Jusqu’où l’œil humain peut-il voir ? Acuité visuelle. Déterminer la distance d'un objet avec vos yeux Jusqu'où une personne peut voir

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La surface de la Terre se courbe et disparaît de la vue à une distance de 5 kilomètres. Mais notre acuité visuelle nous permet de voir bien au-delà de l’horizon. Si c'était plat, ou si vous vous teniez au sommet d'une montagne et regardiez une zone de la planète beaucoup plus grande que d'habitude, vous seriez capable de voir des lumières vives à des centaines de kilomètres. Par une nuit sombre, on pouvait même apercevoir la flamme d’une bougie située à 48 kilomètres.

La distance que l'œil humain peut voir dépend du nombre de particules de lumière, ou photons, émises par un objet distant. L'objet le plus éloigné visible à l'œil nu est la nébuleuse d'Andromède, située à une distance énorme de 2,6 millions d'années-lumière de la Terre. Les mille milliards d'étoiles de la galaxie émettent suffisamment de lumière au total pour que plusieurs milliers de photons frappent chaque centimètre carré de la surface terrestre chaque seconde. Par une nuit sombre, cette quantité est suffisante pour activer la rétine.

En 1941, le spécialiste de la vision Selig Hecht et ses collègues de l'Université de Columbia ont établi ce qui est encore considéré comme une mesure fiable du seuil visuel absolu : le nombre minimum de photons qui doivent frapper la rétine pour produire une conscience visuelle. L'expérience a fixé le seuil dans des conditions idéales : les yeux des participants ont eu le temps de s'adapter complètement à l'obscurité absolue, le flash lumineux bleu-vert agissant comme un stimulus avait une longueur d'onde de 510 nanomètres (à laquelle les yeux sont les plus sensibles), et la lumière était dirigée vers le bord périphérique de la rétine, rempli de cellules en bâtonnets sensibles à la lumière.

Selon les scientifiques, pour que les participants à l'expérience puissent reconnaître un tel éclair lumineux dans plus de la moitié des cas, il fallait que de 54 à 148 photons frappent les globes oculaires. En se basant sur des mesures d'absorption rétinienne, les scientifiques estiment qu'en moyenne 10 photons sont effectivement absorbés par les bâtonnets de la rétine humaine. Ainsi, l'absorption de 5 à 14 photons ou, respectivement, l'activation de 5 à 14 bâtonnets indique au cerveau que vous voyez quelque chose.

"Il s'agit en effet d'un très petit nombre de réactions chimiques", ont noté Hecht et ses collègues dans un article sur l'expérience.

En tenant compte du seuil absolu, de la luminosité de la flamme d'une bougie et de la distance estimée à laquelle un objet lumineux s'assombrit, les scientifiques ont conclu qu'une personne pouvait discerner le faible scintillement de la flamme d'une bougie à une distance de 48 kilomètres.

Mais à quelle distance peut-on reconnaître qu’un objet est plus qu’un simple scintillement lumineux ? Pour qu’un objet apparaisse spatialement étendu et non ponctuel, la lumière qu’il émet doit activer au moins deux cônes rétiniens adjacents, les cellules responsables de la vision des couleurs. Dans des conditions idéales, un objet doit se trouver à un angle d'au moins 1 minute d'arc, ou un sixième de degré, pour exciter les cônes adjacents. Cette mesure angulaire reste la même que l'objet soit proche ou éloigné (l'objet lointain doit être beaucoup plus grand pour être au même angle que l'objet proche). Complete se trouve à un angle de 30 minutes d'arc, tandis que Vénus est à peine visible comme un objet étendu à un angle d'environ 1 minute d'arc.

Les objets de la taille d’une personne se distinguent par leur extension à une distance d’environ 3 kilomètres seulement. En comparaison, à cette distance, nous distinguions clairement deux phares de voiture.

Parle des propriétés étonnantes de notre vision - de la capacité de voir des galaxies lointaines à la capacité de capturer des ondes lumineuses apparemment invisibles.

