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光在水中傳播的特點及對潛水員的影響 (一)光在水面上的反射 光線從空氣射入水面時有一部分光會被反射回空公里,反射的程度與光線的入射角有關,入射角愈小, 反射光的量愈小,反之則愈大。對于白天來說,中午時太陽光的入射角為零,反射光的量極少,此時水下 照度 。當入射角小于 30°時,反射光約為入射光的 2%:當入射角為 75°時,反射光可達 21.8%。當夕 陽光線照在水面時,入射角幾乎為 90°,反射光幾乎達 ,此時水下照度很差,潛水員在水質良好的淺 水中也不能看清水下物體。 (二)光在水中的散射 水中含有大量的懸浮顆粒,當光照射到這些外表凹凸不平的顆粒時,光線將向各個方向反射,我們把 這種現象叫做光在水中的妝射。水的透明度越差,其妝射的程度越嚴重。散射的結果使原為直線傳播的光 交為雜亂無章的背景光,潛水員觀察到的物體變得模糊不清。 (三)光在水中的吸收 光是具有一定速度的光 子流,當光線在水中傳播時,因與水分子及恐浮顆粒的摩擦作用,使其部分能 量轉交為提高水溫的熱能,我們把這種能量的轉變稱為水對光線的吸收。水對光線的吸收量比空氣大千倍 以上。 水越混濁對光的吸收量越大。在清澈的淺水中,經妝射和吸收后的自然光可以使潛水員看到幾十米 外的物體,但是在混濁嚴重的水城,潛水員會像盲人一樣什么也看不到。此外,水面的自然光進入水中后, 隨著水深的增加,光的吸收量隨之劇增,達到一定水深后,所有光都會被水吸收掉,此時水下漆黑一團, 潛水員什么也看不見。 (四)空間祝覺的改交 潛水員在水中空間視覺改變的特點是放大、 位移和失真。 這是因為光從水中進入空一時發生折射現款以及人們習慣于你覺直線光所致。 水下物體看上去顯得大 些,其比例為 4(看到的)比3(實際的),距離顯得近些,約為實際距高的 3/4。失真是由于來自水下物 體的光線,在水和空氣界面上的入射角不同,因而折射角也不同所致。離眼近的光線入射角小,折射角也 小,以致同一物體的各個部位的放大比例不同。于是造成失真。 (五)水下色覺的改交 由于陽光射入水后,按光的波長顧序,隨著水深的增加逐漸被吸收。所以在水中,物體的顏色隨深度 而異。長波光先被吸收,短波光后被吸收。例如,紅色光在 1m 水深左右就被吸收掉,橙色光和黃色光則 分別在 5m 和10m 水深被吸收掉。而水深達 20m 時,僅存藍綠色光,其它顏色的光都被水吸收掉了,這時, 潛水員看到的多數物體交成藍色,而紅色物體則星黑色。當水深再增加到一定程度時,所有顏色的光都梅 被水吸收掉,這時,水下沒有任何光線,潛水員也就不能吞到物體了。
水下全反射在技術上運用很廣,例如利用全反射現象可測物貝的 利用光導纖維傳遞光訊息等。 光的色散及物體的顏色 (一)棱鏡與光的色散 由許多折射平面組成的透明樓柱體,叫做樓鏡。垂直于樓的我面為主截面,主誠面為三角形的樓鏡叫 做三樓鏡。 讓一束平行的白光穿過次縫 § 射在三樓鏡 卩 上,可以吞到,白光通過校鏡后不但改變了方向,而且在 光屏E上形成一條彩色的光帶,光帶的顏色依次足紅、橙、黃、綠、青、藍、紫,這種現象叫做光的色妝, 見圖 2-8。色散后的光依一定順序排列成的光帶,叫做光譜。能夠看得到的光,叫做可見光,由可見光排 列而成的光譜叫做可見光諧。光的色妝現象證明白光足由各種顏色的光復合而成的。不能發生做射的光, 叫做單色光。圖2-7 三校餃 圖2-8 光的色散 為什么白光通過三樓鏡會發生 色收現你? 原米光屬于 電碰波,光的顏色是由它的領率洪定的。各種顏 色的光具有不同的領半和波長,見表 2-7。不同波長的光具有不同的折財常。各種顏色的光近過校鏡時。 折射率隨波長的誠小而增加。當一束白光射入三校鏡時,由于折射率不同,不同顏色的光具有不間的信射 角,其中紫光 ,其次是藍、青、練、費、橙,小的是紅色光。 通過對光譜的研究人們還發現,除可見光外,還存在著紅外線、紫外線等人眼吞不見的射線 單色光的須率和這長 淡2-7 光譜區級 額率(10MHz) 在真空中的放長() 3. 0~4.8 7 700 ~ 6 220 4.8~5.0 6 220 ~ 5 970 5.0-5.2 S 970~5 770 5.2-6.1 S 770~4 920 滋-青光 6.1-6.7 4 920~4 550 農光 6.7~7.7 4 550-3 900 (二)物體的顏色 實驗證明,菜種顏色的透明物體通過的主嬰是同種顏色的色光,透明體的顏色是由它透過的色光決定 的。如果透明體幾乎讓各種色光都透過,它就是無色的。 例如空氣、純凈的水等。 菜種顏色的不透明物體所反射的主要是同種顏色的色光,而其它的色光幾乎都被吸收了,不透明物體 的顏色是由它反射的色光決定的。如果不透明體幾乎將各種色光都反財,它就足白色的。如果幾乎把各種 色光都吸收,它就是黑色的。把兩種不同顏色的顏料混合在一起,可以得到另外一種顏色,這是因為每一種顏色的顏料,除了反射 跟它相同的色光外,還反射一些別種色光,不過較弱而己。例如,黃顏料除了 反射黃光,還反射橙光和綠 光。如果黃、藍兩種顏料混合在一起,能反射的就只有綠光了,混合顏色就成綠顏料了。所以顏料的顏色 是由組成它的顏料共同反射的色光決定的。
每套水下設備通過一根水下電纜與控制室的設備連接,由控制室給水下設備供電,水下視頻、深度、漏水等也通過電纜傳輸給控制臺顯示出來。深度傳感器也安裝在水密防護罩內,用于測定在水下的深度。在進行水深36米,水流以1.5~2米/秒的流速的封堵作業。 根據潛水規則的要求,其水下作業的危險性大,以達到深潛規范的潛水減壓作業。因此,必須認真履行潛水操作規程,制定潛水計劃,實施潛水步驟作業。社會和科技的不斷進步帶動著行業科技化越來越高,潛水作業作為近年來興起的新型工程活動,近年來在市場上發展十分迅速。 海洋占據地球的百分之七十,是十分可觀的資源,這也是潛水作業興盛的一大原因之一。潛水工程包括水下打撈、水下切割、水下焊接等各類工程。水下照明燈具用于水下電視攝像的照明,在水下攝像范圍內提供足夠的照明強度,以保證水下電視圖像的,選用鹵鎢燈作為光源。 水下燈具由不銹鋼水密防護殼體、石英玻璃水密光窗、漏電保護裝置等組成。當日水下作業的潛水員回家后,在沐浴時一定要用溫水沖澡,以達到氮分壓脫飽和及疲勞的目的。當日水下作業的潛水員,必須隔日才能潛水(24小時內不得潛水),12小時內不能坐飛機。
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