Können Sie eine Infrarotbrille (oder ein ähnliches Prinzip) verwenden, um durch Dunst und Nebel zu sehen?

Wie der Titel wirklich sagt ... Nebel ist offensichtlich ziemlich undurchlässig für sichtbares Licht, aber transparent für Funkwellen. Was ist der Frequenzbereich, bei dem Nebel undurchsichtig ist, und ist jedes Ende dieses Bereichs bei einer geeigneten Wellenlänge, bei der UV / IR-Empfänger verwendet werden könnten, um bei Nebel "normal zu sehen" (z. B. die Dinge, die Sie sehen können möchten). sind nicht auch transparent)?

Antworten (2)

Entgegen der Annahme der anderen Antwort besteht Nebel nicht aus Wasserdampf, und Lichtdämpfung ist nicht der Grund, warum Sie nicht durch Nebel sehen können.

Nebel ist eine Suspension aus mikroskopisch kleinen Tröpfchen flüssigen Wassers in Luft. Dies ist das gleiche Material, das wir als "Wolke" kennen, wenn es nicht bis zum Boden reicht. Der Nebel ist undurchsichtig, nicht weil Licht absorbiert wird , sondern weil die Tröpfchen Licht streuen , so dass die mittlere freie Weglänge zwischen Streuungen geringer ist als die Entfernung, die wir zu sehen versuchen.

Um der Streuung zu entgehen, müssen wir einfach Wellenlängen verwenden, die größer sind als die typische Tröpfchengröße. Was das ist, variiert je nach Nebel, aber eine schnelle Google-Suche legt nahe, dass typische Abmessungen zwischen 10 µm und 100 µm liegen. Wenn Sie also das Glück haben, einen Nebel mit besonders kleinen Tröpfchen zu bekommen, wären typische Wärmebildsysteme (die bei etwa 15 µm ihre Spitze erreichen) von Nutzen.

Bei größeren Tropfengrößen wird es schwieriger. Licht zum Sehen wäre ein Problem. Die Atmosphäre lässt sowohl fernes Infrarot als auch sichtbares Licht nicht durch, sodass nur eine kleine Menge von 50 µm Sonnenlicht die Oberfläche erreicht. Die Dinge leuchten bei dieser Wellenlänge mit ihrer eigenen Wärme, was kein reiner Vorteil ist: Wenn die Kamera nicht gekühlt wird, neigt ihr eigenes thermisches Leuchten dazu, das externe Infrarotbild auszuwaschen. Und bei 50 µm variiert die Intensität des Glühens weniger mit der Temperatur als bei 10 µm für Wärmebildaufnahmen, was den Kontrast sowohl zwischen verschiedenen Bildbereichen als auch zwischen dem Motiv und dem eigenen thermischen Glühen der Kamera verringert.

Hier ist ein Diagramm von atmosphärischem Wasserdampf (Nebel), der die grüne Linie darstellt.

Die horizontale Linie ist die Wellenlänge und die vertikale Linie die Dämpfung.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Flüssiges Wasser ist rot und Eis ist blau.

Aus Wikipedia:

Die Absorption elektromagnetischer Strahlung durch Wasser hängt vom Zustand des Wassers ab. Die Absorption in der Gasphase erfolgt in drei Bereichen des Spektrums. Für die Absorption im Mikrowellen- und fernen Infrarot sind Rotationsübergänge verantwortlich, im mittleren Infrarot und Schwingungsübergänge Nah-Infrarot. Vibrationsbänder haben eine Rotationsfeinstruktur. Elektronische Übergänge treten in den Vakuum-Ultraviolettbereichen auf. Flüssiges Wasser hat kein Rotationsspektrum, absorbiert aber im Mikrowellenbereich. Eis hat ein ähnliches Spektrum wie flüssiges Wasser.

Ich vermute, dass flüssiges Wasser den kleinen Wasserdampftröpfchen, die Nebel verursachen, am nächsten kommt.

Wiki definiert Dämpfung als:

Der Massenschwächungskoeffizient oder Massenschmalstrahlschwächungskoeffizient des Volumens eines Materials charakterisiert, wie leicht es von einem Licht-, Schall-, Teilchen- oder anderen Energie- oder Materiestrahl durchdrungen werden kann. 1  Zusätzlich zu sichtbarem Licht können Massenschwächungskoeffizienten für andere elektromagnetische Strahlung (z. B. Röntgenstrahlen), Schall oder jeden anderen schwächenden Strahl definiert werden. Die SI-Einheit des Massendämpfungskoeffizienten ist Quadratmeter pro Kilogramm (m2/kg). Andere gebräuchliche Einheiten sind cm2/g (die gebräuchlichste Einheit für Röntgenmassenschwächungskoeffizienten) und ml⋅g−1⋅cm−1 (manchmal in der Lösungschemie verwendet). „Massenauslöschungskoeffizient“ ist ein alter Begriff für diese Größe. 1Der Massendämpfungskoeffizient kann als eine Variante des Absorptionsquerschnitts betrachtet werden, bei der die wirksame Fläche pro Masseneinheit statt pro Partikel definiert wird.

Ziemlich undurchsichtige Beschreibung (sorry, konnte nicht widerstehen) des Rückgangs der Sichtbarkeit gegenüber der Wellenlänge.

Zuletzt das elektromagnetische Spektrum, um zu beurteilen, welche Frequenzen Ihnen zur Verfügung stehen.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Entschuldigung, Sie benötigen ein Tablet/Monitor mit hochauflösendem Bildschirm oder ein gutes Sehvermögen, um etwas davon zu erkennen.

Hoffe das hilft.