Порівняння з рибою в зорових здібностях мало кого потішить. Ось «соколине око» - справа хороша. А «риб'яче око» - на це можна і образитися. Але риба прекрасно бачить в воді, а всякий, хто пірнав з розплющеними очима, знає, як вода спотворює зображення.
Перш за все вода «обманює» зір, навіть якщо дивитися під воду зовні. Ложка, опущена в склянку з водою, здається зламаним. Монета, що лежить на дні порожньої чашки і не видима сидить за столом, як би підводиться і стає видимою, якщо в чашку налити води. Все це відбувається через заломлення променів світла в воді. Чим більше показник заломлення середовища, тим сильніше відхилення променів світла при переході з повітря (або вакууму) в цю середу - воду, масло, скло і т. Д.
Ось чому небезпечно людям, які не вміють плавати, особливо дітям, довіряти оці при визначенні глибини води з берега. Дно здасться піднесеним, вода дрібної, причому помилитися можна майже на третину глибини. Здається, що там можна стати на дно, а воно виявляється куди глибше. Добре, хоч це спотворення дійсної глибини злякає любителів пірнати в незнайомих місцях - глибина здасться їм недостатньою і небезпечною. З човна або низьких містків дно дрібного ставка або озера здається увігнутим, так як тільки під собою ми бачимо справжню глибину. Чим далі, тим більше піднесеним здається дно.
Переломлюється промінь світла і при переході з води в повітря, але вже в інший бік. Тому з-під води зовнішній світ здається також спотвореним. Але найголовніше те, що в воді наше око буде бачити дуже погано, як у сильно далекозорих людей. Тобто тих, які носять окуляри з сильними «позитивними» стеклами. Або як людина з нормальним зором, надів окуляри з сильними «мінусовими» стеклами.
Чому це відбувається? Справа в тому, що показники заломлення води і рідин всередині очі - склоподібного тіла і водянистої вологи - практично однакові і рівні 1,34. Трохи вище цей показник у кришталика - 1,43, але цього недостатньо, щоб око бачило нормально. Заломлення променів при переході з води в око майже не буде (хіба тільки трохи в кришталику!), І очей буде «працювати» як сильно далекозоре.
Здавалося б, вихід є - надіти сильні окуляри для далекозорих, тобто з позитивними стеклами, і все в порядку! Але не тут-то було - звичайні очкові скла дуже слабо діють в воді, так як їх показник заломлення 1,5 близький до такого для води. Потрібні скла з особливого, насиченого свинцем скла під назвою «флінтгласс» з показником заломлення, близьким до 2. А ще краще з гірського кришталю і навіть з алмаза, який має максимальний показник - 2,42.
Але це жарт, а якщо серйозно, то краще алмазу використовувати для підводних лінз ... повітря або навіть порожнечу. Дійсно, якщо важко знайти матеріал з коефіцієнтом заломлення істотно вище, ніж у води, то з меншим - хоч греблю гати. Та ж пустота, де цей показник дорівнює 1 (з порожнечі в порожнечу світло проходить, звичайно ж, без спотворення), або повітря з дуже близьким до порожнечі показником. А лінзу зробити з повітря - справа нехитра.
Виготовив з тонкого скла або прозорої пластмаси порожнистий посудину у вигляді лінзи - і в воду.
Раніше, коли екрани телевізорів були малі, перед ними ставили величезні порожнисті «наливні» лінзи. Так ось, якщо цю порожню лінзу ж не наповнювати водою, а, навпаки, порожній помістити в воду, то це буде така ж лінза, але ... з протилежним знаком, т. Е. Рассеивающая!
Адже при переході з води в повітря промені заломлюються, як з повітря у воду, але в іншу сторону - тоді порожниста увігнута, або розсіює, лінза в воді стає щороку збирає, або «плюсової». Ось її-то і треба вставляти в окуляри для нирців, щоб вони бачили, як риба!
До речі, а як влаштований очей самої риби? Невже там теж «порожні» лінзи? Ні, хоча так було б, напевно, зручніше. Але очей у риби схожий на око людини, тільки кришталик має кулясту форму і має показник заломлення найбільший для тваринного світу.
