趣味科學實驗：N125.看得見的熱—熱成像與夜視儀原理

一【精彩視頻】

只要溫度不是絕對零度（零下273.15攝氏度）的物體，也就是所有物體，都會發出熱輻射。紅外熱像儀可以檢測物體釋放出的紅外線（檢測波長在9-14微米），並將紅外線強弱等信息轉換成物體表面的溫度，讓我們直觀地看到各種熱現象。下面視頻是在熱像儀下的煎雞蛋過程，你是否有新的發現？

看得見的熱 熱像儀下煎雞蛋

「看得見的熱」是美麗科學正在製作的一個項目。我們使用高清紅外熱像儀捕捉生活中各種和熱相關有趣現象。這就好比賦予觀眾一個新的超能力，讓他們用一雙新的眼睛來觀察世界，激發觀眾提出問題並思考問題的答案。

如果覺得上面的視頻太短，不過癮，下面還有一些燒腦的圖片：

荷花是少數幾種可以發熱並調節「體溫」的植物之一，照片是晚上拍攝的，明顯可以看到荷花花苞的溫度高於環境溫度。有科學家解釋荷花發熱的一個可能原因高溫是為某種甲殼蟲提供一個舒適的環境，從而幫助荷花授粉。

紅外熱像儀檢測紅外線波長為9-14微米，而可見光的波長為400-700納米。物質對光（電磁波）的吸收、反射和透射性質和波長相關，比如在可見光下不透明的氣球，在熱成像中卻變成了透明。對於9-14微米的紅外線，玻璃是不透明的，所以熱像儀的鏡頭有些是金屬鍺做的，看起來很科幻。

可見光下（上圖）與熱像儀鏡頭裡（下圖）節能燈和白熾燈的比較。這裡主要想展示的2點：1. 節能燈的功率明顯低於白熾燈，但兩個燈泡的亮度差不多（曝光時我們用了很高的快門速度，所以兩盞燈看起來都比較暗）2. 白熾燈的表面溫度明顯高於熒光燈。

如果你覺得還是沒看夠，最後還有一個我們在三月份製作的宣傳片：

看得見的熱 宣傳片

二【 紅外熱成像儀原理】

紅外熱像儀是利用紅外探測器和光學成像物鏡接受被測目標的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應。通俗地講紅外熱像儀就是將物體發出的不可見紅外能量轉變為可見的熱圖像。熱圖像的上面的不同顏色代表被測物體的不同溫度。

三 【夜視儀原理】

只要溫度不是絕對零度（零下273.15攝氏度）的物體，也就是所有物體，都會發出熱輻射。溫度越低，波長越長。一般室溫時，為紅外線。當溫度為800度左右，輻射為可見光，就是為什麼鐵燒紅了你能看到亮光。紅外線我們是看不見的，晚上了，沒有可見光，但是仍在輻射紅外線，人和周圍的樹木的溫度不同，輻射的紅外線波長也不同。紅外夜視儀的原理是將我們肉眼看不紅外線轉化成為可見光。因為輻射的紅外線很弱，所以轉化成的可見光也很弱。圖像呈綠色是因為我們的眼睛對綠光感光性最敏感，而且不容易疲勞，這些都是使我們對弱光看得更清楚些。而且紅光和綠光的區別就是波長不一樣而已，很容易轉變的。夜間模糊的圖象光電陰極(把光子轉化為電子)微通道板(通過高壓使電子數量增加)熒光屏(電子撞擊一個具有磷光質塗層的屏幕)所以紅外夜視儀看到的景象大多是綠色的。

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