Penglihatan malam

Penglihatan malam ialah keupayaan melihat dalam keadaan yang rendah cahaya. Baik secara semula jadi mahupun dengan bantuan teknologi, penglihatan malam dibolehkan oleh julat spektrum dan julat keamatan yang mencukupi. Manusia kurang mampu melihat pada waktu malam berbanding dengan kebanyakan haiwan, serba sedikit disebabkan mata manusia yang kekurangan tapetum lucidum.^[1]

Dua orang askar Amerika Syarikat yang digambarkan di Perang Iraq 2003 melalui alat penguat imej

Jenis julat

Julat spektrum

Teknik-teknik julat spektrum yang berguna malam boleh mengesan sinaran yang tidak kelihatan bagi pemerhati manusia. Penglihatan manusia terhad kepada sebahagian kecil spektrum elektromagnetik yang dipanggil cahaya tampak. Peningkatan julat spektrum membolehkan pelihat untuk memanfaatkan punca sinaran elektromagnetik yang tidak kelihatan (seperti sinaran hampir inframerah atau ultraungu). Sesetengah haiwan boleh mencerap lebih banyak sinaran inframerah atau ultraungu berbanding manusia.

Spektrum cahaya

Julat keamatan

Julat keamatan yang mencukupi ringkasnya ialah keupayaan untuk melihat dengan jumlah cahaya yang amat kurang.^[2]

Kebanyakan haiwan lebih jelas melihat pada waktu malam daripada manusia kerana terdapat perbezaan dalam morfologi dan anatomi mata, antaranya: bebola mata yang lebih besar, kanta yang lebih besar, bukaan optik yang lebih besar (hingga anak mata boleh meluas hingga ke batas kelopak mata), lebih banyak rod daripada kon (atau hanya terdapat rod) dalam retina, dan terdapat tapetum lucidum.

Penglihatan malam semula jadi

"Penglihatan malam boleh menentu hidup mati. Makanlah lobak merah, sayur-sayuran hijau atau kuning, kaya dengan vitamin," Poster Perang Dunia Kedua

Dalam penglihatan malam semula jadi, molekul-molekul rodopsin dalam rod mata menjalani perubahan bentuk sambil menyerap cahaya. Rodopsin ialah bahan kimia yang membolehkan penglihatan malam, bahkan amat peka kepada cahaya. Apabila terdedah pada suatu spektrum cahaya, pigmennya segera meluntur, dan perlunya sekitar 30 untuk tumbuh semula sepenuhnya, tetapi kebanyakan adaptasinya berlaku dalam masa lima ke sepuluh minit dalam kegelapan. Rodopsin dalam sel rod manusia kurang peka kepada jarak gelombang cahaya merah yang lebih panjang, maka ramai orang selalunya menggunakan cahaya merah untuk menjaga penglihatan malam kerana ia hanya menghabiskan sedikit demi sedikit simpanan rodospin mata dalam sel rod, dan sebaliknya dilihat oleh kon. Bagaimanapun, angkatan kapal selam AS berhenti menggunakan pencahayaan merah untuk adaptasi malam setelah penyelidikan mendapati kurangnya kelebihan besar dalam penggunaan cahaya merah takat rendah berbanding putih takat rendah.^[3]^[4] Kebanyakan haiwan memiliki suatu lapisan tisu bergelar tapetum lucidum di belakang mata yang memantulkan kembali cahaya melalui retina, meningkatkan jumlah cahaya yang tersedia untuk dicekup. Lapisan tisu ini terdapat pada kebanyakan haiwan nokturnal dan sesetengah haiwan laut dalam, malah inilah punca mata bersinar. Manusia ketiadaan tapetum lucidum.

Mamalia nokturnal mempunyai sel-sel rod dengan ciri-ciri unik yang membolehkan peningkatan dalam penglihatan malam. Pola nukleus rodnya berubah menjadi songsang sebaik sahaja selepas lahir. Berbanding dengan rod biasa, rod sonsang mempunyai heterokromatin di tengah nukleusnya dan eukromatin dan lain-lain faktor transkripsi di sepanjang sempadan. Selain itu, lapisan nukleus luaran (ONL) pada mamalia nokturnal adalah tebal disebabkan oleh kehadiran jutaan rod untuk memproses keamatan cahaya yang rendah daripada beberapa foton. Daripada terserak, cahaya melalui satu-satu nukleus.^[5]

Teknologi penglihatan malam

Filem tentang penciptaan teknologi penglihatan malam untuk tentera AS, 1974

Teknologi penglihatan malam boleh dibahagikan kepada tiga kategori utama:

Penguatan imej: Teknologi penguatan imej berfungsi atas prinsip membesarkan jumlah foton yang diterima dari pelbagai punca semula jadi seperti cahaya bintang atau bulan. Contoh: kaca mata malam dan kamera cahaya rendah.

