جهاز الرؤية الليلية

كيف

يعمل جهاز الرؤية الليلية؟

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

من المعروف أن

عملية الرؤية تتم بواسطة انعكاس أشعة الضوء المرئي من الجسم الذي ننظر إليه على

أعيننا والتي بدورها تكون صورة للجسم على شبكية العين وتنتقل معلومات الصورة من

خلال الألياف البصرية إلى الدماغ ليترجم صورة الجسم. ومن هنا فإن عملية الرؤية

تعتمد اساساً على اشعة الضوء المرئي سواء كان مصدره اشعة الشمس أو مصابيح الإضاءة

الكهربية. ولهذا السبب فإن في الظلام لايمكن للعين رؤية الاشياء لعدم توفر

الضوء المرئي المنعكس من الجسم إلى العين.

السؤال الآن كيف يمكن تحسين مدى الرؤية

في الظلام؟

للإجابة على هذا

السؤال يجب أن نلقى بعض الضوء على الطيف الكهرومغناطيسي الذي يحيطنا، وإن مانراه

من ألوان هو جزء بسيط من الطيف الكهرومغناطيسي كما هو واضح في الشكل.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

لكل منطقة على

الطيف الكهرومغناطيسي طاقة محددة تعتمد على الطول الموجي: حيث أن الطول الموجي

الأقصر له طاقة أكبر. وبالتالي يكون اللون الازرق ذو الطول الموجي الأقصر

في الطيف المرئي له طاقة اكبر من اللون الأحمر لأن له طول موجي أكبر. ويأتي

طيف الاشعة تحت الحمراء قبل اللون الأحمر وهذا يعني أن طاقتها أقل.

الاشعة تحت الحمراء تقسم إلى ثلاثة مناطق كما تقسم الاشعة

المرئية إلى سبعة ألوان مختلفة (ألوان الطيف المعروفة) وهذه المناطق الثلاثة لطيف

الاشعة تحت الحمراء هي:

المنطقة القريبة من الاشعة تحت

الحمراء Near-infrared وهي أقرب مايمكن من الطيف المرئي والتي يبلغ مداها

من 0.7 مايكرون إلى

1.3 مايكرون.

المنطقة الوسطى Mid-infrared

وهي المنطقة من الطيف الكهرومغناطيسي في المدى

1.3 مايكرون إلى

3 مايكرون. وهذه الاشعة المستخدمة في

أجهزة التحكم عن بعد الرموتكنترول.

الاشعة الحرارية Thermal-infrared

وهي التي تحتل أكبر مدى من الطيف الكهرومغناطيسي من

3 مايكرون إلى

30 مايكرون.

الاشعة الحرارية

Thermal-infrared هي اشعة تنبعث من الاجسام نتيجة

لدرجة حرارتها وليست أشعة تنعكس عن الاجسام. ويعود انبعاث الاشعة

الحرارية في منطقة الأطياف تحت الحمراء من اثارة الذرات المكونة للجسم عند

درجات حرارة فوق الصفر المطلق وعودتها إلى حالة عدم الاثارة وهذا يسبب إلى

انطلاق الاشعة الكهرومغناطيسية في المنطقة تحت الحمراء. حيث أن الذرات في

حالة اثارة مستمرة

excitation إلى مستويات الطاقة

العليا excited level ثم عودتها إلى مستوى الطاقة

الأرضي ground-state energy level.

الذرة ومستويات الطاقة

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

عند اكتساب

الكترونات الذرة طاقة نتيجة لدرجة حرارتها تنتقل إلى مدارات ذات طاقة

اعلى ثم ما تلبث وأن تعود إلى مستوى الطاقة الاساسي

Ground State

مطلقة

الطاقة التي اكتسبتها في صورة طيف كهرومغناطيسي في منطقة الاشعة تحت

الحمراء بطول موجي يتراوح من

3 مايكرون

إلى 30 مايكرون حسب درجة الاثارة. فعلى

سبيل المثال عند تسخين ملعقة على لهب تبدأ درجة حرارة الملعقة بالازدياد

وينتج عند كل درجة حرارة انبعاث للاشعة تحت الحمراء (الحرارية) إلى أن

تصل درجة الحرارة إلى حد معين تبدأ فيه الملعقة بالتوهج ويحمر لونها وهنا

نكون قد دخلنا في الأطوال الموجية المرئية لأن درجة الحرارة تقترب من 500

درجة مئوية وتصل أقصى درجات التوهج عندما يصبح لون المعلقة قريبا من

اللون الأبيض (اكثر من 1000 درجة مئوية).

