Ekolog napisał(a):małe pytanko jeszcze
Z astro-obserwacyjnej autopsji (50 latka) ale i z materiałow widywanych w internecie wyniką, że jest pewnien wyjątek (albo świat {a może i atmosfera
} poszedł "do tyłu" w kwestii zdolności rodzielczej ludzkich oczu).
(...)
Podane w tym wątku i w wątku o źrenicy wyjściowej kryteria (powiększenie rozdzielcze przy źrenicy 2,3mm) są aktualne dla osoby o doskonałym wzroku (rodzielczość 1') i dla widzenia w trybie dziennym.
Dymitrij Maksutov zakładał dla przeciętnego obserwatora rozdzielczość 2' - w tym wypadku źrenica rozdzielcza to adekwatnie ~1,15mm.
Jednak sprawa jest bardziej skomplikowana, dlatego pozwolę sobie tu naszkicować kilka przydatnych wyjątków z teorii widzenia.
Odpowiednikiem matrycy światłoczułej w kamerze jest siatkówka. Siatkówka to bogato unaczyniona błona wyposażona w dwa rodzaje detektorów światła: czopki i pręciki. Czopki to detektory wysokiej rozdzielczości (można powiedzieć że oko za dnia jest odpowiednikiem matrycy ok. 6 megapikseli - mamy ich właśnie ok. 6 mln
, dodatkowo zapewniają nam kolorowy obraz i najlepiej pracują za dnia - wymagają do swojego działania dużych ilości światła. Pręciki to detektory monochromatyczne o znacznie większej czułości niż czopki (po pełnej akomodacji reagują na światło nawet o ~1000x mniejszym natężeniu niż czopki), w tym też celu pracują inaczej niż czopki bo są połączone w "klastry" - wiele pręcików zbiera sygnały tworzące jeden element obrazu - w związku z tym pomimo tego że wędrując od granicy środkowej części plamki żółtej (dołka środkowego) przewyższają one szybko czopki liczebnością ponad 100:1 (dla obszaru całej siatkówki stosunek ten wynosi 20:1) dają obraz o ok. 10x mniejszej rozdzielczości niż obraz tworzony przez czopki.
Największe skupisko czopków w obrębie siatkówki znajduje się w obrębie wspomnianej plamki żółtej (macula lutea) i gdy mówimy o rozdzielczości oka za dnia mamy na myśli ten właśnie obszar (a to zaledwie ok. 18° ze 108° całego pola widzenia) Dlatego nasze oko ciągle wędruje bez naszej wiedzy omiatając pole widzenia tym najostrzejszym fragmentem, reszta naszego pola widzenia ma zdecydowanie niższa rozdzielczość i pełni funkcję niezbyt dokładnej kamery szerokokątnej gdzie wykryte wstępnie obiekty są następnie identyfikowane przy użyciu plamki żółtej.
Jak wspomniałem, "wysokorozdzielcze" czopki wymagają jasnego światła do pracy. Pręciki sprawdzają się nieźle w nocy a światło dnia jest dla nich zbyt mocne. Nasze oko ma w związku z tym trzy tryby pracy: dzienny (czopki), nocny (pręciki) i pośredni (czopki+pręciki) - "zmierzchowy". Gdy zaczyna brakować światła by wysycić sygnałem wszystkie czopki do akcji wkraczają pręciki i rozdzielczość oka spada "na łeb" - na początku "krzywej zmierzchowej" jest słabsza o ok. 1,5-2x, pośrodku 4-6x i na końcu gdy dominują pręciki a czopki zaczynają się "wyłączać" to już 8 a nawet 10x. Dlatego ciężko sobie poczytać gazetę o zmierzchu i dlatego przy znacznie słabszych niż planety obiektach zaczynają się dziwne rzeczy ze źrenicą wyjściową - "mgiełki" pokazują więcej detalu przy mniejszych niż przy zapewniających teoretycznie więcej światła źrenicach, pojawiają się słabsze gwiazdy niż teoretycznie teleskop może pokazać. O ile przy obiektach punktowych jak gwiazdy można to wytłumaczyć "przyciemnieniem nieba" to obiekty rozciągłe "ściemniają się" tak samo jak niebo.
Dlaczego więc widzimy więcej detali? Przy mniejszej źrenicy wyjściowej obraz jest ciemniejszy ale też większy i przypada na niego więcej "klastrów" pręcików, dlatego zyskuje na rozdzielczości (pamiętajmy, gdy pracują tylko pręciki oko ma nawet do 10x mniejszą rozdzielczość niż za dnia). Ze słabymi gwiazdami podobnie - gwiazdy się nie powiększają ale powiększają się obserwowane przez nas dyski Airy'ego i ich obraz pokryje większą liczbę pręcików przez co mamy większą szansę wykrycia takiego słabeusza.
Warto też pamiętać o tym że nasze oko ma w dolnej części zakresu potęgowy system dyskryminacji bodźców - prawo de Vries-Rose, gdy
Dp to zmiana w percepcji natężenia bodźca a
Db to zmiana w natężeniu bodźca to
Dp=Db^0,5 (aby zobaczyć galaktykę widoczną "zerkaniem" jako 2x jaśniejszy obiekt potrzebujemy obiektywu o 4x większej powierzchni) a w większości zakresu logarytmiczny system dyskryminacji bodźców (prawo Webera-Fechnera,
Dp=ln(Db) - żeby jakaś jaśniejsza mgiełka ze śladem koloru wydała nam się 2x jaśniejsza w tym samym powiększeniu potrzebujemy w przybliżeniu 8x lub nawet 10x (o tym w następnym akapicie) większej powierzchni zbierającej światło - 70cm lustro zamiast 20cm...
Różne współczesne modele przyjmują różne wartości podstaw logarytmów lub pierwiastek sześcienny np. matematyczny system opisu koloru LAB przyjmuje że
Dp=Db^0,3(3), a fachowcy od świetlenia zakładają nawet że Dp=log10(Db). ale pamiętajmy - chodzi tu o SUBIEKTYWNE odczucie, a np. moje lewe i prawe oko różnią się wyraźnie w tym temacie, każdy wykazuje pewne różnice w postrzeganiu drobnych zmian kontrastu i kolorów zarówno dla obiektów punktowych i rozciągłych a ludzi na Ziemi jest sporo
).
Dodatkowo ludzie po 40 roku życia zmierzając ku wiekowi emerytalnemu mogą się spotkać nawet z 2-3-krotnym spadkiem transmisji optyki oka (dla światła białego) w porównaniu do ludzi młodszych (soczewka oka z czasem "żółknie" i przez to odcina znaczną część widma "niebieskiego", przy czym może być to zaletą dla miłośników achromatów
)
dużo więcej w tym temacie np. na stronie:
http://www.telescope-optics.net/eye.htmwarto też przy okazji pomyśleć o ślepej plamce
http://michalpasterski.pl/2009/04/co-po ... mka-slepa/