Карта сайта | Реклама на сайте | Контакты

Основные разделы

Советы и факты  // Факты

Зрение под водой: что и как мы можем увидеть

Опубликована: 09.10.2014
Может, когда - то давным - давно мы были обитателями водных сред, вышли из воды. Спорить нет смысла. Главное, что теперь человек существует на суше, вокруг не жидкость, а воздух, и наше зрение приспособлено к работе в воздушных условиях, а не в жидкостных. Но интерес к воде, со всеми ее особенностями и необычностями, остается. Ведь мы сталкиваемся с данной субстанцией постоянно, она играет в нашей жизни неоценимую роль.

Эта статья поможет интересующимся разобраться со зрением под водой. Всем понятно еще с детства, что оно какое - то не такое. Но почему? Некоторые знают ответ наверняка, другие даже не задумываются об этом, третьи интуитивно догадываются, но не могут описать словами.
 
Здесь вы найдете ответы на вопросы, которые вас интересуют, поймете, почему вода искажает изображение предметов, почему в жидкости мы видим какую - то странную картинку.

Зрение под водой и преломление

Также вы узнаете, как видят рыбы и все ли рыбы видят одинаково, в чем главное отличие строения органов зрения рыб и человека.
 
Кроме того, вас ждут пространные рассуждения автора на тему того, как бы эволюционировали наши глаза, погрузись мы жить под водные глади.

Почему под водой мы видим все не так, как на воздухе?

Начнем с ответа на этот основополагающий вопрос. Казалось бы, вода – прозрачная субстанция, как и воздух. И она не должна препятствовать получению хорошей картинки. На самом деле, как знает большинство из нас, она мешает, делает изображение непривычным, нечетким, не таким, как хотелось бы. Почему? Давайте постараемся быстро и просто разобраться.

Вспомним сначала, что собой представляет преломление. Это когда волны света, попадая из одной среды в другую (в нашем случае из воздуха в воду) меняют свое направление. Именно из - за преломления картинка под водой существенно отличается от картинки на суше.

Дело в том, что коэффициент преломления воды (отношение скорости света в вакууме к скорости света в данной среде) равен 1,34, у стекловидного тела, роговой оболочки (элементы органов зрения человека) показатель такой же – 1,34, а у хрусталика, биологической линзы в нашем глазу, - 1,43.
 
Как видите, разницы между показателями либо нет, либо она минимальна. Если бы они были полностью одинаковыми, то, наверное, мы вообще ничего не смогли бы рассмотреть под водой.

Коэффициенты преломления

Но минимальные различия все же есть. Именно они влияют на то, что изображение фокусируется не на сетчатке, как это происходит у людей с хорошим зрением в привычных для человека условиях, а за сетчаткой, как у дальнозорких.
 
На самой сетчатке картинка получается мутная, нечеткая. Вода будто представляет собой рассеивающую двояковыпуклую линзу.

Интересно, что лица с близорукостью, это когда изображение формируется не на сетчатке, а перед ней, видят в водной среде несколько лучше лиц с хорошим зрением. В данном случае получается, что влага со своими преломляющими способностями, как бы корректирует миопию, позволяет изображению фокусироваться не перед, а на самой сетчатке.

А как дело обстоит у рыб?

Вот рыбы, они проводят под водой всю жизнь. Влага для них – привычная среда, где они охотятся, размножаются, проводят свободное время, если оно у них есть. С уверенностью можно сказать, что в жидкости они видят то, что им нужно. Наверняка природа позаботилась об этом. Но почему? Что в их глазах такого?

Отвечаем. Дело в том, что у рыб хрусталик обладает очень выпуклой формой, напоминает шар. Показатель его преломления самый большой, если сравнивать с хрусталиками человека и всех известных животных.

Получается, увеличивается разница между показателями преломления влаги и хрусталика (у хрусталика больше), в результате чего изображение у рыб фокусируется на сетчатке, они получают достаточно четкую, качественную картинку.

