Nurkowanie.com.pl

Światło, barwy i pozorna wielkość

Fizyka nurkowania · Temat 13 z 15

Światło, barwy i pozorna wielkość

Spis tematów
  1. 1Materia: atom, cząsteczka i mieszanina
  2. 2Masa, ciężar, gęstość i jednostki
  3. 3Dlaczego woda zachowuje się inaczej niż powietrze
  4. 4Ciśnienie hydrostatyczne, absolutne i względne
  5. 5Prawo Boyle’a: ciśnienie i objętość
  6. 6Prawo Archimedesa i trzy stany pływalności
  7. 7Temperatura i ogólne prawo gazowe
  8. 8Zapas gazu, RMV i wpływ głębokości
  9. 9Prawo Daltona i ciśnienie parcjalne
  10. 10Prawo Henry’ego i wymiana gazów
  11. 11Tlen, azot, hel i zanieczyszczenia
  12. 12Przewodzenie, konwekcja i utrata ciepła
  13. 13Światło, barwy i pozorna wielkość
  14. 14Dźwięk pod wodą
  15. 15Nurkowanie na wysokości
  16. ✓Sprawdź się

Woda pochłania i rozprasza światło. Dłuższe fale odpowiadające czerwieni zanikają zwykle szybciej niż niebieskie, lecz dokładny wygląd zależy od składu wody, zawiesin i odległości od obiektu. Lampa przywraca część barw, jeśli jej światło rzeczywiście dotrze do obiektu i wróci do aparatu lub oka.

Załamanie na granicy wody i powietrza w masce sprawia, że obiekty mogą wydawać się bliższe i większe. Popularne przybliżenie to około 25% mniejsza pozorna odległość i około 33% większy rozmiar kątowy w prostym układzie optycznym. Nie jest to dokładna reguła dla każdej szyby, kąta i obudowy aparatu. Zawiesiny powodują rozproszenie wsteczne, więc silniejsze światło skierowane wprost na drobiny może pogorszyć widoczność zdjęcia.

Widzenie przez maskę
Widzenie przez maskę
Źródło: Encyklopedia nurkowania rekreacyjnego, RIV_fizyka.pdf, s. 20. Schemat poglądowy.
Barwy organizmów morskich
Barwy organizmów morskich
Ilustracja wygenerowana AI na podstawie opisu sceny.

Długość drogi światła też się liczy

Barwy zmieniają się nie tylko z głębokością. Światło pokonuje także odległość od obiektu do oka lub aparatu. Dlatego ten sam obiekt oglądany z bliska i z daleka może mieć inną jasność, kontrast i kolor.

Światło i zanikanie barw
Światło i zanikanie barw
Źródło: Encyklopedia nurkowania rekreacyjnego, RIV_fizyka.pdf, s. 18. Schemat poglądowy.

Maska i obudowa aparatu

Płaska szyba maski oraz kopułowy port aparatu tworzą różne układy optyczne. Zależności opisującej pozorne powiększenie przez maskę nie należy automatycznie stosować do każdej obudowy. Poniższy rysunek pokazuje konstrukcję portu, a nie instrukcję jego doboru do obiektywu.

Kopułowy port obudowy aparatu
Kopułowy port obudowy aparatu
Źródło: Encyklopedia nurkowania rekreacyjnego, RIV_fizyka.pdf, s. 20. Schemat poglądowy.

Dwie drogi światła na granicy ośrodków

Część światła może odbić się od powierzchni, a część przejść do drugiego ośrodka i zmienić kierunek. Na schemacie kąty porównuje się z normalną, czyli linią prostopadłą do powierzchni. To ułatwia odróżnienie odbicia od załamania.

Odbicie i załamanie światła
Odbicie i załamanie światła
Źródło: Encyklopedia nurkowania rekreacyjnego, RIV_fizyka.pdf, s. 21, 22. Schemat poglądowy.

Absorpcja i rozpraszanie zmieniają obraz inaczej

Absorpcja usuwa część energii światła z wiązki, a rozpraszanie zmienia kierunek jego rozchodzenia się. W rezultacie spada ilość światła docierającego od obiektu i może rosnąć jasność tła utworzonego przez zawiesinę. Obiekt staje się trudniejszy do odróżnienia nawet wtedy, gdy nie zniknęła jeszcze cała jego barwa. Widoczność zależy zatem także od kontrastu.

Droga światła obejmuje odcinek od źródła do obiektu i od obiektu do oka lub aparatu. Przy oświetleniu własnym oba odcinki przebiegają przez wodę. Zbliżenie się w sposób niezakłócający siedliska skraca tę drogę, natomiast samo zwiększenie mocy lampy może mocniej oświetlić zawiesinę. To tłumaczy, dlaczego układ światła jest równie ważny jak jego jasność.

Odbicie, załamanie i fluorescencja

Na granicy ośrodków część światła może się odbić, a część przejść dalej ze zmianą kierunku. Kąty mierzy się względem prostopadłej do granicy, nazywanej normalną. Załamanie odpowiada za pozorną zmianę położenia obiektu oglądanego przez płaską szybę maski.

Fluorescencja jest innym zjawiskiem: substancja pochłania światło i emituje je ponownie, zwykle przy większej długości fali. Nie jest to zwykłe odbicie czerwonego światła od czerwonej powierzchni. Przy słabym oświetleniu zmienia się także działanie wzroku — rozpoznawanie barw i drobnych szczegółów pogarsza się. Zdjęcie wykonane z lampą i widok zapamiętany przez nurka mogą więc różnić się bez błędu aparatu.

Źródła rozdziału