Рефракция: плавательные очки, близорукость и подводное зрение.

Я задумался над этим вопросом из-за личного опыта. Я близорук, и за последние три года моя близорукость ухудшилась. Снова взяв сертификат спасателя, который я сделал уже три года назад, я заметил во время погружения, что у меня почти нет зрения, когда я пытаюсь найти и собрать несколько тренировочных колец, которые я без проблем визуально идентифицировал три года назад. Во всех случаях я не ношу никаких очков во время погружения.

Итак, я пришел к мысли, что близорукость влияет на то, что глаза покрыты водой, а роговица почти не имеет преломления. Этот процесс объясняется в других вопросах здесь , но я утверждаю, что мой набор тесно связанных вопросов отличается не только из-за включения недальновидности.

Затем я попробовал свои обычные очки под водой и не заметил никакого эффекта, ни положительного, ни отрицательного. Теперь я в замешательстве, почему очки не действуют, но близорукость, которую они должны исправлять, имеет ухудшающий эффект. При этом я предполагаю, не будучи в состоянии обосновать это, что очки должны оказывать такое же действие под водой, как и над водой, потому что, поскольку вода касается их с обеих сторон, свет должен иметь различный путь внутри длины ( меньше изгибается при входе и выходе), но что световые лучи, выходящие из очков под водой, должны быть параллельны световым лучам, выходящим из них в воздухе. Но что вместо этого работает механизм, который делает воздушные очки бесполезными под водой?

Во-вторых, я замечаю, что в очках для плавания моя близорукость уменьшается под водой. Это означает, что я лучше вижу под водой в очках для плавания и без контактных или корректирующих очков, чем над водой без очков или линз. Быстрый поиск в Интернете нашел другие вопросы близоруких людей, которые заметили этот эффект, но я не смог определить, как это работает для людей с нормальным или дальнозорким зрением. Как это работает?

Затем я задумался, так как контактные линзы плавают в глазу, но, когда они находятся под водой, они также контактируют с водой, а не с воздухом, для которого они предназначены, имеют ли контактные линзы эффект под водой (игнорируя риск того, что они быстро уплывают) ?

Наконец, каковы были бы размеры пары очков, которые действительно работают под водой (будь то для людей с нормальным или близоруким зрением), когда мы, в свою очередь, игнорируем их характеристики в воздухе? Насколько толстыми и большими они будут?

Почему связанный вопрос/и ответы также не отвечают на ваш вопрос? Твои очки не помогут, потому что их показатель преломления близок к показателю преломления воды. Принятый ответ также касается очков и контактных линз.
Имеет ухудшающий эффект, хммм. Учитывали ли вы изменение расстояния между хрусталиком и задней частью глаза, вызванное давлением воды? Сокращение этого расстояния будет соответствовать ухудшению зрения при близорукости. Один из способов сказать, что глубина 3 фута против глубины 6 футов.
Правда, я недостаточно внимательно прочитал принятый ответ. Это сводит мой вопрос к подвопросам 2 и 4.
@Джон Хит, я попробую. Когда я вчера плавал (я могу плавать только по понедельникам), я специально не проверял это, но при погружении на глубину 2-3 метра у меня было больше проблем с обнаружением колец, чем я думал, основываясь на том, что я был на воде. поверхность раньше, сощурив глаза и глядя на вещи, которые были прямо передо мной так же близко, как кольца позже. На следующей неделе я постараюсь протестировать его более тщательно и воспроизводимо, например, пытаясь прочитать циферблат часов дайвера на расстоянии вытянутой руки на разных глубинах!

Ответы (3)

Очки, корректирующие близорукость, создают мнимое изображение ближе к глазу, чем реальный объект :

анимация рассеивающей линзы

Я также близорук: без очков я могу сфокусироваться только на расстоянии около фута от своего лица. Мои очки воспринимают объекты, находящиеся бесконечно далеко, и рассеивают исходящий от них свет, так что менее чем в футе от моего лица появляются виртуальные образы; вот как я могу фокусироваться на объектах через очки.

