2018年11月15日星期四

为什么摄像机能拍到肉眼看不到的东西?

你认为,我们的眼睛看到的东西就一定是真实的吗?实际上,我们的肉眼能看到的东西十分有限。

就连你的都能够拍到你看不见的东西哦!是不是很恐怖(才怪)!

关键概念

材料和工具


智能手机
黑色垃圾袋
透明垃圾袋(或者玻璃、保鲜膜)
镜子

操作步骤

左上角是手机头拍摄到的遥控器发出的光,而你用肉眼看的话是看不到的【禁闻网编辑注:拿家里的一个遥控器和手机简单试了一下,果然如此】

肉眼看不到,但是我们常用的、手机等等拍摄设备的感光元件是可以感应红外光的。
但是,这些红外光被摄入到画面中的话,会影响成像质量,所以通常照相机感光元件前面会再设置一层红外滤膜来过滤掉红外光,使感光元件尽可能的只接受可见光(类此原理的还有紫外光,在此不展开讲)。但是有些设备的红外光过滤并不是那么彻底,通常是越便宜的设备过滤越不彻底,所以手机摄像头多多少少是能拍到一些的。

但是光源中的红外光也不一定够强,所以为了保证成像一般红外摄像头都会有一个红外光灯来补光(长得跟LED差不多,姑且就叫它“灯”吧),比如我们最常见的夜间摄像头上面都会有这么个东西。

这是我在某次物理讲座上拍摄的图片,图中讲者手持的那个就是红外灯,肉眼是无法看到亮光的,当时我使用的相机NIKON D300可以拍摄到一点微弱的信号,而手机则能拍到很强烈的光。可见NIKON相机的红外过滤是比手机要好的。


同一场活动上讲者也演示了遥控器的红外灯(拍摄虚焦了…),同样是肉眼不可见的。

接下来继续试验:
1. 在关了灯的黑暗房间里打开红外线遥控器,然后试试看你能不能看到红外线遥控器发出的光?

2. 打开智能手机的摄像头,按着遥控器的开关对准智能手机的摄像头,你会看到手机屏幕上出现了红点,但是用肉眼直接看遥控器的话,是看不见的。

注意:有些手机、有红外线滤光片,可能无法拍到红外线。如果你的手机有2个摄像头,正面的摄像头不太可能有红外线滤光片。

3. 在手机和遥控器之间放一块透明的玻璃,或者透明塑料袋,看看这回摄像头能不能拍到遥控器发出的光呢?

4. 把遥控器对着镜子打开,然后用摄像头对着镜子拍,这次你能看到遥控器的光吗?

5. 用黑色塑料袋罩着打开的遥控器,这样从手机里能看见遥控器的光吗?

实验原理

遥控器里射出的光线叫做红外线。红外线是一种波长长、频率低的光线。人类的眼睛只能看到所有光线中的一小部分,而红外线并不在人类眼睛能看见的那部分光谱里。不过一些动物,比如蛇就能看到红外线,它们可以依靠这种能力捕猎。

红外光又可以分为两部分,一部分是远红外线,“远”的意思是说,它离人眼能看见的光谱距离比较远。温度高的物体能够发射出远红外线。


炉子加热后发出的红外光

一部分另是近红外线,这个“近”的意思是说,它已经接近人眼能够看到的范围了。遥控器的红外线是里面的二极管产生的,它可以发出波长为940纳米的光线,属于近红外线的范围。

大多数数码相机能够探测到近红外线,这就是为什么刚刚我们用手机能够拍到人眼看不到的红点的原因了。

近红外线也能够穿透透明的玻璃,在金属和镜子上会反射回来。相反,远红外线不能穿透玻璃、透明塑料袋或水,也不能够被数码相机拍摄到。

黑色的塑料袋不能阻挡近红外线,所以你可以透过垃圾袋控制电视机哦!
红外摄像机可以拍到罩着塑料袋的人的样子,拍摄到的主要是远红外线

科学家们也利用红外摄像机拍摄星星们发出的远红外线,不过由于大气中的水蒸气会吸收远红外线,因此远红外天文望远镜一般建在海拔很高、空气稀薄的山上,如麦克斯韦望远镜。


夏威夷冒纳基火山顶的麦克斯韦望远镜



via 为什么摄像机能拍到肉眼看不到的东西?

没有评论:

发表评论