Otázka:
Jakou nejmenší velikost může lidské oko vidět?
Joeytje50
2014-12-26 05:26:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Během biologického experimentu ve škole, kde bychom se pod mikroskopem dívali na vodní řasy, můj učitel řekl něco o tom, že je nemožné, aby lidské oko vidělo buňky bez jakéhokoli zvětšovacího skla . Viděl jsem to tedy jako výzvu a rozhodl jsem se zkontrolovat, jestli vidím buňky. A poté, co jsem držel listy opravdu blízko mé tváře, jsem byl opravdu schopen vidět malé obdélníky.

Protože jsem na to teď byl zvědavý, rozhodl jsem se podívat se na další věci. Nejprve jsem se pokusil zjistit skutečnou velikost buněk vodních řas. Na základě tohoto 640x zvětšeného obrázku, který obsahuje buňky o šířce 5 mm a délce 10 - 15 mm na obrázku (což odpovídá zhruba 8µm široké a 15µm dlouhé).

Nechal jsem to v zadní části mé hlavy po dlouhou dobu, ale jen jsem se podíval na svůj bavlněný rukáv a všiml si drobných vláken. Ne ty, které jsou tkané dohromady, ale ty, které z toho vyčnívají. Po vyhledání se tedy ukázalo, že bavlněná vlákna mají šířku 10 μm.

Zajímalo by mě, jaká je nejmenší velikost, jakou lidské oko ve skutečnosti může mít vidět ? Podle celé řady zdrojů na celém internetu je to buď 200–400µm, 100µm, nebo 58-75µm. Často také slyším „šířku lidského vlasu“, ale ty se mohou pohybovat od 17 do 181µm.

Je vidět mnoho rostlinných buněk, dobrým příkladem jsou buňky cibule. Pokud jde o * vidění *, záleží na vaší definici * vidění *.
Mám na mysli něco jako být schopen rozlišit tvar určité velikosti (tedy v tomto případě rostlinná buňka nebo bavlněné vlákno).
Jeden odpovědět:
AliceD
2014-12-27 18:45:05 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Velmi pěkná otázka!

Za prvé, „nejmenší velikost“, kterou lidské oko dokáže vnímat, se nazývá zraková ostrost a lze ji vyjádřit různými způsoby. Nelze jej jednoduše vyjádřit pomocí opatření velikosti, protože objekty s pevnou velikostí jsou při pohledu z dálky ( perspektiva ) vnímány jako menší. Známým příkladem je železniční trať:

perspective

Zraková ostrost tedy musí být měřena jako funkce vzdálenosti sledování, tj. Ve stupních vizuálního pohledu. Měřeno ve stupních, je zraková ostrost průměrně normálně viděného člověka 1 / 60 stupeň nebo 1 minuta oblouku (1 MAR) ( Webvision, kapitola " Visual Acuity “, autor: Kalloniatis & Luu).

Pomocí základní struktury oka a některé trigonometrie lze odvodit nejmenší viditelnou velikost:

basic structure of the eye

Trigonometrický vzorec bude: $ 2d \ times tan (\ frac {\ alpha} {2}) $, přičemž d je zobrazovací vzdálenost a alpha ($ \ alpha $) zraková ostrost vyjádřená v radiánech ($ \ pi \ times \ frac { stupně} {180} $) ( Centrum zdrojů NDT).

Za předpokladu nejbližší vzdálenosti, na kterou může dospělý zaostřit (~ 100 mm) a průměrné maximální ostrosti 1 MAR, se nejmenší viditelná velikost scvrkává na 29 mikronů .

Malé dítě se může soustředit na vzdálenosti až ~ 50 mm a může mít zrakovou ostrost 0,4 MAR, což přináší 6 mikronů .

Všimněte si, že 1 MAR zahrnuje 288 mikronů na sítnici a asi 180 fotoreceptorů. Optická omezení oka (například difrakce čočkou a rozptyl světla nervovými buňkami v sítnici) omezují rozlišení lidského oka pod teoretickou „mezní hodnotu pixelu“ oka.

Takže lze shrnout, že podle věku by měl člověk vidět cíle řádově 6 - 29 mikronů. Dolní hranice tohoto rozmezí jsou skutečně v rozsahu buněk vodních řas a textilních vláken, které popisujete.

PS - popsané hodnoty jsou reprezentativní za ideálních podmínek, tj. za situace bohatého osvětlení a vysokého kontrastu.

Opravdu dobře propracovaná odpověď. Dík! Podmínky byly skutečně ideální, jak jste popsal, bylo tam docela dost světla a jak vidíte na obrázku, buňky vodních řas skutečně mají docela dost kontrastu s buněčnými stěnami. Skvělá odpověď!
To může být pravda za určitých předpokladů („ideální podmínky“), ale problém je obecně složitější. Zraková ostrost je o řešení detailů (např. Schopnost rozpoznat postavu) a ne o vidění nebo nevidění věcí. Můžeme například vidět hvězdy, i když jsou stokrát „příliš malé“ (úhel pohledu mnohem menší než 1 minuta oblouku). Hvězdy jsou tedy ideálnější než ideál? Přesně proto, že jsou extrémně jasné = vysoký kontrast. Drobné světlé částice na černém pozadí by byly viditelnější i pod mikroskopem (při odpovídajícím osvětlení).
Absolutně je tato odpověď za ideálních podmínek, jak je uvedeno v odpovědi. Je to všechno o kontrastu. Bez kontrastu, bez vidění.
Skvělá práce, pane AliceD


ⓘ
Tyto otázky a odpovědi byly automaticky přeloženy z anglického jazyka.Původní obsah je k dispozici na webu stackexchange, za který děkujeme za licenci cc by-sa 3.0, pod kterou je distribuován.
Loading...