Окно в подводный мир - [7]

Луч света при прохождении через воду очень быстро ослабляется. Ослабление света водой настолько велико, что один метр довольно прозрачной воды Черного моря ослабляет свет примерно так же, как и слой воздуха, толщиной более километра. Уже на сравнительно небольших глубинах в морях темно. Измерения в Черном море показывают, что в полдень, когда на поверхности моря освещенность составляет около 100000 люксов, на глубине 100 метров освещенность равна всего 4 люксам. Достаточно опуститься под воду лишь на сотню метров, чтобы из сверкающего полудня попасть в сумерки. Быстрое изменение освещенности с глубиной вынуждает снабжать подводные телевизионные камеры светосильными объективами.

Ослабление света в воде зависит от прозрачности воды и вызывается совместным действием рассеяния и поглощения световых лучей.

Черные чернила являются примером водной среды, в которой ослабление света происходит главным образом за счет поглощения. При поглощении энергия света идет в основном на нагревание воды. В воде сильно поглощаются красные лучи спектра и еще более сильно — инфракрасные.

Рассеяние вызывает ослабление направленного светового потока за счет отклонения световых лучей в стороны. Рассеяние света — это главная причина, которая ограничивает видимость наблюдаемых объектов. Если бы не было рассеяния, то нужно было бы просто усилить источник света или увеличить чувствительность передающей трубки. Но рассеяние световых лучей образует световую дымку и фон, которые понижают контраст видимого предмета и как бы маскируют его. Усиление источника света тут помочь не может.

Молоко представляет собой среду, ослабляющую свет преимущественно за счет рассеяния. В абажурах и плафонах для предохранения наших глаз от слишком яркого света используются молочные стекла, сильно рассеивающие лучи света

В морской воде поглощение и рассеивание действуют вместе. Вот почему, с оптической точки зрения, воду, конечно, очень приближенно, можно рассматривать, как «смесь чернил и молока».

Вода в зависимости от состава спектра проходящего через нее света проявляет больше свойства или рассеивающей, или поглощающей среды.

Но и воды различных бассейнов обладают разными оптическими свойствами. Например, ослабление света в воде может происходить преимущественно за счет рассеяния. В этой воде как бы преобладают свойства молока над свойствами чернил. Возможен и такой случай, когда ослабление света в воде будет происходить преимущественно за счет поглощения. Проводя дальше нашу прежнюю аналогию, можно сказать, что в такой воде больше «чернил», чем «молока».

А в одной и той же воде соотношение между поглощением и рассеянием зависит от длины волны световых лучей.

КАК СДЕЛАТЬ ВОДУ ПРОЗРАЧНЕЙ?

Однажды в английский порт пришло судно с большой пробоиной ниже ватерлинии. Судно получило опасный крен. Требовался срочный ремонт. Необходимо было прежде всего осмотреть место повреждения. Но вода в порту была такой грязной, что ни водолазы, ни подводная телевизионная камера ничего не могли рассмотреть. Тогда-то и был изобретен контейнер прозрачной воды. Снабженная им передающая телевизионная камера позволила быстро осмотреть пробоину, и судно было отремонтировано.

Что же представляет собой контейнер прозрачной воды?

Это большая оптическая насадка на телевизионную передающую камеру. Контейнер прозрачной воды представляет собой металлический корпус, внутри пустой, а по торцам закрытый стеклянными иллюминаторами. Сделан корпус из легкого сплава. Одним концом корпус крепится непосредственно на передающую камеру. Если контейнер предназначается для работы с камерой на больших глубинах, то его внутренность наполняется чистой водой. Кроме того, для работы на больших глубинах контейнер снабжается клапаном, позволяющим выравнивать гидростатическое давление внутри и снаружи без смешивания жидкостей.

Большой иллюминатор контейнера можно вплотную приложить к наблюдаемому предмету, и теперь можно с успехом рассматривать его даже в очень мутной воде, потому что между ним и передающей камерой на всем расстоянии нет мутной воды. Без контейнера передающую камеру пришлось бы прижимать вплотную к месту повреждения. Но беда в том, что поле зрения получилось бы таким маленьким, что в большинстве случаев осмотр потерял бы смысл. Да и объектив трудно фокусировать на очень коротких дистанциях.

Применение контейнера облегчает телевизионные наблюдения в мутной воде лишь на малых расстояниях и увеличивает дальность видения с 90 до 270 сантиметров, и только! Нельзя сделать металлический контейнер длиной в десятки метров. Между тем для многих целей очень важно иметь дальность видения в воде побольше. Как же быть? Нельзя ли придумать какие-нибудь другие способы увеличения дальности видения? По-видимому, можно.

Например, известно, что некоторые химические соединения обладают свойством просветлять воду. К их числу относятся квасцы. Да, обыкновенные квасцы! Если к мутной водопроводной воде добавить некоторое количество квасцов, то она очищается. Мельчайшие взвешенные частицы, делавшие ее мутной, выпадают на дно в виде осадка. Под действием квасцов отдельные мельчайшие частички укрупняются и уже не могут больше свободно плавать в воде. Сила тяжести берет верх. Такой способ очистки воды применяется в лабораториях. Но еще никто не пробовал применять его в море или в реке. Слишком большое количество очищающего вещества — коагулятора надо было бы ввести для очистки.