Почему ночное видение зелёное, а не красное?

В последние годы приборы ночного видения становятся все более популярными, и на рынке появляются более доступные потребительские модели. Одной из самых узнаваемых особенностей приборов ночного видения является зеленоватое изображение, которое они создают. Это заставило многих людей задаться вопросом: если ночное видение работает, обнаруживая инфракрасный свет, почему он выглядит зеленым, а не красным?

Как работает ночное видение

Приборы ночного видения работают, обнаруживая инфракрасное излучение, которое представляет собой свет с более длинными волнами, находящимися сразу за видимой красной частью электромагнитного спектра. Все постоянно излучает определенный уровень инфракрасного излучения, даже объекты, которые кажутся нам холодными или прохладными. Ночное видение использует это преимущество, используя фотокатодную трубку, которая чувствительна к инфракрасным длинам волн.

Фотокатодная трубка преобразует полученные инфракрасные фотоны в электроны. Затем эти электроны усиливаются для усиления сигнала. Наконец, электроны попадают на фосфорный экран, который излучает видимый свет. Именно это окончательное изображение в видимом свете мы видим через очки ночного видения.

Почему зеленый, а не красный?

Когда электроны попадают на фосфорный экран, он производит свет во всем видимом цветовом спектре, а не только в инфракрасной и красной части. Так почему же мы видим только зеленый, а не полную радугу?

Есть две основные причины:

1. Фосфоры, используемые в большинстве очков ночного видения, излучают широкополосное зеленое свечение при возбуждении электронами.
2. Человеческий глаз наиболее чувствителен к зеленому свету. Мы воспринимаем зеленый свет намного ярче, чем красный свет той же интенсивности.

Настроив фосфоры ночного видения на излучение зеленого цвета и повысив чувствительность наших глаз к зеленому, изображения появляются в зеленом монохромном цвете. Это также позволяет получить более четкое и яркое изображение по сравнению с тем, если бы оно было красным.

Сравнение чувствительности к красному и зеленому

Цвет	Длина волны (нм)	Относительная чувствительность
Красный	700	0,7
Зеленый	550	1,0

Как видно из таблицы, при равной мощности наши глаза воспринимают зеленый свет с длиной волны 550 нм значительно ярче, чем красный свет с длиной волны 700 нм. Это еще больше улучшает видимость зеленого ночного видения по сравнению с гипотетическим красным ночным видением.

Цвета ночного видения для военных и потребительских моделей

Хотя стандартные очки ночного видения обычно имеют зеленоватый оттенок, между военными и потребительскими моделями есть некоторые различия:

• Военные — как правило, более чистый зеленый цвет и лучше оптимизированы для использования в ночное время. Это обеспечивает максимальную четкость и детализацию.
• Потребительские — более доступные модели часто имеют желто-зеленый оттенок. Это происходит из-за разных фосфорных материалов, которые производят более широкий, менее оптимизированный диапазон видимых длин волн.

Однако общий зеленоватый тон остается идеальным для ночного видения независимо от изменений. Более продвинутые потребительские модели продолжают имитировать военные зеленые цвета.

Может ли ночное видение быть красным?

Хотя это и не является стандартом, можно производить очки ночного видения, которые отображают красное изображение вместо зеленого. Это требует нескольких модификаций:

• Используйте специальный фосфорный экран, оптимизированный для излучения более длинных красных волн при возбуждении электронами.
• Добавьте оптический фильтр на выход очков, чтобы блокировать все некрасные цвета.
• Увеличьте усиление/яркость, чтобы компенсировать более слабую чувствительность глаза к красному цвету.

Однако такие модели красного ночного видения встречаются редко. Потеря детализации и видимости по сравнению с зеленым делает эту конструкцию неполноценной для большинства целей. Но эффект красного ночного видения остается полезным для определенных специальных приложений, учебных симуляций или копирования старых технологий ночного видения.

Цвет против черного и Белое ночное видение

Ночное видение чаще всего представляет собой одноцветное зеленое или монохромное зеленое изображение. Однако технологические достижения улучшают возможности цветного ночного видения.

Цветное ночное видение, как правило, ограничивалось крупными военными системами и транспортными средствами. Но новые разработки уменьшают многополосное изображение до размеров очков. Это позволяет видеть ночные сцены в реальном цвете, а не в зеленом монохромном виде.

Цветное ночное видение имеет много преимуществ:

• Легче интерпретировать окружение по знакомым цветовым сигналам
• Определяет маскировку и угрозы, как это делает человеческий глаз
• Различает источники света, объекты и местность

Однако одноцветное зеленое ночное видение остается популярным по веским причинам. Он использует более простую электронно-оптическую трубку с одинарным усилением, обеспечивающую:

• Более низкую стоимость по сравнению с многополосным цветным ночным видением
• Более легкие очки
• Более широкое поле зрения
• Более четкое качество изображения

Для большинства гражданских целей монохромное ночное видение по-прежнему подходит. Но цветные модели продолжают совершенствоваться и дешеветь для сценариев, которые оправдывают преимущества.

Альтернативы ночному видению

Хотя очки ночного видения являются наиболее известным способом видеть при слабом освещении, существуют и другие альтернативы. К ним относятся:

• Тепловизионное изображение — обнаруживает инфракрасные тепловые сигнатуры, а не свет. Для работы не требуется никакого внешнего освещения.
• Камеры для слабого освещения — имеют более крупные датчики и линзы для сбора света для усиления сигналов в темноте.
• Ультразвуковая визуализация — использует отраженные ультразвуковые эхо-сигналы для построения визуальных изображений.
• Лазерное сканирование — использует сканирующие лазеры для исследования окружения и реконструкции изображений.

У каждой технологии есть свои плюсы и минусы в зависимости от области применения. Но стандартное ночное видение остается высокоэффективным и доступным для многих случаев использования при слабом освещении. Знаковое зеленое свечение также делает ночное видение мгновенно узнаваемым.

Вывод

Зеленый цвет ночного видения может показаться нелогичным на первый взгляд, учитывая его обнаружение инфракрасного света. Однако это результат калиброванных фосфорных экранов и пиковой чувствительности человеческого глаза к зеленым длинам волн. Этот синергетический эффект создает характерный зеленый оттенок, который обеспечивает оптимальную возможность ночного видения. Хотя существуют и другие цвета и технологии, зеленый оттенок ночного видения, скорее всего, останется его фирменным стилем в обозримом будущем.