视力的极限,人能看清楚多远的东西

时间:2023-11-17 19:39:02

刚才我们谈到,如果视角小于1′,正常视力的眼睛是不能辨别的。对于其他物体而言,也是一样的。不管远处物体的轮廓线条是什么样的,如果视角小于1′,都不可能用正常视力的眼睛辨别出来。这时候,对人眼来说物体的形状只是一个点,根本看不清是什么形状,更不用说大小了。也就是说,我们正常视力的极限是1′,这是由我们眼睛的构造决定的,具体的原因我们在这里不作解释,只从几何学的角度分析。

我们眼睛的视力是有极限的,不仅对距离很远却很大的物体会这样,对那些距离很近却很小的物体也是一样的。比如,细小的微尘,我们根本看不清它们是什么形状的,即便它们离我们很近也不行,在我们的眼中,它们都是一个个的小点。同样的道理,对那些很小的昆虫,我们看向它们的时候,由于视角小于1′,所以也无法辨别它们的肢体模样。对太阳或者月球等星体而言,如果没有望远镜,我们根本看不清它们表面的具体形态。

如果我们的视力极限不是1′,而是更小,那么呈现在我们面前的世界就会是另一个样子,我们可以看得更深更远,跟“千里眼”一样。在一些文学作品中,有时候会写到这样的情形,比如,契诃夫的小说《草原》,就有这样的描写:

瓦夏的眼睛很尖,他可以看得非常远,我们看到的只是荒芜的草原,但在他眼中,那里充满了生命和活力。他可以看到远处飞行的大雁,奔跑的狐狸、野兔,或者别的什么远远的动物。如果距离比较近,我们当然也可以看到这些动物,但是即便看到了,不见得每个人都可以看到其中的一些细节。瓦夏却可以看到这样的景象:狐狸在嬉笑打闹,野兔在用小爪子洗脸,大雁在啄翅膀上的羽毛,甚至正在破壳而出的小燕子。由于瓦夏的眼睛非常尖,他看到的世界比我们看到的有意思多了。我想,他眼中的世界一定很美,因为他经常看着看着就入迷了,真是令人嫉妒。

如果你也想把眼睛变得这么尖,只需要把我们眼睛视力的极限从1′提高到0.5′就行了,这似乎并不是一件困难的事。

望远镜和显微镜能够看清楚物体的细节,就是基于这样的原理。这种仪器可以改变被观察物体发出光线的路径,从而使得这些光线以较大的角度进入我们的眼中,也就是说,物体的视角在进入眼睛的时候变大了。

我们说一个显微镜或者望远镜的放大倍数是100倍,就是说,我们可以用100倍于眼睛的视角来看物体。这时候,我们就会突破视力的极限,看清楚物体的很多细节。我们知道月球的直径大概是3500千米,而我们看到满月的视角是30′。对于月球上视力的极限,人能看清楚多远的东西

千米,即120千米长的物体,如果不用任何仪器,只用肉眼观察,这个物体只是一个黑点而已。但是,如果我们用100倍的望远镜观察,就可以分辨月球上视力的极限,人能看清楚多远的东西

千米,即1.2千米长的物体,如果用更大倍数的望远镜,比如1000倍,我们就可以看清长度为120米的物体。所以我们可以说,如果月球跟地球一样,上面也有工厂或者海轮的话,我们就可以用这种望远镜看到它们了。

我们的视力极限是1′,这可以解释我们日常生活中的很多现象。我们视力的这一特点,决定了我们在看远处物体的时候,如果距离达到了它大小的3400(57×60)倍,我们是没有办法看清楚它的,我们只能看到一个点。所以,如果有人对你说,他在250米的距离上用肉眼看到了一个人的脸孔模样,你完全可以说他在撒谎,除非他有超能力,否则这是不可能实现的。这是因为,我们两只眼睛之间的距离一般是3厘米,也就是说,在3×3400厘米,即100米的距离上,两只眼睛会连在一起,变成一个点。炮兵就是利用这个原理来目测距离的,在他们的理论中,如果远处那个人的眼睛是两个分别的点,那么他的距离就肯定在100步(70米)之内。刚才我们计算出的100米是对于视力正常的人而言。这里的100步则包括了一些视力稍差的人的可视范围。

【题目】对于视力正常的人来说,如果拿一个放大倍数是3倍的望远镜观察,他能否看清距离10千米处的骑马人?

【解答】前面我们说过,骑马人的高度大概是2.2米,那么在2.2×3400米≈7000米的距离上,这个人就会变成一个点。望远镜的放大倍数是3,也就是说,这个距离将会变成7×3,即21千米。所以,在10千米的距离上看这个骑马人,是可以看清楚的。

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