Dumt spørsmål om øyet

[Jørnan]

Hehe. Har et litt rart spørsmål, men finner ikke svar på det så jeg spør her.

 

Om du kunne måke øye i megapikler, hvor skarpt er da gjennomnistsøyet? 15mp? 50mp? 75mp?...?

[Codename_Paragon]

Hvor lette du etter svar? Wikipedia har masse informasjon. Anbefaler alltid en kikk der før en spør, artiklene pleier å være grundige.

 

Så, en rask oppsummering derifra:

Although there are more than 130 million retinal receptors, there are only approximately 1.2 million fibres (axons) in the optic nerve so a large amount of pre-processing is performed within the retina. The fovea produces the most accurate information. Despite occupying about 0.01% of the visual field (less than 2° of visual angle), about 10% of axons in the optic nerve are devoted to the fovea. The resolution limit of the fovea has been determined at around 104 points. The information capacity is estimated at 5 x 105 bits per second (for more information on bits, see information theory) without colour or around 6 x 105 bits per second including colour.

[ddd-king]

I optikken har man et ganske kjent fenomen. Hvis to stjerner ligger alt for nærme hverandre kan vi ikke skille dem fra hverandre med øyet og vil tro at de to objektene er et objekt. Derfor kan et teleskop med større objektiv skille dem fra hverandre. Dette kan jeg gå inn nærmere slik:

"Rayleigh's criterion" sier at:

 

theta = 1.22*lambda/D

theta = minste oppløsning (i radianer, altså i vinkel)

lambda = bølgelengden til lyset som brukes(oppfattes av detektoren)

D = diameteren til objektivet.

 

Øyet kan betraktes som et objektiv med en diameter på rundt 2mm i dagslys.

Den minste bølgelengden øyet kan se er 400nm (blått)

theta er nå vinkeloppløsningen til øyet, ideelt.

 

Et eksempel:

 

Ø = 1.22*400nm/2mm = 0.000244 rad

 

Bruker geometri:

sinØ = y/d, der y er oppløsning i avstand (meter) og d er avstand fra øyet til objektene (altså det vi ser på)

 

Siden Ø er liten blir ligningen over approksimert med:

sinØ ~ Ø = y/d--> y= Ø*d

Antar nå at vi ser på to punkter fra 1m avstand og setter inn tall ovenfra:

 

y= 0.000244*1m =0.244mm

 

Dette betyr at vi kan skille to punkter som ligger 0.244mm fra hverandre.

Hvis vi antar så at punktene er kvadratiske og er 0.244mm i hver retning får vi :

 

25.4^2/0.244^2 = 10836 (1 Inch = 25.4mm)

 

Det vil si at oppløsningen til øyet er 10000dpi (dots per inch) fra 1m avstand.

Hvis du tegner opp 5000 svarte punkter og lar det resterende arealet være 5000 hvite punkter på 1 square inch og beveger deg lengre vekk mens du ser på punktene.

Før 1 m kan du skilne mellom hvite og svarte punkter. Etter 1m vil du bare kunne se en blanding av hvite og svarte punkter som gir et grått stort felt på 1 square inch.

I praksis klarer vi bare omtrent halve avstanden, med meget god kontrast (SVARTE punkter ved siden av HVITE punkter)

 

Dette er høyst teoretiske tall, men det gir en pekepinn i hvert fall.

Dette forklarer også at kamera med større linser gir bedre bilder (høyere oppløsning)

Teleskop med store linser brukes til å se på stjerner som ligger langt unna.

Store linser brukes i photolitografi for å lage mønstre i CPU-produksjon.

 

Håper at dette gjør deg litt klarere

 

 

Edit: rettet på språket og en del skrivefeil

Endret 29. januar 2005 av ddd-king

[Jørnan]

Takk. skjønte litt mer nå

[JBlack]

Bra innlegg ddd-king. Men en liten feil snek seg inn:

 

den minste bølgelengden øyet kan se er 400nm (blått)

.....

I praksis klare vi bare halve avstanden, med meget god kontrast (SVARTE punkter ved siden av HVITE punkter)

Det ville vel vært lurere å forholde seg til de lengste bølgelengdene, fordi lys svært sjelden består av kun en bølgelengde.

 

Og, om jeg har skjønt det riktig, så handler ddd-king's utredning kun om linsens optiske kvaliteter, og sier ingen ting om 'bildebrikken' bak.

[ddd-king]

Bra innlegg ddd-king. Men en liten feil snek seg inn:

 

den minste bølgelengden øyet kan se er 400nm (blått)

.....

I praksis klare vi bare halve avstanden, med meget god kontrast (SVARTE punkter ved siden av HVITE punkter)

Det ville vel vært lurere å forholde seg til de lengste bølgelengdene, fordi lys svært sjelden består av kun en bølgelengde.

 

Og, om jeg har skjønt det riktig, så handler ddd-king's utredning kun om linsens optiske kvaliteter, og sier ingen ting om 'bildebrikken' bak.

Takk

 

Jeg regnet nå ut det beste øyet kan få til.

 

Du har rett. Sollys har en peak på omtrent 550nm (grønt) og øyet er mest sensitiv i denne bølgelengden. Jeg husket at en professor sa at 2/3 av avstanden er mer troverdig.

Jeg nedjusterte dette ned til 1/2 pga jeg regnet ut verdi for 400nm.

 

Ja, det jeg har regnet ut her er kun pupillens optiske egenskaper og tar ikke hensyn til retinas oppløsning. Men så lenge vi ikke flytter øyet for nærme objektet slik at linsens optiske egenskaper blir tilnærmet perfekt og kun retinas oppløsning er begrensende. Dvs. hvis du beveger øynet nærmere objektivet vil du en gang møte et punkt der oppløsningen til retinaet er mindre enn pupillens optiske oppløsning.

 

Men det er et samspill mellom linsen og bildebrikken. I noen tilfeller kan vi se bort ifra den ene, og i andre tilfeller kan man se bort ifra den andre.