بازگشت به ابعاد جهان
دربارهٔ ما

کوچک‌ترین جسم قابل‌مشاهده با چشم غیرمسلح چقدر بزرگ است؟

100 میکرومتر!

مشاهدهٔ تاریخچه گزارش
کوچک‌ترین جسم قابل‌مشاهده با چشم غیرمسلح

کوچک‌ترین جسمی که انسان بدون میکروسکوپ یا ذره‌بین می‌تواند تشخیص دهد، حدود 0.1 میلی‌متر یا 100 میکرومتر پهنا دارد. یک میکرومتر یک میلیونیم متر است. این حد بینایی انسان است، نه یک جسم، و عدد آن تقریبی است؛ به چشم‌های بیننده، نور محیط و فاصلهٔ جسم از چشم بستگی دارد.

اندازه

این حد از حدت بینایی ناشی می‌شود، یعنی توانایی چشم در دیدن جزئیات ریز. فردی با بینایی عادی، که 20/20 نامیده می‌شود، می‌تواند جزئیاتی را تشخیص دهد که زاویه‌ای برابر 1 دقیقهٔ قوسی، یعنی یک‌شصتم درجه، را می‌پوشاند. در جدول بینایی‌سنجی، هر خط تشکیل‌دهندهٔ حروف ردیف 20/20 همین زاویه را می‌پوشاند.

اندازهٔ جزئیاتی که این زاویه می‌پوشاند، به فاصله بستگی دارد. فردی با بینایی ایدئال می‌تواند روی اجسامی تا حدود 25 سانتی‌متری چشم تمرکز کند؛ این فاصله نقطهٔ نزدیک نامیده می‌شود. در فاصلهٔ 25 سانتی‌متر، 1 دقیقهٔ قوسی حدود 73 میکرومتر را می‌پوشاند. با گرد کردن به بالا، حدود 0.1 میلی‌متر به دست می‌آید؛ این همان اندازه‌ای است که کتاب درسی Microbiology از OpenStax برای دیده شدن یک جسم بدون میکروسکوپ ذکر می‌کند.

چند عامل باعث می‌شوند این حد بزرگ‌تر شود. نقطهٔ نزدیک با افزایش سن دورتر می‌شود و بنابراین چشم‌های مسن‌تر نمی‌توانند چیزهای ریز را تا این اندازه نزدیک بیاورند. نور کم، کنتراست پایین و نزدیک‌بینی یا دوربینی اصلاح‌نشده نیز حدت بینایی را کاهش می‌دهند.

مقایسهٔ اندازه

  • یک سلول تخم انسان، یعنی تخمک، حدود 120 میکرومتر قطر دارد، کمی بزرگ‌تر از این حد. یک سلول جانوری معمولی، با پهنای 10 تا 100 میکرومتر، پهن‌تر از این حد نیست.
  • یک تار موی انسان که 80 تا 100 میکرومتر پهنا دارد، تقریباً به پهنای این حد است.
  • یک دانهٔ سیلت درشت، با پهنای 50 میکرومتر، نصف این حد است. خاک‌شناسان یادآوری می‌کنند که دانه‌های سیلت را به‌تنهایی بدون بزرگ‌نمایی نمی‌توان دید، اما دانه‌های ماسه را می‌توان.
  • یک میلی‌متر، کوچک‌ترین بخش‌بندی خط‌کش متریک، 10 برابر این حد است.
  • وقتی از فاصلهٔ 6 متری خوانده می‌شوند، حروف ردیف 20/20 جدول بینایی‌سنجی حدود 8.7 میلی‌متر ارتفاع دارند و پهنای هر خط آن‌ها حدود 1.7 میلی‌متر است.

آنچه چشم را محدود می‌کند

سه عامل حدت بینایی را محدود می‌کنند. نور هنگام عبور از مردمک کمی پخش می‌شود؛ این اثر پراش نام دارد. سامانهٔ نوری چشم نور را کاملاً کانونی نمی‌کند و این نقص‌ها، که ابیراهی نام دارند، تصویر را نیز تار می‌کنند. و شبکیه، لایهٔ حساس به نور در پشت چشم، تصویر را با سلول‌های جدا از هم ثبت می‌کند و فاصلهٔ این سلول‌ها خودش حدی تعیین می‌کند.

جزئیات در مرکز شبکیه از هر جای دیگر واضح‌تر دیده می‌شود؛ مرکز شبکیه جایی است که سلول‌های حساس به نور به نام مخروط‌ها با فاصلهٔ حدود 2.5 میکرومتر از هم کنار هم چیده شده‌اند. تنها چند دقیقهٔ قوسی دورتر از مرکز، حدت بینایی همان‌جا هم به‌طور قابل‌اندازه‌گیری کمتر است. مردمکی با پهنای حدود 3 تا 5 میلی‌متر بهترین تعادل را میان پراش و تاری ایجاد می‌کند.

دیدن جزئیات و تشخیص وجود چیزی

عدد 0.1 میلی‌متر برای تشخیص جزئیات است، مانند خطوط حروف روی جدول بینایی‌سنجی. کارهای دیگر می‌توانند از این هم فراتر بروند. تشخیص اینکه نقطه یا خطی اصلاً وجود دارد یا نه، یا اینکه دو خط با هم هم‌راستا نیستند، با جزئیاتی ریزتر از حد عادی حدت بینایی هم ممکن است. برای متوجه شدن نقطه یا خط فقط لازم است که وجود داشته باشد، نه اینکه جزئیاتش دیده شود.

منابع

ابعاد جهان > کوچک‌ترین جسم قابل‌مشاهده با چشم غیرمسلح
Silt Particle
According to the Udden-Wentworth scale, silt particles vary from the smallest of 1/256 mm to the largest of 1/16 mm. This silt particle to the right falls into that range quite well.
Skin Cell
The outermost layer of skin, which is also the only visible layer of skin, is made up of dead cells. That's because dead cells are the strongest, and stronger skin provides more protection! These cells continuously fall off. In fact, dust is 95% dead skin cells!
Thou
Although the word "thou" is most commonly known as being an old form of the word "you", a thou is also a unit of measurement. It is equal to one thousandth of an inch; in fact, that's where it gets its name. THOUsandth. Pretty cool.
Ovum (Human Egg)
An ovum is the largest cell in the human body. Animals that develop within eggs within their mother are ovoviviparous, which humans are not. Ovoviviparous is the only English word starting with "vowel-v-vowel-v-vowel-v-vowel".
Paramecium
Paramecia vary quite a lot in size, between 50 and 330 micrometers. These little guys are protists and like to swim in water. They can move two millimeters per second!
Dust Mite
Dust mites like to eat dust, which you probably know is just dead skin cells. Many people are allergic to dust mites. Some people are allergic to their poop. Either way, almost all people want to get rid of this pesky pest.

گفتگو