stringtranslate.com

Невооруженным глазом

Невооруженный глаз , также называемый открытым глазом или невооруженным глазом , — это практика зрительного восприятия без помощи увеличительного , собирающего свет оптического прибора , такого как телескоп или микроскоп , или защиты глаз .

В астрономии невооруженный глаз может использоваться для наблюдения за небесными явлениями и объектами , видимыми без оборудования, такими как соединения , проходящие кометы , метеорные потоки и самые яркие астероиды , включая 4 Весту . Знания о небе и различные тесты демонстрируют впечатляющее разнообразие явлений, видимых невооруженным глазом.

Основные свойства

Некоторые основные свойства человеческого глаза:

Зрительное восприятие позволяет человеку получить много информации об окружающем мире:

В астрономии

Фотографическое приближение ночного неба , видимого невооруженным глазом из небольшого сельского городка (вверху) и мегаполиса (внизу). Световое загрязнение значительно снижает видимость звезд .

Видимость астрономических объектов сильно зависит от светового загрязнения . Даже в нескольких сотнях километров от мегаполиса, где небо может казаться очень темным, именно остаточное световое загрязнение устанавливает предел видимости слабых объектов. Для большинства людей это, вероятно, лучшие условия наблюдения в пределах их досягаемости. В таких «типичных» условиях темного неба невооруженным глазом можно увидеть звезды с видимой величиной до +6 m . В условиях идеального темного неба, где отсутствует все световое загрязнение, могут быть видны звезды, слабее +8 m . [4]

Угловое разрешение невооруженного глаза составляет около 1 ′ ; однако, у некоторых людей зрение острее этого. Существуют отдельные свидетельства того, что люди видели галилеевы спутники Юпитера до изобретения телескопов. [5] Уран и Веста , скорее всего, были замечены, но не могли быть распознаны как планеты, потому что они кажутся слишком слабыми даже при максимальной яркости; звездная величина Урана варьируется от +5,3 m до +5,9 m , а Весты — от +5,2 m до +8,5 m (так что он виден только вблизи дат противостояния). Уран, обнаруженный в 1781 году, был первой планетой, открытой с помощью технологий ( телескопа ), а не замеченной невооруженным глазом.

Теоретически, в типичном темном небе человеческий глаз , адаптированный к темноте, мог бы увидеть около 5600 звезд ярче +6 m [6], тогда как в условиях идеального темного неба могли бы быть видны около 45 000 звезд ярче +8 m [4] . На практике атмосферное вымирание и пыль несколько уменьшают это число. В центре города, где предельная звездная величина для невооруженного глаза из-за экстремального количества светового загрязнения может быть всего 2 m , видны всего лишь 50 звезд. Цвета можно увидеть, но это ограничено тем фактом, что глаз использует палочки вместо колбочек для наблюдения за более слабыми звездами.

Видимость диффузных объектов, таких как звездные скопления и галактики, гораздо сильнее подвержена световому загрязнению, чем видимость планет и звезд. В типичных темных условиях видны только несколько таких объектов. К ним относятся Плеяды , h /χ Персея , галактика Андромеды , туманность Карина , туманность Ориона , Омега Центавра , 47 Тукана , скопление Птолемея Мессье 7 около хвоста Скорпиона и шаровое скопление M13 в Геркулесе . Галактика Треугольника (M33) является сложным объектом бокового зрения и видна только если она находится выше 50° в небе. Шаровые скопления M 3 в Гончих Псах и M 92 в Геркулесе также видны невооруженным глазом в таких условиях. Однако в условиях действительно темного неба M33 легко увидеть даже прямым зрением. Многие другие объекты Мессье также видны в таких условиях. [4] Самые далекие объекты, которые можно увидеть невооруженным глазом, — это близкие яркие галактики, такие как Центавр А , [7] Галактика Боде , [8] [9] [10] Галактика Скульптора , [10] и Мессье 83. [ 11]

Пять планет можно распознать как планеты с Земли невооруженным глазом: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. В типичных условиях темного неба Уран (звездная величина +5,8) можно увидеть также боковым зрением, как и астероид Веста в его более ярких противостояниях. В условиях идеального темного неба Нептун можно увидеть невооруженным глазом, только если Нептун имеет максимальную яркость (звездная величина +7,8). Солнце и Луна — оставшиеся заметные невооруженным глазом объекты Солнечной системы — иногда добавляются, чтобы составить семь «планет». Днем только Луна и Солнце являются очевидными объектами невооруженным глазом, но во многих случаях при дневном свете можно увидеть Венеру , а в более редких случаях — Юпитер . Ближе к закату и восходу солнца яркие звезды, такие как Сириус или даже Канопус, можно увидеть невооруженным глазом, если знать точное положение, в котором смотреть. Исторически зенитом астрономии невооруженным глазом была работа Тихо Браге (1546–1601). Он построил обширную обсерваторию, чтобы делать точные измерения небес без каких-либо инструментов для увеличения. В 1610 году Галилео Галилей направил телескоп на небо. Он сразу же открыл луны Юпитера и фазы Венеры , среди прочего.

