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多好的视力才能从太空中看到长城?

2018-03-19 来源:梅医生的视光工作室  标签: 掌上医生 喝茶减肥 一天瘦一斤 安全减肥 cps联盟 美容护肤
摘要:日常用的E视力表,1.0的E视标上下两端对人眼形成的夹角其实是5分,而不是1分,所以看E视力表比较容易,所以看E视力表有可能高估视力.

 “上小学时,语文课本里就有写到,中国的长城是在太空中可以肉眼看到的人类建筑,中国人一直都引以为豪。2003年我国第一代宇航员上天了,杨利伟在落地之后接受了白岩松的现场采访,白岩松第一个问题就是:你在太空看到长城了吗?杨利伟果断地回答:没有看到!我们几个航天员,在绕地飞行的14圈中仔仔细细地看,虽然大家都多次地努力看,但谁也没找到长城。

 
结果,2004年小学语文四年级上册的《长城砖》的课文被人民教育出版社删除了!难道真的从太空中无法看到长城吗?”
 
1.0的视力是如何定义的?
 
视力,也称为视锐度,就是外界物体两端在眼内结点处的夹角的倒数。视角的大小随物体的大小和与眼的距离而改变,并决定着在视网膜上成像的大小。人眼能分辨的物体成像的视角越小,表示视力越好。
 
要分辨两个相距很近的物体,而不至混为一个,必须在两个受刺激的锥体细胞之间至少夹着一个静止的细胞,才可将两个刺激点区分开,所以视力检查的最终目的是测定可以辨别的最小视角。现测得锥体细胞的直径约为5μm,以此计算在眼球结点处的夹角是1′,所以人眼以1'视角为最小视角,对应小数视力1.0。
 
有关视力(视锐度)的定义,视光学教材《视光学理论和方法》一书中有详细描述,图1。
 
图1视光学教材《视光学理论和方法》中有关视角和视力的关系描述
 
要从太空要看到长城的话,长城的宽度得是多少米?
 
下面我们来计算一下,如果按正视眼最小分辨视角是1分来计算,在距离地面300公里(此距离才能算能有载人飞行器的外太空)的太空要看到长城的话,长城的宽度得是多少米?(图2)
 
图2要从太空要看到长城的话,长城的宽度得是多少米?
 
简化眼的光心或称节点(nodalpoint)在晶状体后,节点到角膜前表面的距离为5.73毫米,到后主焦点的距离是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(与上述tg1’的值接近)
 
所以,α=1分——所以理论上,人眼最小分辨率是1分,即1.0小数视力。
 
设长城的宽度最小是x米,才能被最小视角1分的人眼在300km的太空看到:
 
x/3×105=5×10-6/1.7×10-2(按对顶三角形等比例计算)
 
X=3×105×5×10-6/1.7×10-2=88.2米
 
所以,长城至少88.2米宽,才有可能在距地面300公里外的太空看到。
 
而长城绝对没有88.2米宽!
 
需要多好的视力才能从太空看到长城?
 
下面再来计算下,如果长城的宽度最多只有10米,那需要多好的视力才能从距地面300公里外的太空看到长城呢?(图3)
 
图3需要多好的视力才能从太空看到长城?
 
设最小视角α能在300km的太空看到10米宽的长城,则
 
10/3×105=Tanα(正切函数的计算公式)
 
Tanα=3.33×10-5
 
α=3.33×10-5弧度=0.0019度=0.114分
 
1/0.114分=小数视力8.7
 
所以,小数视力达到8.7时,有可能从太空中看到10米宽的长城!
 
而这是不可能的!!!
 
小结
 
视力是人眼能分辨的最小视角的倒数;
 
必须在两个受刺激的锥体细胞之间至少夹着一个静止的细胞,才可将两个刺激点区分开,所以人眼的视力有极限;
 
日常用的E视力表,1.0的E视标上下两端对人眼形成的夹角其实是5分,而不是1分,所以看E视力表比较容易,所以看E视力表有可能高估视力(图4);
 
C视力表(landolt环),landolt视标是一个带缺口的环,landolt环的缺口定义非常精确,环的缺口为1分视角,C视力表(landolt环)所以比较客观。在E视力表查视力1.5的人如果查C视力表(landolt环)可能正好1.0。——这解释了为什么我们计算的人眼的视力理论极限是1.0,但是很多人视力可以在E视力表上矫正到1.2以上,甚至2.0的视力;
 
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