為什麼看任何點光源的時候，都會看到四散的光線，而不是單純的光點？

03-08

無論是肉眼看到的，還是照片下的，都是像這個樣子。
另外，地外空間望遠鏡拍出來的星星的照片沒有這種現象，是不是和大氣層或是粉塵有關？
小時候以為自己眼睛有問題，緊張了好久。

生物並非我的強項，所以對於人眼為什麼會有星芒的效果，我就不班門弄斧了。

關於「為什麼照片上的點光源會有星芒」這個問題，參見我的這個答案：某些光學鏡頭拍攝發光物體的光暈為什麼會是規則多邊型？

A.為什麼會看到四散的光線?

原因：1.人的瞳孔不是絕對的圓形，而是近似於多邊形。

2.衍射（或者說光線在哪個方向上受到限制，就會在該方向上延伸。）

有圖有真相：

所以，會看到四散的光線。

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2的推導：（可忽略）

a.假設點光源距離人眼足夠遠。（入射到瞳孔的是平行光）

b.出射的光為平行光，經過晶狀體作用後成像在視網膜上（設為P點，再假設通過透鏡L2中心，到達P點的光線，與水平面所成角度為a）。

如下：

設d為衍射屏長度， $lambda$ 為可見光波長

（此外，亂入幾條定理：1.P點的光的振幅，為包圍P點的封閉面上各個點（次波源）傳播到P點後的疊加即菲涅爾定理

2.有基爾霍夫邊界條件，此種情況下，只要將衍射孔上的各點看做次波源進行疊加即可）

將衍射孔分割成n個長為l的小塊。所以， $Up=sum_{i}^{n}{(Ui )e^{i heta } }$ （Θ=dsin(a)/n）,

令n趨向於無窮，則 $Up=frac{A0}{frac{2pi }{lambda } dsin(a)} *sin[frac{2pi }{lambda}*dsin(a)*0.5]*2$

所以，光強 $Ip=(A0 frac{sinPhi }{Phi } )^{2}$ ( $Phi =frac{pi }{lambda } dsin(a)$ )

附上y=sin(x)/x圖像

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------一維情況下，知道光線在哪個方向被限制，就在該方向延伸。

至於二維情況（也就是說是多邊形的小孔），就只需要將二維看成許多一維的小孔的平移（傳說中的線動成面）

B.地外空間望遠鏡拍出來的星星的照片沒有這種現象？

對比一下，地外望遠鏡和地面上的人眼照相機，除了所處環境不同外，還有一點就是尺寸也很不一樣。話說，哈勃望遠鏡的口徑有2.4米。

散射啥的先不管著，只考慮尺寸的影響。

附上幾個函數圖象：

y=sin(x)/x

y=sin(100x)/100x

可以知道， $Ip=(A0 frac{sinPhi }{Phi } )^{2}$ 隨著尺寸（d)的增加，主峰，次高峰的寬度在減小。

也就是，隨著尺寸增大，看到的光點越集中。就像第一幅圖中所展示的一樣。

求輕拍。