Warum erscheinen Objekte in größerer Entfernung kleiner?

Die scheinbare Größe wird nicht als gewöhnliche Größe in Metern gemessen. Es ist eigentlich ein Winkel, also wird er in Grad oder Bogenmaß gemessen.

Siehe dieses Bild:

Das linke Objekt ist das Auge. Sieht so aus, als ob sich das Objekt weiter bewegt, der Winkel kleiner wird. Das nennt man Perspektive .

Manchmal versuchen Menschen, die scheinbare Größe ( Raumwinkel ) und die tatsächliche Größe zu vergleichen, aber das macht keinen Sinn, weil sie unterschiedliche Abmessungen haben. Ich wurde zum Beispiel gefragt:

Ist der Mond größer oder kleiner als eine 1€ Münze?

Die Antwort ist, dass es viel, viel größer ist: ungefähr 3000 km gegenüber 2 cm. Was die Frage zu stellen versucht, ist, die scheinbare Größe des Mondes mit der tatsächlichen Größe einer Münze zu vergleichen, und das ergibt keinen Sinn. Sie sollten die scheinbare Größe des Mondes mit der scheinbaren Größe der Münze vergleichen, aber dann sollten Sie angeben, in welcher Entfernung sich die Münze befindet.

Als Referenz: Die scheinbare Größe des Mondes beträgt etwa ein halbes Grad. Das ist ungefähr so ​​groß wie dein Daumennagel, mit ausgestrecktem Arm. Es spielt keine Rolle, ob Ihre Hand groß oder klein ist, denn eine große Hand bedeutet auch einen großen Arm!

Eine andere Sichtweise darauf ist, dass wir nur einzelne Beobachtungspunkte haben (dh unser Auge hat nur 1 Beobachtungspunkt), für die wir Objekte beobachten. Das bedeutet, wenn wir ein Objekt beobachten, wird der Blickwinkel für weiter entfernte Objekte (bei gleicher Größe) kleiner.

Dies ähnelt dem Abbilden eines Punkts (unser Beobachtungspunkt) auf ein beliebiges Objekt auf einer 2D-Ebene [Allerdings haben unsere Augen nur einen festgelegten Winkel zum Sehen]

In einigen 3D-Modellierungssoftware können Sie die Perspektive der Kamera so ändern, dass sie kein Bezugspunkt mehr ist , sondern eher eine Ebene (Perspektive zu Orthographie). In diesem Fall erscheinen Objekte unabhängig von der Entfernung in derselben Größe, da ihre Linien für alle Objekte in ihrer Ansicht immer senkrecht (gleicher Winkel) sind.

Die Größe eines Objekts beim Betrachten durch die Augen hängt vom Blickwinkel ab und nicht von der tatsächlichen Größe des Objekts. Befindet sich das Objekt in der Nähe der Augen, ist der Sehwinkel größer, und wenn es weit entfernt ist, wird der Winkel kleiner. Dementsprechend wird die Größe abweichen. Die Größe ist proportional zum Blickwinkel.

Sie können auch verstehen, warum Objekte aus einer bestimmten Entfernung und weiter kleiner erscheinen und warum sie größer erscheinen, wenn sie zu nahe sind, wie folgt:

Die Netzhaut hat beim Menschen einen mittleren Abstand von der Linse im Auge von etwa 0,02 Meter. Somit haben wir aus der einfachen Trigonometrie:

Somit ist die Entfernung, in der das Objekt dem Beobachter in seiner tatsächlichen Größe erscheint, dort, wo O gleich I ist$P=Q=0,02m$

Hoffe das hilft.

Man könnte sich die Wahrnehmung auch in räumlichen Sphären vorstellen.

Nehmen wir an, Sie befinden sich in einem sehr kleinen Raum, der halbkugelförmig ist. Es gibt eine 6 Fuß hohe Tür in der Wand, die sehr groß zu sein scheint – und relativ ist sie es auch – sie nimmt etwa 20 % der Gesamtfläche der Wand ein.

Stellen Sie sich nun einen viel größeren halbkugelförmigen Raum vor, in dessen Mitte Sie stehen. Die Tür in der Wand – jetzt weiter entfernt – hat die gleiche tatsächliche Höhe, aber sie nimmt jetzt einen viel geringeren Prozentsatz des Gesamtraums ein – vielleicht 2 % der Wandfläche.

Objekte in der Ferne erscheinen kleiner, weil der Blickwinkel, den sie unterspannen, mit zunehmender Entfernung spitzer wird. Der Sehwinkel kann als Dreieck mit der Spitze am Auge und dem entfernten Objekt als Basis betrachtet werden.

Die scheinbare Höhe eines Objekts ist direkt proportional zu seiner tatsächlichen Höhe und umgekehrt proportional zu seinem Abstand vom Auge. Scheinbare Höhe = Tatsächliche Höhe / Entfernung. Um also die tatsächliche Höhe eines entfernten Objekts zu ermitteln, multiplizieren Sie seine scheinbare Höhe mit seiner Entfernung. Umgekehrt können Sie die bekannte tatsächliche Höhe eines entfernten Objekts durch seine gemessene scheinbare Höhe dividieren, um die Entfernung zu erhalten.

Es gibt eine weitere geometrische Abstandsbeziehung, die als Abstandsgesetz bezeichnet wird. Dies gilt für alle Qualitäten, die von einem entfernten Objekt projiziert werden, einschließlich Licht, das von seiner Oberfläche reflektiert wird. Die Anwendung dieses Gesetzes erklärt, warum ein entferntes Objekt schwächer erscheinen kann als ein nahes Objekt: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/forces/isq.html .