红外线摄影是较早的一种照相技术,介绍下红外线光谱和特性知识

红外线摄影是较早的一种照相技术,介绍下红外线光谱和特性知识
2020年01月10日 10:05 低调函数

红外线摄影是出现较早的一种特种照相术,三十年代就有人利用红外线照相恢复某些古代文物,揭示被污染、涂改过的文件。虽然红外工程技术飞速发展,各种红外探测器纷纷出现,而且灵敏度与显示性能越来越臻完善。可是红外摄影仍然在遥感、医学、植物生态、水文与考古方面有广泛应用。

红外器件虽然能将红外信息转变成可见影像,然后再进行非直接方法记录下照片,但在近红外波段不仅红外摄影简便易行,而且细节分辨能力较任何显示器都高。荧光屏显示影像细部能力很差再经对荧光屏照相损失就更大,直接进行红外线(或红外荧光)摄影,则能获得比红外变相等器件更多的细节信息资料。

另外,红外器件在灵敏度阀值以下没有响应,摄影过程能在更低的阀值进行有效的微弱光线积累。此外,检测面积大、成本低,也是不可忽视的优点,所以红外线摄影这一古老的特种照相术依然有生命力。

红外线光谱和红外线的特性

红外摄影与其他各种摄影一样,与一定的电磁波有关,如普通摄影以可见光为光源,X光摄影是以X光照射胶片使其产生潜影,同样红外摄影则是用红外线照射被摄物,进行反射及吸收的摄影,或用可见光激发被摄物使其产生红外荧光,进行红外荧光摄影。总之,红外摄影是以红外线为摄影光源。

红外线光谱红外线在电磁波谱中占了很大一部分,如果把可见光算做约一倍频的话(40~700纳米),红外线有约十个倍频宽度,其波长范围为700纳米~1微米。一般在0.85微米以下已经具有全部红外照相效果;利用对0.9~1.2微米敏感的红外干版照相比较少见,只在光谱学或天文学上有少许应用。

红外线的特性

不可见的红外线与可见光相同,也可以被物质反射、吸收和漫射。但是在自然界里很多物质对近红外线的吸收与反射,却与可见光完全不同,如植物的绿色叶子对可见光反射少,在黑白照片上是黑色,但对红外线则反射多,使红外线拍摄的黑白照片上的绿叶变得明亮。

澄清的水面对红外线有强烈吸收,却将可见光大部分反射回来。红外线照相正是利用这种特性来显示特殊效果。还有一些物质,既能在蓝、紫或紫外线照射下产生红外荧光,亦能用红外线照相揭示出可见光观察不到的信息。

在光学实验里经常见到这样的现象,可见光线透不过的物体,对于红外线来说可能是透明体。如被红色油漆覆盖下的字迹,用普通摄影方法无法照到油漆下面的文字,而因红外线能穿透红色油漆,所以用红外线摄影方法便能清晰地照出被红色油漆覆盖的字迹,这说明红色油漆对于红外线则是透明体。

可见光在介质中发生散射是光波和介质相作用的结果。同样,红外线的散射现象也与光源、介质的特性有关。在烟、云、薄雾和各种乳浊液中均可见到光的散射现象,介质相同时,光被散射的程度取决于光的波长。

在大气层里,存在着一些微粒,其直径差不多同光波波长相等,这些微粒杂质能够强烈地引起最短光波的散射,而对于长的光波仅起到微弱的散射作用。因此,在由细微的水滴形成的雾里,红外线比可见光所发生的散射作用弱的多所以用红外线拍摄的远方景物,比普通摄影拍的照片清晰得多。

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