題:
人眼可以看到的最小尺寸是多少?
Joeytje50
2014-12-26 05:26:40 UTC
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在學校進行生物學實驗期間,我們將在顯微鏡下觀察水草,我的老師說了一些有關人眼在沒有某種放大鏡的情況下看不到細胞的信息。 。因此,我將其視為挑戰,因此決定檢查是否可以看到這些單元格。在將葉子緊貼我的臉後,我確實能夠看到微小的矩形。

由於我現在對此感到很好奇,所以我決定向上看一些東西。首先,我試圖找出水藻細胞的實際大小。基於此640倍放大圖像,該圖像具有圖片中5mm寬,10-15mm長的單元格(對應於大約8μm寬和15μm的長度)。

這在我的後腦中停留了很長時間,但是我只是看著我的棉質袖子,發現細小的纖維。不是那些編織在一起的,而是那些脫穎而出的。因此,在查找後,發現棉纖維的寬度為10 µm

所以,我想知道,人眼實際上能看到的最小尺寸是多少?看到?根據整個互聯網上的大量來源,它是 200-400µm 100µm 58-75µm。我也經常聽到“人發寬度”的聲音,但范圍可能在 17至181µm

許多植物細胞都是可見的,洋蔥細胞就是一個很好的例子。至於* seeing *,這取決於您對* seeing *的定義。
好吧,我的意思是像能夠區分一定大小的形狀(在這種情況下為植物細胞或棉纖維)一樣。
一 回答:
AliceD
2014-12-27 18:45:05 UTC
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一個非常好的問題!

首先,人眼可以感知的“最小尺寸”稱為“ 視敏度”,並且可以用多種方式表示。它不能簡單地通過尺寸測量來表示,因為從遠處(透視)觀察時,具有固定尺寸的對象會被視為較小。火車軌道是一個熟悉的例子:

perspective

因此,視敏度必鬚根據觀看距離(即以視覺角度)來衡量。以度為單位,一般正常人的視力為 1 sup> / 60 sub>度,即1分鐘弧度(1月1日)( Webvision,《視覺敏銳度”,作者:Kalloniatis & Luu

使用眼睛的基本結構和一些三角函數,可以得出最小的可見大小:

basic structure of the eye

三角函數的公式為:$ 2d \ tan(\ frac {\ alpha} {2})$,其中 d 是觀看距離,alpha($ \ alpha $)以弧度表示的視敏度($ \ pi \ times \ frac {度} {180} $)( NDT資源中心)。

假設成年人可以聚焦的最接近距離(約100毫米),平均最大視力為1 MAR,則可見光的最小尺寸可以縮小到 29微米

一個幼兒可以聚焦到約50 mm的距離,視力為0.4 MAR,產生 6微米

請注意,1 MAR的視網膜上包含288微米,約有180個感光器。眼睛的光學限制(例如透鏡的衍射和視網膜神經細胞的光散射)將人眼的分辨率限制在理論上的眼睛“像素極限”以下。

總結起來,取決於一個人的年齡,一個人應該能夠看到6-29微米量級的目標。該範圍的下限確實在您描述的水草細胞和布纖維的範圍內。

PS-所述值在理想條件下,即在光線充足和高對比度的情況下具有代表性。

真的很好地解決了。謝謝!正如您所描述的,條件確實是理想的,有很多光線,並且如您在圖片中所見,水草細胞確實與細胞壁形成了很大的對比。好答案!
在某些假設(“理想條件”)下,這可能是正確的,但總的來說,問題更為複雜。視敏度是解決細節(例如,識別角色的能力),而不是看或不看東西。例如,我們可以看到恆星,即使它們是“太小”的數百倍(視角遠小於弧的1分鐘)。那麼,星星比理想更理想嗎?正是因為它們非常亮=高對比度。在顯微鏡下,黑色背景上的微小亮顆粒也將更清晰可見(有足夠的照明)。
絕對地,此答案是在答案中指定的理想條件下。都是關於對比。沒有對比,就沒有視野。
出色的工作AliceD先生


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