Проверка Зрения

[f01001]

Кстати можно ли действительно увидеть невооруженным глазом М31?

Извините я оговорился, хотел сказать М33

[AstroNick]

А в темные прозрачные ночи даже в Подмосковье можно увидеть невооруженным глазом М33

Лично я М33 ни разу так не видел, хотя 11 звезд в Плеядах наблюдал неоднократно, а уж М31, М42, М44 и xi и h Персея - без проблем.

Кстати, где-то была опубликована проверка зрения по Луне, но исключительно для особо одаренных - одним из объектов наблюдения (невооруженным глазом!) там значится кратер Коперник!

[Crio]

Впрочем, если человеческий глаз способен замечать отдельные фотоны, то визуально доступная звёздная величина ничем не ограничена. Есть вероятность поймать один фотон (хоть бы и раз в жизни) от объекта 30-й звёздной величины... Вот только, как его индетифицировать? Вопрос о глюках остаётся.

Когда мы рассказали нашему семинаристу по квантовой теории, что можно увидеть один фотон, он долго смеялся. А когда отсмеялся заявил, что один фотон увидеть ВПРИНЦИПЕ невозможно.

[Анатолий Волчков]

Когда мы рассказали нашему семинаристу по квантовой теории, что можно увидеть один фотон, он долго смеялся. А когда отсмеялся заявил, что один фотон увидеть ВПРИНЦИПЕ невозможно.

Нельзя ли подробнее описать, в чем заключается принцип невозможности увидеть один фотон. И сколько фотонов этот принцип позволяет увидеть при идеальных условиях?

[Crio]

К сожалению, я не смогу ответить на этот вопрос, так мое знание  квантовой физики для этого явно недостаточно. А вот наш преподаватель говорил по этому поводу примерно следущее: "Свет- это системе с неопределенным числом частиц (фотонов), и именно благодаря этому мы его и можем видеть. Так что увидеть один фотон нельзя". Больше ничего не могу добавить.

[gals]

Звездное скопление "Ясли", что в Раке уже не могу разглядеть. В чем дело?

  Странно... Оно видно хорошо. М.Б., очень сильная засветка? Где наблюдаете?
Хи и АШ Персея, М13 - все это тоже можно увидеть. Причем первые легковидмы, М13 - ночку потемнее надо.
 Некоторые видят и "Сев. Америку" - Олег Чекалин на Кавказе наблюдал, но перед этим минут 15 сидел в абсолютно темной комнате.

[Sting]

Кстати, где-то была опубликована проверка зрения по Луне, но исключительно для особо одаренных - одним из объектов наблюдения (невооруженным глазом!) там значится кратер Коперник!

Звездочет #9 за 99 год
Проверьте зрение по Луне. Список Пикеринга.
В списке 12 объектов. Кстати Коперник там стоит самым первым, то бишь самым легким. Лично я доходил спокойно до 7-го объекта (море Паров). Но можно и дальше, если луна в подходящей фазе и погода хорошая.

[Vahik Petrosyan]

Попробуй перед началом наблюдений прикрыть глаза рукой, вполне достаточно и 5 минут, после этого будешь видеть аж 12 звезд в Плеядаx....

[gals]

Не обязательно рукой глаза прикрывать - сейчас лучше светофильтром: сегодня, то бишь 12.03.02 снова невооруженным глазом видно пятно - попробуйте!

[gals]

Пянышко-то не простое, а двойное - четко видно!

[kup]

Когда мы рассказали нашему семинаристу по квантовой теории, что можно увидеть один фотон, он долго смеялся. А когда отсмеялся заявил, что один фотон увидеть ВПРИНЦИПЕ невозможно.

Нельзя ли подробнее описать, в чем заключается принцип невозможности увидеть один фотон. И сколько фотонов этот принцип позволяет увидеть при идеальных условиях?