Regardez autour de vous dans la pièce dans laquelle vous vous trouvez : que voyez-vous ? Murs, fenêtres, objets colorés, tout cela semble si familier et tenu pour acquis. Il est facile d'oublier que nous voyons le monde qui nous entoure uniquement grâce aux photons, des particules de lumière réfléchies par les objets et frappant la rétine.

Il existe environ 126 millions de cellules sensibles à la lumière dans la rétine de chacun de nos yeux. Le cerveau déchiffre les informations reçues de ces cellules sur la direction et l'énergie des photons tombant sur elles et les transforme en une variété de formes, de couleurs et d'intensité d'éclairage des objets environnants.

La vision humaine a ses limites. Ainsi, nous ne sommes pas capables de voir les ondes radio émises par les appareils électroniques, ni de voir les plus petites bactéries à l’œil nu.

Grâce aux progrès de la physique et de la biologie, les limites de la vision naturelle peuvent être déterminées. "Chaque objet que nous voyons a un certain 'seuil' en dessous duquel nous cessons de le reconnaître", explique Michael Landy, professeur de psychologie et de neurobiologie à l'Université de New York.

Considérons d'abord ce seuil en termes de notre capacité à distinguer les couleurs - peut-être la toute première capacité qui nous vient à l'esprit en relation avec la vision.

Droit d’auteur des illustrations SPL Légende Les cônes sont responsables de la perception des couleurs et les bâtonnets nous aident à voir les nuances de gris dans des conditions de faible luminosité.

Notre capacité à distinguer, par exemple, la couleur violette du magenta est liée à la longueur d'onde des photons frappant la rétine. Il existe deux types de cellules sensibles à la lumière dans la rétine : les bâtonnets et les cônes. Les cônes sont responsables de la perception des couleurs (ce qu'on appelle la vision diurne) et les bâtonnets nous permettent de voir les nuances de gris dans des conditions de faible luminosité, par exemple la nuit (vision nocturne).

L’œil humain possède trois types de cônes et un nombre correspondant de types d’opsines, chacun étant particulièrement sensible aux photons ayant une gamme spécifique de longueurs d’onde lumineuses.

Les cônes de type S sont sensibles à la partie violet-bleu à courte longueur d'onde du spectre visible ; Les cônes de type M sont responsables du vert-jaune (longueur d’onde moyenne) et les cônes de type L sont responsables du jaune-rouge (longue longueur d’onde).

Toutes ces vagues, ainsi que leurs combinaisons, nous permettent de voir toute la gamme des couleurs de l’arc-en-ciel. "Toutes les sources de lumière visible humaine, à l'exception de certaines sources artificielles (comme un prisme réfractif ou un laser), émettent un mélange de longueurs d'onde de différentes longueurs d'onde", explique Landy.

Droit d’auteur des illustrations Thinkstock Légende Tout le spectre n’est pas bon pour nos yeux…

Parmi tous les photons existants dans la nature, nos cônes ne sont capables de détecter que ceux caractérisés par des longueurs d'onde situées dans une plage très étroite (généralement de 380 à 720 nanomètres) - c'est ce qu'on appelle le spectre du rayonnement visible. En dessous de cette plage se trouvent les spectres infrarouge et radio : les longueurs d'onde des photons de faible énergie de ces derniers varient de quelques millimètres à plusieurs kilomètres.

De l’autre côté de la gamme de longueurs d’onde visibles se trouve le spectre ultraviolet, suivi des rayons X, puis du spectre des rayons gamma avec des photons dont les longueurs d’onde sont inférieures à des billionièmes de mètre.

Bien que la plupart d’entre nous aient une vision limitée dans le spectre visible, les personnes atteintes d’aphakie – l’absence de cristallin dans l’œil (résultant d’une opération de la cataracte ou, plus rarement, d’une anomalie congénitale) – sont capables de voir les longueurs d’onde ultraviolettes.

