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人类生活在覆盖着大气层的地球表面，而潜水员则工作于水下高压环境。水下环境对人类来说是陌生 的，充满危险和挑战的场所，潜水员要想地工作，就必须了解水下环境的特点并拳握诚轻环境影响所 必需的技术， 物质和能量的性质和相互关系，构成了研究潜水物理的基础。潜水物理主要研究气体和水的物理性质， 热、光及声在水下传播的性质等。 — 、物质 科学家己发现了构成物质世界的 112 种单一的物质或元素。元素是表现一定物理和化学特性的物质的 简单形式，而且用化学方法不能分解成更基本的其它形式。所有的元素都具有与其它任何元索不同的特 性。 元素由原子组成。原子是具有元素特性的物质的小微粒。各种元素的结合形成了人类目前己知的四 百多万种物质。原子互相结合构成分子，其特性通常不同于组成分子的任何原子。例如：两个氧原子和- 个碳原子结合形成二氧化碳，而一个氧原子和一个碳原子结合则形成一氧化碳， 二氧化碳和一氧化碳是两 种具有不同性质的物质。某些原子很活泼，并很容易与接近的几乎所有物质结合。但是另一些原子则是惰 性的，不能和其它物质自然结合。例如氢气是一种潜水中常用的情性气体，其情性使得自己的原子间都不 能结合，故它的分子只有一个叙原子。 通过原子结合而形成的任何元素或物质，都以固体、液体和气体这三种自然形式（物态）之一存在。 具有一定的形状、重量和体积的物体叫固体。具有一定的体积和重量，但没有固定形状的物体叫液体。具 有一定的重量并占据空间，但没有固定的体积和形状的物体叫气体，气体和液体同属于流体。 一种物质呈何种物态，取决于温度和压力。物质是由分子组成，而分子是时刻在运动之中的。固态物 质其分子严格按基本的固定形式排列。此时其分子运动是围绕平衡位置的稳恒振动。当温度升高时，分子 运动加快，分子互相摆脱并做不规则运动。这样固体就溶化成液体。当温度进一步升高，分子运动速度格 更快，这时部分分子自发地离开液体表面变成气体，如果温度到达物质的沸点，液体就很快转变成气体。 降低温度会使上述变化逆转。当气体分子冷却时，其运动速度减慢，动能减小，气体逐渐凝结成液体。温 度进一步降低到液体的冰点时，将再次交成固体。 二、能量 功和能的概念是密切相关的。它们构成了物理世界的第二要素。对某物体施加一个力，这个物体在力 的方向上移动了一段距离，我们把力和位移的乘积叫做这个力对物体所做的功。单位时间所做的功则叫功 率。 能量是指做功的能力。能量守恒定律指出：自然界的能量既不能创造，也不能消灭，只能从一种形式 转换成另一种形式。能量有六种基本形式，即：机械能、热能、辐射能、化学能、电能和核能。 潜水物理学中，将着重研究光（属辐射能）、声 （属机械能）和热能在水下的传播特性。 三、计量单位 物理学在很大程度上依赖于物质或能量的一种状态与另一种状态的比较标准。在潜水界，以往经常供 用公制单位和英制单位。我国颁布法定计量单位以后，英制单位和公制中的许多单位己被剔除在法定计量 单位以外。我国的法定计量单位是以国际单位为基础，适当保留个别常用的非国际单位所组成的计量单位 体系。 今后，凡是遇到计量单位的问题时，我们都应使用 法定计量单位。 为了便于学习，我们需要了解潜水中常用到的一些法定和非法定计量单位的换算关系