Я также заметил, что под водой я могу видеть весь бассейн в очках для плавания. Большинство очков для плавания имеют форму пузыря, поэтому мы можем смоделировать очки для плавания как плосковыпуклую линзу:

формы линз( источник )

Изогнутая поверхность «очки-линза» представляет собой границу раздела вода-воздух; плоская «поверхность» - это граница раздела воздух-воздух, где нет преломления. Теперь, если вы сделаете плосковыпуклую линзу из стекла и используете ее в воздухе, это будет собирающая линза. Это потому, что скорость света в стекле меньше, чем в воздухе, поэтому свет преломляется к толстой части линзы. Однако ваши очки действуют как линза, сделанная из воздуха и погруженная в воду. Поскольку относительные показатели преломления обратные, свет, попадая из воды в «воздушную линзу», отклоняется от толстой части линзы. Таким образом, очки под водой действуют как рассеивающие линзы, что является способом коррекции близорукости.

Интересно, видят ли люди, которым не нужны очки, или люди с дальнозоркостью вещи более размытыми под водой в очках? Возможно такой пловец прокомментирует.

что вы имеете в виду под "интерфейс воздух-воздух"? Вы имеете в виду: «Изогнутая поверхность «очки-линза» — это граница раздела вода-пластик, а плоская «поверхность» — это граница раздела пластик-воздух, где нет никакого преломления»? - Очки представляют собой простой слой прозрачного пластика.
Если пластик очков имеет одинаковую толщину на всем протяжении, очки будут соответствовать второй диаграмме как линза с нулевым мениском, не сходящаяся и не расходящаяся. Вот почему, глядя через очки в воздух, не очень сильно меняется изображение. Преломляющая поверхность находится между водой снаружи очков и воздухом внутри очков. Доказать, что тонкий пластиковый слой не имеет большого значения, просто, но это больше, чем я могу написать сегодня.

Но что вместо этого работает механизм, который делает воздушные очки бесполезными под водой?

Показатель преломления различается между воздухом (~1) и стеклом (~1,3). Эта разница и заставляет работать «воздушные» очки. Проблема в том, что вода также имеет показатель преломления ~1,3. Теперь почти нет разницы в показателе преломления между стеклами и водой, поэтому свет практически не преломляется.

Как это работает? [о том, что зрение лучше в очках под водой, чем в очках над водой]

Я полагаю, что видел те же результаты, о которых вы говорите, когда носил очки. Единственное, о чем я могу думать, так это о том, что сами очки давят на глаза и слегка меняют их форму, временно уменьшая близорукость. Если это действительно происходит, человек с нормальным зрением может просто компенсировать это линзой в глазу. Однако дальнозоркому человеку было бы труднее видеть, потому что он уже вышел за пределы диапазона, который может компенсировать его внутренняя линза.

оказывают ли контактные линзы эффект под водой (не учитывая риск их быстрого уплывания)?

Контактные линзы практически не действуют под водой, потому что материалы, из которых они изготовлены, также имеют показатель преломления около 1,3. Свет не будет сильно искривляться при переходе от воды к глазу.

Наконец, каковы будут размеры очков, которые действительно работают под водой?

Практически невозможно иметь очки, корректирующие какое-либо зрение под водой, потому что показатель преломления очень похож на показатель преломления воды. Они просто не будут сильно искривлять свет. Из-за той же проблемы контактные линзы также не будут работать, потому что они будут действовать как еще один слой воды. Единственный способ ясно видеть - это иметь интерфейс вода/воздушный зазор/глаз, который обеспечивают очки. Причина, по которой это работает, заключается в том, что показатель преломления воздуха сильно отличается от показателя преломления воды.

