چرایی عینک زدن در زیرآب

برای این‌که بتوان به این سوال پاسخ داد، ابتدا باید چگونگی تمرکز چشم‌ها را در شرایطی که بیرون از آب و در خشکی هستیم، مورد بررسی قرار دهیم. توانایی چشم انسان برای تمرکز روی یک جسم بخصوص و دیدن آن تا حد زیادی به میزان شکست یا انحراف امواج نور هنگام عبور از اجسامی با چگالی‌های مختلف بستگی دارد. بهترین راه برای آزمایش شکست نور این است که قاشقی را در یک لیوان آب قرار دهید؛ به نظر می‌رسد قاشق در سطح آب دارای خمیدگی است. اما حقیقت این است که امواج نور هنگام عبور از هوا و ورود به آب ـ که در مقایسه با هوا چگالی بیشتری دارد ـ شکسته شده و دچار خمیدگی می‌شود. عدسی چشم نیز عملکرد مشابهی دارد؛ با این تفاوت که بر خلاف سطح آب ـ که مسطح است و امواج هنگام عبور از آن به یک اندازه شکسته و منحرف می‌شود ـ سطح عدسی چشم، خمیده و منحنی است و به همین علت امواج نور هنگام عبور از عدسی چشم در زوایای مختلفی شکسته شده، در نهایت در یک نقطه متمرکز می‌شود.

قسمت جلوی چشم متشکل از 2 عدسی است؛ قرنیه که در قسمت بیرونی قرار دارد و عدسی دیگری که در قسمت داخلی چشم قرار می‌گیرد. چشم به کمک این دو عدسی، تصویری از جسمی را که می‌بینید روی شبکیه ـ که در قسمت پشت چشم قرار گرفته است ـ ایجاد می‌کند. بیشترین میزان شکست نور در هنگام عبور امواج نور از هوا به داخل قرنیه رخ می‌دهد، زیرا چگالی قرنیه در مقایسه با هوا بسیار بیشتر است. اما چگالی آب و قرنیه تقریبا برابر است، بنابراین وقتی زیر آب چشم‌هایمان را باز می‌کنیم میزان شکست نور در مقایسه با زمانی که در خشکی نور از قرنیه عبور می‌کند، به نسبت کمتر است.

توجه به این‌که زیر آب، میزان انحنای امواج نوری که از آب وارد چشم می‌شود بسیار کمتر است، عدسی‌هایی که در داخل چشم‌ها هستند، نمی‌توانند این امواج را بخوبی در نقطه کانونی چشم متمرکز سازند.

اگرچه عدسی داخلی چشم می‌تواند تا حدودی موجب شکست امواج نور شود اما عدم‌شکست کافی امواج هنگام عبور از قرنیه را جبران نمی‌کند، به همین دلیل امواجی که در نهایت به شبکیه می‌رسد، تمرکز لازم را ندارد و هر آنچه در اطرافمان است، تیره و تار به نظر می‌رسد.

اما وقتی زیر آب عینک به چشم می‌زنید، در مقابل قرنیه حجمی از مولکول‌های هوا ایجاد می‌شود که می‌تواند مرز لازم برای شکست نور را که در وضوح دید ما انسان‌ها نقش بسیار مهمی دارد ایجاد کند؛ به همین دلیل با زدن عینک می‌توانیم حتی زیر آب نیز همه چیز را به وضوح ببینیم.

مترجم: زهرا هداوند

منبع: lifeinfo