Hvad sker der med lysbølger, når de rammer vandet?

Når lysbølger rammer vandet, kan der opstå flere fænomener afhængigt af vandets egenskaber, lysets bølgelængde og den vinkel, lyset rammer overfladen med. Her er et par vigtige ting, der sker:

1. Refleksion :En del af lysbølgerne reflekteres tilbage i luften, hvilket giver anledning til den spejllignende refleksion, vi ser på rolige vandoverflader. Refleksionsvinklen er lig med indfaldsvinklen, hvilket betyder, at den reflekterede lysbølge preller af vandet i samme vinkel, som den ramte overfladen.

2. Refraktion :En anden del af lysbølgerne gennemgår brydning, hvilket betyder, at de bøjes, når de kommer ind i vandet. Dette skyldes, at lysets hastighed er langsommere i vand end i luft. Mængden af ​​brydning afhænger af lysets bølgelængde og indfaldsvinklen. Kortere bølgelængder, såsom blåt lys, brydes mere end længere bølgelængder, såsom rødt lys. Dette er grunden til, at undervandsobjekter ser lidt rødlige ud i forhold til deres faktiske farver.

3. Absorption :Nogle af lysbølgerne absorberes af vandmolekyler. Optagelsen af ​​lys afhænger af vandets bølgelængde og egenskaber. Rent vand absorberer meget lidt synligt lys, men det absorberer ultraviolet (UV) lys kraftigt. Som følge heraf reduceres UV-strålingen fra solen betydeligt, da den trænger ned i vandet, hvilket er vigtigt for at beskytte vandlevende organismer.

4. Spredning :Lysbølger kan også blive spredt af partikler suspenderet i vandet, såsom sediment, plankton eller forurenende stoffer. Denne spredning får vandet til at virke grumset eller grumset. Spredningseffekten er mere udtalt ved kortere bølgelængder, hvorfor vandet ofte ser blåligt eller grønligt ud.

5. Total intern refleksion :Når lys, der rejser i vand, rammer vand-luft-grænsefladen i en tilstrækkelig lav vinkel, kan det gennemgå total intern refleksion. Det betyder, at lyset reflekteres helt tilbage i vandet, og intet af det transmitteres til luften. Dette fænomen er essentielt for fiberoptik, hvor lys ledes gennem lange, tynde glas- eller plastfibre af flere totale interne refleksioner.

Samspillet mellem disse fænomener bestemmer, hvordan lys interagerer med vand, hvilket påvirker udseendet af vandområder og undervandsmiljøet.