أصغر جسم يستطيع الإنسان تمييزه من دون مجهر أو عدسة مكبّرة يبلغ عرضه نحو 0.1 مليمتر، أي 100 ميكرومتر. والميكرومتر جزء من مليون من المتر. وهذا حدّ للبصر البشري وليس جسمًا، والرقم تقريبي: فهو يتوقف على عيني الناظر وعلى الإضاءة وعلى مدى قرب الجسم من العين.
الحجم
ينشأ هذا الحد من حدة الإبصار، أي قدرة العين على رؤية التفاصيل الدقيقة. فمن يتمتع ببصر طبيعي، ويسمى 20/20، يستطيع تمييز تفصيل يمتد على 1 دقيقة قوسية، أي جزء من ستين من الدرجة. وفي لوحة فحص النظر يمتد كل خط من خطوط الحروف في سطر 20/20 على هذه الزاوية.
ويتوقف مقدار التفصيل الذي تغطيه هذه الزاوية على المسافة. يستطيع صاحب البصر المثالي التركيز على أجسام تقترب من عينه حتى نحو 25 سنتيمترًا، وتسمى هذه المسافة النقطة القريبة. وعلى بعد 25 سنتيمترًا تمتد 1 دقيقة قوسية على نحو 73 ميكرومترًا. وبعد التقريب إلى الأعلى يعطي ذلك نحو 0.1 مليمتر، وهو الحجم الذي يذكره كتاب OpenStax الدراسي Microbiology لجسم يُرى من دون مجهر.
وترفع عدة أمور هذا الحد. فالنقطة القريبة تبتعد مع التقدم في السن، فلا تستطيع العيون الأكبر سنًا تقريب الأشياء الصغيرة منها بالقدر نفسه. كما أن الضوء الخافت وضعف التباين وعدم تصحيح قصر النظر أو طول النظر تقلل حدة الإبصار أيضًا.
مقارنات الحجم
- الخلية البيضية البشرية، أي البويضة، يبلغ عرضها نحو 120 ميكرومترًا، وهو أكبر قليلًا من الحد. أما الخلية الحيوانية النموذجية، التي يبلغ عرضها 10–100 ميكرومتر، فلا يزيد عرضها على الحد.
- يعادل عرض شعرة الإنسان، وهو 80–100 ميكرومتر، الحد تقريبًا.
- حبة غرين خشنة عرضها 50 ميكرومترًا تساوي نصف الحد. ويلاحظ علماء التربة أن حبات الغرين المفردة لا يمكن رؤيتها من دون تكبير، بينما يمكن رؤية حبات الرمل.
- المليمتر، وهو أصغر تقسيم على المسطرة المترية، يساوي 10 أمثال الحد.
- عند القراءة من مسافة 6 أمتار، يبلغ ارتفاع حروف سطر 20/20 في لوحة فحص النظر نحو 8.7 مليمتر، ويبلغ عرض كل خط نحو 1.7 مليمتر.
ما يحدّ من قدرة العين
تتحدد حدة الإبصار بثلاثة أمور. فالضوء ينتشر قليلًا عند مروره من خلال الحدقة، وهي ظاهرة تسمى الحيود. وبصريات العين لا تركّز تركيزًا مثاليًا، وهذه العيوب، وتسمى الزيوغ، تشوّش الصورة أيضًا. وتسجّل الشبكية، وهي الطبقة الحساسة للضوء في مؤخرة العين، الصورة بخلايا منفصلة، وتفرض المسافة بينها حدًا خاصًا بها.
تكون التفاصيل أوضح ما تكون في مركز الشبكية، حيث تتراص الخلايا المستشعِرة للضوء المسماة المخاريط على مسافة نحو 2.5 ميكرومتر بين الواحدة والأخرى. وعلى بعد بضع دقائق قوسية فقط من المركز تكون حدة الإبصار أسوأ بقدر يمكن قياسه. وتعطي حدقة عرضها نحو 3–5 مليمترات أفضل توازن بين الحيود والتشوش.
رؤية التفاصيل وملاحظة وجود شيء
الرقم 0.1 مليمتر خاص بتمييز التفاصيل، مثل خطوط الحروف في لوحة فحص النظر. وهناك مهام أخرى يمكن أن تبلغ مدى أبعد. فمعرفة ما إذا كانت هناك نقطة أو خط أصلًا، أو ما إذا كان أحد الخطين منحرفًا عن امتداد الآخر، قد تنجح مع تفاصيل أدق من حد حدة الإبصار الطبيعية. أما ملاحظة نقطة أو خط فتتطلب فقط أن يكون موجودًا، لا أي شيء من تفاصيله.
المصادر
- Types of Microorganisms. In Microbiology. OpenStax, 2016.
- Visual Acuity. In Webvision: The Organization of the Retina and Visual System. University of Utah.
- Physics of the Eye. In College Physics, 2nd edition. OpenStax, 2022.
- Zona Pellucida Genes and Proteins: Essential Players in Mammalian Oogenesis and Fertility. Wassarman and Litscher, Genes, 2021.
- Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.
- Soil Survey Manual. Agriculture Handbook No. 18. U.S. Department of Agriculture, 2017.