“波士顿爆炸案”嫌犯能躲过红外探测吗?

上周五晚,以波士顿马拉松爆炸案开始的 ужасная 一周终于有了一个令人欣慰,却又令人心情沉重的结局。马拉松和麻省理工学院 ужасных 恐怖事件的最后一名嫌疑人在一场极其危险的捉迷藏游戏中被逮捕。

加入我们的科学爱好者社区!

本文发表于《大众科学》的前博客网络,仅反映作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


上周五晚,以波士顿马拉松爆炸案开始的 ужасная 一周终于有了一个令人欣慰,却又令人心情沉重的结局。马拉松和麻省理工学院 ужасных 恐怖事件的最后一名嫌疑人在一场极其危险的捉迷藏游戏中被逮捕。

为了帮助将焦哈尔·察尔纳耶夫绳之以法,官员们利用了我们通常看不见的东西——热量。

照片(和视频)就像这些一样,突显了侦查技术已经发展到了何种程度。具体来说,察尔纳耶夫是在安装在警用直升机上的 FLIR(前视红外)摄像头的帮助下被识别出来的。但是,这种看似 X 射线般的视觉是如何工作的?所谓的 бомбер 嫌犯有可能躲过这只看似全知全能的眼睛吗?


关于支持科学新闻报道

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道: 订阅。通过购买订阅,您将帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和思想的具有影响力的故事能够继续存在。


你看不见的东西会暴露你

红外 (IR) 辐射能够穿透许多干扰物,例如烟雾、雾气或船篷,因为它由长电磁波组成。看看电磁波谱,您会看到红外线的波长比可见光更长(就在可见光之前——infra,在红色光之下)。正如我们从热图像中看到的那样,热量恰好将其大部分能量以红外线的形式散发到宇宙中。事实上,如果您将某物加热到足够高的温度,这些长红外波长会更紧密地聚集在一起,直到一些波长渗入可见光谱。这就是为什么您可以将某物加热到“发红光”的原因。继续加热,它会发出蓝光,遵循相同的光谱。(请注意,大多数彩色热图像都反转了此比例。这是因为将较红的区域视为较热的区域更直观。)

因此,当您查看红外图像时,您实际上并不是“看穿”任何东西。红外线只是另一种电磁辐射,它恰好能够穿透您的相机聚焦的材料。当警察“看穿”察尔纳耶夫藏身的船篷时,他们看到了他,是因为他身体发出的长波长穿透了船篷材料,而不是某种超人般的 X 射线视觉。

但是,由于用红外线看到某人或某物需要辐射穿透它和摄像机之间的任何东西,因此必然存在一些材料可以有效地阻挡红外线。躲在这样的材料后面会让你对看到看不见的东西的相机隐形。

无处可逃,一处可藏

玻璃,特别是您家中使用的那种玻璃,旨在阻挡红外辐射。保持所有热量对于降低取暖费用非常重要。将红外摄像机对准大多数玻璃,它会严重扭曲,甚至完全阻挡来自玻璃后面的任何红外辐射。您将获得玻璃的相对表面温度,仅此而已。

您可以很容易地证明这一点。首先注意这个视频中,车窗升起和车窗降下时,您可以看到的物体之间的差异(摄像机与用于抓捕波士顿 бомбера 嫌犯的 FLIR 技术相同)。接下来,找到一种发出近红外辐射(波长较短,接近可见光)的设备,例如您的电视遥控器。它发送的信号对您来说仍然是不可见的,但我敢打赌您可以隔着窗户换频道。您的遥控器发出的较短波长可以穿透玻璃,而 FLIR 无法穿透乘客车窗。(这部分解释了为什么您的汽车在夏天会变得如此 нечестиво 热;玻璃会捕获红外辐射!)

如果察尔纳耶夫想躲避红外摄像机,他不可能选择更糟糕的地方了。

屏蔽您的热信号的理想场所将是玻璃温室。周围都是旨在反射热量的玻璃,您将对红外摄像机(和“捕食者”无人机)隐形。可见光可以进入,但红外线无法逸出。事实上,这部分解释了为什么人类能够在这个星球上生存。来自太阳的光穿透我们的大气层,加热地表,然后热量试图逸出。温室气体将红外线反射回地球,将热量保持在内部——温室效应。通过用玻璃遮蔽自己并躲在温室气体的包围中,像在马萨诸塞州沃特敦使用的那种直升机就会失明。

除非他掌握一些关键的物理学知识,否则所谓的波士顿 бомбер 嫌犯永远无法逃脱红外探测。当然,知道如何屏蔽天空中的“千里眼”有一个关键的缺点:将自己置于玻璃后面会将您完全暴露在可见光谱中。而现在他身陷囹圄。

图片来源: 马萨诸塞州州警察提供的红外照片;玻璃后面的红外照片来自MoistureView

Kyle Hill is a science communicator who specializes in finding the secret science in your favorite fandom. He has a bachelor's degree in environmental engineering and a master's degree in communication research (with a focus on science, health, and the environment) from Marquette University in Milwaukee, Wisconsin.
Aside from co-hosting Al Jazeera America's science show, TechKnow, Hill is also a freelancer who has contributed to Wired, Nature Education, Popular Science, Slate, io9, Nautilus, and is a columnist for Skeptical Inquirer. He manages Nature Education's Student Voices blog, is a research fellow with the James Randi Educational foundation. Email: sciencebasedlife@gmail.com

More by Kyle Hill
© . All rights reserved.