Wie weit kann diffuses Unterwasserlicht reisen und noch vom menschlichen Auge wahrgenommen werden?

Beispiel: Wenn ein Taucher horizontal an einem anderen Taucher vorbei in den negativen Raum schaut, wie weit entfernt ist die entfernteste Emission von "blauen" Lichtwellen? Betrachten Sie den fraglichen Sichtwinkel als den, der die maximal wahrgenommene Entfernung bietet, von der ich spekuliere, dass sie horizontal oder entlang des Marianengrabens ist, um die Erdkrümmung oder etwas anderes jenseits meiner Annahme aufzuheben.

Bitte ignorieren Sie die örtlichen Sichtverhältnisse auf dem Wasser, da in der Entfernung ein Objekt aufgrund von Schwebstoffen erkannt werden kann. Ich bin neugierig auf die tatsächliche „blaue“ Region, die Sie auf einem Unterwasserfoto sehen. Ich nehme an, das ist Streulicht von entfernten Wassermolekülen.

Ich nehme an, dass im Gegensatz zum Schwarz des Weltraums zwischen Sternenlichtemission das „Blau“ des Wassers nicht das Fehlen von emittiertem Licht von einer Quelle ist, sondern eine nicht punktuelle Streuung von Licht.

Ich kenne die Antwort auf diese Frage nur aus der tatsächlichen Taucherfahrung, aber jede "Rötung" wird vom kürzerwelligen Ende des Spektrums unterhalb von etwa 7 m Tiefe völlig überschwemmt. Ihre Frage hätte keine genau definierte Antwort, da es immer etwas Rot geben wird - nur viele Größenordnungen unter Blau. Der Mechanismus, den ich annehme, ist derselbe wie der, der den Himmel blau macht - Rayleigh-Streuung, deren Dämpfungskoeffizient ∝ 1 / λ 4 . Ich weiß jedoch nicht, wie ich diese Berechnung durchführen soll, weil ich die richtigen stochastischen Modelle der Inhomogenität nicht kenne - weder für Luft noch für Wasser.

Antworten (1)

Schauen Sie sich diese Zusammenstellung der optischen Eigenschaften von Wasser an. Wenn ich zum Beispiel diese kürzliche Messung des Absorptionskoeffizienten nehme , ist der minimale Absorptionskoeffizient 0,0000442 /cm bei 417.5 nm (das ist blaues Licht).

Die nächste Frage ist, wo Ihrer Meinung nach die Grenze für das Sehen liegt. Der Wikipedia-Artikel über Tageslicht gibt das Verhältnis zwischen normalem Tageslicht und einem bedeckten Himmel bei Nacht als ungefähr an 10 9 ( 100 , 000 Lux tagsüber und 0,0001 Lux in der Nacht). In einem absorbierenden Medium mit Absorptionskoeffizient A die Lichtintensität in der Ferne X wird gegeben von:

ICH ICH 0 = e − A X

So:

X = − 1 A ln ⁡ ICH ICH 0

und einziehen A = 0,0000442 /cm und ICH / ICH 0 = 10 − 9 wir bekommen X ≈ 470 , 000 cm bzw 4.7 km.

Dies wird den meisten von uns lächerlich hoch erscheinen, da wir erfahrungsgemäß kaum von einem Ende eines Schwimmbeckens zum anderen sehen können. Erstens gelten diese Messungen für reines Wasser, und in der Praxis enthalten Meere (oder sogar Schwimmbäder) Partikelmaterial, das die Streuung dominiert. Die andere Überlegung ist, dass in großen Gewässern Strömungen Brechungsindexgradienten verursachen und diese Licht streuen. Sie reduzieren nicht die Gesamtlichtintensität, aber sie verwischen die Sicht.

Wie weit kann diffuses Unterwasserlicht reisen und noch vom menschlichen Auge wahrgenommen werden?
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