我们能像鱼一样,在水下看清东西吗

时间:2023-11-16 15:09:01

如果在水下,你可以睁着眼睛随意看,你能看见什么呢?

因为水是透明的,所以人的眼睛在水下似乎应该和在空气里是一样的,没有什么东西阻拦。可是大家还记得吗?“隐形人”之所以看不见,就是因为他的眼睛和空气折射率是相同的。而我们在水下和“隐形人”在空气中的情形几乎是一样的。通过解读以下这些数字,我们会更容易理解这一情况。水的折射率是1.34,人眼的各种透明物质的折射率是:

角膜和玻璃体:1.34

晶状体:1.43

水状液:1.34

其中,只有晶状体的折射率比水大0.1,其他部位和水的折射率是一样的。所以,在水下的时候,光线只能在人的视网膜后很远的地方形成焦点。也就是说,视网膜上的成像会非常模糊,人眼很难看清楚。这时候,只有非常近视的人才能相对正常地看到物体。

所以,要想在水底下看清楚物体,可以戴一副高度数的近视镜(凹透镜)。这样的话,光线折射到眼睛里后,会在视网膜后很远的地方聚焦,否则所有东西看起来都是模糊的。

那么,想要在水下看清楚东西,能否借助于折射率很强的眼镜呢?

普通眼镜的镜片是没什么效用的,因为普通玻璃的折射率是1.5,比水的折射率只大一点点,在水下的折射能力很小。所以,我们需要一种折射率很强的特殊玻璃,也就是铅化玻璃。它的折射率几乎达到了2。借助于铅化玻璃眼镜,在水下就能看清楚一点儿了。稍后,我们就会讲到这种潜水用的眼镜。

现在,我们就能理解为什么鱼眼特别凸出了。如 图 所示,鱼眼的晶状体是球形的,是我们所知的动物眼睛中折射率最大的物种。否则,鱼类生活在折射能力很强的环境里,它们的眼睛就没什么用了。

我们能像鱼一样,在水下看清东西吗

图 鱼眼结构剖面图。鱼眼是球形的晶状体。在对着光的时候它并不会改变形状,但是位置会改变(虚线位置)。