Как устроены глаза рыб

Следует подчеркнуть, что у разных рыб зрительные способности различаются. К примеру, самыми зоркими являются дневные хищники. Это жерех, щука, форель. Они способны обнаруживать пищу главным образом благодаря глазам. Достаточно хорошо видят рыбы, употребляющие в пищу планктон и донные организмы.

А вот, к примеру, такие пресноводные обитатели, как налим, судак, сом, лещ чаще всего выходят на охоту в ночное время суток. Природа наделила их особым строением органов зрения, которое позволяет им искать своих жертв в сумерках.
 
В глазах ночных охотников имеется так называемый тапетум. Это специальный слой из кристаллов гуанина, задача которого – сконцентрировать свет, который прошел сквозь сетчатку, и отправить его обратно в сетчатку.
 
Получается один и тот же пучок света используется дважды.

Тапетум имеется не только о рыб, охотящихся в темноте. Данный элемент органа зрения присутствует у наземных ночных хищников.

И это еще не все. Рыбы могут видеть в воде предметы на дальних расстояниях. Происходит это благодаря особой мышце (серповидный отросток), которая способна оттягивать хрусталик.
 
Но вообще рыбы близорукие. Чаще всего они способны хорошо видеть картинку на расстоянии 1 – 1,5 метров.
 
Рыбы близоруки

Самое острое зрение у подводных хищников. Если вода прозрачная и спокойная, они видят предметы на расстоянии 10 - 12 метров.

Уверены, вам будет интересно узнать о том, что некоторые рыбы способны освещать пространство вокруг них сами. Все дело в световой энергии, которая у них вырабатывается. Благодаря этому мы можем наблюдать удивительное явление – в темноте подводных глубин плавают светящиеся существа.

Следует отметить, что рыбы, как и животные, очень и очень разные. У каждого вида свои условия жизни, свой корм, свои интересы и среда обитания. Соответственно, рыбы обладают и некоторыми различиями в строении органов зрения, что позволяет им жить именно в таких условиях.
 
В целом роль зрения как источника получения информации у водных обитателей очень значима. Это не только поиск и захват пищи, но и ориентация в пространстве, и сохранение стаи, и размножение…

Факторы, влияющие на качество человеческого зрения под водой

С преломлением все понятно. Это главная причина, по которой мы плоховато видим, находясь под водой. Но она не единственная. Даже если предположить, что коэффициент преломления у влаги другой, все равно мы не получили бы такой же картинки, как на воздухе.

Человеческое зрение под водой

Почему? Давайте подумаем вместе.

Первое. Вода не является естественной средой обитания органов зрения человека.

Вспомните, к примеру, как вы ныряете в речке и открываете глаза. Вам не очень комфортно, ведь правда?
 
Конечно, ко всему можно привыкнуть. Но то, что любители с открытыми глазами плавать под водой, выныривают чаще всего с покрасневшими глазами, это факт. Человеческим очам не хватает какого - то защитного механизма, который бы уберег зеркала души от дискомфорта.

Второе. Состав воды.
 
Даже идеальная живительная влага не подошла бы в качестве комфортной среды для наших органов зрения. А ведь ничего идеального нет!

Мы сталкиваемся, к примеру, с речной водой. Она, во - первых, не очень - то прозрачная. И это мягко говоря. Во - вторых, в ней полно примесей, которые могут раздражать слизистую глаз дополнительно. Результат – еще более нечеткая, размытая картинка.

Состав воды

Или вот морская живительная влага. Некоторые утверждают, что она несколько комфортнее для человеческих очей в сравнении с пресной жидкостью, потому что в ней содержится определенное количество солей, и концентрация их схожа с концентрацией солей в наших организмах. Это отчасти, правда.

Дело в том, что в различных водоемах концентрация различная. Вот, к примеру, больше всего солей в Красном и Мертвом морях. А меньше всего о внутренних морях, таких, как Балтийское и Черное.

Получается, чем ближе уровень концентрации солей в воде к такому же показателю у человека, тем комфортнее мы будем себя чувствовать, открывая глаза под водой. Выигрывают тут Черное и Балтийское моря. В них можно спокойно купаться и нырять, не боясь раздражений слизистых оболочек.

