多好的視力,可以從太空中可以看到長城?
上小學時,語文課本里就有寫到,中國的長城是在太空中可以肉眼看到的人類建築,中國人一直都引以為豪。
2003年我國第一代宇航員上天了,楊利偉在落地之後接受了白岩松的現場採訪,白岩松第一個問題就是:你在太空看到長城了嗎?楊利偉果斷地回答:沒有看到!我們幾個航天員,在繞地飛行的14圈中仔仔細細地看,雖然大家都多次地努力看,但誰也沒找到長城。?結果,2004年小學語文四年級上冊的《長城磚》的課文被人民教育出版社刪除了!
難道真的從太空中無法看到長城嗎?」
視力,也稱為視銳度,就是外界物體兩端在眼內結點處的夾角的倒數。
要分辨兩個相距很近的物體,而不至混為一個,必須在兩個受刺激的錐體細胞之間至少夾著一個靜止的細胞,才可將兩個刺激點區分開,所以視力檢查的最終目的是測定可以辨別的最小視角。
現測得錐體細胞的直徑約為5μm,以此計算在眼球結點處的夾角是1′,所以人眼以1"視角為最小視角,對應小數視力1.0。
要從太空要看到長城的話,長城的寬度得是多少米?
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下面我們來計算一下,如果按正視眼最小分辨視角是1分來計算,在距離地面300公里(此距離才能算能有載人飛行器的外太空)的太空要看到長城的話,長城的寬度得是多少米??簡化眼的光心或稱節點(nodal point)在晶狀體後,節點到角膜前表面的距離為5.73毫米,到後主焦點的距離是17.05毫米
1 π等於180°;1°= π/180=0.175弧度(rad); 1分等於1/60度,等於π/180/60= 0.00029弧度(rad);
tg1』=tan(π/180/60)=0.000291
Tanα= 5μm/ 17mm= 5×10-6 m/ 1.7×10-2m=0.000294(與上述tg1』的值接近)
所以, α=1分 ——所以理論上,人眼最小解析度是1分,即1.0小數視力。
設長城的寬度最小是x米,才能被最小視角1分的人眼在300km的太空看到:
x/ 3×105= 5×10-6 /1.7×10-2(按對頂三角形等比例計算)
X= 3×105×5×10-6 /1.7×10-2=88.2米
所以,長城至少88.2米寬,才有可能在距地面300公里外的太空看到。
需要多好的視力才能從太空看到長城?
下面再來計算下,如果長城的寬度最多只有10米,那需要多好的視力才能從距地面300公里外的太空看到長城呢?
設最小視角α能在300km的太空看到10米寬的長城,則
10/ 3×105= Tanα(正切函數的計算公式)
Tanα=3.33×10-5
α= 3.33×10-5弧度=0.0019度=0.114分
1/0.114分=小數視力8.7
所以,小數視力達到8.7時,有可能從太空中看到10米寬的長城!
大家覺得能不能呢?
文章轉自「梅穎」醫生,這樣的文章,科普又有趣,非常感謝梅穎醫生。
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