Tại sao kính nhìn về đêm luôn hiển thị màu xanh lá cây?
Kính nhìn về đêm thường khuếch đại mức độ ánh sáng cực nhỏ có sẵn vào ban đêm hoặc sử dụng nhiệt do các vật thể khác nhau tỏa ra để quan sát trong bóng tối.
Kính nhìn về đêm hoạt động như thế nào?
Công nghệ nhìn ban đêm ngày nay đã đạt được những bước tiến nhất định. Đặc biệt là những thiết bị nhìn về đêm được dùng cho các đặc vụ, nó có thể giúp cho họ nhìn thấy một người cách xa tới 180 m ngay cả trong đêm không trăng, nhiều mây. Trong khi đó, bằng mắt thường, bạn sẽ chỉ có thể nhận ra ai đó trong những điều kiện như vậy ở khoảng cách 10 m.
Nhưng những thiết bị này hoạt động như thế nào? Thông thường, thiết bị nhìn đêm (NVD), còn được gọi là thiết bị quan sát/quang học ban đêm (NOD) hoạt động theo một trong hai cách:
Tăng cường hình ảnh: Điều này liên quan đến việc thu nhận ánh sáng khả kiến có sẵn trong bóng tối và khuếch đại nó đến mức mà chúng ta có thể cảm nhận được.Hình ảnh nhiệt tinh khiết: Điều này liên quan đến việc ghi lại nhiệt lượng do một số vật tỏa ra và ‘chuyển đổi’ nó thành hình ảnh để mắt chúng ta cảm nhận được. Loại công nghệ này sử dụng một loại ánh sáng mà mắt chúng ta không thể nhìn thấy một cách tự nhiên, nhưng được tạo ra bởi chính các vật thể và thiết bị sẽ giúp người dùng có thể nhìn thấy ánh sáng đó.
Phương thức tăng cường hình ảnh sẽ lấy ánh sáng môi trường và khuếch đại nó thông qua các quá trình điện tử và hóa học. Điều này tạo ra các kính nhìn đêm hiển thị hình ảnh màu xanh lá cây tươi sáng cổ điển mà chúng ta quen thuộc trong phim ảnh.
Loại NVD đầu tiên hoạt động theo cách khá trực quan. Có rất ít ánh sáng trên bề mặt Trái Đất vào ban đêm, nhưng đó không phải là bóng tối tuyệt đối. Vẫn còn một số ánh sáng khuếch tán trong khí quyển. Tính năng nâng cao hình ảnh sử dụng các cảm biến nhạy hơn nhiều so với mắt của chúng ta để thu nhận ánh sáng này, sau đó sẽ khuếch đại nó và truyền dữ liệu đến màn hình để hiển thị cho mắt chúng ta nhìn thấy.
Đối với loại thứ hai, theo góc nhìn của khoa học thì nhiệt cũng là một loại ánh sáng, hay chính xác hơn thì nó là một loại bức xạ điện từ rất gần, nhưng nó lại nằm ngoài khoảng tần số mà mắt chúng ta có thể cảm nhận được. Bởi vì nó nằm ngay dưới tần số ánh sáng mà chúng ta coi là màu đỏ, nên loại bức xạ này được gọi là bức xạ dưới màu đỏ: ‘hồng ngoại’ (hay viết tắt là IR).
Vì loại thiết bị này nhìn thấy nhiệt chứ không nhìn thấy ánh sáng nên nó hoạt động đặc biệt hiệu quả trong các nhiệm vụ an ninh hoặc chiến đấu.
Tia hồng ngoại là loại bức xạ do vật nóng tạo ra; ánh sáng Mặt Trời tạo cảm giác ấm áp trên da của chúng ta vì nó chứa một lượng bức xạ hồng ngoại. Nhưng nó cũng được sinh ra và phát ra bởi các đối tượng nóng khác như tách trà, động cơ ô tô đang chạy, con người… Nếu không có lớp cách nhiệt thích hợp, bức xạ này sẽ lan ra từ các vật thể nóng mang theo nhiệt.