Pencahayaan aktif: Teknologi pencahayaan aktif berfungsi atas prinsip penggabungan teknologi penguatan imej dengan punca pencahayaan yang aktif dalam jalur hampir inframerah (NIR) atau inframerah gelombang dekat (SWIR). Contoh: kamera cahaya rendah.

Pengimejan haba: Teknologi pengimejan haba berkesan dengan mengesan beza suhu antara benda di latar depan dan belakang. Sesetengah hidupan mampu mengesan imej haba yang kasar dengan organ istimewa yang berfungsi sebagai bolometer. Kemampuan ini membolehkan ular untuk mengesan inframerah haba yang berfungsi dengan mengesan sinaran haba.

Rujukan

^ (Inggeris) "Histological study of choroidal melanocytes in animals with tapetum lucidum cellulosum (abstract)".^{[pautan mati kekal]}
^ (Inggeris) "The Human Eye and Single Photons".
^ Luria, S. M.; Kobus, D. A. (1985). "Immediate Visibility After Red and White Adaptation" (PDF). Submarine Base, Groton, CT: Naval Submarine Medical Research Laboratory (diterbitkan 26 April 1985). Diarkibkan daripada yang asal (PDF) pada 2012-12-01. Dicapai pada 24 Mac 2012 Unknown parameter |month= ignored (bantuan); Cite journal requires |journal= (bantuan)CS1 maint: postscript (link)
^ Luria, S. M.; Kobus, D. A. (1984). "THE RELATIVE EFFECTIVENESS OF RED AND WHITE LIGHT FOR SUBSEQUENT DARK-ADAPTATION". Submarine Base, Groton, CT: Naval Submarine Medical Research Laboratory (diterbitkan 3 Julai 1984). Dicapai pada 24 Mac 2012 Unknown parameter |month= ignored (bantuan); Cite journal requires |journal= (bantuan)CS1 maint: postscript (link)
^ Solovei, I. (16 April 2009). "Nuclear Architecture of Rod Photoreceptor Cells Adapts to Vision in Mammalian Evolution". Cell. 137 (2): 945–953. doi:10.1016/j.cell.2009.01.052. PMID 19379699. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (bantuan)

Pautan luar

[1] (Inggeris) "Histological study of choroidal melanocytes in animals with tapetum lucidum cellulosum (abstract)".^{[pautan mati kekal]}

[2] (Inggeris) "The Human Eye and Single Photons".

[3] Luria, S. M.; Kobus, D. A. (1985). "Immediate Visibility After Red and White Adaptation" (PDF). Submarine Base, Groton, CT: Naval Submarine Medical Research Laboratory (diterbitkan 26 April 1985). Diarkibkan daripada yang asal (PDF) pada 2012-12-01. Dicapai pada 24 Mac 2012 Unknown parameter |month= ignored (bantuan); Cite journal requires |journal= (bantuan)CS1 maint: postscript (link)

[4] Luria, S. M.; Kobus, D. A. (1984). "THE RELATIVE EFFECTIVENESS OF RED AND WHITE LIGHT FOR SUBSEQUENT DARK-ADAPTATION". Submarine Base, Groton, CT: Naval Submarine Medical Research Laboratory (diterbitkan 3 Julai 1984). Dicapai pada 24 Mac 2012 Unknown parameter |month= ignored (bantuan); Cite journal requires |journal= (bantuan)CS1 maint: postscript (link)

[5] Solovei, I. (16 April 2009). "Nuclear Architecture of Rod Photoreceptor Cells Adapts to Vision in Mammalian Evolution". Cell. 137 (2): 945–953. doi:10.1016/j.cell.2009.01.052. PMID 19379699. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (bantuan)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]