Popüler Bilim

Kızılötesi Kamera Nasıl Çalışır?

Özellikle askeri amaçlarla kullanılan kızılötesi kameralar, gece vakti dahi insanların görünmesini sağlar. Aslında bu kameralar da normal kameralar gibi çalışır, fakat gerçekleşen olay biraz daha farklıdır. Belki de soruyu şu şekilde sormak daha uygundur: Bir şeyler neden kızılötesi kamerada görünür? 

Bir Cismi Nasıl Görürüz?

Bir nesnenin görülebilmesi için iki temel durum vardır: Birincisi gündelik hayatta en çok deneyimlediğimiz, bir ışık kaynağından çıkan fotonların, cisimden yansıyarak gözümüze ulaşmasıdır. Cisim ışığın belirli dalga boylarını soğururken, belirli dalga boylarını yansıtır; bu da onun spesifik bir renkte görünmesine sebep olur. İkinci durum ise, kaynağın kendisinin gözlemidir. Kaynak sıcak bir cisimdir ve kendi ışımasını yapar çünkü belirli bir sıcaklığa sahip her cisim ışıma yapar (bkz. Yıldız Astrofiziği: Kara Cisim Işıması). Öyleyse bir cisim iki şekilde görünür:

  1. Cismin kendisi bir ışık kaynağı olduğu için görünür.
  2. Cisim üzerine düşen ışık yansıttığı için görünür.

Cevap da tam olarak burada yatmaktadır. Her cisim, sahip olduğu sıcaklıktan ötürü bir ışıma yapar. Eğer cismin sıcaklığı binlerce dereceyse, bu ışıma görünür dalga boyunda olur. Bu yüzden ısınan bir demir kızarır, daha da ısınırsa parlak bir beyaza döner. Sıcak yıldızların mavi, soğuk yıldızların ise kırmızı olması da bu nedenledir. Çünkü cisim ısındıkça, yüksek enerjili bölgede yaptığı ışıma daha fazla artar. Mavi ışık daha yüksek enerjili olduğundan, mavi yıldızlar kırmızıya göre daha sıcaktır.

termal kamera kızılötesi kamera nasıl çalışır

Her cisim gibi, bizlerin de bir sıcaklığı var. Vücut sıcaklığımızdaki bir kara cisim ise ışımasını en çok kızılötede yapar (bkz. Yıldız Astrofiziği: Wien Kayma Yasası). Yani aslında bizler, sıcaklığımızdan dolayı birer kızılöte ışık kaynağıyız. Gündelik hayatta birbirimizi görmemiz, bir ışık kaynağından gelen fotonların bize çarpıp yansımasıyla gerçekleşirken, eğer kızılöte görebiliyor olsaydık, kendimiz birer ışık kaynağı olacaktık. Kızılötesi kameranın yaptığı da tam olarak budur. Yansıyan ışınla ilgilenmek yerine, direkt kaynağın kendisinden gelen ışığı inceler. Çevre ile bir sıcaklık farkımız bulunduğundan da, kızılötesi kamerada rahatlıkla görünürüz.

Kızılötesi Kamera Nasıl Çalışır?

Kızılötesi kameralar (ya da termal kameralar), tipik görünür ışığı değil, kızılöte bölgeyi ölçerler. İnsan sıcaklığındaki cisimler, kara cisim ışımasından dolayı, en çok kızılöte bölgede ışıma yaparlar. Kameraya ulaşan bu kızılöte ışınların parlaklık verisi, bu nedenle aynı zamanda bir sıcaklık verisidir. Böylelikle kameralarda elde edilen görüntüde sıcak ve soğuk bölgeler ayırt edilebilir.


Kızılötesi Kamera Neden Yeşildir, Mavidir ya da Siyah-Beyazdır?

Bizim renk algımız, elektromanyetik spektrumun görünür bölgesini kapsar ve bildiğimiz tüm renkler bu aralıkta yer alır. Oysa ki kızılöte bu bölgenin dışındadır (kırmızının ötesindedir), dolayısıyla aslında bir rengi yoktur. Kızılötesi kamerada bazen yeşil, bazen mavi-kırmızı, bazense siyah-beyaz görüntüler oluşturulur. Bu tamamen yapay bir renklendirmedir ve keyfidir. Amaç, sıcaklık farkı olan nesneler arasında bir kontrast oluşturmaktır.


Gece Görüş Kamerası ile Kızılöte Kamera – Termal Kamera Ayrımı

Bazı kızılötesi kameralar, diğerlerine göre oldukça ucuzdur. Hatta bazı normal kameralar, gece görüş özelliği gibi bir özellik sayesinde kızılöte kamera görevi de görür. Aslında bunlar tam anlamıyla burada değindiğimiz termal kameralar değillerdir. Termal kamera bahsettiğimiz üzere, cismin sıcaklığından ötürü (termal özelliğinden ötürü) yaydığı kızılötesi ışığı ölçer. Fakat ucuz olan, gece görüş özellikli normal kameralar ise üzerlerinde yer alan bir kızılöte ışık kaynağı (çoğunlukla bir LED) sayesinde cisme kızılöte ışık gönderir ve yansıyan kızılöteyi ölçer.

Çoğu kamera sensörü kızılötenin bir bölümünü görebilecek yeteneğe sahiptir, fakat gündelik amaçlarda bu istenmediği için genellikle sensörün önüne kızılöteyi kesen filtreler eklenir. Bunların eklenmediği kameralarda, kızılötesi bir LED ile ortamı aydınlatarak, karanlık bir anda çevreyi kameradan görmek mümkün olacaktır. Bizler kızılötesini göremeyiz, lakin kameralar görebilir. Dolayısıyla özellikle gece hayvan gözlemi yapanlar, hayvanların da kızılötesini görememesinden faydalanarak bu şekilde izleme yapabilmektedirler.

Ayrıca bakınız: Elektromanyetik Dalgalar: Kızılötesi (İnfrared) Nedir?


Hazırlayan: Ögetay Kayalı

Referanslar

1. K. S. De Boer & W. Seggewiss, Stars and Stellar Evolution

2. Hyperphysics, “Wien Law”, <http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/wien.html>

Ögetay Kayalı

Rasyonalist kurucu, editör ve kıdemli yazar. NASA'nın APOD platformunda görevli olmak üzere, Michigan Tech. Üniversitesinde araştırma görevlisi olarak Astrofizik üzerine doktora yapmaktadır. Ege Üni. Astronomi ve Uzay Bilimleri Bölümünden birincilikle mezun olduktan sonra bir yıl kozmoloji üzerine yüksek lisans, ardından bir yıl da İzmir Uluslararası Biyotıp ve Genom Merkezinde Moleküler Biyoloji ve Genetik üzerine yüksek lisans yapmıştır.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Back to top button

Destek Ol!


Neden desteğinize ihtiyacımız var: Çünkü Rasyonalist'in tek destekçisi sizlersiniz.

Rasyonalist'in masraflarını karşılamak, gelişimini sağlamak, profesyonel ekipmanlara ulaşarak bunlarla sizlere daha iyi hizmetler verebilmek için desteğiniz gerekiyor.

 

Bağışta bulunmakla ilgili soru işaretlerinizi yanıtlayabilmek için, hakkımızda sayfamıza göz atmanızı öneriyoruz.