Любопытный вопрос про разрешающую способность

[Yoshikawa]

Давече занимался защитой лаб. работ по оптике (учусь на 4-ом курсе в университете).
В одной из работ был пункт посчитать разрешающую способность зрительной трубы.
Посчитано было все правильно, но во время беседы с преподом возник любопытный вопрос.

Как мы знаем, разрешающая способность в общем случае это 138"/D, где D - диаметр входного зрачка.
Чем больше D, тем лучше разрешающая способность (поэтому-то мы и строим пятиметровые телескопы).
Но почему же тогда в случае человеческого глаза все происходит наоборот. Для того чтобы лучше увидеть объекты в далеке
мы щурим глаза (особенно люди с деффектами зрения), тем самым уменьшая диаметр зрачка и следовательно ухудшаем разреш. способность?

Перелопатил уже кучу книг, пока не нашел ответа. Надеюсь на вашу помощь.

[zoidberg]

Щурим - "зажимаем" диафрагму, тем самым уменьшая светосилу. А это по опыту я знаю что улучшается разрешение. На этом мои знания заканчиваются 

[Pluto]

Когда люди щурятся - диаметр зрачка не меняется, просто прикладываются дополнительные мышечные усилия, для аккомодации глаза.

[zoidberg]

Не согласен. Диаметр зрачка может не уменьшается, но веком я прикрываю глаз. Щас провел эксперимент. Дело в диафрагмировании, я считаю.

[Pluto]

Не согласен. Диаметр зрачка может не уменьшается, но веком я прикрываю глаз. Щас провел эксперимент.

И тем не менее, привычка щурится вызвана именно необходимостью добавочного давления на глазное яблоко и его деформации, т.к. мышцы хрусталика не способны обеспечить требуемую наводку на резкость.

Кроме того, глаз (в отличие от визуального телескопа) не афокальная система. Его работа скорее похожа на работу фотокамеры. При этом действительно наилучшее разрешение и наименьшее влияние дефектов хрусталика получается НЕ при максимально открытом зрачке.
Но механизм прищуривания тут не при чем.

P.S. Существуют специальные компьютерные сеточные очки с мелкими отверстиями в непрозрачной перегородке, они дополнительно диафрагмируют глаз и увеличивают глубину резкоизображаемого пространства.

[Алексеич]

Мне кажется так выходит потому что мышцам не хватает сил для точной фокусировки, а прищурившись сфокусироваться легче.

[Pluto]

Вообще говоря, формула разрешения для идеального объектива телескопа опирается на дифракционные пределы разрешения.
Глаз работает очень далеко от дифракционного предела, его разрешение определяется разрешением сетчатки (количество пикселей  ) ну, и оптическими аберрациями хрусталика, конечно..

[R]

Щурится вовсе не обязательно. Можно просто взять и свести вместе большой, указательный и средний палец и поднести их к глазу так, чтобы образовавшееся между ними маленькое отверстие было напротив зрачка. А затем попробовать посжимать и разжимать пальцы, чуть-чуть увеличивая или уменьшая диаметр отверстия. Изменения в резкости могут быть очень заметны. По крайней мере у тех, кто далёкие объекты видит нерезко.

[Yoshikawa]

Моя первая мысль тоже была связана со светосилой, но препод сказал что нет =\

Я вот пытаюсь понять сам процесс прищуривания. С одной стороны мы пытаемся деформировать глазное яблоко чтобы фокус приходился на сетчатку глаза.
Но часто видел такой способ, как сужение пальцем, аля "китаец" - в этом случае уменьшается диаметр "отвестия", а следовательно ухудшается разрешение.

Даже не знаю, что и думать уже...

[Pluto]

Я уже говорил, что разрешающая способность глаза определяется вовсе не так , как для телескопа. Не знаю, понимает ли это ваш препод  

Объектив телескопа формирует изображение в фокальной плоскости, при этом изображение от точечного источника (звезды) не моежт быть меньше некоторых размеров, определяемых дифракцией. Чем больше диаметр объектива, тем меньше дифракционное изображение, тем выше потенциальное разрешение. Далее это изображение мы рассматриваем в сильную лупу (окуляр). При этом полагается, что оптика объектива совершенна и может строить идеальное дифракционное изображение. Плохой объектив, может построить сколь угодно плохое изображение и формула, приведенная в первом посте, не действует.