Метеорные потоки лучше наблюдать невооруженным глазом, чем в бинокль. К таким потокам относятся Персеиды ( 10–12 августа) и декабрьские Геминиды . Около 100 спутников за ночь, Международная космическая станция и Млечный Путь — другие популярные объекты, видимые невооруженным глазом. [12]

19 марта 2008 года крупный гамма-всплеск (GRB), известный как GRB 080319B , установил новый рекорд как самый дальний объект, который можно увидеть с Земли невооруженным глазом. Он произошел около 7,5 миллиардов лет назад, именно столько времени потребовалось свету, чтобы достичь Земли.

В геодезии и навигации

Многие другие вещи можно оценить без инструмента. Если вытянуть руку, размах руки соответствует углу от 18 до 20°. Расстояние человека, которое только что покрыто вытянутым ногтем большого пальца, составляет около 100 метров. Вертикаль можно оценить примерно до 2°, а в северном полушарии наблюдение за Полярной звездой и использование транспортира может дать географическую широту наблюдателя с точностью до 1 градуса.

Вавилоняне , майя , древние египтяне , древние индийцы и китайцы измеряли все основы своих систем времени и календаря невооруженным глазом:

Аналогичным образом можно наблюдать затмения звезд Луной. Используя цифровые часы, можно достичь точности в 0,2 секунды. Это составляет всего 200 метров на расстоянии Луны в 385 000 км.

Мелкие предметы и карты

При наблюдении близкого небольшого объекта без увеличительного стекла или микроскопа размер объекта зависит от расстояния наблюдения. При нормальных условиях освещения (источник света ~ 1000 люмен на высоте 600–700 мм, угол обзора ~ 35 градусов) угловой размер, распознаваемый невооруженным глазом, будет составлять около 1 угловой минуты = 1/60 градуса = 0,0003 радиана. [1] При расстоянии просмотра 16" = ~ 400 мм, которое считается нормальным расстоянием чтения в США, наименьшее разрешение объекта составит ~ 0,116 мм. Для целей проверки лаборатории используют расстояние просмотра 200–250 мм, [ необходима ссылка ] , что дает наименьший размер объекта, распознаваемый невооруженным глазом, ~ 0,058–0,072 мм (58–72 микрометра). Точность измерения составляет от 0,1 до 0,3 мм и зависит от опыта наблюдателя. Последняя цифра является обычной позиционной точностью слабых деталей на картах и ​​технических планах.

Загрязнение окружающей среды

Млечный Путь виден через Очень Большой Телескоп , демонстрируя чистую атмосферу над Паранальской Обсерваторией . [13]

Чистая атмосфера подтверждается тем, что виден Млечный Путь. Сравнение зенита с горизонтом показывает, как ухудшается «синее качество» в зависимости от количества загрязненного воздуха и пыли. Мерцание звезды является показателем турбулентности воздуха . Это важно в метеорологии и для « видения » астрономии.

Световое загрязнение является существенной проблемой для астрономов-любителей, но становится менее поздней ночью, когда многие огни выключены. Воздушную пыль можно увидеть даже вдали от города по ее «световому куполу».

Смотрите также

Литература

Ссылки

  1. ^ ab Янофф, Майрон; Дюкер, Джей С. (2009). Офтальмология 3-е издание. MOSBY Elsevier. стр. 54. ISBN 978-0444511416.
  2. ^ Ванделл, Б. (1995). «Основы видения». Зинауер, Сандерленд, Массачусетс, цитируется в «Нейробиологии внимания». (2005). Ред. Лоран Итти, Герайнт Рис и Джон К., Цотос. Глава 102, Элдер, Дж. Х. и др. Эльзевир, Инк.
  3. ^ «Световое загрязнение и астрономия: насколько темное ваше ночное небо?». skyandtelescope.com . 18 июля 2006 г. Архивировано из оригинала 31 марта 2014 г. Получено 6 августа 2013 г.
  4. ^ abc Джон Э. Бортл (февраль 2001 г.). "Шкала темного неба Бортла". Sky & Telescope . Архивировано из оригинала 23 марта 2009 г. Получено 18 ноября 2009 г.
  5. ^ Цзэцзун, Си, «Открытие спутника Юпитера, сделанное Ган Де за 2000 лет до Галилея», Chinese Physics 2 (3) (1982): 664–67.
  6. ^ "Vmag<6". Астрономическая база данных SIMBAD . Получено 3 декабря 2009 г.
  7. ^ "Каталог Aintno". astronomy-mall.com .
  8. ^ SEDS, Мессье 81
  9. ^ SJ O'Meara (1998). Объекты Мессье . Кембридж: Кембриджский университет . ISBN 978-0-521-55332-2.
  10. ^ ab "Мессье 81 невооруженным глазом". 10 января 1997 г. Получено 13 ноября 2022 г.
  11. ^ Инглис Майк (2007). «Галактики». Астрофизика — это просто! Введение для астронома-любителя . Серия «Практическая астрономия» Патрика Мура. стр. 157–189. doi :10.1007/978-1-84628-736-7_4. ISBN 978-1-85233-890-9.
  12. ^ "Ночное небо и его чудеса - Астрономия невооруженным глазом | Hurtling Rock". Архивировано из оригинала 21 сентября 2013 года . Получено 12 сентября 2013 года .
  13. ^ "Марс, 2099?". ESO Picture of the Week . Получено 25 июня 2012 г.

Внешние ссылки