[kup]

О фотонах.. Извините за позднее включение в данную тему, надеюсь
она еще актуальна. В принципе любители астрономии периодически
вспоминают о предельных возможностях глаза, поэтому выскажу что знаю.
Уверен, что вам эта информация будет интересна.
1.Миниальное количество энергии, вызывающее зрительный эффект (в видимом диапазоне спектра ) составляет  3е -17 Джоулей - это соответствует предельной звездной величине   6m  !
Предполагается , что для отчетливого  зрительного впечатления от предельно слабого точечного объекта необходимо  время 0.15 сек.
Предельный порог чуствительности глаза  по мощности  2е-16 Вт.
Невероятно , но для возникновения зрительного эффекта в 6 мм зрачок должны попасть всего лишь 80 фотонов (энергия  фотона с длинной волны 0.55 мкм равна 3.6е-19 Дж.)!!!(Вспомните  9 класс : Е= аш* ню.)
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Теперь позвольте по -подробней остановиться на некоторых деталях
(так как возможно не всем так уж очевидно, о чем идет речь).
1. По определению , так уж договорились астрономы, что 6m -  предельная
звездная величина, воспринимаемая глазом  человека с нормальным зрением при зрачке 6мм на уровне моря. Здесь и далее будет имется в виду 1 глаз ( 2- мя глазами , теоретически можно узреть звезды  слабее на 0.75m  , на практике на 0.5m- это отдельная бинокулярная тема).

2.Заметили слово "минимальное"? Это значит , какой там эфир не нюхай, как
высоко в горы не залезай, ничего не увидишь если энергия накопленная  от точечного объекта на сетчатке глаза менее 3е -17 Джоулей (т.е. в пределе такая энергия нужна,чтобы расшевелить одну палочку или колбочку, скорее всего палочку, так как именно они работают при низкой освещенности).Другими словами и звезда в горах
8.5 m, и звезда на равнине 6m за минусом поглощений атмосферой одинаково
проявляются глазом если есть все те же 3е -17 Джоулей.
3. Абы какая энергия не подходит.Скажем такую энергию лекго даст 1  фотон
в ренгеновском диапазоне, а именно с длиной волны 70 ангстрем. Но что толку
то от него? Он просто не провзаимодействует с сетчаткой , а  вылетит
через голову или ухлопает несколько клеток в другом месте, например в мозге.Флюрографию проходили?
Или посмотрите ночью на батарею, она светится?
Нет, а энергии от нее хоть отбавляй, но вся в инфракрасном диапазоне. В
общем, как не крути, по тем или иным причинам  нам подходит  только энергия
фотонов видимого диапазона, да и то не вся. При экстремально низкой освещенности спектральная чуствительность глаза смещается в синюю сторону,
с максимальной чуствительностью на волне 0.5 мкм, а красная граница заканчиваеся на отметке 0.65 мкм, т. е. чуствительность на водородной линии
(0.66мкм)- в которой сосредоточена значительная энергия всевозможных туманностей и пр. объектов, в том числе и звезд, практически нулевая, а жаль.

Ну в общем здесь ответ на вопрос,о возможности фиксации глазом
единичного фотона, так что учитель физики прав! Фотонов нужно штук 80 , лучше "зеленых"( не путать с баксами). Фотонов же, дающих нашему восприятию фиолетовый цвет, несмотряна их большую энергию нужно еще больше, по причине резкого спада чуствительности глаза на волнах менее 0.45 мкм., а красных вообще
куча с тележкой.
4.Энерия энергией, но, сетчатка это не совсем ПЗС- матрица.
Вернее в сетчатке немного от ПЗС есть ,
но ровно сколько нужно. Накопительный эффект  присутствует лишь в темноте  в разумных пределах (по оценкам физиологов от 0.15 до 2-3 секунд). А
большее время и не нужно! Вспомните случай, после того как вы посмотрели на Солнце, а после этого еще долгие минуты , у вас в глазах маячали зеленые круги.
Вы уж и голову 20 раз повернули , и делом занимаетесь другим , а круги не исчезают( можете ночью фонариком посветить другу в глаза или себе  - эффект тот же ).
Наша сетчатка при нормальной освещенности (днем) готова к восприятию новой информации об окружающем мире через каждые 1/133 секунды. На
более быструю реакцию она не способна.
Другими словами, в пределах этих 1/133 секунд глаз действительно работает как ПЗС.
Но при малой освещенности ( после 15-20мин адаптации) данный режим значительно продлевается  до 2-3 секунд (в этом смысле современная ПЗС и фотопленки глаз пререплюнули, так как способны к многочасовому накапливанию). Грубо говоря , если вы в эти максимальные 3 секунды ничего не увидели, то мозг или та же сетчатка  дает рестарт и готовится к получению новой информации, а старая обнуляется (или вы видите глюки -кружочки треугольнички, беспорядочную рябь и т.д.).
Поэтому,одним из важных параметров фиксации предельного объекта наряду с энергией поступаемого сигнала является время и как следствие мощность(поток),
прошедший через ваш зрачек. По этой причине нельзя глазом зарегистрировать звезду 30 величины. Все дело во времени. Ну допустим, по случайности в зрачек попал фотон от этой звезды. И что?Вы думаете он вызовит зрительую реакцию?Нет, потому что необходимо минимум 80 фотонов и, причем за 0.15 секунд (в среднем), при условии что вы не вертите головой и смотрите в одну точку, дабы эти фотоны сфокусировались на одной палочке и она смогла распознать сигнал! Однако в реальности для того чтобы набрать 80 фотонов 6мм зрачком со звезды в 30 m, вам потребуется 1126 лет, т.е. 1 фотон в 14 лет ( поверхностная плотность фотонов звезды 30м меньше плотности фотонов от звезды 6м в  (2.5119)^ 24 раз).  А глаз столько ждать не будет, да и вы тоже.
В качестве обобщения просто нужно знать, какой бы зрачек у вас не был
5-8 мм, если на сетчатке(палочке) рассеивается мощность  2е-16 Вт за время
не менее 0.15 сек и не более 2-3сек , будьте
уверены, что точечный объект вы зафиксируеете.
----------------------------------------------------------------------------------------------------
По  материалам из следующих источников:
1.  "Астрономическая оптика"  Д.Д Максутов.
2.Марленский   " Сборник задач по астрофизике"