Dans un œil sain, le cristallin bloque les ondes ultraviolettes, mais en son absence, une personne est capable de percevoir des ondes allant jusqu'à environ 300 nanomètres de longueur sous forme de couleur bleu-blanc.

Une étude de 2014 indique que, d’une certaine manière, nous pouvons tous voir les photons infrarouges. Si deux de ces photons frappent la même cellule rétinienne presque simultanément, leur énergie peut s'additionner, transformant des ondes invisibles de, disons, 1 000 nanomètres en une longueur d'onde visible de 500 nanomètres (la plupart d'entre nous perçoivent les ondes de cette longueur comme une couleur verte froide). .

Combien de couleurs voyons-nous ?

Il existe trois types de cônes dans un œil humain sain, chacun étant capable de distinguer environ 100 nuances de couleurs différentes. Pour cette raison, la plupart des chercheurs estiment le nombre de couleurs que nous pouvons distinguer à environ un million. Cependant, la perception des couleurs est très subjective et individuelle.

Jameson sait de quoi il parle. Elle étudie la vision des tétrachromates, des personnes dotées de capacités véritablement surhumaines pour distinguer les couleurs. La tétrachromie est rare et survient dans la plupart des cas chez les femmes. À la suite d'une mutation génétique, ils possèdent un quatrième type de cône supplémentaire, qui leur permet, selon des estimations approximatives, de voir jusqu'à 100 millions de couleurs. (Les daltoniens, ou dichromates, n'ont que deux types de cônes - ils ne peuvent pas distinguer plus de 10 000 couleurs.)

De combien de photons avons-nous besoin pour voir une source de lumière ?

En général, les cônes nécessitent beaucoup plus de lumière pour fonctionner de manière optimale que les bâtonnets. Pour cette raison, dans des conditions de faible luminosité, notre capacité à distinguer les couleurs diminue et des bâtonnets sont mis au travail, offrant une vision en noir et blanc.

Dans des conditions idéales de laboratoire, dans les zones de la rétine où les bâtonnets sont largement absents, les cônes peuvent être activés par quelques photons seulement. Cependant, les baguettes font un travail encore meilleur en enregistrant même la lumière la plus faible.

Droit d’auteur des illustrations SPL Légende Après une chirurgie oculaire, certaines personnes acquièrent la capacité de voir les rayons ultraviolets

Comme le montrent les premières expériences menées dans les années 1940, un quantum de lumière suffit à nos yeux pour le voir. "Une personne peut voir un seul photon", explique Brian Wandell, professeur de psychologie et de génie électrique à l'Université de Stanford. "Cela n'a tout simplement pas de sens que la rétine soit plus sensible."

En 1941, des chercheurs de l'Université de Columbia ont mené une expérience : ils ont emmené des sujets dans une pièce sombre et ont laissé à leurs yeux un certain temps pour s'adapter. Les tiges nécessitent plusieurs minutes pour atteindre une sensibilité totale ; C’est pourquoi, lorsque nous éteignons la lumière dans une pièce, nous perdons la capacité de voir quoi que ce soit pendant un certain temps.

Une lumière bleue-verte clignotante a ensuite été dirigée vers les visages des sujets. Avec une probabilité supérieure au hasard ordinaire, les participants à l'expérience ont enregistré un éclair de lumière lorsque seulement 54 photons ont frappé la rétine.

Tous les photons atteignant la rétine ne sont pas détectés par les cellules photosensibles. En tenant compte de cela, les scientifiques sont arrivés à la conclusion que cinq photons activant cinq bâtonnets différents dans la rétine suffisent pour qu'une personne voie un flash.

Objets visibles les plus petits et les plus éloignés

Le fait suivant pourrait vous surprendre : notre capacité à voir un objet ne dépend pas du tout de sa taille physique ou de sa distance, mais du fait qu'au moins quelques photons émis par celui-ci toucheront notre rétine.

