Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 04:55 • sest 21:57 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 05:20 • Sest 12:10 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 00:37 • Síðdegis: 13:22 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 07:14 • Síðdegis: 19:34 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Lífvísindi: dýrafræði
Náttúruvísindi og verkfræði Eðlisfræði: í daglegu lífi

Sjá fiskar vatn?

Ari Ólafsson

Öll spurningin frá Foldaskóla var svona: Nemandi í Foldaskóla, Eiríkur Ísak Magnússon í 5. HR spyr: Af því að manneskjan sér ekki loft, sér fiskur þá vatn? Spurningin er: Sjá fiskar vatn? Með bestu kveðju, Kristín námsráðgjafi í Foldaskóla.

Stutta svarið er nei; líkt og við sjáum ekki andrúmsloftið í kringum okkur. Fiskarnir og við sjáum aðeins ójöfnur í ljóseiginleikum í umhverfi okkar. Við sjáum skýin fyrir ofan okkur. Þau eru safn örsmárra vatnsdropa sem skera sig úr loftkenndu umhverfinu með ljóseiginleika sem við köllum brotstuðul. Hann ræðst af hraða ljóssins í efninu. Þar sem brotstuðull breytist snögglega kemur fram speglun á ljósgeislum. Hluti ljósgeislanna kastast af ójöfnunni (speglast) en hinn hlutinn fer inn í nýja efnið en getur líka breytt um stefnu. Annað dæmi sem við þekkjum úr umhverfi okkar eru ljósstafir sem falla inn um óhreinan glugga inn í rökkvað herbergi. Rykagnir í herberginu dreifa ljósinu í allar áttir. Við sjáum ljósleiftur frá rykögnum raðast í beinar línur þegar agnirnar beina ljósinu í augu okkar.

Fiskar sjá ekki vatn, líkt og við sjáum ekki andrúmsloftið í kringum okkur. Þeir sjá aðeins ójöfnur í ljóseiginleikum í umhverfinu.

Tært loftið í kringum okkur er litlaust þó himinninn sé blár. Bláminn kemur úr 100 km hæð þar sem þéttleiki gasagnanna er svo lítill að þær verða að ójöfnum í annars auðu umhverfi. Annað gildir um vatnið, umhverfi fiskanna. Þar dofna ljósgeislar mishratt með ferðalengd, eftir lit ljóssins eins og myndin hér að neðan sýnir. Rautt ljós og fjólublátt, sem fellur ofan í vatn, hverfur á nokkrum efstu metrunum meðan blá-grænt ljós getur náð niður fyrir 100 m dýpi. Þessi eiginleiki gefur hafinu og stöðuvötnum blágræna áferð. Þörungagróður sem svífur um í vatninu getur þó breytt litaráferðinni og minnkað skyggni verulega, líkt og þoka eða reykur gerir í okkar loftkennda umhverfi.

Myndin sýnir hvernig mannsauga skynjar litasamsetningu sólarljóss á mismunandi dýpi í tæru vatni. Rauða og fjólubláa ljósið hverfur á fyrstu metrunum vegna ljósísogs vatnsins, meðan blágrænt ljós nær lengst niður.

Fletir sem hafa rauða áferð í lofti halda sínum lit aðeins örfáa metra niður í vatn, en verða svartir á meira dýpi þar sem rauða ljóssins gætir ekki lengur. Gulir fletir halda sínum lit niður á meira dýpi og þeir grænu/bláu halda lit lengst þegar ljósið kemur allt frá yfirborði. Það þjónar því engum tilgangi að nota litríka beitu við fiskveiðar á miklu dýpi.

Í grófustu dráttum eru augu samsett úr safnlinsu og augnbotni sem hýsir ljósnemana. Linsan safnar geislum saman til að forma mynd af sjónarsviðinu á augnbotninn. Safnlinsa er formuð eins og útflattur dropi, þykkust í miðju og þynnri út við brúnir. Brotstuðullinn þarf að vera hærri en brotstuðull umhverfisins. Loft hefur brotstuðulinn 1.00 en vatn 1.34. Svo við getum búið til safnlinsu fyrir loft-umhverfi úr vatnsdropa með því að forma hann rétt. En það er öllu flóknara að gera safnlinsu fyrir vatns-umhverfi úr byggingarefni sem lífheimurinn getur notað. Því byggingarefnið er að stærstum hluta vatn svo brotstuðullinn verður alltaf í grennd við það gildi sem vatnið hefur. En lífríkinu tókst að finna lausn á þessu. Fiskarnir hafa augu.

Myndir:

Höfundur

Ari Ólafsson

Ari Ólafsson

dósent emeritus í eðlisfræði við HÍ

Útgáfudagur

25.9.2019

Spyrjandi

Kristín Helgadóttir Ísfeld, Eiríkur Ísfeld Magnússon, Bjartey Gyða Róbertsdóttir

Efnisorð

Tilvísun

Ari Ólafsson. „Sjá fiskar vatn?“ Vísindavefurinn, 25. september 2019. Sótt 2. maí 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=77278.

