Por lo general, las personas pueden ver muy bien durante el día porque hay suficiente luz para que nuestros ojos funcionen de manera confiable. Sin embargo, por la noche, la luz ambiental reducida significa que nuestros ojos no funcionan tan bien. Para combatir parcialmente esto, nuestros ojos usan dos células sensibles a la luz separadas, una con poca luz y la otra con la iluminación adecuada.
Conos y varillas
Nuestros ojos usan células en forma de cono durante el día, estos conos no son particularmente sensibles a la luz y por lo tanto no funcionan muy bien por la noche. Una de las cosas que hacen los conos por nosotros es dejarnos verlo en color. Las personas tienen tres tipos diferentes de conos que reaccionan de diferentes maneras a diferentes longitudes de onda de luz y, por lo tanto, nos dejan ver en color.
El otro tipo de célula fotosensible a nuestros ojos tiene forma de varilla. Los tallos son mucho más sensibles a la luz y se utilizan principalmente cuando está oscuro porque nos ayudan a ver mejor. Los palos no son particularmente sensibles al color, que es la razón principal por la que los colores son mucho menos obvios por la noche.
Las células bastón pueden reaccionar a un solo fotón de luz, mientras que decenas a cientos de fotones activan una célula cónica y envían la misma señal a su cerebro.
Pista: Fotón es el nombre de una sola partícula de luz.
Dispositivos de visión nocturna pasiva
Las gafas de visión nocturna funcionan según el principio de ser sensibles a niveles muy bajos de luz. Los fotones entran en el objetivo y golpean un «fotocátodo». El fotocátodo libera electrones que luego son acelerados por un campo electromagnético a una «placa de microcanal». La placa de microcanal multiplica los electrones que la golpean, que luego se aceleran a una pantalla fosforescente. La pantalla de fósforo genera la imagen de visión nocturna teñida de verde con la que la mayoría de la gente está familiarizada. Se utiliza el verde porque es el color al que los ojos humanos son más sensibles.
No existe un método directo conocido para multiplicar el número de fotones, sin embargo, existen métodos conocidos para convertir fotones en electrones, multiplicar el número de electrones y convertir electrones en fotones. Este tipo de visión nocturna solo funciona en entornos con poca iluminación donde se amplifica la luz ambiental.
Las cámaras térmicas utilizan luz infrarroja que es invisible para los humanos. Por lo general, se encuentra en la parte de longitud de onda larga del espectro infrarrojo, donde los objetos que se encuentran alrededor de la temperatura ambiente emiten calor.
Consejo: esta parte “térmica” del espectro infrarrojo cubre longitudes de onda entre 8 y 15 micrómetros (un micrómetro es una millonésima parte de un metro). Los objetos más calientes emiten radiación infrarroja de mayor energía con longitudes de onda más cortas. El espectro de infrarrojos general varía de 0,75 micrómetros para el infrarrojo cercano a 1000 micrómetros para el infrarrojo lejano. En comparación, el espectro visible varía de 0,4 a 0,7 micrómetros para la luz violeta a roja, respectivamente.
Las cámaras de infrarrojos facilitan la identificación de la presencia de objetos más calientes o más fríos que la temperatura ambiente. Las imágenes térmicas suelen utilizar pantallas en blanco y negro o en falso color. Las pantallas en blanco y negro suelen utilizar el blanco para resaltar la presencia de objetos más cálidos; un ejemplo típico de esto es una cámara termográfica montada en un helicóptero de la policía para rastrear a los sospechosos que huyen por la noche. En este ejemplo, el calor corporal de la persona es más caliente que el de los alrededores, lo que facilita su detección.
Las pantallas de colores falsos asignan un color en función de la longitud de onda de la luz infrarroja detectada, con los objetos más cálidos resaltados con colores más vivos. Las pantallas de colores falsos se utilizan normalmente cuando se intenta utilizar una cámara termográfica para medir la temperatura de un objeto, ya que es más fácil identificar variaciones de temperatura más sutiles.
Dispositivos activos de visión nocturna
Algunos dispositivos de visión nocturna utilizan iluminación activa para proporcionar luz adicional que detecta la cámara termográfica. Es esencialmente lo mismo que encender una antorcha para que pueda ver, sin embargo, la luz utilizada está en el espectro infrarrojo y, por lo tanto, es invisible para los humanos. La iluminación adicional facilita la obtención de imágenes infrarrojas de alta resolución y, por lo tanto, se utiliza a menudo junto con cámaras de seguridad.