"La seule chose dont l'œil a besoin pour voir quelque chose est une certaine quantité de lumière émise ou réfléchie par l'objet", explique Landy. "Tout dépend du nombre de photons qui atteignent la rétine, quelle que soit la taille de la source de lumière. même s’il existe pendant une fraction de seconde, nous pouvons toujours le voir s’il émet suffisamment de photons. »

Droit d’auteur des illustrations Thinkstock Légende L’œil n’a besoin que d’un petit nombre de photons pour voir la lumière.

Les manuels de psychologie contiennent souvent l'affirmation selon laquelle, par une nuit sombre et sans nuages, la flamme d'une bougie peut être vue à une distance allant jusqu'à 48 km. En réalité, notre rétine est constamment bombardée de photons, de sorte qu’un seul quantum de lumière émis à grande distance est tout simplement perdu par rapport à leur arrière-plan.

Pour avoir une idée de jusqu'où l'on peut voir, regardons le ciel nocturne, parsemé d'étoiles. La taille des étoiles est énorme ; beaucoup de ceux que nous voyons à l’œil nu atteignent des millions de kilomètres de diamètre.

Cependant, même les étoiles les plus proches de nous sont situées à plus de 38 000 milliards de kilomètres de la Terre, leur taille apparente est donc si petite que nos yeux ne sont pas capables de les distinguer.

En revanche, nous observons encore les étoiles sous la forme de sources lumineuses ponctuelles, puisque les photons qu’elles émettent franchissent les distances gigantesques qui nous séparent et atterrissent sur notre rétine.

Droit d’auteur des illustrations Thinkstock Légende L'acuité visuelle diminue à mesure que la distance à l'objet augmente

Toutes les étoiles visibles dans le ciel nocturne se trouvent dans notre galaxie, la Voie Lactée. L'objet le plus éloigné de nous qu'une personne puisse voir à l'œil nu est situé en dehors de la Voie lactée et est lui-même un amas d'étoiles - il s'agit de la nébuleuse d'Andromède, située à une distance de 2,5 millions d'années-lumière, soit 37 quintillions de km, de le soleil. (Certaines personnes prétendent que lors des nuits particulièrement sombres, leur vision fine leur permet de voir la galaxie du Triangle, située à environ 3 millions d'années-lumière, mais laissent cette affirmation à leur conscience.)

La nébuleuse d'Andromède contient mille milliards d'étoiles. En raison de la grande distance, tous ces luminaires se fondent pour nous en un point de lumière à peine visible. De plus, la taille de la nébuleuse d’Andromède est colossale. Même à une distance aussi gigantesque, sa taille angulaire est six fois supérieure au diamètre de la pleine Lune. Cependant, si peu de photons de cette galaxie nous parviennent qu’ils sont à peine visibles dans le ciel nocturne.

Limite d'acuité visuelle

Pourquoi sommes-nous incapables de voir des étoiles individuelles dans la nébuleuse d’Andromède ? Le fait est que la résolution, ou acuité visuelle, a ses limites. (L'acuité visuelle fait référence à la capacité de distinguer des éléments tels qu'un point ou une ligne en tant qu'objets distincts qui ne se fondent pas dans les objets adjacents ou dans l'arrière-plan.)

En fait, l'acuité visuelle peut être décrite de la même manière que la résolution d'un écran d'ordinateur : dans la taille minimale des pixels que nous sommes encore capables de distinguer comme des points individuels.

Droit d’auteur des illustrations SPL Légende Des objets assez brillants peuvent être vus à une distance de plusieurs années-lumière

Les limitations de l'acuité visuelle dépendent de plusieurs facteurs, tels que la distance entre les cônes individuels et les bâtonnets de la rétine. Un rôle tout aussi important est joué par les caractéristiques optiques du globe oculaire lui-même, grâce auxquelles tous les photons n'atteignent pas la cellule sensible à la lumière.

En théorie, les recherches montrent que notre acuité visuelle se limite à la capacité de distinguer environ 120 pixels par degré angulaire (une unité de mesure angulaire).

