سايوير موقع يعنى بالعلم والتكنولوجيا لقطة من دقيقة فيزيائية مثيرة، وتدعو للتفكر، هل نحن نستطيع أن نرى الأشياء البعيدة بوضوح؟ اللقطة لم تكن لرؤية الهلال، ولكن بالإمكان ربما تطويعها لمعرفة دقة رؤية العين حينما نخرج لمشاهدة هلال شهر رمضان.
حينما نرى الأشياء فنحن نرى الضوء المنعكس منها إلى أعيننا، عبر عدسة العين، وإلى الشبكية في الخلف. المشكلة أن الضوء عبارة عن موجة متحركة، وحينما تدخل إلى شق صغير فإنها تنكسر، تستطيع أن تقارنها مع أمواج الماء التي تمر من خلال فتحة ضيقة لتخرج إلى متسع.
ما يحدث أنه بعد أن تنكسر موجات الضوء وتنتشر تصبح الصورة المنظورة غير واضحة. قارن هذا أيضا مع الكاميرا، حينما تقلص بؤرة الكاميرا ستصبح الصورة الملتقطة للأشياء الصغيرة مشوشة.
تستطيع أن تجرب الآن انكسار الضوء، احمل ورقة في يدك، وضعها أمام عينيك، وانظر إلى كتابة، سترى أن الكتابة لا تكون واضحة بالقرب من حواف الورقة.
التشويش الذي يكوّن نقطة الضوء هذه تسمى بـ “قرص إيري” (Airy Disk)، نسبة إلى العالم جورج إيري. تستطيع أن تقيس الزاوية التي يرى بها القرص الضوئي باستخدام قانون بسيط:
λ هو الطول الموجي للضوء.
d قطر البؤرة التي يمر منها الضوء.
θ هي الزاوية كما في الرسمة التالية.
من هذه المعادلة يمكن حساب كم تتشوه الصورة بحيث لا ترى على حقيقتها، فمثلا أي جسم أصغر من 1 سم، ويكون على بعد 100 مترا سيبدو للناظر وكأن حجمه 1 سم، وهذا ينطبق على أي جسم أصغر من سم واحد، حتى لو كان نصف سم سيبدو للناظر على أنه 1 سم. هذا يعني أن التفاصيل الموجودة في الصورة ستختفي، ولن يكون الجسم واضحا.
نستطيع أن نحسب الزاوية من خلال القانون، فلو اعتبرنا أن قطر بؤرة العين هو d = 0.005 مترا، والطول الموجي لضوء الشمس (أشعة الشمس تحتوي على أطوال مختلفة من الضوء، والمعدل هو) λ = 500 نانو مترا.
من خلال هذين الرقمين يمكن الحصول على الزاوية، وستكون θ = 0.007، وهذه الزاوية هي التي تحدد ما نميزه بالبصر، أقل من ذلك لا يمكن تمييزه، وسيكون مشوشا.
إن استطعنا أن نحسب حجم الهلال كما يظهر لنا من المسافة الفاصلة بيننا وبينه، سنعرف إن كان بإمكاننا تمييزه عن نجم مثلا، قد يكون الهلال نحيفا بدرجة كبيرة بحيث إذا شاهده البعض لن يمكن لهم تمييزه عن نجمة صغيرة، وخصوصا أن النجم والهلال سيكونان مشوشان للبصر وسيكونان وكأنهما بنفس الحجم.
المصدر: MinutePhysics، Airy Disk
