肉眼
在量測或觀察上,肉眼是指在沒有配合光學儀器(如望遠鏡或顯微鏡)的情形下進行的視覺觀察或檢測。在天文學上,肉眼可以觀察一些較顯著的,不需配合天文儀器的現象,例如彗星經過或是流星雨。
基本的精準度
[编辑]肉眼的精準度如下:
- 快速自动对焦,焦距從10公分(年輕人)或50公分(大部份50歲以上的老人)到無限大[來源請求]。
- 角分辨率:約4 角分,或約0.07°[1],約對應1公里距離外的,1.2 公尺對應的角度。
- 視野(FOV):同步的視野可以到160° × 175°的大小[2]。
- 在全黑的天空下,可以看到視星等+8的暗星[3]。
- 可以無意識的識別其他物體運動(這是警示系統及反射的結果)[來源請求]
視覺的認知可以讓人對身邊的環境有更多的資訊:
- 周圍的人及物,以及其距離
- 平面物體的垂直及其斜率
- 亮度及顏色,以及其變化時的時間及方向
天文學中的肉眼觀察
[编辑]肉眼觀察星體的能見度明顯的會受到光害的影響。即使是在都市數百公里外,上空的夜空看似漆黑,但仍然有殘餘的光害會使能見度下降。對大部份的人而言,這可能是他們可以找到最好的觀測地點。在這種「典型」的夜空條件下,肉眼可以看到視星等到+6m的星體。若是完美沒有空害的夜空,即使視星等到+8m m的暗星還是可以看到[4]。
肉眼的角分辨率自4角分到1角分不等,不過有人的眼睛可以分辨到更小的星體,例如在望遠鏡發明前就有人觀測到伽利略衛星(木星的卫星中最大的四個)即可證明[6]。天王星及灶神星也可能可以看到,但是因為其亮度很低,即使亮度最高時,仍然很難識別其運行。當1871年首次發現天王星時,就是配合望遠鏡,而不只是用肉眼觀測。
若在典型的夜空下,若已適應黑暗的肉眼可以看到星等較+6m亮的星,約5,600顆[7],若是完全黑暗的夜空,可以看到45,000顆星等較+8m亮的星星[4]。實際上,大氣的消光及灰塵會讓看到的星星數量變少。在城市中央,肉眼只能看到比+4m亮的星,數量只有200至500顆。此時可看到顏色,不過因為此時是用感光細胞(而不是錐狀細胞)來觀測較暗的星星,不一定可以看出其顏色。
當星团及銀河系之類的漫射星體,其可見度更容易受到光害的影響。在一般的夜空條件下,只能看到少部份的星團,例如昴宿星團、英仙座h和χ、仙女座星系、船底座星雲、猎户座大星云、半人马座ω、杜鵑座47、天蠍座尾部的托勒密星團,以及武仙座的M13。三角座星系(M33)是即使用側向視覺都很不容易觀測}}的星體,只有在天空緯度高於50度時才看的到。猎犬座的球狀星團M3及武仙座的球狀星團92也要在類似條件下才能用肉眼看到。不過若在完全黑暗的夜空,不用側向視覺,還是很容易可以看到M33球狀星團,此情形也可以看到許多其他的星體[4]肉眼可以看到最遠的星體是距離較近、較明亮的星系,像半人馬座A[9]、波德星系[10][11][12]、玉夫座星系[12]及南風車星系[13]。
古典行星是在地球上用肉眼可以識別的行星:有水星、金星、火星、木星及土星。在一般的夜空條件下,可利用側向視覺的方式看到天王星(視星等+5.8)。有時也會將太陽及月亮加入古典行星中。在白天只能可以清楚的看到太陽及月亮,有時可以在白天看到金星,偶爾也會看到木星。若明確知道一些亮星(如天狼星或老人星)的位置,在靠近日出或日落時也可以觀測的到。在歷史上,肉眼觀測天文的頂點是第谷·布拉赫(1546–1601)的工作,他製作了一個昂貴的天文台,在不用放大裝置的情形下可以進行精密的量測。1610年時伽利略·伽利萊將望遠鏡對準天空,立刻就發現了伽利略衛星、金星的相位及其他天文資訊。
觀看流星雨時,肉眼會比雙筒望遠鏡要合適,例如英仙座流星雨(八月10至12日)及12月的双子座流星雨,有時一晚會有一百顆流星。国际空间站及銀河是其他較常見可用肉眼觀測的天體[14]。
環境污染
[编辑]大氣的乾淨程度可以由是否可以看到銀河來識別。比較天頂和地平線,其藍色的程度和空氣污染和其中灰塵的數量有關。星星的閃爍是空氣中紊流的結果。這些對气象学及視寧度(天文目標受大氣湍流的影響而變得模糊和閃爍程度的物理量)都非常重要。
光害是業餘天文觀測者常見的問題,不過到了深夜,許多燈光熄滅,情形就會好轉。空氣中灰塵會反射城市的光,即使在遠處仍會受到影響。
文獻
[编辑]- 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.
