我们能够看到一个物体,从本质上来说就是这个物体反射或者发射的光进入了人的眼睛,并被感光细胞转换成神经信号传入大脑。但肉眼可以感受到的光线是有下限,只有一定数量的光子进入人的眼球才能被人看到。 望远镜的作用就是用来汇集光线(电磁波)的。它的物镜口径越大,收集到的光线就越多,我们就能够看得越远、越清晰。需要注意的是,所谓的望远镜放大倍数对清晰度是没有什么用的,这就象放大图片并不能提高图片的清晰度一样。买天文望远镜时不要被标称的放大倍数误导了,物镜口径太小,放大了反而更不清晰了。 我们要看月球上的人必须用到光学望远镜。它主要用来观测可见光。光学望远镜的原理和眼睛差不多。见下图。 图:光学望远镜原理图 地球上现在最大的望远镜是口径11米的南非大望远镜、霍比-埃伯利望远镜,以及口径10.4米的加那利大型望远镜。但这个分辨率远远不能满足观测月球上人体大小物体的需要,要达到这个效果,至少要口径2700米的望远镜。 具体计算过程可以看下面,没兴趣的可以跳过了。 图:南非大望远镜 图: 霍比-埃伯利望远镜 图:著名望远镜口径比较 光学望远镜的清晰度一般用"角分辨率"来度量,它是由物镜的口径来提供的。放大倍数对这个值没有任何影响。计算角分辨率可以用下面这个公式: α=1.22λ/D ; λ是光的波长, D是望远镜的口径。对于可见光的波长,λ取5.5×10∧-7米。 我们可以通过下面这个公式计算,能够看见月亮上的人需要多大口径的光学望远镜: D=1.22λS/L ; S是目标距离,地月距离取4×10∧8米,L是目标大小,要分辨出来是一个人,至少得取0.1米。λ取5.5×10∧-7米: D=1.22×5.5×10∧-7×4×10∧8/0.1=2684米 需要注意的是,这只是一个理论值,由于大气的干扰,实际口径还要再大一些。 当然不可以了啊,试想一下,如果望远镜真的有能力看到月球上一个人大小的物体,那么月球上的很多秘密不就被解开了吗?照这样的话,美国登月的痕迹也可以看得一清二楚了。 这个问题其实没有那么难,想要看清这个人,那么很重要的一点就是望远镜的口径得足够大才行,而望远镜的口径需要多大呢?下面就一起来看看计算过程吧: 月球跟地球的平均距离为38万公里,假设此时月球上站着一个人,设他的身高为1.8米。这里其实有一个很简单的经验公式,那就是:目标物体的长度/距离=1.22×波长/望远镜口径。这里的波长指的是可见光,可见光的波长在380nm~780nm,为了使望远镜的口径尽可能小,那么这里的波长就得取最小值。 所以数据都有了,物体长度1.8m,波长3.8×10^-7m,月地距离3.8×10^8m,计算可以得出望远镜的口径为96m。这个数据究竟是一个什么概念呢,也就是说这个望远镜面积相当于1.3个标准足球场的面积, 而这么大的望远镜,镜片制造的难度,简直难以想象。 有人说我国的FAST望远镜不是口径有500米吗?远远大于96米,怎么可能看不见这个人呢?但是遗憾的是,FAST是射电望远镜,这就意味着它只能接受射电,而人体不会辐射射电,只会辐射红外线,所以FAST是看不见的,想要看得见,只能用传统的光学天文望远镜。 但是世界上最大的光学望远镜也不可能做到如此大的口径,世界上最大的光学望远镜口径只有39米。而如果想制造出口径如此大的光学望远镜的话,首先不说制造的难度,这么大的镜片,在自身重力的作用下就会发生变形,而且由于地球大气层的折射作用,看东西会很模糊。只有放在外太空才可行,但是体积这么大的镜片,怎么可能往天上运输呢?所以月球上的人用望远镜是看不清的。 我直接给出答案吧,计算过程在下面。人类目前最先进的光学望远镜是看不见月球上的人的。 其实看见一个远处的东西主要考验望远镜的口径。 为了简化问题,我们可以把空气的影响忽略不计 其实望远镜看见远处的东西的分辨率和望远镜的口径、物体与望远镜的距离、被观察物体的大小等这三个因素有关 。 其实三者的关系用一个公式就摆平了。 这个公式就是:目标物体的长度/距离= 1.22 x 波长 / 望远镜直径。 如果我们把月球上的人看做是身高1.8米,则目前物体的长度可以记作1.8m; 地球距离月球距离3.8×10^8m,于是公式中的距离就是38万公里。 波长就是可见光,范围大约在380nm~780nm。 为了尽量使望远镜口径小,我们取把波长取380nm(3.8×10^-7m)。 于是公式就只剩望远镜口径唯一一个未知数了。 望远镜口径=1.22×波长×距离/目标物体长度 =1.2×3.8×10^-7m×3.8×10^8m/1.8m≈96m 理论上,只要望远镜的口径达到96m就可以看见月球上的人。 当然中国的fast射电望远镜口径500m,"看见"月球上的东西还是可行的。