Як далеко може бачити людське око Жан-Франсуа Кліше Хроніке Ле Солей - Квебек
В принципі, людське око "оснащене" бачити надзвичайно далеко, але це буде змінюватися залежно від розміру того, на що ви дивитесь, контрасту з оточенням та обставин дня. У темряві ми можемо помітити джерело світла за мільйони світлових років (буквально!), Якщо воно досить сильне. Доказ: найдальшим об’єктом, який ми можемо побачити в небі без телескопа, є галактика Андромеда, розташована за 2,5 мільйони світлових років звідси. Але ми говоримо про поєднане світло декількох мільярдів зірок тут - не про те джерело світла, яке ви часто зустрічаєте на підлогах корів, скажімо ...
Тож на якій максимальній відстані ми можемо побачити свічку, наприклад? Двоє фізиків з Техаського університету A&M нещодавно трохи порахували це, реагуючи на рекламу, яку вони побачили, яка стверджувала, що людське око може бачити свічку на відстані більше ніж 9 миль.
Відразу зауважимо, що вам потрібно бути на мисі, щоб побачити що-небудь на такій відстані, бо горизонт ближче цього. Як я писав нещодавно, ви можете бачити майже 5 кілометрів попереду на рівній, відкритій місцевості. Поза цією відстанню, так би мовити, об’єкти проходять «нижче горизонту»: кривизна Землі заважає нам їх бачити.
Але давайте все ж припустимо, що ми піднімаємось досить високо, щоб побачити 15 км. Інтенсивність світла зменшується з квадратом відстані - отже, якщо відстань подвоюється, око отримує в 2 2 = 4 рази менше світла, якщо відстань потроюється, інтенсивність ділиться на 3 2 = 9, і так більше - і відповідно до За підрахунками цих двох фізиків, світло свічки просто не видно на відстані 15 км. Швидше приблизно на 2,5 км ви можете побачити невелике полум’я серед ночі, що все ще непогано, якщо подумати про це.
Однак ці розрахунки передбачають ідеальні атмосферні умови, що, очевидно, не завжди має місце. У повітрі є всі види частинок, які можуть перекрити джерело світла або «розсіяти» його світло у всіх напрямках - явище, яке називається заломленням, яке може послабити світловий сигнал. Наприклад, краплі води. Коли їх багато, стає туманно. Коли їх порівняно мало, їх ефект помітний лише на великих відстанях, оскільки, будучи менш щільно згрупованими, їм потрібно більше глибини, щоб стати видимими неозброєним оком. Але саме через вологість (і дрібні частинки в повітрі) гори здаються блідішими, коли вони далеко. Більше того, зауважте, на фотографії навпроти, як останній «ряд» гір майже повністю зливається з небом: це ніби там був дуже тонкий «туман», який лише частково завуальовував гори. Об’єкти - і знову ж таки, лише найбільш далекий.
Зверніть увагу на те, що різні довжини хвиль (кольори) не всі однаково ймовірно заломлюються, що може надати синюватий відтінок віддаленим об'єктам.
У дуже забруднених місцях саме пил та інші дрібні частинки блокують найбільше світла. Дослідження, опубліковане в 2013 році, порівнювало видимість у двох місцях Тайваню, великому місті (Тайчжун, 2,8 мільйона жителів) та сільській місцевості. В середньому видимість становила близько 9,5 км в Тайчжун і від 12 до 12,5 км в сільській місцевості. Однак у всіх випадках кількість дрібних частинок (2,5 мкм і нижче) у повітрі становила приблизно половину повсякденної мінливості, а вологість складала лише 10 при 20%. Але слід сказати, що досліджуваний сільський сектор був недалеко від Тайчжун і нижче за течією від переважаючих вітрів.
Нарешті, зауважте, що людське око відносно добре бачить здалеку, але воно далеко не найкраще «оснащене», якщо використовувати вираз пана Бріана. Не дарма існує англійський вираз "мати орлине око" (французький еквівалент, як не дивно, це "око рисі", хоча вигляд рисі не є нічим особливим). Не знаю, наскільки орел може побачити свічку, але це, звичайно, набагато більше 2,5 км.
По-перше, очі орла майже такі ж великі, як у людей, хоча ці птахи важать лише близько 7 кілограмів. Тоді в наших очах є конкретні клітини, які називаються колбочками (які сприймають кольори) та паличками (чорно-білий зір, але більш чутливий), які дозволяють захоплювати світло, а у орлів приблизно 1 мільйон колбочок на квадратний міліметр, порівняно до лише 200000/мм2 для людського ока. Крім того, вважається, що морфологія центру орлиного ока, глибша за нашу, має збільшуючий ефект, якого ми не маємо.