P.s. Снимаю шляпу пред теми у кого 11 звезд в Плеядах( у меня 6-7). Только
скажите честно вы их (11) действительно видите очень часто, или случайно при суперпрозрачном небе за городом?А комету Чжана видели ? А-да. Ясли , Анромеду, и ХИ -Аш - это согласен, А М33, М13 НИЗАЧТО НЕ ПОВЕРЮ , разве где-нибудь на Маунт- Вилсоне или Кавказе под пивко.

С астроприветом, Kup.

[gals]

>А М33, М13 НИЗАЧТО НЕ ПОВЕРЮ , разве где-нибудь на Маунт- Вилсоне или Кавказе под пивко.


  А вы не верьте, а просто проверьте осенним прзрачным вечерком да подальше от города. Пивко и что-либо покрепче лучше отложить на потом...

[Дрюша]

1. По определению , так уж договорились астрономы, что 6m -  предельная
звездная величина, воспринимаемая глазом  человека с нормальным зрением при зрачке 6мм на уровне моря.

Когда астрономы договаривались, то меня почему-то спросить забыли. Я об этом ни с кем не договаривался.

Мы тут ч Чекалиным под пивко побазарили (после собрания МАК). Он утверждал, что ему видны звёзды 7-7.5 величины. Всё дело в методе подсчёта.

Снимаю шляпу пред теми у кого 11 звезд в Плеядах( у меня 6-7). Только
скажите честно вы их (11) действительно видите очень часто, или случайно при суперпрозрачном небе за городом?А комету Чжана видели ? А-да. Ясли , Анромеду, и ХИ -Аш - это согласен, А М33, М13 НИЗАЧТО НЕ ПОВЕРЮ , разве где-нибудь на Маунт- Вилсоне или Кавказе под пивко.

На самом деле, по каталогу, все эти 11 (и даже 12) звёзд в Плеядах ярче 6-й величины (5.6 - 5.7). И видно так их не в Москве, разумеется. То, что Вы перечислили (и Плеяды тоже) видно даже в Лосином Острове. Там и Москва светит, и Мытищи, и Королёв со Щёлковым. А вот про М33 и М13 ничего не скажу. Сам не видел. Но и в Маунт-вильсоне не был, и на Кавказе я пил не пиво, а молодое вино (с которого и Плутон с Хароном как вот здесь видны будут!)

А про отдельные фотоны... А почему бы и нет? Еде-то я читал, что когда-то в 30-х годах господа физики так визуально отдельные элементарные частицы регистрировали. По отдельным фотонам.

Но тогда и экология была чище, и витамины были не такие синтетические, как сейчас.