نستنتج

من ذلك أن كل جسم يشع طيف كهرومغناطيسي عند درجات الحرارة فوق الصفر

المطلق وكلما ازدادت درجة الحرارة ازدادت درجة الاثارة وهذا يوؤدي إلى

انبعاث طيف كهرومغناطيسي يكون في منطقة الاشعة تحت الحمراء عند درجات

الحرارة المنخفضة وكلما ازدادت درجة الحرارة اقترب الطيف المنبعث إلى

الطيف المرئي.

ومن هنا تعتمد فكرة الرؤية الليلية على الاشعة تحت الحمراء (الحرارية) المنبعثة

من الأجسام، وهذا ما سنقوم بشرحه الآن.......

كيف تعمل أجهزة الرؤية الليلية

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

بواسطة نظام

عدسات شبيه بعدسات كاميرا الفيديو يعمل على تجميع الاشعة تحت الحمراء المنبعثة

من الاجسام.
الاشعة

الحمراء المجمعة تسقط على مصفوفة من المجسات الحساسة للاشعة تحت الحمراء تعمل

على رسم خريطة حرارية للجسم تسمى thermogram.
تقوم اجهزة

اكترونية بتحويل الصورة الحرارية thermogram إلى نبضات الكترونية.
تقوم وحدة

معالجة الاشارة signal-processing unit بترجمة الصورة الحرارية المأخوذة من

المجسات إلى معلومات لتعرض على الشاشة.
ترسل وحدة

معالجة الاشارة signal-processing unit المعلومات إلى الشاشة على شكل مناطق

ملونة تعكس درجات الحرارة وجميع المعلومات المجمعة تكون الصورة.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

هناك نوعان من

اجهزة الرؤية الليلية أحدهما يعمل عند درجة حرارة الغرفة ويعرف باسم

Un-cooled وبامكانه رصد فروقات في درجة الحرارة تصل

إلى 0.2 درجة مئوية وهو

اكثر انتشاراً. والنوع الاخر يعمل تحت درجات حرارة أقل من درجة حرارة الغرفة وذلك

بتبريده ويعرف باسم

Cryogenically cooled وهو مرفع

الثمن وبامكانه رصد فروقات في درجة الحرارة تصل إلى

0.1

درجة مئوية ولمسافات تصل إلى 300 متر.

يوضح الشكل

التالي درجة وضوح الرؤية في ثلاث حالات مختلفة (من اليمين) رؤية بواسطة ضوء

النهار وتليها صورة للرؤية الليلية بواسطة مصابيح السيارة ويليها صورة ليلية

بستخدام كاميرا تعمل بالاشعة تحت الحمراء الحرارية.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

الرؤية

في ضوء النهار

الرؤية في الليل

الرؤية باستخدام الاشعة تحت الحمراء الحرارية

أنواع اجهزة الرؤية الليلية

يمكن تقسيم

اجهزة الرؤية الليلية إلى ثلاثة أقسام هي:

التلسكوب Scopes وهي الاجهزة التي تثبت على الاسلحة

لاصابة الاهداف الليلية أو التي تحمل باليد للانتقال من الرؤية الليلية إلى

الرؤية الطبيعية.

المنظار Goggles وهي في الغالب ما تثبت على الرأس

وتستخدم للتجول بواسطتها خلال الليل.

الكاميرا Cameras وهي تشبه كاميرا الفيديو

التقليدية ولكن تعتمد على التصوير بواسطة الاشعة تحت الحمراء وتستخدف في طائرات

الهيلوكوبتر أو مراقبة الابنية.

التلسكوب Scopes	المنظار Goggles
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
DARK INVADER Multi-purpose Pocketscope	DARK INVADER Night-vision Goggles 4501

الكاميرا Cameras

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

Stealth

301 Series Day/Night Video Camera

استخدامات اجهزة الرؤية الليلية

للاجهزة الرؤية

الليلية العديد من التطبيقات مثل التطبيقات في المجالات العسكرية وفي الابحاث

الجنائية وفي رحلات الصيد الليلية وفي البحث عن الاشياء المفقودة وفي التسلية وفي

انظمة الحماية والمراقبة. وتجدر الاشارة إلى أن أول وأهم تطبيقات اجهزة

الرؤية الليلية هي الاستخدامات العسكرية في التجسس على تحركات الخصم ومعداته في

اثناء الليل، كما يستخدمه رجال الاعمل في مراقبة ابنيتهم من اللصوص والمعتدين.

كما يستحدمه رجال التحريات الجنائية في دراسة تحركات اللصوص من الاثار الحرارية

التي تركتها اقدامهم على الأرض وتحديد فترة الاعتداء ومتابعة المسروقات وغيره....