osvětlení pro vás zdarma! Je pravda, že ve seskupeném IR světle budou mít všechny objekty pravděpodobně děsivý vzhled, takže by bylo lepší, kdyby energie skupiny fotonů dopadla na ultrafialovou oblast. Poté je možné pomocí klasického fosforu, jako u zářivek, vybudit jej prostřednictvím multifotonové absorpce a získat viditelné světlo. Toto elegantní zařízení převádí neužitečné infračervené pozadí na viditelné světlo – podobně jako tepelné čerpadlo čerpající teplo z těles s nižší teplotou do těles s vyšší teplotou. Podle zákonů termodynamiky mohou tato zařízení odebírat z okolí mnohem více energie (tepla a světla), než je nutné k jejich aktivaci.

Nový vědec, 26. června 1980

Z Daedalova zápisníku

Uvažujme aktivní prostředí, ve kterém je N 1 atomů v základním stavu a N 2 je v excitovaném stavu s energií E. Pracovní frekvence je v tomto případě v = E / h, a pokud tato frekvence odpovídá hustotě energie? , pak intenzita excitace N 1 -> N 2 bude BN 1? V, kde B je pravděpodobnost přechodu. Podobně je intenzita stimulované emise rovna BN2? V. Nechť systém obsahuje n fotonů. Pro každý z nich je pravděpodobnost, že bude absorbován během přechodu atomu ze stavu 1 do stavu 2, úměrná BN 1?; tuto pravděpodobnost označíme KN 1. Potom se počet fotonů absorbovaných v systému rovná nKN 1 pro malé KN 1 a n (1 - KN 1) fotonů projde celým prostředím. Pravděpodobnost, že každý z těchto fotonů stimuluje emisi fotonu excitovaným atomem, je KN 2. Nejpravděpodobnější počet párů fotonů vystupujících z prostředí je tedy n (KN 2) (1 - KN 1). Jinými slovy, do média jsme vpustili n fotonů a přijali na výstupu n (KN 2)? (1 - KN 1 fotonových párů; účinnost našeho laseru pro "shlukování" fotonů je tedy 2 / KN 2 (1 - KN 1). Tato hodnota má maximum při N 2 = N 1, tj. když čerpadlové záření, které převádí atomy do excitovaného stavu v důsledku přechodů N 1 ​​-> N 3 -> N 2, je mírně nedostatečné k vytvoření inverzní populace, tj. systém je mírně pod prahem generování laserového záření. Když KN 1 = KN 2 = 0,5, maximální účinnost = 0,5, to znamená, že lze očekávat, že přibližně polovina z celkového počtu fotonů vstupujících do systému budou seskupeny skupiny nejen dvou, ale také tří nebo více fotonů, ale i s ohledem na to naše schéma vypadá docela reálně.

Jak se budou chovat fotonové páry? Ve fyzikálních procesech (refrakce, rozptyl atd.) by se měly chovat úplně stejně jako při generování fotonů, avšak při chemických procesech (absorpce atd.) pravděpodobně vykazují tendenci k dvoufotonové absorpci, a proto každý pár se bude chovat jako jeden foton s dvojnásobnou frekvencí. Na tomto základě je pravděpodobně možné vytvořit pouliční lampy, které vyzařují shlukové infračervené světlo, které snadno projde mlhou a zároveň je dobře vnímáno okem. Jak by se vám líbil „antideštník“, který přeměňuje světlo zamračeného dne na ultrafialové záření k opalování? A konečně, protože seskupené fotony jsou koherentní s fotonem, který původně zasáhl médium, vhodné brýle umožní přímé pozorování infračerveného obrazu.

Daedalus dostává dopis

Myron L. Walbarst, profesor oftalmologie a biomedicínského inženýrství, Duke University Medical Center, Durham, N. Carolina, USA 23. července 1980

Milá Ariadne!

Váš přítel Daedalus uvažoval (str. 448, 26. června 1980) o použití shlukového světla k excitaci modrých receptorů oka dvoufotonovou absorpcí, a dokonce připustil možnost použití dlouhovlnného infračerveného záření k produkci viditelného světla. Přikládám kopii jedné z mých publikovaných prací „Vizuální citlivost oka na infračervené záření“ ( Journal of the Optical Society of America, 66, 1976, str. 339), což ukazuje, že je to skutečně možné. Doufám, že Daedalus bude ve výzkumu pokračovat, ale měl by si být vědom toho, že dnes jde věda kupředu tak rychle, že i snílek může zaostávat za životem.