[gals]

.> А вот про М33 и М13

  Видны они, говорю по собственному опыту. Видел не один, сМотрели и с Олегом Чекалиным, и с Тимуром (это на Кавказе, правда), и с Олегом Санкиным у него на даче под Каширой. М13 увидел еще в детстве просто так, без телескопа. Зигель, кстати, отмечал, что его можно так увидеть. Чекалин на Кавказе невооруженным глазом наблюдал Сев.Америку, М81. Перед этим только долго сидел в абсолютно темной комнате.

[kup]

 Во я под пивко намудрил, это все после дня космонавтики ! А слона то  и не заметил, ошибся на порядок.
Факты  эти воспроизводились мной по памяти . Вот более точно: "Сборник задач
 по астрофизике" М. Наука, 1986г., авторы: Д.Я. Мартынов , В.М. Липунов.,стр 11,
задача 64.Цитирую :"Найти минимальное количество энергии, вызывающее
зрительный эффект(имеется в виду излучение в видимом диапазоне).Указание:
предполагается, что для отчетливого зрительного впечатления от предельно слабого объекта необходимо время 0.15сек)."
Ответ: Минимальное кол-во энергии с учетом временного разрешения глаза 0.15 сек равно 3е-11 эрг (предельная звездная величина принимается равной 6м).
Полагаю , что эти данные не" от Балды", поскольку задачник  то МГУшный и руки
к нему приложили Кононович, Лавров, Засов и студенты астро и физфака.
А ошибся я из- за неверного перевода  эргов в джоули! Оказывается предельная
энергия равна 3е-18 Дж. И стало быть минимальное количество фотонов
равно 8!!!Теперь сам поражаюсь результатом! А здесь уже действительно попахивает крутой дискуссией, хотя
мое заявление остается в силе -один фотон зарегистрировать глазом нельзя.
Ну пусть даже имеется погрешность в определении физиологического предела +- 25%.
Все равно получается 6-10 фотонов , но не один. Чтобы был 1 фотон - он должен быть ультрафиолетовым, а мы люди его не видим, разве что от него загораем
(или обгораем?) !

Протрезвевший , Kup.
Рs. А кто идет за "Клинским" ?

[Дрюша]

Вот, уже до 6-8 фотонов дошли! Теперь дело, наверное, в критерии оценки: какво должно быть соотношение "сигнал-шум", чтобы уверенно его зафиксировать? Задавшись жестким критерием и требуя абсолютной уверенности, можно и 80 фотонов потребвать. А если хоть любой намёк... То и одного хватит.

И эрги-джоули в секунду тут ни при чём. Когда поглощается один фотон (за сколко-то времени), то за счёт малой величины времени мощность может быть воистину огромна (по сравнению с фотоном)

И к тому же, поглощение одного фотона всегда строго локализовано на одной палочке-колбочке независимо т фокусировки и качества изображения на сетчатке глаза. Кстати, а там имелся в виду центр или периферия поля зрения глаза?

Тут всё сложнее и нелинейнее. Когда поглощается фотон, он служит только спусковым крючком или запалом, который приводит в действие сложный механизм электрхимических реакций, которые ещё долго потом не утихнут. Другое дело, что помехи в виде спонтанных энергетических переходов могут вызвать аналогичные реакции. Трудно сказать, откуда этот фотон взялся: из космоса прилетел или тут появился... А может, он вообще, виртуальный на самом деле? Как их отличать?

А кто-нибудь из здесь присутствующих видал фотоны по натре?

[Nazar]

Вижу М44, M13, M31 невооруженным глазом после получасовой адаптации в темноте. В Плеядах различаю 9 звезд тоже невооруженным глазом.
Причем условия в своем городе (Севастополь) считаю сравнительно плохими.

[kup]

Drusha! Как же джоули - эрги не причем ? Говорю же ошибся в расчетах, а затем их исправил .Ведь 10 $ и  100 $ не одно и то же !Давайте определим предмет  обсуждения. Мне кажется не
надо особо вдаваться в подробности квантовой теории -здесь это все не
нужно.Впрочем как и вникать в сложные нелинейные химические процессы в палочках,
колбочках и т. д.- это прерогатива физиологов. Если вопрос в том, фиксирует
ли глаз 1 квант   (3.6 е -19 дж) или  нет, то докажите мне и всем остальным что энергетический порог человеческого глаза при котором запускается механизм восприятия (пусть хоть после 100 часов адаптации) тоже 3.6 е-19 дж .  Я сию  величину (порог) нашел  в литературе , которую четко указал.
Пусть это информация неточна , допускаю, но это конкретные цифры.
Поскольку  сам лично экспериментов не ставил, то сослался на данные
которые смог раздобыть.
И вы уж постарайтесь оперировать цифрами.
Как говорится,побольше фактов ( с указанием литературных источников).
Наверняка подобные эксперименты  проводились, ведь они несложные, гуманные,и самое главное недорогие( для Вуза или НИИ раз плюнуть).

