為什麼把手握成一個小洞放到眼睛上會看的更遠?
類似的問題之前我回答過不只一次了……還有一些其他差不多的現象,例如近視眼通過小孔看物體會變得更清晰,原理其實都一樣,是由於通光口徑減小引起眼球焦深(像深)變大導致的。
眼球成像簡易的示意圖通常是這樣的:
但實際上,由於衍射極限的存在,即便視力正常的眼球也不會將光線真的匯聚為一個「點」,可以理解為直徑小於δ的一個彌散斑,肉眼分辨不出來,於是就認為是清晰的了。
當用小孔遮住眼睛(通光口徑減小)的時候,會發生什麼呢?以平行光入射單透鏡簡圖為例來說明:
視網膜認為清晰的彌散斑直徑仍為δ,所以當眼球通光口徑減小,焦深明顯變大。這在晶狀體並未調焦的情況下,使得視網膜感覺清晰度增加了一些。
其實嚴格意義上來說,實際成像過程一般不會是平行光入射,往往畫成平行光的樣子只是為了便於理解。正確的示意圖應如下圖所示:
所以更遠的物體人眼也就看得更清晰了。
通光口徑減小,相當於長時間在弱光環境下看物體,眼睛不酸才怪呢。這種方式應急時勉強用用就罷了,對近視眼沒有任何矯正效果,前些年還出現了不少小孔眼鏡的商業宣傳,題主千萬不要被這些商家忽悠。
1.23更新
高贊回答解釋的很清楚了,道理也很清楚了,故我這個回答只是用一種更通俗易懂的比喻幫大家理解看到其他幾個回答,表示手握孔的孔徑遠大於瞳孔孔徑的,故不能用小孔成像來解釋的,大概是可能沒有親自嘗試過這種方法。我好多年前就發現了這種方法,一直在使用這種方法和手拉眼角壓縮眼球的方法在懶得戴眼鏡的時候應急看東西,說明此方法確實可行(兩百度有時候近視看不清)
關於手握孔的孔徑問題,我是用食指三個指節握成一個直徑一毫米左右的小孔貼在眼鏡上
這種通光量的情況下瞳孔的直徑大約為四毫米,遠大於手握孔的孔徑,因此手握孔還是可以比喻為光圈的因為降低了通光量,亮度降低,故這種方法的另外一種用法是可以觀察強光源,比如觀察燈泡燈絲等(是的我就是這麼乾的)這和鏡頭光圈的原理一模一樣
––分割線––以下為原回答
其實用過單反的人就很容易理解這個道理了光圈縮小後景深變深,焦外的成像變的更清晰簡而言之,並沒有改變跑焦的根本,只是焦外更清楚了同理,這個現象也是可以用在看近處的物體你可以試試把手機貼到眼前,眼睛對不上焦,這時你再試試這個法子會發現也看得清了
【MinutePhysics】近視的人如何不用眼鏡看清事物?_趣味科普人文_科技_bilibili_嗶哩嗶哩
@Neo Li 和 @看風景的蝸牛君 兩位看起來有不同的意見,關於此現象是否為單純的幾何光學成因。
我個人是不太傾向於純幾何光學的解讀的,畢竟人手能握出來的洞比瞳孔還是大得多——至少我的肥手是不太可能握出一個次厘米級的孔徑的。既然「手洞」的孔徑無法遮擋進入瞳孔的光線,那遠處的物體本來進入瞳孔的光線不變,也不會產生更小的像差或更大的景深之類純光學的效果。
問題中「看得更遠」,看起來是一種主觀量。一說到主觀的響應,就不太能只考慮單純的幾何或物理光學,還要考慮視光學、生理物理學、甚至是神經科學在其中的作用。而視覺現象,因其最終生成於視覺中樞,相比單純的光學,又很難找到,或者說,被期待找到,定量而唯一的解釋。
對於這個問題,我個人提供兩種可能的假說(這裡不是學術討論,我就完全無參考文獻的印象流敘述了)。
1. 視覺遮蔽(visual masking):大致來說,當我們的關注的目標被較複雜的背景環繞時,視覺系統對目標的分辨能力會因被「遮蔽」而下降,比較典型的例子就是NBA中觀眾對罰球的干擾(據說職業運動員經過訓練可以減弱這種masking的負作用)。Visual masking本身是一門龐雜的學問,masking有各種空間域和時間域上的模式,我個人沒有深入了解,但看起來「手洞」會將原先的背景插黑,讓遠處的目標物擺脫背景的屏蔽作用。甚至,我猜想孫悟空的「搭涼棚」動作帶來的「看得更遠」的效果也與visual masking有關,和本問題中的「手洞」類似。
2. 人眼注視點的被限制:一般認為,人眼因為最清晰的中央凹視覺(foveal vision)只有幾度的範圍,其觀看自然畫面的模式為注視點(fixation)在畫面重點區域間的不停掃視(saccade),掃視路徑與圖像處理中的視覺顯著度分布(visual saliency map)有很強的相關性。在本問題中,「手洞」顯著的改變了原先的visual saliency map,換言之,新的saliency只剩下「手洞」中的那幾度範圍了,那人眼,應該會把fixation point固定在洞中的區域。這種fixation的改變會不會增強視覺系統對遠處物體的解析能力呢?我感覺有關係,但其中涉及時域上的視覺特性,注視區域和foveal vision的關係,具體機制應該還沒有人研究過(也很難期待有人做這種沒應用價值的研究)。
我這裡只是提供兩種有關視覺機制的假說,而且這種機制也很難獲得完全驗證,畢竟主觀的視覺響應的最終解釋權還是在神經科學,看起來,以人類目前的科技水平,還沒法完全定量的解讀整套視覺系統的運轉。
不是小孔成像。針孔成像的像是倒立的。
如果你學過像差原理以及對近軸光學有過些許了解(哪怕只是皮毛),足以理解這個問題。
縮小光學系統的孔徑,是抑制各種初階像差(尤其「失焦」和「球面像差」這兩個旋轉對稱的階)的直接途徑,這是光學基本常識。
當然了,眼睛也是個光學系統,所以讓光線從一個比瞳孔略小的孔進入眼睛,像差也會得到抑制,因而看得清楚一點。缺點就是光強變弱,所以雖然清晰,卻變暗了。
所以嘍
小洞做很小的圓周運動,還能看到眼睛的血管哦,很透明的毛細血管。
你可能近視了
自己拿單反試一下就知道了光圈越小景深越大(長)
圖中F就是光圈F數值大光圈小
我從來沒這麼覺得過……
改變焦深和景深,降低球面像差,大概是這樣吧
在九五後小朋友們出生以前,中華大地曾經流行一種東西,叫小孔眼鏡。在小孔眼鏡出現的十年以前,當時年幼的我已經獨立發現了這種現象。沒什麼,就是炫耀一下。
請翻初中物理書,小孔成像。
不然那些近視眼取了眼鏡為啥眯著眼睛看東西?
因為手握成圈,放在眼睛上會使眼睛變小,小眼才能聚光看遠
物理學內容,建議百度