多好的视力,可以从太空中可以看到长城?

上小学时,语文课本里就有写到,中国的长城是在太空中可以肉眼看到的人类建筑,中国人一直都引以为豪。

2003年我国第一代宇航员上天了,杨利伟在落地之后接受了白岩松的现场采访,白岩松第一个问题就是:你在太空看到长城了吗?杨利伟果断地回答:没有看到!我们几个航天员,在绕地飞行的14圈中仔仔细细地看,虽然大家都多次地努力看,但谁也没找到长城。
多好的视力,可以从太空中可以看到长城?​结果,2004年小学语文四年级上册的《长城砖》的课文被人民教育出版社删除了!

难道真的从太空中无法看到长城吗?”

视力,也称为视锐度,就是外界物体两端在眼内结点处的夹角的倒数。

要分辨两个相距很近的物体,而不至混为一个,必须在两个受刺激的锥体细胞之间至少夹着一个静止的细胞,才可将两个刺激点区分开,所以视力检查的最终目的是测定可以辨别的最小视角。

现测得锥体细胞的直径约为5μm,以此计算在眼球结点处的夹角是1′,所以人眼以1'视角为最小视角,对应小数视力1.0。

要从太空要看到长城的话,长城的宽度得是多少米?

多好的视力,可以从太空中可以看到长城?


下面我们来计算一下,如果按正视眼最小分辨视角是1分来计算,在距离地面300公里(此距离才能算能有载人飞行器的外太空)的太空要看到长城的话,长城的宽度得是多少米?
多好的视力,可以从太空中可以看到长城?​简化眼的光心或称节点(nodal point)在晶状体后,节点到角膜前表面的距离为5.73毫米,到后主焦点的距离是17.05毫米

1 π等于180°;1°= π/180=0.175弧度(rad); 1分等于1/60度,等于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(与上述tg1’的值接近)

所以, α=1分 ——所以理论上,人眼最小分辨率是1分,即1.0小数视力。

设长城的宽度最小是x米,才能被最小视角1分的人眼在300km的太空看到:

x/ 3×105= 5×10-6 /1.7×10-2(按对顶三角形等比例计算)

X= 3×105×5×10-6 /1.7×10-2=88.2米

所以,长城至少88.2米宽,才有可能在距地面300公里外的太空看到。
多好的视力,可以从太空中可以看到长城?

需要多好的视力才能从太空看到长城?

下面再来计算下,如果长城的宽度最多只有10米,那需要多好的视力才能从距地面300公里外的太空看到长城呢?

设最小视角α能在300km的太空看到10米宽的长城,则

10/ 3×105= Tanα(正切函数的计算公式)

Tanα=3.33×10-5

α= 3.33×10-5弧度=0.0019度=0.114分

1/0.114分=小数视力8.7

所以,小数视力达到8.7时,有可能从太空中看到10米宽的长城!

大家觉得能不能呢?

文章转自“梅颖”医生,这样的文章,科普又有趣,非常感谢梅颖医生。

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