S pozdravem M. Walbarsht

(V následujícím textu bude prioritní otázka v článku „Opět infračervené vidění“ vnesena do skupinového světla.)

Z knihy Tajemství měsíční rasy autor Karaš Jurij Jurijevič

Dohody OSN: Světlo na konci tunelu nebo slepá ulička? "Tunnel" Nechtěl jsem, aby čtenář nabyl dojmu, že šedesátá léta byla pro sovětsko-americkou spolupráci ve vesmíru dobou marných nadějí, ztracených iluzí a ztracených iluzí.

Z knihy Přehlídka světových výstav autor Mezenin Nikolaj Alexandrovič

Paříž 1878. „RUSKÉ SVĚTLO“ Ve Francii byly roky 1873 – 1879 jako celek obdobím krize a úpadku, který byl pozorován v celé Evropě. Marx však s odkazem na rok 1878 poznamenal, že během tohoto „roku, tak nepříznivého pro všechny ostatní podniky , železnice vzkvétala, ale tohle

Z knihy CCTV. The CCTV Bible [Digitální a síťových technologií] autor Damianovský Vlado

2. Světlo a televize Budiž světlo. Trocha historie Světlo je jedním z hlavních a největších přírodních jevů, světlo je nejen nezbytnou podmínkou pro život na planetě, ale hraje důležitou roli i v technologickém pokroku a vynálezech v oblasti vizuální komunikace:

Z knihy Historie význačných objevů a vynálezů (elektrotechnika, elektroenergetika, radioelektronika) autor Schneiberg Jan Abramovič

KAPITOLA 8 Lidský génius vytváří elektrické světlo, „jako slunce“. Yablochkov "elektrická svíčka" Vytvoření zdrojů elektrického osvětlení je jedním ze základních objevů v historii lidstva. První kdo řekne

Existovala možnost koupit si levný digitální fotoaparát s rozlišením VGA s hledáčkem, ale pak by to byla jen jedna věc navíc.
Nedávno jsem na letišti zkoušel vypnout televizi hlasitým chatováním lidí mým univerzálním ovladačem TV-Be-Gone, ale zařízení nefungovalo pro vypnutí televize, tak jsem se rozhodl zkusit, jestli to funguje nebo ne. Vytáhl jsem svůj iPhone 4, otevřel aplikaci fotoaparátu, namířil fotoaparát na IR LED TV Be-Gone a stiskl tlačítko na Be-Gone TV. Světlo z IR LED jsem v autorově hledáčku iPhonu neviděl.
Pak mě napadlo vyzkoušet přední FaceTim kameru. Stiskl jsem přepínací tlačítko fotoaparátu na obrazovce iPhonu a namířil fotoaparát na FaceTime, na TV-Be-Gone stále blikalo IR světlo a konečně jsem mohl vidět světlo, které vycházelo z IR vysílače!
Další kroky zopakují výše uvedené kroky a ukážou vám, jak vidět infračervené světlo na vašem iPhone 4 a možná i na dalších chytrých telefonech a tabletech.

Krok 1. Zkuste použít zadní stranu fotoaparátu, abyste viděli světlo z infračervené LED

Na iPhonu spusťte aplikaci Fotoaparát a namiřte fotoaparát na LED vysílače na dálkovém ovladači televizoru dálkové ovládání.
Když se podíváte na Obrazovka iPhone, stiskněte několik tlačítek na dálkovém ovladači.
I když je pravděpodobné, že dálkový ovladač bude vysílat jasný infračervený paprsek, nevidíte jej očima, protože vaše oči nejsou citlivé na světlo o infračervené frekvenci (přibližně 940 nm pro dálkový ovladač).
Hlavní fotoaparát vašeho iPhonu nevidí infračervené světlo, protože Apple přidal do čočky filtr, který infračervené světlo blokuje, takže infračervené paprsky nejsou na obrazovce vidět.

Krok 2: Nyní zkuste pomocí přední kamery FaceTime vidět světlo z infračervené LED

Nyní klikněte na "přepínač fotoaparátu" - ikonu v pravém horním rohu fotoaparáty iPhone aplikace tak, že obrazovka zobrazuje pohled z kamery FaceTime, takže se na obrazovce pravděpodobně vidíte.
Nyní namiřte kameru FaceTime na LED na dálkovém ovladači televizoru a stiskněte tlačítko na dálkovém ovládání.
Vaše oko nevidí infračervené světlo, ale vy nyní uvidíte infračervené světlo, které se v hledáčku objeví jako jasné bílé světlo.
Ukázalo se, že FaceTime kamera na iPhone 4 nemá IR cut filtr! Hurá!