水下全反射在技术上运用很广，例如利用全反射现象可测物贝的 利用光导纤维传递光讯息等。 光的色散及物体的颜色 （一）棱镜与光的色散 由许多折射平面组成的透明楼柱体，叫做楼镜。垂直于楼的我面为主截面，主诚面为三角形的楼镜叫 做三楼镜。 让一束平行的白光穿过次缝 § 射在三楼镜 卩 上，可以吞到，白光通过校镜后不但改变了方向，而且在 光屏E上形成一条彩色的光带，光带的颜色依次足红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，这种现象叫做光的色妝， 见图 2-8。色散后的光依一定顺序排列成的光带，叫做光谱。能够看得到的光，叫做可见光，由可见光排 列而成的光谱叫做可见光谐。光的色妝现象证明白光足由各种颜色的光复合而成的。不能发生做射的光， 叫做单色光。图2-7 三校饺 图2-8 光的色散 为什么白光通过三楼镜会发生 色收现你？ 原米光属于 电碰波，光的颜色是由它的领率洪定的。各种颜 色的光具有不同的领半和波长，见表 2-7。不同波长的光具有不同的折财常。各种颜色的光近过校镜时。 折射率随波长的诚小而增加。当一束白光射入三校镜时，由于折射率不同，不同颜色的光具有不间的信射 角，其中紫光 ，其次是蓝、青、練、費、橙，小的是红色光。 通过对光谱的研究人们还发现，除可见光外，还存在着红外线、紫外线等人眼吞不见的射线 单色光的须率和这长 淡2-7 光谱区级 额率(10MHz) 在真空中的放长() 3. 0~4.8 7 700 ~ 6 220 4.8~5.0 6 220 ~ 5 970 5.0-5.2 S 970~5 770 5.2-6.1 S 770~4 920 滋-青光 6.1-6.7 4 920~4 550 农光 6.7~7.7 4 550-3 900 （二）物体的颜色 实验证明，菜种颜色的透明物体通过的主婴是同种颜色的色光，透明体的颜色是由它透过的色光决定 的。如果透明体几乎让各种色光都透过，它就是无色的。 例如空气、纯净的水等。 菜种颜色的不透明物体所反射的主要是同种颜色的色光，而其它的色光几乎都被吸收了，不透明物体 的颜色是由它反射的色光决定的。如果不透明体几乎將各种色光都反财，它就足白色的。如果几乎把各种 色光都吸收，它就是黑色的。把两种不同颜色的颜料混合在一起，可以得到另外一种颜色，这是因为每一种颜色的颜料，除了反射 跟它相同的色光外，还反射一些别种色光，不过较弱而己。例如，黄颜料除了 反射黄光，还反射橙光和绿 光。如果黄、蓝两种颜料混合在一起，能反射的就只有绿光了，混合颜色就成绿颜料了。所以颜料的颜色 是由组成它的颜料共同反射的色光决定的。

水底行动 潜水员在水底行动前，应理清信号绳、潜水软管、导索及其它绳素，然后根据水流方向或水下物件来 判断自己该如何到达目的地。潜水员水下行动一般 应向前顶流或侧流行进(图 3-17），如确需顺流而动， 应根据水流情况选择慢流时潜水，并应抓住水下 物件或导向绳（行动绳）慢慢行动。 水底行动中发现与作业无关的障碍物、深坑 (洞）时应绕行，或从障碍物上层通过，行动中要 防止信号绳、供气软管纠缠或兜搭，并随时子以清 理。对妨碍或危 及潜水作业的障碍物，应先行 拆除、移位或系固稳定。 潜水员如工作需要须进洞 进坑时，必须倒退行动，先脚后身，并通知水面辅 助人员抓紧信号绳及供气软管，以防跌入低凹处发 生“倒立”。如要从高处到低处，必须先告诉水面辅 助人员将信号绳、供气软管拉紧配合好，然后潜水 员学握好技术从高处降落低处，这对有经验的 图3-17 潜水员在水底顶流行进 潜水员来说是可行的。