肉眼能看到PM2.5嗎？能看到多大的顆粒？

問題：如果考慮丁達爾效應的話，人靠肉眼能看到多大的顆粒？ （這裡「看到」是指發現顆粒的存在而不是顆粒本身和顆粒細節）

PM2.5的顆粒正常情況下肯定人肉眼是看不見的，但是如果是被強光照射發生了丁達爾效應，光夠強，背景夠黑的話，那麼能被察覺到嗎 ？光強到什麼程度可以用肉眼看到一個個小光點而不是一溜光帶呢？

這裡我是存疑的，因為顆粒物直徑應該是到可見光波長的那個數量級才會發生丁達爾現象，pm2.5的話可能有點大了？不確定能不能形成氣溶膠什麼的。希望懂的朋友幫忙指出。

flyiop1 回答：

首先明確一個前提：我們的眼睛直接探測的是什麼？是物體本身呢？還是來自物體（發射或散射等）的光子？答案顯然是後者。那麼，不論物體是大還是小，只要能發射出足夠的光子，那麼這些光子最終照射到視網膜上後，當然會被感知。（視細胞才不會追究光子是誰發出的）而且，因為晶狀體的作用，你還能知道這些光子來自什麼方向。

但是能看到是一回事，能看清卻是另一回事。當兩個物體離得太近時，由於瞳孔的衍射，以及視覺細胞的大小等各種限制，我們就無法分辨細節了。

首先看來自視覺細胞大小的影響。視覺細胞可以理解為相機的像素。如果兩個物體的像落到同一個像素上，那麼我們自然是不可能分辨的。

瑞利給出的判據是，當點光源A的衍射圖樣的極大值剛好和點光源B的第一個暗條紋重合時，認為這兩個物體是剛好可以分辨的，具體的說就是

其中是物體分離的角度，是波長，D是（瞳孔的）孔徑。按我印象，視覺細胞的尺寸好像剛好是和這個角解析度匹配的，既不是瓶頸也不浪費。（懶得驗算了）

結論：要想能看到pm2.5需要兩個條件。

要有足夠的來源於pm2.5的光子。由於小顆粒散射效率一般不高，就要求背景足夠暗，同時照明光不能照到眼睛或相機里。這樣才有足夠的信噪比。

顆粒間要足夠遠。按人的明視距離25cm算，顆粒在與視線垂直的面上的投影的間距要大於1.22*500nm/5mm*25cm=0.03mm。為了能清楚的看到，將這個標準放寬些，變成0.2mm。如果光束直徑5cm，也就要求在0.2mm*0.2mm*5cm的區域內，平均只能有一個pm2.5。即每立方米個顆粒。按顆粒平均直徑1um，按密度1g/cm^3估算，那麼重量為261ug/m3，換算成指數大概150左右？（之前算濃度的時候是按直徑2.5um估算的，估計不如按1um更接近實際情況。）

當然你只是能看到它，但是你完全不能分辨出你看的到底是一個pm2.5還是一個pm25. 至於丁達爾現象，它只是說小顆粒也可以散射光，又沒說大顆粒不散射，對吧？米氏散射就是研究大顆粒對光的散射的，事實上比小顆粒還強不少呢。

果殼問答

ID：AskGuokr

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