¿Cuál es el tamaño más pequeño que un ojo humano puede ver?

Durante un experimento de biología en la escuela, donde observábamos las algas acuáticas bajo un microscopio, mi maestro dijo algo acerca de que es imposible que el ojo humano vea las células sin una lupa de algún tipo. Entonces, lo vi como un desafío y decidí verificar si podía ver las celdas. Y después de sostener las hojas muy cerca de mi cara, pude ver pequeños rectángulos.

Como tenía curiosidad al respecto ahora, decidí buscar algunas cosas más. Primero, traté de averiguar el tamaño real de las células de algas acuáticas. Basado en esta imagen ampliada 640x , que presenta celdas de 5 mm de ancho y 10 - 15 mm de largo en la imagen (lo que corresponde a aproximadamente 8 µm de ancho y 15 µm de largo).

Entonces dejé esto en la parte posterior de mi cabeza durante mucho tiempo, pero solo miré mi manga de algodón y noté fibras diminutas. No los que están entretejidos, sino los que sobresalen. Entonces, después de buscarlo, resulta que las fibras de algodón tienen 10 µm de ancho .

Entonces, me preguntaba, ¿cuál es el tamaño más pequeño que un ojo humano puede ver realmente ? Según un montón de fuentes en Internet, es 200-400 µm , 100 µm o 58-75 µm . También escucho "el ancho de un cabello humano" con mucha frecuencia, pero pueden variar entre 17 y 181 µm .

Muchas células vegetales son visibles, siendo las células de cebolla un buen ejemplo. En cuanto a ver , eso depende de tu definición de ver .
Bueno, me refiero a algo así como poder distinguir una forma de cierto tamaño (en este caso, una célula vegetal o una fibra de algodón).

Respuestas (1)

¡Muy buena pregunta!

En primer lugar, el 'tamaño más pequeño' que puede percibir el ojo humano se denomina agudeza visual y se puede expresar de varias maneras. No se puede expresar simplemente por medio de medidas de tamaño, ya que los objetos con un tamaño fijo se perciben más pequeños cuando se ven desde la distancia ( perspectiva ). Un ejemplo familiar es la vía del tren:

perspectiva

Por lo tanto, la agudeza visual debe medirse en función de la distancia de visualización, es decir, en grados de visión visual. Medida en grados, la agudeza visual promedio de una persona con visión normal es de 1/60 grado , o 1 minuto de arco (1 MAR) ( Webvision, capítulo "Agudeza visual", de Kalloniatis & Luu ).

Usando la estructura básica del ojo y algo de trigonometría, se puede deducir el tamaño visible más pequeño:

estructura básica del ojo

La fórmula trigonométrica se convierte en: 2 d × t a norte ( α 2 ) siendo d la distancia de visualización y alfa ( α ) la agudeza visual expresada en radianes ( π × d mi gramo r mi mi s 180 ) ( Centro de recursos de END ).

Asumiendo la distancia más cercana que un adulto puede enfocar (~100 mm) y una agudeza máxima promedio de 1 MAR, el tamaño visible más pequeño se reduce a 29 micrones .

Un niño pequeño puede enfocar a distancias de hasta ~50 mm y puede tener una agudeza visual de 0,4 MAR, lo que equivale a 6 micrones .

Tenga en cuenta que 1 MAR abarca 288 micrones en la retina y unos 180 fotorreceptores. Las limitaciones ópticas del ojo (como la difracción del cristalino y la dispersión de la luz por parte de las células neurales de la retina) limitan la resolución del ojo humano por debajo del "límite de píxeles" teórico del ojo.

Entonces, para resumir, dependiendo de la edad, uno debería poder ver objetivos del orden de 6 a 29 micrones. Los límites inferiores de este rango están, de hecho, en el rango de las células de algas acuáticas y las fibras de tela que usted describe.

PS - los valores descritos son representativos en condiciones ideales, es decir, en situaciones de abundante iluminación y alto contraste.

Respuesta muy bien elaborada. ¡Gracias! De hecho, las condiciones eran ideales como las describiste, había bastante luz y, como puedes ver en la imagen, las células de las algas acuáticas contrastan bastante con las paredes de las células. ¡Gran respuesta!
Esto podría ser cierto bajo algunos supuestos ("condiciones ideales") pero, en general, el problema es más complejo. La agudeza visual se trata de resolver detalles (p. ej., la capacidad de reconocer un personaje) y no de ver o no ver cosas. Podemos, por ejemplo, ver estrellas, aunque sean cientos de veces "demasiado pequeñas" (ángulo de visión mucho más pequeño que 1 minuto de arco). Entonces, ¿las estrellas son más ideales que un ideal? Exacto, porque son extremadamente brillantes = alto contraste. Las diminutas partículas brillantes sobre un fondo negro también serían más visibles bajo el microscopio (con una iluminación adecuada).
Absolutamente, esta respuesta está en condiciones ideales como se especifica en la respuesta. Se trata de contraste. Sin contraste, no hay visión.
Excelente trabajo Sr. AliceD
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