Những gì máy ảnh chụp ảnh nhiệt làm là thu bức xạ hồng ngoại và chuyển nó thành ánh sáng nhìn thấy được. Các nhiệt độ khác nhau của các vật thể có thể được sử dụng để tách chúng ra trong bóng tối. Lượng bức xạ hồng ngoại mà vật thể tạo ra tỷ lệ thuận với nhiệt độ của nó – vì vậy, về cơ bản, những gì nó nhìn thấy là các mức nhiệt khác nhau của các vật thể. Các vật thể nóng hơn sẽ hiển thị trong các sắc thái sáng hơn như đỏ, vàng hoặc trắng, trong khi các vật thể lạnh hơn sẽ hiển thị trong các sắc thái tối như tím, xanh lam và đen.
Video đang HOT
Ngày nay, các loại kính nhìn đêm có thể khuếch đại ánh sáng từ 50.000 lần trở lên và các nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu và nâng cấp chúng.
Hình ảnh nhiệt đặc biệt hữu dụng trong việc phân biệt các vật thể khác nhau dựa trên nhiệt độ của chúng, nhưng máy ảnh nhiệt cao cấp rất mỏng manh, cồng kềnh, đắt tiề.n và ngốn điện. Nó cũng bị cản trở bởi tốc độ làm mới tương đối thấp và khá tệ trong việc cung cấp hình ảnh chi tiết, đặc biệt là đối với các vật thể có nhiệt độ thất thường. Vì vậy, nó được sử dụng phổ biến nhất để theo dõi bất kỳ hoạt động nào trên các khu vực rộng lớn trong bóng tối và phát hiện các vật thể chuyển động.
Trong khi đó, thiết bị tăng cường hình ảnh lại rẻ hơn, nhỏ gọn hơn, di động hơn. Nó cung cấp sự phân biệt tốt hơn nhiều về chi tiết tốt. Bởi vì nó sử dụng ánh sáng phản chiếu, nó cũng cung cấp một cách thiết thực để người dùng điều hướng môi trường xung quanh.
Xanh là màu sắc tốt nhất cho nhãn cầu của con người. Nó không làm xạ thủ đau đầu, ngoài ra màu xanh lá cây cũng mang lại độ tương phản tốt khi xạ thủ xác định mục tiêu.
Thiết bị nhìn đêm ngày nay sử dụng kết hợp các phương pháp này. Cách tiếp cận phổ biến nhất là sử dụng tính năng nâng cao hình ảnh cũng chuyển một chút quang phổ IR – cận hồng ngoại – thành ánh sáng khả kiến. Nhưng cách tiếp cận hiện đại nhất là sử dụng tầm nhìn ban đêm hợp nhất, các hệ thống kết hợp hình ảnh nhiệt với nâng cao hình ảnh trong một thiết bị duy nhất. Những thiết bị đầu tiên như vậy xuất hiện vào khoảng năm 2000 và chúng kết hợp những lợi ích của cả hai loại hình ảnh.
Tại sao màn hình hiển thị luôn là màu xanh lá cây?
Câu trả lời đơn giản là những thiết bị này sử dụng phốt pho để tạo ra hình ảnh. Trên thực tế, phốt pho là một chất có thể tạo ra hiệu ứng phát sáng. Điều này có nghĩa là nó có thể giải phóng ánh sáng khi chịu một dòng điện tử.
Công nghệ nhìn ban đêm có thể ghi lại ánh sáng và biến nó thành dòng điện. Dòng điện này sau đó được đưa qua một màn hình có màn hình được phủ phốt pho để tạo ra hình ảnh.
Phốt pho xanh lục được sử dụng vì mắt chúng ta nhạy cảm nhất với màu này và có thể phân biệt nhiều sắc thái của màu lục hơn bất kỳ màu nào khác, cho phép người dùng nhận thấy nhiều chi tiết hơn.
Màn hình phốt pho xanh cũng rất tiết kiệm năng lượng; bởi vì thiết bị nhìn ban đêm không phân biệt được màu sắc nên dù sao thì màn hình cũng không thể tái tạo màu sắc, đặc tính tiết kiệm năng lượng này là một điểm cộng vì nó cho phép thiết bị hoạt động trong thời gian dài hơn.
Tại sao thám hiểm đáy biển nguy hiểm hơn nhiều so với khám phá vũ trụ?
