Хто винайшов перший тепловізор - від 18-століття до сучасності

Коли на вулиці холоднішає, і хочеться посунутися ближче до теплої батареї або електричного обігрівача, нам не потрібно їх навіть торкатися.
Гріюча енергія досягає нас на відстані. Це інфрачервоне випромінювання – частина електромагнітного спектра. Ми виступаємо в якості грубих “реєстратор” ІЧ-випромінювання, оперуючи поняттями : “тепло”, “жарко” і звичайно ні про яку точність визначення температури до градуса мови не йде. Для цього будуть потрібні спеціальні електричні вимірювальні прилади, теж “відчувають” невидимі промені, ось вони і покажуть цифровий результат, оскільки базуються на принципі інфрачервоної термографії.
А крім цифр, ряд просунутих представників вимірювальної техніки, ще відображають барвисту, з високою роздільною здатністю, карту розподілу температур, це тепловізори, але справа звичайно не в красі, а в миттєвому виявленні температурних аномалій або пошуку об'єктів, що затребуване в найширшому переліку галузей:

• енергоаудит;
• будівництво;
• охота;
• пожежна справа;
• військове застосування.

До речі з приводу полювання. Звернемося до тваринного світу. У змій є живі “термодетектор”, прообраз болометрів в сучасних тепловізійних система. Поруч з очима, знаходяться невеликі западини, що не перевищують 1 мм в діаметрі, що сприймають теплові промені, що дозволяє їм полювати в абсолютній темряві, наприклад на гризунів.
Більш того, якщо говорити термінами інфрачервоної термографії, то зміїні терморецептори мають дозвіл 40 на 40 клітин. Чим не матриця ?!
Дозвіл звичайно невелика, але досить, щоб зловити польову мишу і зайвий раз доводить - як багато ми беремо у природи, вдосконалюємо і реалізуємо у вигляді заліза і електроніки.

Інфрачервона термографія з глибини століть

У 1666 році Ісаак Ньютон виявив, що, здавалося б, білий сонячне світло зовсім не був білим, а підсумовувався з окремих кольорів.
У 1800 році Фредерік Вільям Гершель (1738-1822) зробив експерименти, в яких він вивчав окремі кольори спектра сонячного світла, розкладаючи їх за допомогою спеціальної призми.

Гершель виміряв температуру кожного з кольорів, але в сумі, арифметично, не досяг температури, випромінюваної сонячним світлом.
Довгі експерименти не допомогли знайти відповідь на питання. Працювати можна цілодобово, але треба ж і обідати.
І під час обідньої перерви, вчений залишав чутливий термометр поруч з червоною частиною спектра, а коли він поїв і повернувся до свого робочого місця, він раптово виявив, що спостерігалося значне підвищення випадково виміряної температури.
Таким чином була отримана “відсутній” температура, яка по спектру лежить далі видимого нашими органами зору “червоний” ділянки спектра, тобто в візуально невидимою області.
Це і було випромінювання, яке йде від сонця і взагалі від будь - якого об'єкта не тільки теплого в звичному нам сенсі, а температура якого вище абсолютного нуля і яке сприймає пірометр і відображає на дисплеї або якщо купити тепловізор-температурний визуализатор. Оскільки при абсолютному нулі рух атомів і молекул повністю припиняється. І температури немає. Як би це дивно не звучало. Саме тому в шкалі Кельвіна немає мінусових значень. Або плюс або нуль. Отак.
До речі, а Ви знаєте який найхолодніший об'єкт у Всесвіті ? Вважається, що на це Крижане звання претендує туманність Бумеранга в сузір'ї Центавра, віддалена від землі на 5000 світлових років. Її температура 1к або мінус -272,15 за Цельсієм. У порівнянні з цією неймовірною цифрою, найхолодніша температура -89,2 °C, зареєстрована на нашій планеті 21.07.1983 на радянській антарктичній станції “Сходу”, здасться справжньою спекою.

Але повернемося до Гершелю.

Отже, він прийшов до висновку, що виявив область нового невидимого випромінювання, непрямим чином, за спостережуваним нагрівального ефекту. Таким чином, випромінювання отримало чітку термічну категоризацію.

Інфрачервоне назва з'явилася пізніше, в кінці 19 століття.
Однак з тих пір ІК промені асоціювалися, в першу чергу, з рнагревом, хоча виявлене Гершелем випромінювання відноситься до спектру світла. Ми не вважаємо його світлом через те, що самі не бачимо.
Хоча і тут не все так просто.
Цікаво, що наші очі сприймають і видиме (оптичний) зображення та інфрачервоне, але мозок “заточений” під вузьку частину спектра. Тобто наші органи зору сприймають випромінювання, але не передають його в мозок.
Тому їхати в непроглядній темряві вночі на автомобілі по трасі з вимкненими фарами, як Термінатор, у нас не вийде.
На завершення теми, відзначимо, що віддаючи данину пам'яті про важливі досліди Гершеля, в травні 2009 року з космодрому Куру на борту ракети-носія "Аріан-5" був відправлений для дослідження космічного простору найбільший інфрачервоний телескоп, що носить його ім'я "Гершель", який готувався до запуску цілих 20 років.

1. У 1821 році
   Німецьким вченим Томасом Йоганном Зеєбеком був виявлений ефект електрорушійної сили (термо ЕРС) – виникнення електрики під дією тепла
2. У 1834 році
   Французький винахідник і годинникар Жан Шарль Пельтьє відкрив другий термоелектричний ефект, з'ясувавши, що різниця температур виникає на стику двох різних типів матеріалів під дією електричного струму. А є і зворотний процес-створення напруга при нагріванні. Так наприклад працює термопара, що підключається до мультиметра або цифрового термометра.
3. У 1878 році
   Семюел Ленглі, вважаючи, що все життя і діяльність на Землі стали можливими завдяки сонячному випромінюванню, винайшов болометр, надчутливий детектор променистого тепла, який розрізняє перепади температури в Соту тисячну градуса Цельсія (0,00001 С)

Цей прилад, що складається з двох тонких металевих смуг, вимірювального моста, Джерела живлення і гальванометра (пристрої для вимірювання електричного струму), дозволив йому вивчати світлові промені від сонця далеко в його інфрачервоній області і вимірювати інтенсивність сонячного випромінювання на різних довжинах хвиль.
Ось воно, дистанційне вимірювання температури ! В ті то роки.
Вже за цими прикладами з тих далеких часів, бачимо як вибудовується ланцюжок, на основі якої і функціонує алгоритм:
Поверхня ➤ вихідне інфрачервоне випромінювання ➤ перетворення в електрику.
Не вистачає ще цифрового дисплея, але ми багато хочемо для 18 століття. Відкриття зроблені тоді, і так випередили свій час на більш ніж 100 років.