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多好的視力才能從太空中看到長(zhǎng)城?

2018-03-19 來源:梅醫(yī)生的視光工作室  標(biāo)簽: 掌上醫(yī)生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護(hù)膚
摘要:日常用的E視力表,1.0的E視標(biāo)上下兩端對(duì)人眼形成的夾角其實(shí)是5分,而不是1分,所以看E視力表比較容易,所以看E視力表有可能高估視力.

 “上小學(xué)時(shí),語文課本里就有寫到,中國(guó)的長(zhǎng)城是在太空中可以肉眼看到的人類建筑,中國(guó)人一直都引以為豪。2003年我國(guó)第一代宇航員上天了,楊利偉在落地之后接受了白巖松的現(xiàn)場(chǎng)采訪,白巖松第一個(gè)問題就是:你在太空看到長(zhǎng)城了嗎?楊利偉果斷地回答:沒有看到!我們幾個(gè)航天員,在繞地飛行的14圈中仔仔細(xì)細(xì)地看,雖然大家都多次地努力看,但誰也沒找到長(zhǎng)城。

 
結(jié)果,2004年小學(xué)語文四年級(jí)上冊(cè)的《長(zhǎng)城磚》的課文被人民教育出版社刪除了!難道真的從太空中無法看到長(zhǎng)城嗎?”
 
1.0的視力是如何定義的?
 
視力,也稱為視銳度,就是外界物體兩端在眼內(nèi)結(jié)點(diǎn)處的夾角的倒數(shù)。視角的大小隨物體的大小和與眼的距離而改變,并決定著在視網(wǎng)膜上成像的大小。人眼能分辨的物體成像的視角越小,表示視力越好。
 
要分辨兩個(gè)相距很近的物體,而不至混為一個(gè),必須在兩個(gè)受刺激的錐體細(xì)胞之間至少夾著一個(gè)靜止的細(xì)胞,才可將兩個(gè)刺激點(diǎn)區(qū)分開,所以視力檢查的最終目的是測(cè)定可以辨別的最小視角?,F(xiàn)測(cè)得錐體細(xì)胞的直徑約為5μm,以此計(jì)算在眼球結(jié)點(diǎn)處的夾角是1′,所以人眼以1'視角為最小視角,對(duì)應(yīng)小數(shù)視力1.0。
 
有關(guān)視力(視銳度)的定義,視光學(xué)教材《視光學(xué)理論和方法》一書中有詳細(xì)描述,圖1。
 
圖1視光學(xué)教材《視光學(xué)理論和方法》中有關(guān)視角和視力的關(guān)系描述
 
要從太空要看到長(zhǎng)城的話,長(zhǎng)城的寬度得是多少米?
 
下面我們來計(jì)算一下,如果按正視眼最小分辨視角是1分來計(jì)算,在距離地面300公里(此距離才能算能有載人飛行器的外太空)的太空要看到長(zhǎng)城的話,長(zhǎng)城的寬度得是多少米?(圖2)
 
圖2要從太空要看到長(zhǎng)城的話,長(zhǎng)城的寬度得是多少米?
 
簡(jiǎn)化眼的光心或稱節(jié)點(diǎn)(nodalpoint)在晶狀體后,節(jié)點(diǎn)到角膜前表面的距離為5.73毫米,到后主焦點(diǎn)的距離是17.05毫米
 
1π等于180°;1°=π/180=0.175弧度(rad);1分等于1/60度,等于π/180/60=0.00029弧度(rad);
 
tg1’=tan(π/180/60)=0.000291
 
Tanα=5μm/17mm=5×10-6m/1.7×10-2m=0.000294(與上述tg1’的值接近)
 
所以,α=1分——所以理論上,人眼最小分辨率是1分,即1.0小數(shù)視力。
 
設(shè)長(zhǎng)城的寬度最小是x米,才能被最小視角1分的人眼在300km的太空看到:
 
x/3×105=5×10-6/1.7×10-2(按對(duì)頂三角形等比例計(jì)算)
 
X=3×105×5×10-6/1.7×10-2=88.2米
 
所以,長(zhǎng)城至少88.2米寬,才有可能在距地面300公里外的太空看到。
 
而長(zhǎng)城絕對(duì)沒有88.2米寬!
 
需要多好的視力才能從太空看到長(zhǎng)城?
 
下面再來計(jì)算下,如果長(zhǎng)城的寬度最多只有10米,那需要多好的視力才能從距地面300公里外的太空看到長(zhǎng)城呢?(圖3)
 
圖3需要多好的視力才能從太空看到長(zhǎng)城?
 
設(shè)最小視角α能在300km的太空看到10米寬的長(zhǎng)城,則
 
10/3×105=Tanα(正切函數(shù)的計(jì)算公式)
 
Tanα=3.33×10-5
 
α=3.33×10-5弧度=0.0019度=0.114分
 
1/0.114分=小數(shù)視力8.7
 
所以,小數(shù)視力達(dá)到8.7時(shí),有可能從太空中看到10米寬的長(zhǎng)城!
 
而這是不可能的?。?!
 
小結(jié)
 
視力是人眼能分辨的最小視角的倒數(shù);
 
必須在兩個(gè)受刺激的錐體細(xì)胞之間至少夾著一個(gè)靜止的細(xì)胞,才可將兩個(gè)刺激點(diǎn)區(qū)分開,所以人眼的視力有極限;
 
日常用的E視力表,1.0的E視標(biāo)上下兩端對(duì)人眼形成的夾角其實(shí)是5分,而不是1分,所以看E視力表比較容易,所以看E視力表有可能高估視力(圖4);
 
C視力表(landolt環(huán)),landolt視標(biāo)是一個(gè)帶缺口的環(huán),landolt環(huán)的缺口定義非常精確,環(huán)的缺口為1分視角,C視力表(landolt環(huán))所以比較客觀。在E視力表查視力1.5的人如果查C視力表(landolt環(huán))可能正好1.0。——這解釋了為什么我們計(jì)算的人眼的視力理論極限是1.0,但是很多人視力可以在E視力表上矯正到1.2以上,甚至2.0的視力;
 
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