Por que uma fotografia infravermelha de uma pessoa tem aparência diferente em relação a outra tirada sob luz visível?

Passo 1

O enunciado pergunta por que uma fotografia infravermelha de uma pessoa tem aparência diferente de outra tirada sob luz visível. O conteúdo aqui envolve o espectro eletromagnético — em particular as faixas de comprimento de onda do visível e do infravermelho — e como diferentes comprimentos de onda interagem com a pele, o cabelo, as roupas e como os sensores das câmeras capturam essas informações.

Passo 2

A luz visível corresponde a comprimentos de onda aproximadamente entre
\lambda\approx400\text{ nm}\quad\text{e}\quad\lambda\approx700\text{ nm},
enquanto o infravermelho próximo usado em muitas câmeras fotográficas vai de \lambda\approx700\text{ nm} até cerca de \lambda\approx1{,}0\\ \mu\text{m} ou mais. Essa diferença de comprimento de onda faz com que os fenômenos físicos de reflexão, transmissão e emissão variem bastante de uma faixa para a outra.

Passo 3

Na luz visível o que você vê é basicamente a reflexão da radiação solar (ou de uma lâmpada) em pigmentos da pele, do cabelo e das roupas. A melanina na pele, por exemplo, absorve parte dessa luz, e o que sobra chega aos fotodiodos em três canais (vermelho, verde e azul), gerando as cores familiares que enxergamos.

Passo 4

No infravermelho próximo, além de alguma reflexão na superfície, entra em jogo a emissão térmica dos objetos, regida pela lei de Planck e pelo coeficiente de emissividade de cada material. A pele humana e os tecidos emitem radiação infravermelha de acordo com a temperatura local: áreas mais quentes aparecem mais brilhantes no sensor IR, enquanto roupas isolantes ou cabelos (com emissividade diferente) aparecem com contraste distinto.

Passo 5

As câmeras convencionais capturam luz visível em três cores (RGB), mas câmeras infravermelhas registram intensidade de radiação em uma única faixa fora do visível e normalmente exibem um mapa de tons de cinza (ou cores falsas) que representam a distribuição de temperatura e emissividade. Por isso, no infravermelho você “vê” um retrato térmico e não as cores reais dos objetos.

Resposta

Uma foto infravermelha difere da visível porque utiliza comprimentos de onda mais longos, em que predominam a emissão térmica da pele e o efeito da emissividade dos materiais, em vez da simples reflexão de pigmentos. Isso faz com que o sensor IR mostre um mapa de intensidade (tons de cinza ou false color) que destaca variações de temperatura e composição, dando à imagem uma aparência completamente diferente da foto em luz visível.

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