Для этого нужно:  
1. Темная комната (лаба).
2. ФЭУ и осциллограф.
3. Монохроматор (в идеале) с калиброванным источником питания, но можно и простой источник света (лампа на 2.5-3.5 вольта) со стабилизатором напряжения и реостатом+ узкополосный фильтр(с шириной  100А с центром на 0.5 мкм),или
лазерный светодиод(зеленый) с полосой 100А (На Митинском рынке стоит копейки).
4.Добровольцы (пригласите однокурсников(иц) с намеком устроить вечеринку и попить пивка после эксперимента)   .
6. Мелочевка :черная бумага  для изготовления диафрагм, адаптер для источника питания,  набор простых линз и ослабляющих фильтров, затвор и секундомер -  все это в лабах есть.

Сам эксперимент....
Включайте источник +фильтр(все в кожухе) , устанавливаите ФЭУ на некотором расстоянии от источника( >5метров) , двигайте реостат, добиваясь нужной яркости источника , используйте линзы , диафрагмы и ослабляющие фильтры, так чтобы в ФЭУ залетело нужное количество фотонов в единицу времени. А
это вы узнаете по осциллографу, по величине фототока и из параметров
чуствительности ФЭУ. А  еще не забудьте задиафрагмировать входной диаметр ФЭУ до размеров человеческого зрачка. Приглашайте подопытных . Записывайте
их показания.ФЭУ разумеется располагается рядом с наблюдателем,
т.е на одинаковом с глазом расстоянии от источника. Вы сидите в соседней (изолированной) комнате, смотрите на осциллограф, сопоставляя уровень сигнала с количеством фотонов в единицу времени, крутите ручку
реостата (вам 10 фотонов в секунду? -пожалуйста), и кричите подопытному в динамик " А сейчас видно?". Вот только со шторкой надо подумать,
она должна дистанционно открываться,чтоб подопытный вас не надул,
что  видит свет когда она закрыта.
Рядом с вами в операторской находится однокурсница- ассистент с ручкой и журналом, и улыбаясь записывает все показания под диктовку (женатые записывают сами).Остальные пока тусуются (адаптируюся к темноте, травят анекдоты) в экспериментальной комнате.
Собственно все. Набирается статистика. Результаты обобщаются ,печатается
статья в Сайентифик Американ с заголовком "Рашн стьюдентс надрали задницу
фотону!"
Статья обмывается, а у дяди Сороса выбивается очередной гранд.
Результаты становятся доступны широкой публике.Все довольны.
Только так .
-----------------------------
А то некоторые шарлатаны утверждают что видят ауру и кишки , но современной аппаратурой это якобы не
фиксируется (физики мол не доросли еще для познаний тонких астральных материй). Но единичный фотон то
вполне реален и  уже давно регистрируем приборами.Какие еще критерии нужны ? Поставьте рядом чуствительный прибор (да тот же ФЭУ в режиме счета фотонов) и глаз.И тогда все встанет на свои места- либо  фотон различим глазом ,либо нет.

Kup.
 

[anovikov]

Насчет невозможности увидеть один фотон - это явная фигня. Счетчик Гейгера уже 70 лет как считает отдельные гамма-кванты и ничего. Я понимаю, что между гамма-квантами и фотонами видимого света разница в энергии порядков на 4-5, но ведь природа-то одна и та же! Да и потом, фотоэлектронные умножители, описанные еще в бородатых учебниках (какие-нибудь 12-каскадные с охлаждением жидким азотом) регистрируют отдельные кванты _видимого света_.

А сейчас, AFAIK, есть уже и матричные, т.е. дающие изображение XxY пиксел, детекторы на счетчиках фотонов, недавно такой, не помню правда какой, вроде 256x256, на Хаббле поставили.