I visori notturni e termici a confronto: come funzionano e quali permettono di vedere meglio al buio

I visori notturni e visori termici fanno riferimento a dispositivi in grado di consentire la visione di oggetti anche in condizioni di scarsa o nulla visibilità. Partendo dai principi di funzionamento dei nostri occhi e da alcune considerazioni sullo spettro elettromagnetico, vediamo le principali differenze tra i due.

Confronto tra occhi e visori

Sostanzialmente il nostro occhio funziona come una telecamera: quando la luce colpisce un corpo, questo ne rifletterà i raggi. I raggi luminosi così riflessi, quindi, attraversano la cornea mentre la pupilla si dilata (o si contrae) regolando la quantità di luce che "entra" nel nostro occhio. In questo modo, i raggi luminosi raggiungono la retina stimolando il nervo ottico e facendo si che il nostro cervello elabori l’immagine. Sempre per lo stesso meccanismo, grazie alla luce e alle proprietà di un corpo riusciamo a percepirne il colore.

Senza una fonte luminosa che si rifletta sugli oggetti intorno a noi i processi fisici che sono alla base della nostra percezione delle cose e dei colori non avrebbero inizio. Risultato: brancoleremmo nel buio. A questo punto entrano in gioco i visori. Questi agiscono più o meno come delle telecamere ma, il funzionamento dei sensori che permette loro di "vedere" un’immagine, è diverso da quello dei nostri occhi. Per poter raggiungere questo risultato, questi apparati si basano su due principi fondamentali, a seconda della tipologia di funzionamento:

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Come funzionano i termometri e quali sono le diverse tipologie

1. amplificazione della radiazione luminosa esistente;
2. percezione della radiazione luminosa infrarossa, funzione della temperatura dei corpi.

Amplificatori di luminosità o NVG (night vision goggles)

Questi sistemi funzionano sostanzialmente come una normale videocamera o come il nostro occhio. Sono dotati di sensori in grado di rilevare e amplificare anche le minime quantità di radiazione luminosa. Questi li avremmo sicuramente visti nei film di azione, con le loro tipiche immagini verdastre o in chiaroscuro.

Tali sistemi, sono in grado sfruttare al massimo qualunque fonte luminosa, sia essa artificiale (come l’illuminazione di neon o lampade) che quella naturale (la luminosità dei corpi celesti). Essendo tuttavia simili per funzionamento all’occhio umano, hanno dei limiti fondamentali:

1. in caso di totale assenza di fonti luminose essi sono sostanzialmente ciechi;
2. in caso di troppa luminosità, sono abbagliati: usarli al tramonto o all’alba o puntarvi contro una fonte luminosa, li accecherebbe.

Sistemi a percezione di radiazione termica: termovisori

Questi sistemi sono decisamente più complessi ed efficienti (oltre che costosi) poiché basano il loro funzionamento su un altro principio. A differenza degli amplificatori di luce, le termocamere permettono di rilevare la radiazione termica di un corpo. Qui non si utilizza il “semplice” processo di cattura delle immagini illuminate e riflesse.  Si fa invece riferimento al rilevamento di radiazioni infrarosse, altrimenti fuori dal normale campo visivo dell’occhio umano. Dimentichiamo momentaneamente ogni cosa vista precedentemente su come funzionano i nostri occhi e prendiamo in considerazione quest'altro aspetto.

Lo spettro elettromagnetico

La luce, come il calore o le onde radio, sono forme di energia e sono parte dello spettro elettromagnetico. La differenza fondamentale tra queste forme di energia, è la loro frequenza.

Il calore appartiene alla parte dello spettro elettromagnetico tipica della radiazione infrarossa. Ogni oggetto è in grado di emettere queste radiazioni, anche i corpi freddi: semplicemente, all’aumentare della temperatura dell’oggetto, saranno emesse maggiori quantità di radiazione infrarossa. Gli animali a sangue caldo, così come gli umani, producono calore autonomamente, mantenendo più o meno costante la loro temperatura corporea. Al contrario, gli oggetti assorbono e cedono all’ambiente circostante il calore in funzione del materiale che li compone.

Quali che siano gli oggetti osservati, una termocamera sarà in grado di rilevare la differenza di temperatura (e quindi la quantità di radiazione IR) di ciascun corpo. In questo modo, quindi, corpi più caldi hanno colorazioni più brillanti, fino ad arrivare al colore bianco per quelli molto caldi; i corpi più freddi, invece, assumono colorazioni sul bluastro o resteranno comunque meno brillanti. Per questo, durante le ricerche di dispersi in mare, gli operatori di soccorso sono in grado di riconoscere non solo persone, ma anche oggetti: la loro diversa composizione permette loro di trattenere e rilasciare calore in maniera differente rispetto all’acqua circostante.

Il confronto tra visori notturni e termici

Visori termici e notturni hanno loro peculiarità in funzione del principio di funzionamento. Se entrambi hanno come scopo ultimo quello di rendere possibile la visione di oggetti in condizioni di scarsa o nulla visibilità, i campi di applicazione sono differenti con diverse limitazioni. Un parametro che tuttavia può aiutarci a capire chi "vincerebbe" un eventuale confronto, è il contrasto d’immagine. Quando osserviamo un oggetto, questo ci apparirà meglio se risalterà rispetto all’ambiente circostante. Un corpo scuro su uno sfondo altrettanto scuro, sarebbe più difficile da notare. Per questo motivo, gli apparati che sfruttano la termovisione possono contare su valori di contrasto maggiori grazie al principio sul quale basano il loro funzionamento, garantendo perciò un maggior contrasto degli oggetti osservati.