如果潜水员对从高处降落到 低处深度和技术都感到把握不大，可以叫辅助人员通过信号绳传递一根若千米长的绳素，将此绳素 端系扣在高处某部位，另一端松向低处，潜水员则抓住此绳索逐步下潜到目的地。探明情况后即再返回系 扣信号绳处，解开系扣点，请辅助人员将多余信号绳收紧，然后根据探明的情况再作处理。 潜水员在潜水作业过程中，由于种种原因发生信号绳、供气软管纠缠、兜搭或穿档等情况，不必惊慌 失措， 一般都可以自行解脱，如确有困难，请求水面派员援助。 潜水员在水下发现空气有异味时，或感到身体不适，应与水面人员取得联系，必要时应立即上升出水。 水下不明生物，不要去碰动，以策。 潜水员在水下调节腰节闵时，应徐徐启闭，切勿急躁从事，以免弄错启闭，造成自我紧张或失控。潜 水员应熟练学握和控制供气量，注意放漂。 潜水员在水下作业时，任何时候头部必须高于脚部，以免发生头朝下、脚朝上的“倒裁葱” 事故。 潜水员在潜水梯上休息或出水上梯、开启头盔前，务必站稳，辅助人员应将信号绳系固在年固之处， 防止潜水员因疏忽而从梯子上落入水中发生意外。 上升 《一）潜水员接到上升指令时，不必问为什么，应按照指令迅速上升出水。 (二）潜水员接到准各出水通知后，应立即停止作业，将水下正在使用的工具放妥，并清理好信号異 和供气软管，然后通知辅助人员收紧信号绳、潘 水软管淮备上升，并按原路线返回导素处。与下 潜时一样，控制好气垫，调整成适当正浮力逐汽 上升。上升过程中要控制速度，以免放漂，上开 速度一般以每分钟不超过 8m 为宜。上升过程中 如需滅压，必须听从水面指挥，按规定实施诚压， 见图 3-18。上升过程中，潜水员应随时做好停止 上升的思想准备，出水时应有一手高举头部，以 免出水时头盔碰撞水面溧浮物。 （三）潜水员登木梯时，辅助人员应将因流 急而造成漂浮的梯子压下去（人可站梯上）。以方 便潜水员登梯。潜水员逐格登梯时，辅助人员可 图3-18 潜水员出水及效压 根据潜水员登梯脚步用信号绳有节奏地稍用力提 拉，以诚轻潜水员的登梯负荷力。潜水员从水面 抓住潜水梯登梯一瞬间，应迅速将潜水衣内气体大量排出，以保证登梯时裤脚管内无余气，弯曲方便，并 一鼓作气登上舷梯或甲板面处，等候开福卸裝 四、潜水后的操作 （一）卸装 港水员出水后的卸装，按着装的反顾序进行。卸装后应检查装具有无损坏，每天潜水结東后应用淡水 把各个部件冲洗千净，并作必要的保券。 二）潜水员的 由于冷水的麻滨作用，初不易查觉潜水时受伤，如割伤、动物咬伤、冻伤、擦份等对诸如以上的伤 应给子必要的治疗。在证实未发生诚压病、肺气压伤等问题之前，尽可能长时间对潜水员的一般情況进行 观察。港水后，潛水员至少在Ch之内不得离开有减压仓的潜水单位，也不能单独留下，至少在 121之内， 不得远高有减压仓的港水单位。假若缩乘飞机飞行（如術治疗菜种损伤，但潜水现场又不具各这种医疗能 力时)。那么应该用直升飞机或飞机在低全（不得超过相当于 240m 商度）运送潜水员。如飞机运送惠減压 病的潜水员， 机应尽可能在 的商度 （低于 240mn 的商度）飞行，同时，在进入加压舱之前，忠 者应呼吸纯氧。 (三）记录和报告 二些情况必须在港水工作刚刚结束时记录下来，而另一些记承可在方便时加以填写。员负武港水 日志、活水登记木，并格它们保不起米。游水员有武任酒当地镇写他的个人灣水记承。此外，还应指定专 人负责保管器材使用记录。 潜水员还应向潜水监督报告水下完成工作情况和问题。