Une illustration pratique des limites de l'acuité visuelle humaine peut être un objet situé à bout de bras, de la taille d'un ongle, sur lequel sont appliquées 60 lignes horizontales et 60 lignes verticales de couleurs alternées blanches et noires, formant un semblant d'échiquier. "Apparemment, c'est le plus petit motif que l'œil humain puisse encore discerner", explique Landy.

Les tables utilisées par les ophtalmologistes pour tester l'acuité visuelle reposent sur ce principe. Le tableau le plus célèbre de Russie, Sivtsev, se compose de rangées de lettres majuscules noires sur fond blanc, dont la taille de la police diminue à chaque rangée.

L’acuité visuelle d’une personne est déterminée par la taille de la police à laquelle elle cesse de voir clairement les contours des lettres et commence à les confondre.

Droit d’auteur des illustrations Thinkstock Légende Les tableaux d'acuité visuelle utilisent des lettres noires sur fond blanc

C'est la limite de l'acuité visuelle qui explique le fait que l'on ne soit pas capable de voir à l'œil nu une cellule biologique dont les dimensions ne sont que de quelques micromètres.

Mais il n’y a pas lieu de s’en affliger. La capacité de distinguer un million de couleurs, de capturer des photons uniques et de voir des galaxies à plusieurs quintillions de kilomètres est un très bon résultat, si l'on considère que notre vision est assurée par une paire de boules gélatineuses dans les orbites, reliées à une masse poreuse de 1,5 kg. dans le crâne.

La surface de la Terre dans votre champ de vision commence à se courber à une distance d'environ 5 km. Mais l’acuité de la vision humaine nous permet de voir bien plus loin que l’horizon. S'il n'y avait pas de courbure, on pourrait voir la flamme d'une bougie à 50 km.

Le champ de vision dépend du nombre de photons émis par un objet distant. Les 1 000 000 000 000 d’étoiles de cette galaxie émettent collectivement suffisamment de lumière pour que plusieurs milliers de photons atteignent chaque mètre carré. cm Terre. C'est suffisant pour exciter la rétine de l'œil humain.

Puisqu’il est impossible de vérifier l’acuité de la vision humaine sur Terre, les scientifiques ont eu recours à des calculs mathématiques. Ils ont découvert que pour voir une lumière vacillante, entre 5 et 14 photons doivent toucher la rétine. Une flamme de bougie à une distance de 50 km, compte tenu de la diffusion de la lumière, donne cette quantité, et le cerveau reconnaît une faible lueur.

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Théoriquement, un point de lumière à partir d'une source ponctuelle distante lorsque la mise au point sur la rétine doit être infinitésimale. Cependant, comme le système optique de l'œil est imparfait, une telle tache sur la rétine, même à la résolution maximale du système optique d'un œil normal, a généralement un diamètre total d'environ 11 microns. Au centre du spot, la luminosité est la plus élevée et vers ses bords, la luminosité diminue progressivement.

Diamètre moyen des cônes dans une fovéa la rétine (la partie centrale de la rétine, où l'acuité visuelle est la plus élevée) mesure environ 1,5 microns, soit 1/7 du diamètre de la tache lumineuse. Cependant, comme le point lumineux possède un point central brillant et des bords ombragés, une personne peut normalement distinguer deux points distincts lorsque la distance sur la rétine entre leurs centres est d'environ 2 microns, ce qui est légèrement supérieur à la largeur des cônes du point lumineux. fovéa.

Acuité visuelle normale pour que l'œil humain distingue les sources lumineuses ponctuelles est d'environ 25 secondes d'arc. Par conséquent, lorsque des rayons lumineux provenant de deux points distincts atteignent l’œil avec un angle de 25 secondes entre eux, ils sont généralement reconnus comme deux points au lieu d’un. Cela signifie qu'une personne ayant une acuité visuelle normale, regardant deux sources lumineuses à une distance de 10 m, ne peut distinguer ces sources en tant qu'objets distincts que si elles sont à une distance de 1,5 à 2 mm l'une de l'autre.

