近視眼在水下看東西會更清晰?什麼物理原理?

2020-12-22 物理畢業班

很少有中學生朋友會注意到這樣的物理現象,當我們在清澈的水下睜開眼睛時,會發現所看到的水面之上的物體都變得清晰了,這是為什麼呢?能不能用中學物理知識來解答一下呢?

要清楚的解答此原因之前,我們有必要先來了解一下人是如何看到各種物理的。

當光線進入人眼之後,會先經過晶狀體發生折射之後到達視網膜,而視網膜上的感光細胞能夠感受光信號,然後通過視神經傳遞到大腦,這樣我們就看到了物體的虛像。

通過初中物理凸透鏡的應用「眼睛與眼鏡」這節課,我們可以知道,晶狀體對光的偏折能力對我們能否看清物體起到至關重要的作用,之所以會產生近視眼,就是因為眼部肌肉調節晶狀體形狀的能力變弱了,從而導致經過晶狀體折射的光線過早地會聚,落在視網膜上的像就會變得模糊不清,此時人眼看到的像自然也是模糊不清的。而近視鏡的作用就是讓光在進入人的眼睛之前先發散,當發散之後的光再經過晶狀體後就可以在視網膜上形成清晰的虛像了。

由此可知,當我們在水下看水面之上的東西時,由於水的折射率大於空氣,當光從水中進入眼睛時會產生比在空氣中更小的偏折角。這其實相當於對光進行了一次發散,從而使我們看得更清楚。

既然近視眼在水下看東西更清晰,那麼遠視眼呢?

很顯然,效果會相反!因為遠視眼是凸透鏡,其對光線的作用是會聚,而不是發散。

大家可以自行分析其中的物理原因。

最後,請中學生朋友們思考一下:「為什麼大多數魚是近視眼?」

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