想要理解夜视仪的原理，就必须对光的原理有所了解。光波的能量大小与其波长有关：波长越短，能量越高。在可见光中，紫光的能量较高，而红光的能量较低。与可见光光谱相邻的是红外线光谱。红外线分为三类：近红外线（近IR）——近红外线与可见光相邻，其波长范围是0.7-1.3微米（1微米等于百万分之一米）。中红外线（中IR）——中红外线的波长范围是1.3-3微米。近红外线和中红外线应用到各种电子设备中，例如遥控器。热红外线（热IR）——热红外线占据了红外线光谱中较大的一部分，其波长范围是3-30微米。热红外线与其他两种红外线的主要区别是，热红外线是由物体发射出来的，而不是从物体上反射出来的。物体之所以能够发射红外线，是因为其原子发生了某种变化。
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夜视仪会利用夜视仪探查人们是否有不轨行为。不少商业机构也会利用安装在固定位置的夜视摄像头监测周围环境。热成像技术真正令人惊奇的是，它能够揭示出一个地区有没有人类活动过的痕迹 ——即便四周没有任何肉眼可见的明显标记，它还是能告诉我们，一块土地曾被挖开并填埋过一些东西。执法部门也能借此发现一些罪犯企图隐瞒的事证，包括赃款以及尸体等。此外，利用热成像技术能发现某些区域（如墙壁）较近发生的变化，这能为一些案件提供重要线索。
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