Так як куля вже не зробиш більш круглим, то при акомодації він не стає більш опуклим, як у людини. Він присувається або відсувається від сітківки, як об'єктив у фотоапарата. Зручно і мудро!
Але як бачать нирці в масках або водолази в шоломах? Тут зовсім інша справа, тому що вода безпосередньо не примикає до ока. Промінь світла при вході у воду заломлюється, а при переході знову в повітря шолома або маски здійснює аналогічні, але в іншу сторону. Тому через повітряний прошарок ми бачимо в воді майже так само, як і в повітрі.
Отже, якщо ми хочемо уявити собі, як бачать риби з-під води, краще всього надіти лінзи для нирців - опуклі з флінтгласса або увігнуті порожнисті, щоб вода безпосередньо омивала очі. І тоді вам стане світ змінений і спотворений до невпізнання. А риби-то вважають його нормальним!
Перш за все, водна поверхня з-під води видається не плоскою, а в формі конуса (такої величезної воронки, на дні якої знаходиться спостерігач). Верхній край цього конуса буде оточений райдужним кільцем - це тому, що кожен колір має свій показник заломлення, а білий світ розкладається на складові кольору, як в призмі.
За краями цього конуса - блискуча, як ртуть, поверхня води, в якій, немов у дзеркалі, відбиваються всі підводні предмети. Це дає про себе знати повне внутрішнє віддзеркалення, яке, як в тих же скляних призмах, відображає світло краще будь-якого дзеркала.
Цим, до речі, і пояснюється захисна «дзеркальна» забарвлення багатьох риб, плаваючих біля поверхні води. На тлі блискучої поверхні води вони знизу не видно хижакам.
Фантастичний вид придбали б предмети, які частково занурені, а частково виступають над водою, наприклад, люди, які стоять на дні мілководдя.
Перш за все, над головою висить воронка, в якій знаходиться весь надводний світ. У цьому конусі будуть незалежно ні від чого витати частини тіла купальників, що виступають з-під води, наприклад плечі і голова. При видаленні їх від спостерігача частини їх тіла, які межують з водою, стискаються все сильніше, і настає момент, коли видно лише вільно ширяють голови над водою ... Як у відомій картині в стилі французького постімпресіонізму «Голова, який майорить над водами». Тіла купальщиків як би роздвоюються, перетворюючись кожне в два істоти - верхнє безноге і нижнє безголовий, але зате з чотирма ногами (дві вгору і дві вниз). Кількість рук і взагалі їх наявність залежить від того, у воді або в повітрі вони знаходяться. Напевно, зайве зауважити, що тільки нижні частини купальників, які стоять на дні, і є істинними, що не спотвореними. Вище йде відображення цих нижніх частин і дна від дзеркальної поверхні повного внутрішнього відображення. А вже понівечені «стислі» верхні частини тулуба, що майорить у відриві від нижніх, - це те, що ми бачимо в той верхній світ.
Залишається сказати, що таку картину не побачить нирець у звичайній масці або окулярах, прилеглих до очей, коли очі стикаються з повітрям. Тому виготовляти порожнисті повітряні лінзи самі - і під воду! Шкода, що таких вже не продають в магазинах!
Але можна поступити і по-іншому. Щоб самому не лізти під воду, можна в спокійний і прозорий ставок, озеро, басейн або навіть ванну занурити дзеркало і, нахиливши його відповідним чином, спостерігати в ньому відображення надводних предметів. Найлегше здійснити цей експеримент в своїй ванні, добре освітивши її, щоб краще все побачити.
А відомий американський фізик Вуд фотографував під водою, тільки не звичайними «підводними» камерами, а такими, де вода безпосередньо стикається з плівкою (щоб не було ефекту повітряного прошарку). І якщо дно ставка з повітря здається увігнутим, то залізничний міст, що проходить над річкою, сфотографований з-під води камерою Вуда, здасться опуклим. Опуклість ця спрямована в бік підводного фотографа, т. Е. Вниз.