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请问红外线夜视仪的具体工作原理是什么?

科普小知识2022-08-07 13:01:59
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红外夜视装置是一种利用光电转换技术的军用夜视装置。红外夜视装置分为主动红外夜视装置和被动红外夜视装置:主动红外夜视装置用红外探照灯照射目标,接收反射的红外辐射形成图像;被动红外夜视装置不发射红外线,而是依靠目标自身的红外辐射形成“热像”,也称为“热像仪”。

晚上可见光很弱,但人眼看不见的红外线却很丰富。红外视觉仪可以帮助人们在夜间观察、搜索、瞄准和驾驶车辆。虽然人们很早就发现了红外线,但是由于红外元件的限制,红外遥感技术的发展非常缓慢。直到1940年德国开发出硫化铅和几种红外传输材料,红外遥感仪器的诞生才成为可能。此后,德国首先开发了几种红外探测仪器,如主动红外夜视装置,但它们都没有在第二次世界大战中实际使用。

几乎与此同时,美国也在开发红外夜视设备。虽然测试比德国晚,但它首先被投入实战。1945年夏天,美国军队在冲绳岛登陆。藏在洞穴和隧道里的日本军队利用复杂的地形,在夜间出来攻击美国军队。因此,美国军方紧急向冲绳运送了一批新制造的红外夜视装置,并在山洞附近安装了装有红外夜视装置的火炮。当日军夜间爬出山洞时,它立即被一阵精确的炮火击倒。山洞里的日本军队不知道原因,继续冲出去。他们在混乱中被杀害。当红外夜视装置首次进入战场时,它们在消灭冲绳岛上的顽抗日军方面发挥了重要作用。

主动红外夜视仪具有成像清晰、制作简单的特点,但主动红外夜视仪的致命弱点是根据灯发出的红外光会被敌人的红外探测装置探测到。20世纪60年代,美国首次开发了红外夜视系统。它不发射红外光,不容易被敌人发现,并具有透过雾、雨等进行观察的能力。

1982年4月至6月,英国和阿根廷爆发了马尔维纳斯战争。4月13日午夜,英国人袭击了成俊最大的据点斯坦利港。一个由3000名英国士兵布下的雷区突然出现在阿根廷防线前。英国所有的枪支和消防炮都装有红外夜视装置,可以在黑暗中清楚地发现阿富汗军队的目标。然而,阿富汗军队缺乏夜视设备,找不到英国军队,只能被动挨打。在英国火力的精确攻击下,阿富汗军队无法支持它,所以英国人趁机发起了冲锋。到黎明时,英国军队已经占领了阿富汗军队防御线上的几个主要制高点,阿富汗军队完全处于英国炮火的控制之下。6月14日晚上9点,14000名阿富汗士兵不得不向英国投降。英国军队领导红外夜视系统在一场与大量军队的战斗中获胜。

在1991年海湾战争中,在充满沙尘暴和烟雾的战场上,因为美国军队配备了先进的红外夜视设备,它能够在伊拉克军队的坦克和炮火前找到对方。然而,伊拉克军队只是从美国坦克炮口的火光中得知敌人在前方。由此我们可以看出红外夜视在现代战争中的重要作用。

任何物体都会发出红外光,不管是在晚上还是在白天,不同物体发出的辐射强度是不同的。夜视设备利用这一原理将物体在夜间发出的红外光放大一百万倍以上,这样就可以看到物体的中心。然而,如果你不能清楚地看到物体的表面,放大倍数越高,夜视的距离就越远。对人来说,来自不同部位的辐射强度也是不同的,所以先进的夜视设备基本上可以清楚地描述人的特征,如男性或女性的脂肪等。

任何高于“绝对零度”(零下273度)的物体都会发出肉眼看不到的红外线。红外夜视仪的工作原理是利用物体发射(或可能反射)的红外线在夜视仪上形成相应的图像。