但是fast一般情况只能接收射电,也就是70~3000mhz的波,但是人体主要辐射红外波,并不会发出的射电。除非这个人穿了一个可以发射微波的衣服,那就可以看见了。 如果只想看到可见光的影像呢? 那就只能用光学天文望远镜,目前世界上最大的光学望远镜在智利阿塔卡马沙漠海拔3000米的山上,口径39米。 距离96米口径的望远镜还差了一倍多,没有希望可以看见月球上的人。 看清月球上面的一个人,至少要求望远镜对月球的分辨率达到米级,现在地球上没有任何望远镜由此分辨率。 光学望远镜的分辨率公式:d=140/a,其中d是物体两点对于光学望远镜的张角度数,单位角秒,a是望远镜镜片大小,单位毫米。如果想要看清月球上面的一个人,则至少要分辨清楚大约1.5m的物体。这样,其夹角就是a=3600*360/(2*π*r),其中r是地月距离。这样算下来想要看到月球上面一个1.5m的物体,望远镜的直径要达到:a=140*2*π*r/(360*3600)=260000毫米=260米。 所以,至少需要一个260米口径的望远镜才可以看到。260米大约有87层楼那么高,这么大的望远镜,人类根本难以建造出来。即便建造出来,也不如直接发射一颗月球探测器去月球看看来的划算。 如果月球上站着一个人,用地球上最先进的望远镜能不能看清楚这个人? 我们地球上最先进的望远镜是哪个?当然是口径最大的那个,那么是哪台呢?这又是另一个问题!但我们知道哈勃望远镜倒过来看月球大概只能看清楚月球上直径约50M左右的物体,而且那个物体在如此口径(约2.4M的RC镜)的解析下,依然只是一个点! 当然按口径算哈勃并不是最先进的,但它的观测条件是最佳的,没有白天黑夜的影响,也不会有地景遮挡,更不会有大气扰动的影响!当然我们不可能一个个去测试,计算下即可知道看清一个1.8M左右的人需要多大的口径: 目标物体的尺寸/望远镜与目标之间的距离= 1.22 x 波长(可见光或者CCD感光波段) / 望远镜直径 目标算他躺着,那样可以节省一些口径,按1.8M算 地月平均距离38.4万千米,可见光波长:550nm 这是一个很简单的比例公式,计算后望远镜口径大约为96M! 我们很清楚,即使是39.3M的ELT望远镜,也要到2022年才能完工,现在根本就没有那么大口径的望远镜!而且计算过程忽略大气扰动影响! 以上这些,大都还建设中或者规划中! 这是欧洲极大望远镜的规模,达到了史无前例的39M,这是人类制造过的最大的光学望远镜! 这是和大笨钟的大小对比,可见这个望远镜实在令人震撼! 也许只有躺着望远镜的尺寸还能小点,如果站着或者斜着投影,那么望远镜的口径将会急剧增加,比如从1.8M躺着到站着0.5M,那么可以相信在未来100年内人类不会规划如此大口径的望远镜!还不如在月球上装个摄像头成本低! 老规矩,先说下答案:嫦娥是看不到的,但还是能成像出来的 月球距离我们三十六万千米到四十万千米之间,是太阳系的第五大卫星,从古至今,都有望月寄思的愿望,有诗曰"举头望明月,低头思故乡",人们总是后通过眺望月亮来寄托自己的思乡之情,那么如果上面站着一个人的话我们可以看到吗? 在我们的平常生活中,天上的月亮大多是一个锅盖的口径,这也是我们肉眼最直接的观察方法,我们知道,望远镜及天文望远镜可以看到很远的地方,甚至可以看到宇宙中的星系,那么如果用世界上最先进的望远镜能不能看到呢? 月球上人的长度/距离=1.22×波长/望远镜直径 我们假设人的长度(高度)为1.8米,距离取中间值38万千米,可见光的波长380纳米到780纳米之间,我们取最小的波长380纳米,我们把公式颠倒一下得到望远镜直径公式,计算下来的口径大约是96米,也就是从理论上来讲望远镜的达到96米就可以看到月球上的那个人了 我们下面来看一下现在世界上最先进的望远镜,最大的射点望远镜的口径大约是500米,也就是我们的"天眼",但这个并不是捕捉可见光的,而是红外成像,如果是光学望远镜,那么现在最大的口径是39米,离可见口径大约小了一半,无法办法直接看到。 文#张# 从目前世界范围内拥有的大口径望远镜来看,都不具备这个能力,所以说即使最先进的望远镜也看不清月球上站着的一个人。 这个很好解释,为了简单一点我们就直接去计算一下结果就好。θ=1.22λ/D 根据上边这个公式可以去计算一下如果想看清楚月球上的一个人,需要多大口径的望远镜(D)。 θ=望远镜要观察的目标尺寸/月地距离 ,最后得出的是弧度,假设这个人1.8米身高加上航天服总高2米 ,月地平均距离38万公里 。 公式中的λ指可见光的波长,一般是在380nm~780nm,在这里我们取一个整数λ=500nm。