Ari Ólafsson. (2019, 25. september). Sjá fiskar vatn? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=77278

Ari Ólafsson. „Sjá fiskar vatn?“ Vísindavefurinn. 25. sep. 2019. Vefsíða. 2. maí. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=77278>.

Chicago | APA | MLA

Tengd svör

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Sjá fiskar vatn?

Öll spurningin frá Foldaskóla var svona: Nemandi í Foldaskóla, Eiríkur Ísak Magnússon í 5. HR spyr: Af því að manneskjan sér ekki loft, sér fiskur þá vatn? Spurningin er: Sjá fiskar vatn? Með bestu kveðju, Kristín námsráðgjafi í Foldaskóla.

Stutta svarið er nei; líkt og við sjáum ekki andrúmsloftið í kringum okkur. Fiskarnir og við sjáum aðeins ójöfnur í ljóseiginleikum í umhverfi okkar. Við sjáum skýin fyrir ofan okkur. Þau eru safn örsmárra vatnsdropa sem skera sig úr loftkenndu umhverfinu með ljóseiginleika sem við köllum brotstuðul. Hann ræðst af hraða ljóssins í efninu. Þar sem brotstuðull breytist snögglega kemur fram speglun á ljósgeislum. Hluti ljósgeislanna kastast af ójöfnunni (speglast) en hinn hlutinn fer inn í nýja efnið en getur líka breytt um stefnu. Annað dæmi sem við þekkjum úr umhverfi okkar eru ljósstafir sem falla inn um óhreinan glugga inn í rökkvað herbergi. Rykagnir í herberginu dreifa ljósinu í allar áttir. Við sjáum ljósleiftur frá rykögnum raðast í beinar línur þegar agnirnar beina ljósinu í augu okkar.

Fiskar sjá ekki vatn, líkt og við sjáum ekki andrúmsloftið í kringum okkur. Þeir sjá aðeins ójöfnur í ljóseiginleikum í umhverfinu.

Tært loftið í kringum okkur er litlaust þó himinninn sé blár. Bláminn kemur úr 100 km hæð þar sem þéttleiki gasagnanna er svo lítill að þær verða að ójöfnum í annars auðu umhverfi. Annað gildir um vatnið, umhverfi fiskanna. Þar dofna ljósgeislar mishratt með ferðalengd, eftir lit ljóssins eins og myndin hér að neðan sýnir. Rautt ljós og fjólublátt, sem fellur ofan í vatn, hverfur á nokkrum efstu metrunum meðan blá-grænt ljós getur náð niður fyrir 100 m dýpi. Þessi eiginleiki gefur hafinu og stöðuvötnum blágræna áferð. Þörungagróður sem svífur um í vatninu getur þó breytt litaráferðinni og minnkað skyggni verulega, líkt og þoka eða reykur gerir í okkar loftkennda umhverfi.

Myndin sýnir hvernig mannsauga skynjar litasamsetningu sólarljóss á mismunandi dýpi í tæru vatni. Rauða og fjólubláa ljósið hverfur á fyrstu metrunum vegna ljósísogs vatnsins, meðan blágrænt ljós nær lengst niður.

Fletir sem hafa rauða áferð í lofti halda sínum lit aðeins örfáa metra niður í vatn, en verða svartir á meira dýpi þar sem rauða ljóssins gætir ekki lengur. Gulir fletir halda sínum lit niður á meira dýpi og þeir grænu/bláu halda lit lengst þegar ljósið kemur allt frá yfirborði. Það þjónar því engum tilgangi að nota litríka beitu við fiskveiðar á miklu dýpi.

Í grófustu dráttum eru augu samsett úr safnlinsu og augnbotni sem hýsir ljósnemana. Linsan safnar geislum saman til að forma mynd af sjónarsviðinu á augnbotninn. Safnlinsa er formuð eins og útflattur dropi, þykkust í miðju og þynnri út við brúnir. Brotstuðullinn þarf að vera hærri en brotstuðull umhverfisins. Loft hefur brotstuðulinn 1.00 en vatn 1.34. Svo við getum búið til safnlinsu fyrir loft-umhverfi úr vatnsdropa með því að forma hann rétt. En það er öllu flóknara að gera safnlinsu fyrir vatns-umhverfi úr byggingarefni sem lífheimurinn getur notað. Því byggingarefnið er að stærstum hluta vatn svo brotstuðullinn verður alltaf í grennd við það gildi sem vatnið hefur. En lífríkinu tókst að finna lausn á þessu. Fiskarnir hafa augu.

Myndir:

...