[serega2007]

    во время беседы с преподом возник любопытный вопрос     

   

       Ваш препод полный му .
       Для каждой яркости объекта у глаза есть оптимальный действующий диаметр с наибольшим разрешением . При оптимальной яркости это 1,5 - 2 мм с разрешением порядка двух минут . Дифракционное разрешение глаз может дать только  с  очень малым зрачком ( диафрагмированым ) - 1 мм и меньше , уступая в разрешении с оптимальным зрачком 1,5 - 2 мм .

[Pluto]

Глаз работает по другому. Как оптический прибор глаз несовершенен, страдает сильными аберрациями. Разрешение определяется не диаметром зрачка, а разрешающей способностью сетчатки и остаточными аберрациями хрусталика (а они довольно велики). Ни о какой дифракционной картинке тут и речи нет.
Поэтому сужение зрачка может улучшать резкость изображения, глубину резкоизображаемого пространства. Аналогичный эффект есть у объективов фотокамер, наибольшее разрешение достигается при относительном отверстии 1/8 - 1/6, а вовсе не при максимально открытом объективе.

[Kedr]

Дело здесь не в давлении на глазные яблоки. Вспомните принцип действие камеры Обскура, небольшая щель действует как линза. 

[Pluto]

Так что ответ на исходный вопрос довольно простой - формула определяющая дифракционное разрешение визуального телескопа неприменима для глаза, т.к. он работает несколько по другому и разрешение в нем определяется другими параметрами (а не диаметром зрачка). А именно - разрешающей способностью сетчатки, способностью к правильно аккомодации и аберрациями хрусталика, которые уменьшаются, при сужении зрачка.

[pictor]

Чем больше D, тем лучше разрешающая способность (поэтому-то мы и строим пятиметровые телескопы).
Но почему же тогда в случае человеческого глаза все происходит наоборот. Для того чтобы лучше увидеть объекты в далеке
мы щурим глаза (особенно люди с деффектами зрения), тем самым уменьшая диаметр зрачка и следовательно ухудшаем разреш. способность?

Многометровые телескопы строят по другой причине.
Я тоже щурюсь при разглядывании номера автобуса вдали, хотя у меня дальнозоркость. Уменьшая веками диаметр "объектива", я уменьшаю влияние астигматизма хрусталиков. Зрение у человека бинокулярное, и разрешающая способность определяется расстоянием между глазами и аберрациями хрусталиков.

[Pluto]

Зрение у человека бинокулярное, и разрешающая способность определяется расстоянием между глазами... .

Народ, вы чего.. 

[serega2007]

                    Определяется дальность стереоэффекта , но не разрешение .

[R]

Дело здесь не в давлении на глазные яблоки. Вспомните принцип действие камеры Обскура, небольшая щель действует как линза.  

Камера обскура тут точно не при чем. Все попытки щурится, давить на глаза - это "ручная" аккомодация. В редких случаях (специальные очки с сеточкой) - действительно уменьшение относительного отверстия глаза...

Нет, не давить на глаз а именно сужать диаметр пучка, никоим образом не касаясь самого глаза.
На хороших фотиках диафрагма и до 1/22 бывает. А то и больше)

[Yoshikawa]

Все таки приведу несколько страниц из книги Заказнова "Теория оптических систем"
В ней приводится формула для расчета разреш. способности глаза (п.4), а на следующей странице говорится, что в принципе при увеличении зрачка до 3-4 мм разрешающая способность должна улучшаться, а дальнейшее увеличение не приводит к улучшению в виду размеров колбочек и возрастания аббераций. Но мы то делаем совершенно обратную вещь - стараемся сузить зрачок до размера меньше 1 мм.

1- /img402/6896/p0170.jpg]http://img402.[----]/img402/6896/p0170.jpg
2- /img109/3828/p0171.jpg]http://img109.[----]/img109/3828/p0171.jpg
3- /img697/1962/p0172.jpg]http://img697.[----]/img697/1962/p0172.jpg
4- /img109/281/p0173.jpg]http://img109.[----]/img109/281/p0173.jpg
5- /img37/3541/p0174.jpg]http://img37.[----]/img37/3541/p0174.jpg
6- /img402/1079/p0175.jpg]http://img402.[----]/img402/1079/p0175.jpg

[Ink]

Pluto всё правильно объяснил.

У меня, например, когда я щурюсь, снижается астигматизм -- за счёт того, что "кривые" периферийные зоны экранируются веками -- и я могу прочитать какую-нибудь надпись.

В общем, прищур -- это борьба с аберрациями, так что формула для идеального объектива здесь не подходит.  Кому-то приходится больше щуриться, кому-то меньше.  Я прекрасно помню, что в детстве, когда у меня было хорошее зрение, я прекрасно видел моря на Луне без всякого прищуривания, а теперь приходится очень сильно щуриться.