Tàu lặn Titan đang mất tích là một trong các phương tiện giúp con người khám phá độ sâu của đại dương mà phần lớn trong số đó chưa bao giờ được nhìn thấy bằng mắt thường.
Các cục mangan trên đáy biển. Ảnh: CNN
Theo kênh CNN, số liệu năm 2022 của Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia Mỹ cho biết mặc dù con người đã khám phá bề mặt đáy đại dương trong hàng chục nghìn năm, nhưng chỉ có khoảng 20% diện tích đáy biển được lập bản đồ.
Các nhà nghiên cứu thường nói rằng du hành vào vũ trụ dễ hơn là lao xuống đáy đại dương. Trong khi 12 phi hành gia đã dành tổng cộng 300 giờ trên bề mặt Mặt Trăng, nhưng mới chỉ có ba người đã dành khoảng ba giờ khám phá Challenger Deep, điểm sâu nhất được biết đến dưới đáy biển của Trái Đất.
Tiến sĩ Gene Feldman, nhà hải dương học danh dự tại Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA), cho biết: "Trong thực tế, chúng ta có bản đồ rõ nét hơn về Mặt Trăng và Sao Hỏa so với bản đồ về hành tinh của chúng ta".
Có một lý do khiến việc khám phá biển sâu của con người bị hạn chế đến vậy. Đó là du hành xuống đáy đại dương đồng nghĩa với việc đi sâu vào một thế giới có mức độ áp suất cực lớn và có rủi ro cao. Môi trường tối tăm hầu như không có tầm nhìn. Nhiệt độ rất lạnh.
Chiếc tàu lặn Titan đang mất tích khi khám phá xác tàu Titanic ở độ sâu khoảng 3.800 mét dưới nước. Những yếu tố khiến đội cứu hộ khó xác định vị trí và kéo con tàu lên cũng là lý do khiến việc khám phá toàn diện đáy đại dương vẫn rất khó khăn.
Tiến sĩ Jamie Pringle tại Đại học Keele của Anh cho biết: "Việc tìm kiếm dưới nước khá phức tạp, vì đáy đại dương gồ ghề hơn rất nhiều so với trên đất liền".
Nếu tàu lặn Titan không nổi lên bề mặt đại dương, các đội tìm kiếm và cứu hộ sẽ cần dựa vào sonar, một kỹ thuật sử dụng sóng âm thanh để dò các tầng nước sâu mờ đục của đại dương, nhằm xác định vị trí của tàu. Theo ông Pringle, quá trình này sẽ cần sử dụng một chùm tia rất hẹp có thể cung cấp tần số đủ cao để đưa ra một bức tranh rõ ràng về vị trí của con tàu.
Lịch sử khám phá đại dương
Tàu Trieste trồi lên sau khi thực hiện cú lặn kỷ lục thế giới ở độ sâu 3.150 mét vào ngày 3/10/1953. Ảnh: Getty Images
Chiếc tàu ngầm đầu tiên do kỹ sư người Hà Lan Cornelis Drebbel chế tạo vào năm 1620, nhưng nó bị mắc kẹt ở vùng nước nông. Phải mất gần 300 năm - sau thảm họa Titanic - thì mới có công nghệ sonar để giúp các nhà khoa học có một bức tranh rõ ràng hơn về những gì nằm dưới đáy đại dương.
Một bước tiến quan trọng trong hoạt động khám phá của con người diễn ra vào năm 1960 với chuyến lặn lịch sử của tàu Trieste đến Challenger Deep, nằm ở độ sâu 10.916 mét dưới nước.
Chỉ có một số sứ mệnh kể từ đó đã đưa con người trở lại độ sâu như vậy và những chuyến đi này cực kỳ nguy hiểm.
Theo NOAA, cứ 10 mét di chuyển bên dưới bề mặt đại dương, áp suất sẽ tăng thêm một atmotphe. Điều đó có nghĩa là một chuyến đi đến Challenger Deep có thể khiến một con tàu chịu áp lực tương đương với 50 máy bay phản lực khổng lồ. Ông Feldman cho biết thêm là với áp lực đó, một sai sót cấu trúc nhỏ nhất cũng có thể gây ra thảm họa.
Trong chuyến lặn xuống tàu Trieste năm 1960, các hành khách Jacques Piccard và Don Walsh cho biết họ vô cùng sửng sốt khi nhìn thấy những sinh vật sống ở đây.
