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La differenza tra visione notturna e infrarossi è molto sottile e spesso non fa molta differenza nella pratica: si usa la luce amplificata, l'altra utilizza la luce invisibile. La maggior parte delle apparecchiature per la visione notturna utilizza la tecnologia a infrarossi, ma un'immagine a infrarossi non è sempre utilizzata nella visione notturna. Ciò che appare sugli obiettivi di una termocamera ad infrarossi è una vista della lunghezza d'onda della luce appena al di sotto dello spettro visibile. Nella visione notturna, la fotocamera amplifica quantità minime di luce ambientale.
Spettro luminoso
Gli occhiali a infrarossi possono replicare le immagini in condizioni di scarsa illuminazione sfruttando la radiazione di luce emessa a lunghezze d'onda comprese tra 0,7 e 30 micron, appena al di sotto delle lunghezze visibili all'occhio umano. Anche in una notte buia, nuvolosa e senza luna, la maggior parte degli oggetti continua a emettere infrarossi termici, un'onda rossa invisibile con una lunghezza compresa tra 3 e 30 micron. Queste sono le lunghezze d'onda che appaiono come un'immagine della radiazione termica.
Luce amplificata
La maggior parte della tecnologia di visione notturna utilizza una specie di immagine a infrarossi per formare immagini al buio. Oltre all'infrarosso, una parte della tecnologia di visione notturna include anche l'amplificazione di una luce quasi impercettibile. Anche in condizioni in cui un umano non può vedere la mano davanti al viso, gatti, uccelli rapaci e altre creature notturne hanno abbastanza luce per guidarsi in una notte buia. L'amplificazione della luce intensifica i livelli impercettibili di luce visibile.
Imaging termico
L'immagine termica è un'approssimazione digitale di una luce impercettibile per l'occhio umano. I dispositivi di carica accoppiati (DCA) ricevono luce alla lunghezza d'onda dell'infrarosso, appena al di sotto dello spettro di luce visibile, e un processore computerizzato traduce queste lunghezze d'onda in immagini digitali che possono essere proiettate su uno schermo. Tutta la materia emette infrarossi termici, anche quando non è presente la luce visibile. Alcune delle tecnologie a infrarossi più sensibili possono rivelare immagini a più di 300 metri di distanza.
Amplificazione della luce
Le apparecchiature luminose amplificate ricevono livelli minimi di luce visibile sotto forma di fotoni. Questi fotoni passano attraverso un fotocatodo che li converte in elettroni. Gli elettroni attraversano una piastra di microcanali, liberando milioni di altri elettroni e amplificando il segnale. Uno schermo al fosforo poi li converte in fotoni. Questi fotoni riconvertiti contengono le immagini originali ma molto più forti. Poiché l'amplificazione della luce utilizza la luce riflessa, gli oggetti con una superficie opaca o scura possono essere difficili da rilevare, anche con una sofisticata tecnologia di amplificazione.