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望远镜科普系列之二：人眼为什么能明察秋毫
《孟子·梁惠王上》：“明足以察秋毫之末，而不见舆薪，则王许之乎？”。自此以后，“明察秋毫”更多的用来形容人能很敏锐的洞察事物背后的事理。但是，从“明察秋毫”的本义上来说确是人视力很好，能看清秋天鸟兽身上新长出的细毛。用现代科学的语言来说，“明察秋毫”的本义就是----人眼的视觉锐度。
人眼视觉锐度的定义是人眼能识别最小物体的能力。视觉锐度简称VA，即visual acuity。在前一篇里简单的介绍了人眼关于视觉成像的情况。视网膜上视觉最灵敏的区域是黄斑，其视神经细胞的直径约为1.5um，视锥细胞之间的边缘间隙约为0.5um，因此两个相邻视锥细胞的中心间距约为2um。经过科学研究而得出：一个图像传感器能够分辨的最高空间频率等于它的空间采样频率的一半。人眼的视网膜类似于一个图像传感器，因此视神经能够分辨的两个像点之间的距离至少应该等于两个视锥细胞的中心间距，即4um。如果小于此值，是神经就无法分辨出这两个点。 当眼睛在无调节的自然状态下，其焦距约为-16.68mm。根据光学计算可得，其对应的视角的分辨率约为50″（50秒，秒为角度单位，1度等于60分，1分等于60秒），当把我们定义的人眼明视距离25cm代入进行计算，我们可以得到我们在人眼前方25cm处的极限分辨力为分辨出来一个0.073mm左右。
眼睛的分辨率与被观察物体的亮度和对比度有关，又受眼睛色差和照明光成分的影响，因此在单色光下的分辨率比白光下的分辨率高，并以在555nm附近绿光下分辨率为最高（因此目视系统如望远镜等，其设计消像差的主波段在555nm附近为最佳，以后会有专门篇幅与大家讨论交流）。根据实际情况统计，眼睛的分辨角在50″--120″之间，在良好的照明条件下，一般取为60″，即1′（1分）。 根据相关科学研究得到，视觉锐度VA标准值在视网膜中央最为有效，中央之外的锐度快速下降。人眼在垂直方向的VA值比水平方向高5%--10%，水平和垂直方向的VA值比倾斜方向（45°）高30%。（之前笔者看到这段说法的时候自己还跟周围人试验过，还真有点点感觉，有兴趣的朋友可以自己做试验感受下。） 眼睛有少量的色差，所以照明标靶的光波波长影响VA值。对单色光，黄光和黄绿光的锐度稍高，红光稍低，在蓝光（或红外光）中，VA值可能会低10%--20%，紫光的VA值降低20%--30%。 趣味扩展：
1. 很小我们就在课堂上学到，人眼的明视距离为25cm。但是很多西方国家的定义是30cm甚至更长。也就是说，相对来说西方人看远处的能力比我们强；但是他们看很近目标的能力应该比我们弱，哈哈！
2. 猫科和犬科动物眼球的结构比较特殊。当光线透过视网膜到达在眼球后部的虹膜时，被虹膜再次反射到视网膜上成像，这就是猫狗在夜晚也能借助微光狩猎的原因。从虹膜反射回来的光线仍然会透过视网膜，这就是微光下看到猫狗眼睛发光的原因。
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