变换公式D=1.22λ/θ=1.22*500*10^-9/(2/380000000)=115.9米 经过上边的计算我们可以看到如果想要看见月球上站着的一个人,那么需要的望远镜口径至少是115.9米,但这种情况这个人在图像中只是一个像素点的大小,如果要想看清这个人的音容笑貌口径还要大得多。 现在世界上口径最大的光学望远镜是超大型望远镜(ELT)属于欧洲天文台,主镜达到39米,副镜达到4.2米,位于智利的3000米的高山上。所以说现在世界上最先进的光学望远镜也是看不见月球上的人的。我国的天眼口径虽然很大,但是主要接收不可见光的,人应该也是看不见。欢迎关注我们:科学黑洞!图片来源网络侵删。 不能。无论通过人类目前在用的哪款天文望远镜,都不可能看到月球表面上站着一个人。 天文望远镜的分辨能力由口径决定,口径越大,分辨能力越强,能够看到的物体也就越小。具体来看下如下的公式: 其中Δφ为分辨角、l为观测目标的长度,d为目标的距离,λ为入射光的波长,D为天文望远镜的直径。 为了计算出天文望远镜看到月球上的人至少需要达到多大的口径,这里假设距离d为月球近地点时的距离,大小为36.26万公里。再假设观测角度是从侧面看过去,而不是从头顶看过去,并假设站在月球上的人的身高为1.75米。λ取值为550纳米,这是人眼最为敏感的可见光波段。 通过计算可知,对应的天文望远镜直径约为139米。即便用波长更短的近紫外波段,所需的口径仍然超过90米。目前地球上单口径最大的光学望远镜是加那利大型望远镜,其直径为10.4米(哈勃主镜只有2.4米),远低于上述的计算结果。 就算人类拥有直径高达100米的光学望远镜,也只能把站在月球上的人看成像素点,无法分辨出这个人的具体细节。如果想要看出是个人影,口径还要再大数倍。在可见的未来,人类很难造出如此巨大的光学望远镜。 正因为如此,人类才需要月球探测器飞到距离月表几十公里的地方进行观测。但探测器的载荷有限,它们的相机成像能力也是有限的。下图是月球勘测轨道飞行器在绕月过程中拍摄到的阿波罗16号登陆点遗迹: 虽然探测器距离月表很近,但仍然很难看清楚位于月表上的登月舱,尽管登月舱的体型比人类大得多。 一个人站在月球上,就按照2M来算,用地球上的光学望远镜能看见吗? 我们知道,光学望远镜看不看得见一个物体,主要取决于那个物体自己发不发光,或者反光能力大小,另外,更主要的原因是望远镜的口径大小。 想要观测的目标长度/距离=1.22*波长/口径,换算一下,就可以知道,望远镜的口径=(1.22*波长*距离)/目标长度。 我们取可见光波长500纳米,计算时单位转化为米,(1.22*500*10^-9*380000000)/2=115.9米,也就是说,想要看到那个长两米的人,需要口径大约在116米的光学望远镜。 但即便口径如此的巨大,那个人也仅是图像中的一个像素点,想要获得更高的效果,实际口径还需要更大一些。 像地球上著名的凯克望远镜,其口径也仅是10米而已,所以,用地球上最先进的望远镜无法看到这个人。 (位于美国夏威夷岛海拔4200多米、人迹罕至的莫纳克亚山上的凯克望远镜) 个人浅见,欢迎评论! 本文图片来源于网络,侵删! 答:如果这个人被光源照射的亮度很高,那么光学望远镜有可能看到这个人,基本就是一个亮点,无法分辨这个人的细节;如果不被照亮的话,可见光望远镜根本无法看到他。 光学仪器能否看到物体,取决于物体的亮度;能否看清物体的细节,取决于望远镜的分辨率。 望远镜可以对远处物体进行聚焦,其分辨极限为对应波长在望远镜中的成像正好不发生干涉;理想情况下,望远镜分辨率由瑞利判据给出: 其中λ为波长,d为望远镜直径,分辨率为物体尺寸/目标距离;可见光(380~780nm)我们取400nm,日地距离38万公里,人的身高1.7米,可以计算出: d≈103米; 也就是说,在可见光波段,地面上要想分辨月球表面的一个人,最少都得100米口径的光学望远镜,而在这100米口径的望远镜中,月球表面的人至少为两个像素。 要想进一步看清细节的话,分辨物体的尺度需要进一步降低,比如要把人的四肢和躯干区分出来,可以取手掌宽度约10cm,对应望远镜口径为1500米,此时人的手掌在望远镜中大约为一个像素。 目前世界上最大的光学望远镜口径不过几米,在建最大光学望远镜是美国的tmt,观测波长为310nm~2800nm,口径有30米,还远远不足以区分月球表面的人。 我国FAST口径为500米,可以观测更短的波长,理论上可以分辨出月球表面的人体尺度,但是人体本身不会发射射电波段,所以FAST是看不到人体的。 人体会自发辐射红外线,但是红外线的波长较长,同样口径的望远镜下,红外线望远镜的分辨能力,会比可见光望远镜的分辨能力差。 好啦!我的内容就到这里,喜欢我们文章的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!