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"a human eye"
肉眼

在量测或观察上,肉眼是指在没有配合光学仪器(如望远镜显微镜)的情形下进行的视觉观察或检测。在天文学上,肉眼可以观察一些较显著的,不需配合天文仪器的现象,例如彗星经过或是流星雨

基本的精准度

肉眼的精准度如下:

  • 快速自动对焦焦距从10公分(年轻人)或50公分(大部分50岁以上的老人)到无限大[来源请求]
  • 角分辨率:约4 角分,或约0.07°,约对应1公里距离外的,1.2 米对应的角度。
  • 视野(FOV):同步的视野可以到160° × 175°的大小。
  • 在全黑的天空下,可以看到视星等+8的暗星。
  • 可以无意识的识别其他物体运动(这是警示英语Alarm signal系统及反射的结果)[来源请求]

视觉的认知可以让人对身边的环境有更多的资讯:

  • 周围的人及物,以及其距离
  • 平面物体的垂直及其斜率
  • 亮度及颜色,以及其变化时的时间及方向

天文学中的肉眼观察

肉眼观察星体的能见度明显的会受到光害的影响。即使是在都市数百公里外,上空的夜空看似漆黑,但仍然有残余的光害会使能见度下降。对大部分的人而言,这可能是他们可以找到最好的观测地点。在这种“典型”的夜空条件下,肉眼可以看到视星等到+6m的星体。若是完美没有空害的夜空,即使视星等到+8m m的暗星还是可以看到。

在帕瑞纳山除了用大型望远镜观测外,当地也适合用肉眼观察星空,版权欧洲南天天文台

肉眼的角分辨率自4角分到1角分不等,不过有人的眼睛可以分辨到更小的星体,例如在望远镜发明前就有人观测到伽利略卫星木星的卫星中最大的四个)即可证明。天王星灶神星也可能可以看到,但是因为其亮度很低,即使亮度最高时,仍然很难识别其运行。当1871年首次发现天王星时,就是配合望远镜,而不只是用肉眼观测。

若在典型的夜空下,若已适应黑暗的肉眼可以看到星等较+6m亮的星,约5,600颗,若是完全黑暗的夜空,可以看到45,000颗星等较+8m亮的星星。实际上,大气的消光及灰尘会让看到的星星数量变少。在城市中央,肉眼只能看到比+4m亮的星,数量只有200至500颗。此时可看到颜色,不过因为此时是用感光细胞(而不是锥状细胞)来观测较暗的星星,不一定可以看出其颜色。

查南托英语Chajnantor高原看到的月亮银河

星团及银河系之类的漫射星体,其可见度更容易受到光害的影响。在一般的夜空条件下,只能看到少部分的星团,例如昴宿星团英仙座h和χ仙女座星系船底座星云猎户座大星云半人马座ω杜鹃座47天蝎座尾部的托勒密星团,以及武仙座M13三角座星系(M33)是即使用侧向视觉英语averted vision都很不容易观测}}的星体,只有在天空纬度高于50度时才看的到。猎犬座球状星团M3及武仙座的球状星团92也要在类似条件下才能用肉眼看到。不过若在完全黑暗的夜空,不用侧向视觉英语averted vision,还是很容易可以看到M33球状星团,此情形也可以看到许多其他的星体肉眼可以看到最远的星体是距离较近、较明亮的星系,像半人马座A波德星系玉夫座星系南风车星系

古典行星是在地球上用肉眼可以识别的行星:有水星金星火星木星土星。在一般的夜空条件下,可利用侧向视觉英语averted vision的方式看到天王星(视星等+5.8)。有时也会将太阳月亮加入古典行星中。在白天只能可以清楚的看到太阳月亮,有时可以在白天看到金星,偶尔也会看到木星。若明确知道一些亮星(如天狼星老人星)的位置,在靠近日出或日落时也可以观测的到。在历史上,肉眼观测天文的顶点是第谷·布拉赫(1546–1601)的工作,他制作了一个昂贵的天文台,在不用放大装置的情形下可以进行精密的量测。1610年时伽利略·伽利莱望远镜对准天空,立刻就发现了伽利略卫星金星相位英语Planetary phase及其他天文资讯。

观看流星雨时,肉眼会比双筒望远镜要合适,例如英仙座流星雨(八月10至12日)及12月的双子座流星雨,有时一晚会有一百颗流星。国际空间站银河是其他较常见可用肉眼观测的天体。

环境污染

甚大望远镜可以看到银河,这是帕瑞纳天文台上方天空适合天文观测的证据

大气的干净程度可以由是否可以看到银河来识别。比较天顶和地平线,其蓝色的程度和空气污染和其中灰尘的数量有关。星星的闪烁是空气中紊流的结果。这些对气象学视宁度(天文目标受大气湍流的影响而变得模糊和闪烁程度的物理量)都非常重要。

光害是业余天文观测者常见的问题,不过到了深夜,许多灯光熄灭,情形就会好转。空气中灰尘会反射城市的光,即使在远处仍会受到影响。

文献

  • Davidson, N.: Sky Phenomena: A Guide to Naked Eye Observation of the Heavens. FlorisBooks (208p), ISBN 0-86315-168-X, Edinburgh 1993.
  • Gerstbach G.: Auge und Sehen — der lange Weg zu digitalem Erkennen. Astro Journal Sternenbote, 20p., Vol.2000/8, Vienna 2000.
  • Kahmen H. (Ed.): Geodesy for Geotechnical and Structural Engineering. Proceedings, Eisenstadt 1999.

外部链接


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