Почему человек плохо видит под водой?
 Свет, который отражается от предметов, попадает на светочувствительную сетчатку нашего глаза. Но чтобы создать на сетчатке четкий образ, лучи должны сфокусироваться в небольшое пятно. Согласно закону преломления света, на границе сред различной оптической плотности луч меняет свое направление. Первое преломление происходит на внешней оболочке глаза − на роговице.

 Оптическая плотность роговицы около 40 дптр. Падающие лучи сошлись бы примерно в 2,5 см позади роговицы. Но свет проходит еще через хрусталик, который может менять фокусное расстояние в пределах 3 дптр. Благодаря этому свойству лучи фокусируются точно на сетчатке. Все описанное выше возможно лишь потому, что показатели преломления воздуха n_в = 1,00029, раговицы n_p = 1,38 и хрусталика n_x = 1,43 заметно различаются.
 Сделаем оценку для случая прохождения света через границу воздух-роговица
sinα/sinβ = n_p/n_в,
откуда
sinβ = (n_в/n_p)sinα.
При падении луча под углом α = 30° на роговицу
β = arcsin{(n_в/n_p)sinα} = arcsin{(1,00029/1,38)sin30°} = 21,2°
 При прохождении света границы вода-роговица
sinα/sinγ = n_p/n_вд,
откуда
sinγ = (n_вд/n_p)sinα.
При падении луча под углом α = 30°
β = arcsin{(n_вд/n_p)sinα} = arcsin{(1,34/1,38)sin30°} = 29°

 Как видно из оценки, когда глаз соприкасается с водой, показатель преломления которой n_вд = 1,34, лучи преломляясь идут под большими углами к перпендикуляру и не собираются на сетчатке. Чтобы четко видеть под водой, мы должны поместить между глазом и водой воздушную прослойку, например, надеть маску.

 Смотрите еще

• Качественные задачи и вопросы по физике.
• Физические явления, интересные физические вопросы, о физике интересно.