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中学生物理小常识:人的眼睛在水底下

发布时间:2016-05-26 来源:新东方在线 发布人:tusya

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设想你能在水里潜伏无论多久,同时还能睁开眼睛。请问这时候你在那里能看见东西吗?

看来好像只要水是透明的,在水里看东西就应该和在空气里一样清楚。可是,我们可以回想一下上面所说的隐身人,他所以看不见东西,是因为他眼睛的折射率和空气的折射率相同。我们在水里的时候,所有的条件同威尔斯的隐身人在空气里的条件是接近的。看一下数字就更清楚了。水的折射率是1.34,而人眼里各种透明物质的折射率是:

角膜和玻璃体……………………………………………134

晶状体……………………………………………………143

水状液……………………………………………………134

可以看出,晶状体的折射率只比水大1/10,而我们眼睛的其他部分的折射率都和水相等。所以在水里,光线在人的眼睛里所形成的焦点是在视网膜的后面很远,因而在视网膜上所显现的物像就一定很模糊,使人很难看清要看的东西。只有非常近视的人才能在水底下比较正常地看到东西。

如果你希望想象一下在水底下看到的东西是什么样子的,那你可以戴上一副度数很大的近视眼镜(双凹透镜)。这时候,被折射到眼睛里来的光线,在视网膜的后面很远的地方形成焦点,结果你看周围就会出现一片模糊。那末,人能不能靠折光很强的眼镜的帮助,在水底下看到东西呢?

眼镜上所用的普通玻璃,在这里不大适用:普通玻璃的折射率是l.5,也就是只比水的折射率(l.34)大一些,这样的眼镜在水里的折射光线的能力非常弱。一定要使用折光能力极强的特种玻璃(折射率差不多等于2的所谓铅玻璃)。戴着这样的眼镜,我们就能大致清楚地在水里看到东西(关于潜水用的特制眼镜,请看下节)。


中学生物理小常识:人的眼睛在水底下


现在可以明白,鱼的晶状体为什么会特别的凸出了。鱼有球形的晶状体(图255),它的折射率在我们所知道的一切动物的眼睛当中是最大的。不然的话,这些生活在折光能力很强的透明环境里的鱼类,就差不多等于没有眼睛。


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