Những gì bên dưới đáy đại dương
Một con sứa phát quang sinh học được chụp trong quá trình khám phá khu vực rãnh Mariana ở Thái Bình Dương năm 2016. Ảnh: AP
Theo Viện Hải dương học Woods Hole (WHOI) ở Massachusetts, trong khi đáy đại dương có độ sâu từ 1.000 mét đến 6.000 mét, thì các rãnh dưới biển sâu có thể sâu tới 11.000 mét. Khu vực này, được gọi là khu vực hadal. Trong vùng hadal, nhiệt độ chỉ cao hơn mức đóng băng và không có ánh sáng mặt trời nào xuyên qua được.
Các nhà khoa học lần đầu tiên có thể chứng minh rằng sự sống tồn tại dưới 6.000m dưới đáy biển vào năm 1948.
Những khám phá tại Challenger Deep rất đáng chú ý, khi con người nhìn thấy các mỏm đá đầy màu sắc rực rỡ có thể là trầm tích hóa học, động vật lưỡng cư siêu khổng lồ giống tôm và loài Holothurian sống ở tầng đáy hay còn gọi là hải sâm.
Ông Feldman cũng nhớ lại lần lặn của mình vào những năm 1990. Khi đó, ông nhìn thấy con mực khổng lồ ẩn nấp ở độ sâu đen như mực của đại dương. Đoạn video đầu tiên về một sinh vật sống, có thể dài tới gần 18 mét, được quay ở vùng biển sâu gần Nhật Bản vào năm 2012.
Một thế giới mới cũng mở ra vào những năm 1970, khi một hệ sinh thái hoàn toàn xa lạ mà nhà địa chất biển Robert Ballard, sau đó là WHOI, phát hiện ra trong vùng biển gần Galápagos Rift. Người ta thấy những con giun khổng lồ, trai khổng lồ, cua khổng lồ và những sinh vật sống khác.
Các nhà nghiên cứu tại WHOI và NASA đã hợp tác để phát triển các phương tiện tự hành dưới nước không cần người lái có thể đi xuống qua địa hình phức tạp của các rãnh và chịu được áp suất lớn hơn 1.000 lần so với áp suất trên bề mặt đại dương. Các phương tiện này có thể tìm hiểu tính đa dạng của sự sống trong các rãnh dưới đáy biển.
Tại sao lập bản đồ đại dương lại khó khăn đến vậy?
Từ góc độ khoa học, các chuyến du hành đến đáy đại dương không giúp ích gì nhiều trong việc nâng cao hiểu biết của chúng ta về những bí ẩn của đại dương.
Ông Feldman nói: "Con người thích những cái nhất. Chúng ta muốn đi tới chỗ cao nhất, thấp nhất, xa nhất".
Nhưng con người chỉ nhìn thấy bằng mắt thường một tỷ lệ phần trăm rất nhỏ của đại dương sâu thẳm và một diện tích rất nhỏ đáy đại dương đã được lập bản đồ.
Theo ông Feldman, lý do phần lớn là do chi phí. Tàu được trang bị công nghệ sonar có thể tăng chi phí đắt đỏ. Chỉ riêng nhiên liệu có thể lên tới 40.000 USD mỗi ngày.
Theo các nhà khoa học, lập bản đồ đại dương giúp chúng ta hiểu hình dạng của đáy biển ảnh hưởng như thế nào đến các dòng hải lưu và nơi các sinh vật biển xuất hiện. Việc này cũng giúp chúng ta hiểu được các nguy cơ địa chấn. Vì vậy, đây là ngành khoa học cơ bản có tầm quan trọng lớn đối với con người.
Trái Đất bắt được tia hồng ngoại lạ: Thông điệp vũ trụ rùng mình Một dữ liệu hoàn toàn bất thường vừa được các nhà khoa học khai quật từ dữ liệu tàu vũ trụ NEOWISE của NASA, tiết lộ một trong những hiện tượng tàn khốc nhất vũ trụ, kéo dài hơn 1 năm. Theo Science Alert, tàu NEOWISE là một kính viễn vọng không gian hồng ngoại được dùng để quan sát các sao chổi...