Совсем по - другому дела обстоят в более соленых водоемах. Там человек рискует заполучить достаточно серьезное раздражение слизистых оболочек. Даже кожа, если она слишком нежная, способна пострадать от воздействия солей.

В любом случае, следует относиться к плаванию с открытыми очами в морских условиях с осторожностью. Привыкать рекомендуется постепенно.

Кстати, есть и безопасные на вид водоемы, плавание в которых с открытыми незащищенными глазами не желательно. Это лечебные минеральные бассейны с повышенным содержанием сероводорода. Данный компонент раздражает слизистые, о чем говорит достаточно сильная резь.

Морская вода раздражает глаза

Но мы ушли очень далеко, к рекам и прочим водоемам. Между тем, погрузиться в живительную влагу и открыть в ней глаза можно прямо дома, в ванной. Так и делает большинство детей во время положенного купания, в чем мы не сомневаемся.
 
Здесь уже совсем другие примеси способны негативно воздействовать на органы зрения, и главная из них – это хлор. Именно данное вещество, которое является, по сути, ядом, негативно воздействует на слизистую, вызывает достаточно серьезные покраснения, раздражения. Понятно, что в таком состоянии глазки вряд ли смогут получить хорошую картинку, находясь под водой.

Как же все - таки улучшить зрение под водой?

Итак, мы уже обсудили, почему под водой картинка у нас получается нечеткая, а также что может сделать ее еще хуже. Теперь нужно остановиться на следующем: как же все - таки улучшить качество получаемого изображения? Как, погрузившись, увидеть максимум всего?

Ответ на этот вопрос достаточно простой. Нужна какая - то прозрачная перегородка между глазами и жидкостью. И такой перегородкой становятся подводные очки и подводные маски. В них люди активно плавают, ориентируются в пространстве, видят достаточно далеко и качественно. Теперь осталось только узнать, почему так происходит.

Подводные очки и подводные маски

Помните, мы писали о том, что у воды не такой коэффициент преломления, как у воздуха. И поэтому картинка при погружении у нас плохая. Все меняется, когда между водой и глазом появляется прослойка воздуха, т.е. привычной среды. Подводные маски и очки именно это и обеспечивают, что позволяет сделать подводный мир для человека четким и привлекательным.

Конечно, дополнительные приспособления не решат проблему мутности живительной влаги, которая способна существенно ограничить обзор. Понятно, что нырять с маской в реке и в море – две разные вещи. Но все же…

Чудеса преломления

В статье о зрении под водой мы не можем не упомянуть о чудесах преломления, о том, как меняются предметы, которые находятся в воде.

Оказывается, большинство детей в определенный период жизни озадачиваются вопросом (примерно): почему размеры одного и того же шарика на суше и в емкости с водой различаются? Аналогичны вопросы о том, почему тело, погруженное в набранную ванну, становится большим. Или почему карандаш, опущенный не полностью в стакан с водой, кажется поломанным.

Все это и есть чудеса преломления, которые и не чудеса вовсе, а так, результат физических законов. Вот, к примеру, увеличение предметов.
 
Эфект преломления

Да, действительно, так и есть. Если взять, к примеру, детский кубик и, предварительно его измерив линейкой, опустить в стеклянную вазу с тонкими стенками, будем наблюдать следующее. При измерении сторона кубика станет больше примерно на 33 % (плюс свою небольшую увеличительную роль сыграют стенки сосуда).

Понятно, дело не в том, что кубик напитался влагой и набух. Во всем виновато преломление света. Из - за него странными выглядят наши ноги, когда мы лежим в ванной. Из - за него предметы под водой кажутся ближе, чем они есть на самом деле, примерно на 25%.

В целом влага, как мы уже писали, является своеобразной линзой, поэтому и изображение получается примерно как после двояковыпуклой линзы.