參考資料
[编辑]- ^ Rao, Calyampudi Radhakrishna; Wegman, Edward J.; Solka, Jeffrey L. (编). Data Mining and Data Visualization. Handbook Of Statistics. Data Mining and Data Visualization (Elsevier). 2005: 8 [2015-07-20]. ISBN 0444511415. (原始内容存档于2013-06-17).
- ^ Wandell, B. (1995). "Foundations of Vision." Sinauer, Sunderland, MA as cited in Neurobiology of Attention. (2005). Eds. Laurent Itti, Geraint Rees, and John K., Tsotos. Chapter 102, Elder, J.H. et al. Elsevier, Inc.
- ^ Light Pollution and Astronomy: How Dark Are Your Night Skies?. Sky & Telescope. 2006-07-18 [2017-05-30]. (原始内容存档于2014-03-31).
- ^ 4.0 4.1 4.2 John E. Bortle. The Bortle Dark-Sky Scale. Sky & Telescope. February 2001 [2009-11-18]. (原始内容存档于2009-03-23).
- ^ Telescopes and Instrumentation. ESO. European Southern Observatory. [7 June 2011]. (原始内容存档于2011-05-13).
- ^ Zezong, Xi, "The Discovery of Jupiter's Satellite Made by Gan De 2000 years Before Galileo", Chinese Physics 2 (3) (1982): 664–67.
- ^ Vmag<6. SIMBAD Astronomical Database. [2009-12-03]. (原始内容存档于2021-04-18).
- ^ The Moon and the Arc of the Milky Way. ESO Picture of the Week. [24 April 2012]. (原始内容存档于2021-04-18).
- ^ 存档副本. [2015-07-20]. (原始内容存档于2010-01-05).
- ^ SEDS, Messier 81 (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ S. J. O'Meara. The Messier Objects. Cambridge: Cambridge University. 1998. ISBN 0-521-55332-6.
- ^ 12.0 12.1 存档副本. [2015-07-20]. (原始内容存档于2018-03-24).
- ^ 存档副本. [2015-07-20]. (原始内容存档于2021-02-26).
- ^ 存档副本. [2013-09-12]. (原始内容存档于2013-09-21).
- ^ Mars, 2099?. ESO Picture of the Week. [25 June 2012]. (原始内容存档于2021-04-18).
外部連結
[编辑]- Naked Eye Observing (页面存档备份,存于互联网档案馆) in Astronomy
- Naked-Eye Stargazing: (页面存档备份,存于互联网档案馆) Learning the Sky and its constellations
- Naked Eye Navigation, Polynesia Voyages
- Detection of weak optical signals by the human visual system: Perspectives in Neuroscience and in Quantum Physics[永久失效連結]
- The Naked-eye Planets in the Night Sky (and how to identify them) (页面存档备份,存于互联网档案馆)