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水下光学基础 水和空气对光的传播来说，是不同的媒质，所以人在水下的视觉不同，一般产生视力减弱、 视野缩小 和色觉改变等。此外，由于水的混油、透明度差，能见度也会呈不同程度的降低。所有这些都会造成潜水 员的水下视觉困难。 但不论是在空气中，还是在水中或是其它媒质中，光的传播规律都是相同的。一、光的直线传誉 光是从物体发出来的，能经发出光的物体叫光源。例文太阳和气行等都是光源。如果光源本身的尺可 比到光源到观察点的距路小得很多时，这样的光源叫城台光源。能梦传播光为动质叫無光約建质。刨起： 空气、水和玻璃等都是光的蝶质。 在点光源的照射下，在不透明的物终背后会出现清济的彩子。 影子为老状与光源为中心食出的直线所 构成的几何投影形狀一致，在黑夜。我们可以观察到手电简发出的光，其路线是直的。这兰现余表明光在 空气中沿直线传播。 实验证明：光在任何一种均匀業质里都沿直线传福。这就是光的直线传播定锋。 应注意的是，光线只在均匀的媒质中沿直线传语。在丰均匀媒质中光线装医折封而考三， 单位时间内光传播的更高叫光遠。光遠与煤质的密度有关。媒质玄度起小，光遠这大。光在真空中的 速度为3×10"km /s。光在真空中的遠度 ，在空气中的速皮比在真空中路小，可运飲为 3x0m/s.光 在水中的速度大约是空气中的四分之三。在交旁中比水中还小很多。 光在真空中的传播遠度是一切物质运动遠度的聂大校限。 二、光的反射和折射定律 （一）光的反粉定律 光在均匀媒质中是直线传播的。兰光从一科媒质信指到另一業质时，在两科蝶质的分界面上，一部分 光返回原来的媒质，这种现象叫光的反射。 如图2.5所示，工是空气，I是平面镇，A0是入射光线。0日 是反时光线。我们把通过光的入射点。 垂直于镜面的直线 ON 叫法线。入射光线 A0 与法线 ON 的交角上AON 叫獄入射角，反射光线 08 与法錢 ON 的夹角??BON 叫微反射角。 实验证明：反射光线与入射光线和法线在同-平面上，反射光线和入射光錢分居在法钱两侧，反射角 等于入射角。这就是反射定律 如奥让光逆者原来的方向投射到界面上，那它就要逆者原来人射光的方向反射出去。可见，在光的反 射现象中，光路是可逆的。 光的反射 光线在任何两种媒质的界面上都会发生反射，但不同的界面对光的反射是不同的。平滑的界面，如镜 面、平静的水面等，能使平行的入射光线沿着同一方向反射出去，即反射光线也是平行的，这种反射叫做 镜面反射。如果界面租糙不平，即使入射光线是平行的，反射后的光线也不平行，而是射向各个方向，这 种反射叫做漫反射。必须注意，发生漫反射时，每一条光线还是遊守反射定律的。 （二）光的折射定律 光线从一种媒质进入到另一种媒质时，它的传播方向会改变，这种现象叫做光的折射。让一束光从空气中斜者射向水面，我们会看到， 除了一部分光反射回空气，改变了传播方向以外， 还有一部分光进入水中，也改变了传播方向。如图 反射伯 2-6 所示。 为光的入射点，NN’为法线，AO 为入 入射伯 射光，OB 为折射光，0C 为反射光，

混合气潜水技术的发展过程 上个世纪20年代起，随者军事和产业港水对大深度潜水的需要与日俱增，人们研究和发展了混合气 潛水技术。这种技术解快了空气潜水叙麻醉的问题，使潜水深度沖破了 60 m 以浅的限制。混合气体中， 常用的是氦氧气体。氮气作为呼吸气体中的稀释介质，是一种理想的情性气体。但是，它也带来了一些 新的问题。 首先是寒冷问题。氢气的导热系數是空气的6 倍多，潜水员着湿式或千式潜水服，因深度增大， 衣服受压变薄，绝热保暖性能急剧下降，已难以抵挡水下的寒冷。于是，在 1937 年出现了加热潜水服。 加热方法有气、水、电、化学材料等多种，目前国际上通用的是热水潜水服。它可使潜水员在很冷的水中 保持舒适状态，进行较长时间的水下作业。当港水深度超过 150口 左右时，潜水员的大量体热将会从呼吸 道排出，所以，为了维持体热平衡，降低呼吸散热损失，还必须用呼吸气体加热装置。其次是氢语音失真 问题。 氢氧潜水电话的使用较好地解决了这个问题。第三，潜水深度增大，氦气消耗量很多。为了减少 贵的氢气损失，先后研制成功呼吸气体少量排出或者完全不排出呼吸器的半闭式和闭式潜水装具。 随着混合气潛水深度的继续增加，人们发现用于减压的时间远远大于水下作业的时间，潜水效率极低。 計对这一矛盾，1957 年，美国人庞德提出了 “饱和潜水”新概念。1962 年开始了 次海上实验，并于 965年首次把饱和潜水技术用于产业潜水，解决了常规潜水(即非饱和潜水）无法克服的潜得深、呆得久， 角保潜水员等一系列难题。大量的实践表明，饱和潜水技术是当今进行大深度和《或）长时间承压潜 k作业的 方法。 但饱和潜水需要庞大而复杂的设备和大深度潜水装具等支持，而且潜水深度愈大，对 又备的性能要求也愈高。例如，生命支持系统对饱和居住舱内环境温度的控制精度，在 150m 深度为士3C, g 450m 时仅为士1°C。 20世纪 80年代初，随着饱和潜水技术的发展，根据压气机一一抽气机原理制成的推挽式呼吸系统(叉 闭路呼吸系统）问世。它使水下呼吸器、钟上回收设备和水面控制设备构成了一套大循环的闭路呼吸系 ，成为与饱和潜水系统配套的新型闭式潜水装具。闭路呼吸系统不仅解决了因大深度潜水时气体密度增 加，潜水员呼吸困难的问题，而且，还大大提高了潜水作业的性和经济性。 图1-7饱和潜水系统 潜水系统，又称深潜系统，是承压潜水所需器材和设备的统称，通常包括《闭式）潜水钟、甲板诚压 舱和吊放系统等（图1-7）。潜水系统既可用于常规潜水，也可用于饱和潜水，所以又有常规潜水系统和饱 和潜水系统之分。深潜系统诞生于 1931 年，但到海上使用则在 1962 年。 从那时起，这一技术在军事和产 业潜水中获得了广泛的应用。它标志着潜水技术己进入了深潜系统时代，同时，也标志着传统的潜水技术 从简单的个体劳动水平发展到了类似现代化大生产方式的先进水平。

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