А что, если…

Многих интересует, как бы изменились органы зрения человека, как бы они эволюционировали, если бы он вынужден был жить в водных глубинах. Давайте попробуем подумать над ответом на данный вопрос вместе.
 
Во - первых, важен образ жизни, который бы вел человек.

Если бы он плавал ближе к поверхности, дело одно, а на глубине, где гораздо меньше света – другое. Поэтому, вероятно, в строении органа зрения появился бы тапетум, т.е. слой кристаллов, собирающих свет.

Во - вторых, глаз человека сейчас достаточно чувствителен в воде, жидкость способна вызвать его раздражение, покраснение.
 
Поэтому, если менять среду обитания на водную, нужно обзаводиться специальными защитными пленочками, которые бы ограничивали воздействие влаги на элементы органов зрения.

Жизнь под водой

В - третьих, вопрос преломления света.
 
Пускай жидкость – не та среда, где в принципе можно видеть так же хорошо, как на суше. Но некоторые же рыбы видят на 10 - 12 метров. И все, в том числе, благодаря хрусталику выпуклой формы. Не мешало бы и человеку такой же, чтобы картинка фокусировалась не за сетчаткой, а на ней, и была чекой и качественной.

В - четвертых, охват территории.
 
Его тоже не мешало бы увеличить. Да, у человека активно двигается голова, но будет ли этого достаточно в подводном мире? Не факт. Поэтому, вполне вероятно, органы зрения несколько увеличатся и несколько выедут из орбит, будут более активно вращаться и смогут улавливать большее количество информации. Также возможно, изменится и место расположения очей – они несколько разъедутся в стороны.

Пока живительная влага для человека – это лишь временная среда, в которой он себя чувствует относительно комфортно. Нужны долгие и долгие годы эволюции, чтобы мы, наши органы зрения, были способны жить в воде также комфортно, как и на суше.

Оставьте Ваш комментарий:

Дата:21.09.2017
Имя:
Текст: * символов из максимум 1500:
Введите сумму чисел: *  Нажмите, чтобы сменить картинку
  Поля с отметкой * необходимо обязательно заполнить!
 

Новости

ОПТИМЕД открывает новый центр восстановления зренияОПТИМЕД открывает новый центр восстановления зрения
Корреспонденты задали несколько вопросов директору ОПТИМЕД Поляченкову Сергею о лазерной коррекции, и как на нее влияет род деятельности человека. Сегодня, в период, когда все больше центров применяют нечестные маркетинговые ходы, и пытаются внушить пациентам существование специального вида лазерной коррекции, например, для спортсменов, эти вопросы были как никогда актуальны! Сергей Поляченков развеял все мифы и рассказал всю правду о том, что профессия или хобби никак не влияют на показания к лазерной коррекции зрения.  

Акция! Комплексная диагностика зрения в МЦ "Оптимед" за полцены.Акция! Комплексная диагностика зрения в МЦ "Оптимед" за полцены.
МЦ "ОПТИМЕД" заботится не только о здоровье малышей, но и о здоровье взрослых. Поэтому во время того, как ребенок проходит диагностику зрения, один из сопровождающих его взрослых может пройти обследование со скидкой 50%!  

Все новости

Партнеры

Цены

Реклама

Производители, бренды

Советы и факты

Лазерная коррекция зрения. Жизнь после операции.Лазерная коррекция зрения. Жизнь после операции.
Многие люди с плохим зрением задумываются о лазерной коррекции, но все же не решаются на этот шаг, боясь чего-то. Что меняется в жизни человека после лазерной коррекции зрения? А вот что: мир открывается во всех деталях и многообразии. Жизнь со 100% зрением намного комфортнее и безопаснее. 

Носите защитные очкиНосите защитные очки
Во время работы в защитные очки американца вонзился 10 - сантиметровый осколок. Не трудно представить себе, чтобы было, если бы этот человек не надел очки. Соблюдайте технику безопасности, используйте специальные аксессуары. Это правило может не только сберечь ваше здоровье, но и жизнь. 

Все статьи
Copyright © 2004-2017. GLAZA.by
Design & CMS by Web-EXPRESS