How big is Kleinste object zichtbaar met het blote oog?

Het kleinste object dat iemand zonder microscoop of vergrootglas kan onderscheiden, is ongeveer 0,1 millimeter of 100 micrometer breed. Een micrometer is een miljoenste van een meter. Dit is een grens van het menselijk gezichtsvermogen en geen object, en het getal is een benadering: het hangt af van de ogen van de kijker, de verlichting en hoe dicht bij het oog het object wordt gehouden.

Grootte

De grens komt voort uit de gezichtsscherpte, het vermogen van het oog om fijne details te zien. Iemand met een normaal gezichtsvermogen, 20/20 genoemd, kan een detail onderscheiden dat 1 boogminuut beslaat, een zestigste van een graad. Op een Snellenkaart beslaat elke streep van de letters op de 20/20-regel die hoek.

Hoe groot het detail is dat die hoek beslaat, hangt af van de afstand. Iemand met een ideaal gezichtsvermogen kan scherpstellen op objecten vanaf ongeveer 25 centimeter, een afstand die het nabijheidspunt heet. Op 25 centimeter beslaat 1 boogminuut ongeveer 73 micrometer. Naar boven afgerond komt dat op ongeveer 0,1 millimeter, de grootte die het OpenStax-leerboek Microbiology noemt voor een object dat zonder microscoop zichtbaar is.

Meerdere dingen maken de grens groter. Het nabijheidspunt verschuift met de leeftijd verder weg, dus oudere ogen kunnen kleine dingen minder dichtbij brengen. Zwak licht, laag contrast en niet-gecorrigeerde bijziendheid of verziendheid verlagen de scherpte ook.

Groottevergelijkingen

• Een menselijke eicel, het ovum, is ongeveer 120 micrometer breed, iets groter dan de grens. Een typische dierlijke cel, 10–100 micrometer breed, is niet breder dan de grens.
• Een mensenhaar, 80–100 micrometer breed, is ongeveer even breed als de grens.
• Een korrel grof silt, 50 micrometer breed, is de helft van de grens. Bodemkundigen merken op dat afzonderlijke siltkorrels niet zonder vergroting te zien zijn, zandkorrels wel.
• Een millimeter, de kleinste onderverdeling op een liniaal met metrische schaal, is 10 keer de grens.
• Bij het lezen vanaf 6 meter zijn de letters op de 20/20-regel van een Snellenkaart ongeveer 8,7 millimeter hoog, en is elke streep ongeveer 1,7 millimeter breed.

Wat het oog beperkt

De gezichtsscherpte wordt door drie dingen beperkt. Licht spreidt zich een beetje uit als het door de pupil gaat, een effect dat diffractie heet. De optica van het oog stelt niet perfect scherp, en deze onvolkomenheden, aberraties genoemd, maken het beeld ook wazig. En het netvlies, de lichtgevoelige laag achter in het oog, legt het beeld vast met afzonderlijke cellen, waarvan de onderlinge afstand een eigen grens stelt.

Details zijn het scherpst in het midden van het netvlies, waar lichtgevoelige cellen die kegeltjes heten op ongeveer 2,5 micrometer van elkaar liggen. Al op slechts een paar boogminuten van het midden is de scherpte meetbaar slechter. Een pupil van ongeveer 3–5 millimeter breed geeft de beste balans tussen diffractie en onscherpte.

Details zien en iets opmerken

Het getal van 0,1 millimeter geldt voor het onderscheiden van details, zoals de strepen van de letters op een Snellenkaart. Andere taken kunnen verder gaan. Vaststellen of er wel een stip of lijn is, of dat twee lijnen ten opzichte van elkaar verspringen, kan lukken bij details die fijner zijn dan de normale scherptegrens. Om een stip of lijn op te merken hoeft die er alleen te zijn; details ervan zijn niet nodig.

Bronnen

• 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.