Наконец, это ужасное изображение, но оно показывает, что под водой наши глаза почти не преломляют свет, что приводит к тому, что мы фактически становимся чрезвычайно дальнозоркими (независимо от того, насколько мы близоруки над водой).введите описание изображения здесь

Я думал о покупке очков, отпускаемых по рецепту, но хотел знать, будут ли они предназначены для воздуха или воды (поскольку я также лучше вижу под водой в очках без очков). Похоже, вы говорите, что очки, отпускаемые по рецепту, не будут работать под водой? Значит, они должны быть «настроены» на воздух.
Я полагаю, что очки @Keith Prescription действительно сработают, поскольку они добавляют воздушный зазор. На самом деле, если я правильно думаю, они будут работать и в воздухе, и в воде. Вы можете думать о свете, как о входящем прямо на внешний край очков, независимо от того, находитесь ли вы в воде или в воздухе. Тогда на интерфейсе очки-воздух (по направлению к вашим глазам) будет рецепт, который изгибает свет. По сути, если вы сделаете свои очки водонепроницаемыми, они будут прекрасно работать в воде или на воздухе, потому что воздушный зазор все еще доступен для легкого изгиба.

От оптометриста по электронной почте:

Это большой вопрос. В течение многих лет я задавался вопросом о чем-то подобном: какой рецепт на очки нужен, чтобы ясно видеть под водой без очков. У меня только что был пациент, который ныряет с аквалангом, спрашивая меня о ношении очков под водой. Оптические принципы, опубликованные здесь другими, верны. Я обратился к профессору оптики из школы оптометрии Нового Юго-восточного университета в Форт-Лодердейле с таким вопросом: У меня есть к вам теоретический вопрос по оптике: существуют ли определенные очки Rx, которые могли бы четко видеть под водой? Я бы предположил, что у пациентов с высокой миопией острота зрения под водой будет выше.

Вот ее ответ: преломляющая сила роговицы обусловлена ​​как ее кривизной, так и разницей показателей преломления между наружным воздухом и внутренней жидкостью внутри глаза. Если глаз находится под водой, больше не будет разницы в показателе преломления с обеих сторон роговицы (водной и водянистой), поэтому роговица не будет иметь никакой преломляющей силы. Нормальная преломляющая сила роговицы составляет около +43 диоптрий, поэтому, если мы исключим это, пациент с нулевой диоптрией станет дальнозорким на +43 диоптрии! Или пациент с близорукостью -43 диоптрии ясно видит под водой. Я видел некоторых пациентов с довольно высокой близорукостью, но не настолько :)

Я только что потратил минуту на то, чтобы освежить в памяти то, как рефракционная ошибка обычно исправляется при подводном плавании с аквалангом/сноркелингом/плаванием. Корректирующая линза выполнена с плоской передней поверхностью для размещения внутри маски. Вся коррекция происходит от задней поверхности корректирующей линзы, которая находится внутри маски в воздухе. Таким образом, маска будет обеспечивать одинаковую коррекцию как вне воды, так и внутри воды.

Суть в том, что если показатель преломления одинаков (вода, роговица и водная жидкость внутри глаза... глаз не имеет фокусирующей способности). Что происходит с очками над водой, так это то, что свет, попадающий в линзу, замедляется, потому что показатель преломления линзы выше, чем у воздуха. Кривизна или диоптрийная сила линзы изменяет способ фокусировки света. Теоретически, если бы у вас был достаточно изогнутый материал линзы с высоким индексом, можно было бы ясно видеть под водой. Показатель преломления воздуха FYI составляет около 1,0, воды — 1,33, роговицы — около 1,4, материал линз стандартных очков — 1,5, а линзы с высоким коэффициентом преломления (часто используемые для высоких очков Rxs — около 1,74). И последнее замечание: два основных фактора, определяющих аномалии рефракции, — это кривизна роговицы и длина глаза. Так что если бы у кого-то был очень длинный глаз, он бы лучше видел под водой. Крутой эксперимент состоял бы в том, чтобы взять под водой офтальмологическую карту с несколькими пациентами разной осевой длины. Это должно показать этот принцип - кривизна роговицы не должна иметь большого значения.

Рефракция: плавательные очки, близорукость и подводное зрение.
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v