Slika 1: Kozarci z razliˇcno vsebino (jajce, sok rdeˇce pese, jedilno olje in voda) v vidni in infrardeˇci svetlobi. Malce drugaˇ cno tihoˇ zitje: fotoaparat odkriva nova obzorja Doc. dr. Gorazd Planinˇsiˇc Fakulteta za matematiko in fiziko, Ustanova Hiˇsa eksperimentov Veˇcina digitalnih fotoaparatov uporablja pri zajemanju slike CCD tipalo. Za svetlobo obˇcutljiva plast CCD tipala je sestavljena iz majhnih fotodiod. Pri veˇcini digitalnih fotoaparatov sodelujejo pri zajemanju slikovnega elementa po tri fotodiode. Vsaka izmed fotodiod je prekrita z enim izmed treh barvnih filtrov (rdeˇc, zelen ali moder RGB filtri). Fotodiode pa niso obˇcutjive le na podroˇcju vidne svetlobe, temveˇc tudi na bliˇznjem infrardeˇcem (NIR - near infra red) delu spektra, in sicer do velikosti valovnih dolˇzin 1200nm. Z digitalnimi fotoaparati tako zaznamo tudi del elektromagnetnega spektra, ki se razteza med 700nm in 1200nm, in ga z oˇcesom preteˇzno ne zaznamo. RGB filtri so skoraj prozorni za NIR svetlobo, zato vsi trije barvni filtri v isti slikovni toˇcki prepustijo podobno jakost NIR svetlobe. Konˇcne slike, ki jih jih dobimo s slikanjem v tem podroˇcju valovnih dolˇzin, so zato podobne ˇcrno belim slikam: tem moˇcnejˇsa je NIR svetloba, svetlejˇsa je slika. Kako posnamemo digitalne slike v bliˇznji IR svetlobi? Potrebujemo digitalni fotoaparat s CCD tipalom (ˇce je le moˇzno z roˇcno nastavljivim ˇcasom zajemanja) in primeren IR filter, ki naj prepuˇsˇca svetlobo, katere valovna dolˇzina je veˇcja od 850nm. Slike, ki so prikazane ob tekstu, so bile posnete s fotoaparatom Canon G2 in z uporabo filtra Kodak 87C (cena filtra velikosti 10cm*10cm, ki ga lahko kupite v veˇcini fotografskih trgovin, znaˇsa pribliˇzno 5000 SIT). 1 Iz kupljenega filtra izreˇzemo krog, ki naj bo malo veˇcji od odprtine objektiva. Krog nato ˇ nimamo pritrdimo pred objektiv, pri ˇcemer si lahko pomagamo s samolepilnim trakom. Ce moˇznosti dobiti primernega filtra, si lahko pomagamo z dvema polarizacijskima filtroma, ki ju v medsebojno pravokotni legi namestimo pred objektiv na enak naˇcin, kot IR filter. Posnemino sliko z IR filtrom ˇ osvetlitve CCD tipala nastavimo na okoli 1s in zagotovimo moˇcno osvetlitev objektov, Cas ki jih slikamo (na primer sonˇcna svetloba ali moˇcna ˇzarnica). Za primerjavo ne pozabimo slikati iste postavitve ˇse v vidni svetlobi. Slika 2: Lom svetlobe v vidnem (levo) in IR obmoˇcju (desno). Slike nato prenesemo na raˇcunalnik in jih obdelamo. Zaradi manjˇse porabe prostora pri IR slikah uporabimo funkcijo ’sivine - greyscale’, nato pa po potrebi ˇse ’auto equalize levels - ˇcim boljˇsa izkoriˇsˇcenost razpona sivin’. Obe funkciji se nahajata v veˇcini programov za obdelavo slik (prikazane slike so bile obdelane s programom Corel PhotoPaint 8). Primerjava slik v vidni svetlobi z NIR slikami iste postavitve odkriva, da je interakcija med snovjo in svetlobo zelo odvisna od valovne dolˇzine svetlobe (torej od energije vpadnih fotonov). Slika 3: M&M bonboni so v IR spektru nerazloˇcljivi. Kot primer si oglejmo vodo, ki je brezbarvna in prozorna za vidno svetlobo, ter jedilno olje, ki je zaradi delne absorbcije vidne svetlobe rumenkaste barve (slika 1). V NIR svetlobi je voda 2 temnejˇsa kot olje, iz ˇcesar sklepamo, da se v vodi absorbira veˇc NIR svetlobe kot v olju. Po drugi strani je sok rdeˇce pese, ki absorbira veˇcino vidne svetlobe, prozoren za NIR svetlobo . Z ogledom slike loma vidne in NIR svetlobe na s kapljevinami napolnjenih kozarcih ugotovimo, da zakoni optike ’delujejo’ tudi za ’nevidno’ svetlobo (slika 2). Kumara, ki je ena izmed najtemnejˇsih vrst zelenjave v vidnem delu spektra, je v NIR svetlobi svetla kot korenje ali z´elena (slika 4). Bonboni, ki so v vidni svetlobi razliˇcnih barv, so skoraj enake barve v NIR delu spektra, prav tako tudi temno rdeˇca vrtnica, ki jih v NIR svetlobi prekaˇsa po svetlosti (slika 3). Slika 4: Kakˇsne barve je kumara? Poskusite primerjati med seboj ˇse spremembe pri drugih snoveh. Uporabite lahko razliˇcno sadje, meso, kuhinjske in druge pripomoˇcke, ˇzitarice, napise na razliˇcnih materialih,... 3