Avec diamètre de fosse moins de 500 µm moins de 2° du champ visuel tombe dans la zone de la rétine avec une acuité visuelle maximale. En dehors de la zone de la fovéa centrale, l'acuité visuelle s'affaiblit progressivement, diminuant de plus de 10 fois en atteignant la périphérie. Cela se produit parce que dans les parties périphériques de la rétine, à mesure que l’on s’éloigne de la fovéa, un nombre croissant de bâtonnets et de cônes communiquent avec chaque fibre du nerf optique.

Méthode clinique pour déterminer l'acuité visuelle. Une carte de test de la vue se compose généralement de lettres de différentes tailles placées à une distance d'environ 6 m (20 pieds) de la personne testée. Si une personne à cette distance voit clairement les lettres qu'elle devrait voir normalement, on dit que son acuité visuelle est de 1,0 (20/20), c'est-à-dire la vision est normale. Si une personne à cette distance ne voit que les lettres qui seraient normalement visibles à 60 m (200 pieds), on dit que la personne a une vision de 0,1 (20/200). En d'autres termes, la méthode clinique d'évaluation de l'acuité visuelle utilise une fraction mathématique qui reflète le rapport entre deux distances, ou le rapport entre l'acuité visuelle d'une personne donnée et l'acuité visuelle normale.

Il existe trois manières principales, à l'aide duquel une personne détermine généralement la distance à un objet : (1) la taille des images d'objets connus sur la rétine ; (2) phénomène de parallaxe de mouvement ; (3) le phénomène de stéréopsie. La capacité de déterminer la distance est appelée perception de la profondeur.

Détermination de la distance par taille images d'objets connus sur la rétine. Si vous savez que la personne que vous voyez mesure 180 cm, vous pouvez déterminer à quelle distance elle se trouve de vous simplement par la taille de son image sur la rétine. Cela ne signifie pas que chacun de nous réfléchit consciemment à la taille de la rétine, mais le cerveau apprend à calculer automatiquement les distances aux objets à partir de la taille des images lorsque les données sont connues.

Détermination de la distance en déplaçant la parallaxe. Un autre moyen important de déterminer la distance entre l’œil et un objet est le degré de changement de parallaxe du mouvement. Si une personne regarde au loin complètement immobile, il n’y a pas de parallaxe. Cependant, lorsque la tête est déplacée d’un côté ou de l’autre, les images d’objets proches se déplacent rapidement sur la rétine, tandis que les images d’objets distants restent presque immobiles. Par exemple, lorsque la tête est décalée sur le côté de 2,54 cm, l'image d'un objet situé à cette distance des yeux se déplace sur presque toute la rétine, tandis que le déplacement de l'image d'un objet situé à 60 m des yeux est pas ressenti. Ainsi, en utilisant le mécanisme de changement de parallaxe, il est possible de déterminer les distances relatives par rapport à divers objets même avec un seul œil.

Détermination de la distance à l'aide de la stéréopsie. Vision binoculaire. Une autre raison de la sensation de parallaxe est la vision binoculaire. Étant donné que les yeux sont décalés les uns par rapport aux autres d'un peu plus de 5 cm, les images sur la rétine des yeux diffèrent les unes des autres. Par exemple, un objet situé à 2,54 cm devant le nez forme une image sur le côté gauche de la rétine gauche et sur le côté droit de la rétine droite, tandis que se forment des images d'un petit objet situé à 6 m devant le nez. à proximité immédiate. points correspondants dans les centres des deux rétines. Les images de la tache rouge et du carré jaune sont projetées dans des parties opposées des deux rétines du fait que les objets se trouvent à des distances différentes devant les yeux.

