Невооруженным глазом -Naked eye

Невооруженным глазом

Невооруженным глазом , также называемым невооруженным глазом или невооруженным глазом , является практика вовлечения в визуальное восприятие без помощи увеличительного светособирающего оптического инструмента , такого как телескоп или микроскоп , или средства защиты глаз . Зрение, скорректированное до нормальной остроты с помощью корректирующих линз, по-прежнему считается «голым».

В астрономии невооруженным глазом можно наблюдать небесные явления и объекты, видимые без оборудования, такие как соединения , проходящие кометы , метеоритные дожди и самые яркие астероиды , включая 4 Весты . Знания о небе и различные тесты демонстрируют впечатляющее разнообразие явлений, видимых невооруженным глазом.

Основные свойства

Некоторые основные свойства человеческого глаза:

• Быстрый автофокус от расстояний от 25 см (молодые люди) до 50 см (большинство людей 50 лет и старше) до бесконечности.
• Угловое разрешение : около 1  угловой минуты , приблизительно 0,017° или 0,0003 радиана, что соответствует 0,3 м на расстоянии 1 км.
• Поле зрения (FOV): одновременное зрительное восприятие в области около 160° × 175°.
• Возможность видеть слабые звезды до +8 звездной величины под совершенно темным небом.
• Фотометрия (яркость) до ±10% или 1% интенсивности – в диапазоне между ночью и днем ​​1:10 000 000 000.
• Симметрии 10–20 '(3–6 м на 1 км), см. измерения Тихо Браге .
• Интервальные оценки (например, при плане на бумаге) до 3–5%.
• Бессознательное распознавание движения (то есть « сигнальная система» и рефлексы).

Зрительное восприятие позволяет человеку получить много информации об окружающем:

• расстояния и трехмерное положение вещей и людей
• вертикаль ( отвес ) и наклон плоских объектов
• светимости и цвета и их изменения во времени и направлении

В астрономии

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

На видимость астрономических объектов сильно влияет световое загрязнение . Даже в нескольких сотнях километров от мегаполиса, где небо может казаться очень темным, остаточное световое загрязнение по-прежнему ограничивает видимость тусклых объектов. Для большинства людей это, вероятно, будут лучшие условия наблюдения в пределах их досягаемости. В таких «типичных» условиях темного неба невооруженным глазом можно увидеть звезды с видимой величиной до + ^6m . В идеальных условиях темного неба, когда отсутствует всякое световое загрязнение, могут быть видны тусклые звезды до +8 ^{м .}

Угловое разрешение невооруженным глазом составляет около 1 ′; однако у некоторых людей зрение более острое. Есть неофициальные свидетельства того, что люди видели галилеевские спутники Юпитера до того, как были изобретены телескопы. Уран и Веста , скорее всего, были замечены, но не могли быть признаны планетами, потому что они кажутся такими тусклыми даже при максимальной яркости; Звездная величина Урана колеблется от +5,3 ^м до +5,9 ^м , а Весты от +5,2 ^м до +8,5 ^м (поэтому она видна только вблизи дат оппозиции). Уран, обнаруженный в 1781 году, был первой планетой, обнаруженной с помощью технологии ( телескопа ), а не замеченной невооруженным глазом.

Теоретически, в типичном темном небе адаптированный к темноте человеческий глаз увидит около 5600 звезд ярче +6 ^м , в то время как в условиях идеального темного неба может быть видно около 45 000 звезд ярче +8 ^{м .} На практике атмосферное поглощение и пыль несколько уменьшают это число. В центре города, где предельная звездная величина невооруженным глазом из-за сильного светового загрязнения может составлять всего 2 ^метра , можно увидеть всего 50 звезд. Можно видеть цвета, но это ограничено тем фактом, что глаз использует палочки вместо колбочек , чтобы видеть более тусклые звезды.

Световое загрязнение влияет на видимость диффузных объектов, таких как звездные скопления и галактики, гораздо сильнее, чем на видимость планет и звезд. В типичных темных условиях видны только несколько таких объектов. К ним относятся Плеяды , h/χ Персея , Галактика Андромеды , Туманность Киля , Туманность Ориона , Омега Центавра , 47 Туканы , Скопление Птолемея Мессье 7 около хвоста Скорпиона и шаровое скопление М13 в Геркулесе . Галактика Треугольника (M33) представляет собой объект с трудным боковым зрением и вообще виден только в том случае, если он находится выше 50 ° в небе. Шаровые скопления М 3 в Canes Venatici и М 92 в Геркулесе также видны невооруженным глазом в таких условиях. Однако в условиях очень темного неба M33 легко увидеть даже невооруженным взглядом. Многие другие объекты Мессье также видны в таких условиях. Самые далекие объекты, видимые невооруженным глазом, — это близлежащие яркие галактики, такие как Центавр А , Галактика Боде , Галактика Скульптора и Мессье 83 .

