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肉眼能看到PM2.5吗?能看到多大的颗粒?

果壳视频  · 公众号  · 问答  · 2016-12-21 17:43

正文

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首先明确一个前提:我们的眼睛直接探测的是什么?是物体本身呢?还是来自物体(发射或散射等)的光子?答案显然是后者。那么,不论物体是大还是小,只要能发射出足够的光子,那么这些光子最终照射到视网膜上后,当然会被感知。(视细胞才不会追究光子是谁发出的)而且,因为晶状体的作用,你还能知道这些光子来自什么方向。




但是能看到是一回事,能看清却是另一回事。当两个物体离得太近时,由于瞳孔的衍射,以及视觉细胞的大小等各种限制,我们就无法分辨细节了。


首先看来自视觉细胞大小的影响。视觉细胞可以理解为相机的像素。如果两个物体的像落到同一个像素上,那么我们自然是不可能分辨的。


而衍射的影响就要请出瑞利判据了。考虑一个点光源,它通过瞳孔后就会衍射。如果两个不相干的点光源靠得足够近时,主峰也就会渐渐重叠到一起,变得无法分辨。如下图所示。图片来源于维基百科和http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu




瑞利给出的判据是,当点光源A的衍射图样的极大值刚好和点光源B的第一个暗条纹重合时,认为这两个物体是刚好可以分辨的,具体的说就是







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