How big is Väikseim palja silmaga nähtav objekt?

Väikseim objekt, mida inimene suudab ilma mikroskoobi või suurendusklaasita eristada, on umbes 0,1 millimeetrit ehk 100 mikromeetrit lai. Mikromeeter on meetri miljondik. See on inimsilma piir, mitte objekt, ja arv on ligikaudne: see sõltub vaataja silmadest, valgustusest ja sellest, kui lähedal objekti hoitakse.

Suurus

Piir tuleneb nägemisteravusest, silma võimest näha peeni detaile. Normaalse nägemisega inimene, kelle nägemisteravust nimetatakse 20/20-ks, suudab eristada detaili, mis hõlmab 1 kaareminuti ehk kraadi kuuekümnendiku. Silmatabelil hõlmab see nurk 20/20 rea tähtede iga joont.

Kui suure detaili see nurk hõlmab, oleneb kaugusest. Ideaalse nägemisega inimene suudab fokuseerida objektile, mis on nii lähedal kui umbes 25 sentimeetrit. Seda kaugust nimetatakse lähipunktiks. 25 sentimeetri kaugusel hõlmab 1 kaareminut umbes 73 mikromeetrit. Ülespoole ümardatuna annab see umbes 0,1 millimeetrit, mis on suurus, mille OpenStaxi õpik Microbiology toob ilma mikroskoobita nähtava objekti kohta.

Piir muutub suuremaks mitmel põhjusel. Lähipunkt liigub vanusega kaugemale, nii et vanemad silmad ei suuda väikseid asju nii lähedale tuua. Ka hämar valgus, madal kontrast ning korrigeerimata lühi- või kaugnägelikkus vähendavad nägemisteravust.

Suuruste võrdlused

• Inimese munarakk on umbes 120 mikromeetri läbimõõduga, veidi suurem kui piir. Tüüpilise loomaraku läbimõõt on 10–100 mikromeetrit, mis ei ületa piiri.
• Inimese juuksekarv, mille laius on 80–100 mikromeetrit, on umbes sama lai kui piir.
• Jäme möllitera, mille läbimõõt on 50 mikromeetrit, on pool piirist. Mullateadlased märgivad, et üksikuid mölliteri ei näe ilma suurenduseta, liivaterad aga on näha.
• Millimeeter, meetermõõdustiku joonlaua väikseim jaotis, on 10 korda suurem kui piir.
• 6 meetri kauguselt loetuna on silmatabeli 20/20 rea tähed umbes 8,7 millimeetrit kõrged ja iga joon on umbes 1,7 millimeetrit lai.

Mis silma piirab

Nägemisteravust piirab kolm asja. Valgus hajub pupilli läbides veidi laiali, seda nähtust nimetatakse difraktsiooniks. Silma optika ei fokuseeri täiuslikult ja need puudused, mida nimetatakse aberratsioonideks, hägustavad samuti pilti. Ning võrkkest, silma tagaosas asuv valgustundlik kiht, salvestab pildi eraldi rakkudega, mille omavaheline kaugus seab omaette piiri.

Detailid on kõige teravamad võrkkesta keskel, kus valgust tajuvad rakud, mida nimetatakse kolbikesteks, paiknevad tihedalt, umbes 2,5 mikromeetri kaugusel üksteisest. Vaid mõne kaareminuti kaugusel keskpunktist on nägemisteravus juba mõõdetavalt halvem. Umbes 3–5 millimeetri laiune pupill annab parima tasakaalu difraktsiooni ja hägususe vahel.

Detaili nägemine ja millegi märkamine

Arv 0,1 millimeetrit kehtib detailide eristamise kohta, näiteks silmatabeli tähtede joonte puhul. Teised ülesanded võivad minna kaugemale. Selle tuvastamine, kas täpp või joon on üldse olemas, või kas kaks joont ei asu ühel joonel, võib õnnestuda detailidega, mis on normaalse nägemisteravuse piirist peenemad. Täpi või joone märkamiseks on vaja vaid seda, et see seal oleks, mitte selle detaile.

Allikad

• 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.