Пять планет можно распознать с Земли невооруженным глазом: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. В типичных условиях темного неба Уран (звездная величина +5,8) также можно увидеть боковым зрением, как и астероид Веста в его более ярком противостоянии. В идеальных условиях темного неба Нептун может быть виден невооруженным глазом, только если Нептун имеет максимальную яркость (звездная величина +7,8). Солнце и Луна — оставшиеся видимые невооруженным глазом объекты Солнечной системы — иногда добавляют, чтобы получить семь «планет». В дневное время только Луна и Солнце видны невооруженным глазом, но во многих случаях можно увидеть Венеру и, в более редких случаях, Юпитер . Ближе к закату и восходу яркие звезды, такие как Сириус или даже Канопус , можно заметить невооруженным глазом, если знать точное положение, в котором смотреть. Исторически зенитом астрономии невооруженным глазом была работа Тихо Браге (1546–1601). Он построил обширную обсерваторию для точных измерений неба без каких-либо инструментов для увеличения. В 1610 году Галилео Галилей направил телескоп в небо. Он сразу же открыл спутники Юпитера и фазы Венеры , среди прочего.

Метеоритный дождь 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.

19 марта 2008 г. Крупный гамма-всплеск (GRB), известный как GRB 080319B , установил новый рекорд самого дальнего объекта, который можно увидеть с Земли невооруженным глазом. Это произошло около 7,5 миллиардов лет назад, и свету понадобилось столько времени, чтобы достичь Земли.

В геодезии и навигации

Многие другие вещи можно оценить без инструмента. Если рука вытянута, размах кисти соответствует углу от 18 до 20°. Расстояние человека, едва прикрытого 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 могут дать географическую широту наблюдателя с точностью до 1 градуса.

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

• продолжительность года и месяца до ± 0,1 часа или лучше, чем 1 минута (0,001%)
• 24 часа в сутки и дни равноденствия
• периоды планет были рассчитаны астрономами майя с точностью от 5 до 10 минут в случае Венеры и Марса.

Подобным образом можно наблюдать затмение звезд Луной. При использовании цифровых часов возможна точность 0,2 секунды. Это составляет всего 200 метров на расстоянии 385 000 км от Луны.

Мелкие объекты и карты

Наблюдение за ближайшим небольшим объектом 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 равен 1 угловой минуте = 1/60 градуса = 0,0003 радиана. При расстоянии просмотра 16 дюймов = ~ 400 мм, которое считается нормальным расстоянием чтения в США, наименьшее разрешение объекта будет ~ 0,116 мм. Для целей контроля лаборатории используют расстояние просмотра 200–250 мм, что дает наименьший размер распознаваемого невооруженным глазом объекта ~0,058–0,072 мм (58–72 микрометра).Точность измерения колеблется от 0,1 до 0,3 мм и зависит от опыта наблюдателя.Последняя цифра является обычной позиционной точность мельчайших деталей на картах и ​​технических планах.

Загрязнение окружающей среды

Млечный Путь виден в Очень Большой Телескоп , демонстрируя чистую атмосферу над обсерваторией Параналь .

На чистую атмосферу указывает тот факт, что виден Млечный Путь. Сравнение зенита с горизонтом показывает, как ухудшается «качество синего» в зависимости от степени загрязнения воздуха и запыленности. Мерцание звезды указывает на турбулентность воздуха . Это имеет важное значение в метеорологии и для « видения » астрономии.

Световое загрязнение является серьезной проблемой для астрономов-любителей, но становится менее поздним вечером, когда многие источники света выключены. Воздушная пыль видна даже вдали от города по ее «световому куполу».

Смотрите также

• Спутниковая вспышка
  • вспышка МКС

Литература

• Дэвидсон, Н.: Небесные явления: руководство по наблюдению за небом невооруженным глазом. FlorisBooks (208 стр.), ISBN  0-86315-168-X , Эдинбург, 1993 г.
• Герстбах Г.: Auge und Sehen – der Lange Weg zu digitalem Erkennen. Astro Journal Sternenbote , 20 стр., Том 2000/8, Вена, 2000 г.
• Кахмен Х. (ред.): Геодезия для геотехнических и строительных работ. Труды, Айзенштадт, 1999.

Рекомендации

Внешние ссылки

• Наблюдение невооруженным глазом в астрономии
• Наблюдение за звездами невооруженным глазом: изучение неба и его созвездий
• Навигация невооруженным глазом , Polynesia Voyages
• Обнаружение слабых оптических сигналов зрительной системой человека: перспективы нейронауки и квантовой физики
• Планеты невооруженным глазом в ночном небе (и как их идентифицировать)