Ce type parallaxe cela arrive toujours quand on voit avec les deux yeux. C’est la parallaxe binoculaire (ou stéréopsie) qui est presque entièrement responsable de la capacité beaucoup plus élevée d’estimer la distance aux objets proches pour une personne ayant deux yeux par rapport à une personne n’ayant qu’un seul œil. Cependant, la stéréopsie est pratiquement inutile pour la perception de la profondeur à des distances supérieures à 15-60 m.

La surface de la Terre se courbe et disparaît de la vue à une distance de 5 kilomètres. Mais notre acuité visuelle nous permet de voir bien au-delà de l’horizon. Si la Terre était plate ou si vous vous teniez au sommet d’une montagne et regardiez une zone de la planète beaucoup plus grande que d’habitude, vous seriez capable de voir des lumières vives à des centaines de kilomètres. Par une nuit sombre, on pouvait même apercevoir la flamme d’une bougie située à 48 kilomètres.

La distance que l'œil humain peut voir dépend du nombre de particules de lumière, ou photons, émises par un objet distant. L'objet le plus éloigné visible à l'œil nu est la nébuleuse d'Andromède, située à une distance énorme de 2,6 millions d'années-lumière de la Terre. Les mille milliards d'étoiles de la galaxie émettent suffisamment de lumière au total pour que plusieurs milliers de photons frappent chaque centimètre carré de la surface terrestre chaque seconde. Par une nuit sombre, cette quantité est suffisante pour activer la rétine.

En 1941, le spécialiste de la vision Selig Hecht et ses collègues de l'Université de Columbia ont établi ce qui est encore considéré comme une mesure fiable du seuil visuel absolu : le nombre minimum de photons qui doivent frapper la rétine pour produire une conscience visuelle. L'expérience a fixé le seuil dans des conditions idéales : les yeux des participants ont eu le temps de s'adapter complètement à l'obscurité absolue, le flash lumineux bleu-vert agissant comme un stimulus avait une longueur d'onde de 510 nanomètres (à laquelle les yeux sont les plus sensibles), et la lumière était dirigée vers le bord périphérique de la rétine, rempli de cellules en bâtonnets sensibles à la lumière.

Selon les scientifiques, pour que les participants à l'expérience puissent reconnaître un tel éclair lumineux dans plus de la moitié des cas, il fallait que de 54 à 148 photons frappent les globes oculaires. En se basant sur des mesures d'absorption rétinienne, les scientifiques estiment qu'en moyenne 10 photons sont effectivement absorbés par les bâtonnets de la rétine humaine. Ainsi, l'absorption de 5 à 14 photons ou, respectivement, l'activation de 5 à 14 bâtonnets indique au cerveau que vous voyez quelque chose.

"Il s'agit en effet d'un très petit nombre de réactions chimiques", ont noté Hecht et ses collègues dans un article sur l'expérience.

En tenant compte du seuil absolu, de la luminosité de la flamme d'une bougie et de la distance estimée à laquelle un objet lumineux s'assombrit, les scientifiques ont conclu qu'une personne pouvait discerner le faible scintillement de la flamme d'une bougie à une distance de 48 kilomètres.

Les objets de la taille d’une personne se distinguent par leur extension à une distance d’environ 3 kilomètres seulement. En comparaison, à cette distance, nous pourrions clairement distinguer deux phares de voiture. Mais à quelle distance pouvons-nous reconnaître qu’un objet est plus qu’un simple scintillement de lumière ? Pour qu'un objet apparaisse spatialement étendu et non ponctuel, la lumière qu'il émet doit activer au moins deux cônes rétiniens adjacents - les cellules responsables de la vision des couleurs. Dans des conditions idéales, un objet doit se trouver à un angle d'au moins 1 minute d'arc, ou un sixième de degré, pour exciter les cônes adjacents. Cette mesure angulaire reste la même que l'objet soit proche ou éloigné (l'objet lointain doit être beaucoup plus grand pour être au même angle que l'objet proche). La Pleine Lune se trouve à un angle de 30 minutes d'arc, tandis que Vénus est à peine visible comme un objet étendu à un angle d'environ 1 minute d'arc.



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