열화상 카메라

Thermal imaging camera

캄캄한 밤에도 열화상 카메라는 어떻게 사람과 동물의 모습을 찍을까요?

무슨 일이 일어났나

사람 같은 물체는 눈에 보이는 빛은 내지 않고 적외선만 내며, 우리 눈은 이 적외선을 못 보지만 야간 투시경이나 적외선 카메라 같은 장치는 잡아냅니다(NASA).

지구 과학자들은 파장 8~15 μm 를 «열 적외선» 이라 부르는데(NASA), 물체의 열을 담은 이런 적외선을 잡아 그림으로 바꾸는 것이 열화상 카메라입니다.

카메라 앞의 렌즈는 보통 카메라처럼 장면의 적외선을 모아 센서 위에 작은 거꾸로 선 상을 맺고, 센서는 칸마다 들어온 적외선의 세기를 재어 색으로 칠합니다.

시뮬레이터에서 초점 거리 2.5 cm 렌즈 앞 1.5 m 에 높이 20 cm 물체를 두면, 렌즈 뒤 25.4 mm 에 0.017 배 크기의 거꾸로 선 상이 맺힙니다.

📸 진짜 모습

열 관측 장비 ECOSTRESS 가 해 뜬 직후 잰 휴스턴의 땅 온도 — 도심과 도로는 빨강 · 주황, 구름은 파랑입니다.불러오는 중…📸 사진

열 관측 장비 ECOSTRESS 가 해 뜬 직후 잰 휴스턴의 땅 온도 — 도심과 도로는 빨강 · 주황, 구름은 파랑입니다.

출처: NASA/JPL-Caltech · 퍼블릭 도메인 · NASA 그림 창고 원본 ↗

💡 생활 속 예시

  • 공항이나 큰 건물 입구의 열화상 카메라 화면을 보면, 지나가는 사람들 얼굴이 주황 · 노랑으로 빛나 보입니다.
  • 겨울에 집 창문을 열화상으로 찍은 사진을 보면, 창틀 틈 쪽이 다른 벽과 다른 색으로 드러납니다.

어떤 부품이 무엇을 하나

  • 렌즈 — 장면에서 온 적외선을 모아 센서 위에 상을 맺습니다 — 시뮬레이터의 볼록 렌즈입니다.
  • 적외선 센서 — 칸마다 들어온 적외선의 세기를 재는 판으로, 눈 대신 적외선을 잡습니다.
  • 화면 — 센서가 잰 세기를 색으로 바꿔, 따뜻한 곳과 찬 곳을 한눈에 보여 줍니다.
  1. 사람 · 벽 · 컵처럼 온도가 있는 물체가 적외선을 냅니다.
  2. 렌즈가 그 적외선을 모아 센서 위에 거꾸로 선 작은 상으로 맺습니다(시뮬레이터: 1.5 m 앞 물체 → 렌즈 뒤 25.4 mm).
  3. 센서의 칸마다 들어온 적외선의 세기를 잽니다.
  4. 잰 값을 색으로 바꿔 화면에 그리면, 빛이 없어도 열의 모습이 보입니다.

확인된 값

눈으로 못 보는 적외선을 적외선 감지 장치(야간 투시경 등)는 잡는다
IR sensors 출처
열 적외선 영역의 짧은 쪽 끝 (8 μm)
0.000008 m 출처
열 적외선 영역의 긴 쪽 끝 (15 μm)
0.000015 m 출처
지구의 열은 적외선 복사로 나간다
heat → infrared 출처
우리는 적외선 에너지의 일부를 열로 느낄 수 있다
felt as heat 출처
눈으로 못 보는 적외선을 야간 투시경 · 적외선 카메라 같은 장치는 잡는다
night-vision goggles · infrared cameras 출처
사람 같은 물체는 보이는 빛은 내지 않고 적외선만 낸다
humans emit only infrared 출처

교육과정에서는

  • 한국 2022 · 고급 물리학 · 전자기학 [12고물02-04]
  • 잉글랜드 · KS4 Physics: Wave motion

출처

이어서 보기

같은 단원 · 색과 전자기파

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① 시뮬레이터·그림: 직접 만듦

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② 사실·숫자: 공식 기관·교재

연도·숫자·이름은 NIST·NASA·NOAA·USGS·기상청·PDG·노벨재단 같은 공식 기관과 공개 교재에서 직접 확인한 것만 우리 말로 옮기고, 쪽마다 출처 주소를 적습니다. 위키백과·나무위키·블로그는 출처로 쓰지 않습니다.

③ 교육과정

2022 개정 과학과 교육과정과 영국·호주·일본 교육과정에서 그 내용이 어디에 나오는지 함께 적습니다.

④ 실시간 자료

지진·이산화 탄소·오로라 같은 실시간 판은 기관이 낸 자료를 받은 시각과 함께 그대로 보여 주고, 우리가 예보하지 않습니다.

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