Interested Article - Окно Снелла

Окно Снелла — феномен, состоящий в том, что находящийся под водой наблюдатель, взглянув вверх, видит освещённый круг, за границами которого вода темнее. Если волнения на поверхности воды нет, то в этом круге будет виден надводный мир. За границами этой области будет видно только отражение подводных объектов. Угол обзора , под которым наблюдатель видит светлый круг, практически постоянный для разных глубин (глубина хорошей видимости, очевидно, ограничивается прозрачностью воды) и составляет около 90 градусов. Это оптическое явление обусловлено преломлением света, попадающего в воду, и описывается законом Снелла . В этом законе нужно положить угол падения равным 90°, показатель преломления среды, из которой свет падает на границу раздела — равным показателю преломления воздуха (т. е. приблизительно 1). Для искомого угла $A$ тогда получаем формулу:

$A=2\arcsin 1/n$ , где $n$ — показатель преломления среды, в которой находится наблюдатель

Подставив в эту формулу показатель преломления воды (приблизительно 1,33), можно получить теоретический угол обзора в 97,5°. На практике этот угол дополнительно зависит от различных факторов и поэтому бывает несколько меньше — около 90°. Из расчёта следует, что свет от объектов на горизонте проникает в воду под углом приблизительно 45 градусов, поэтому для углов больше, для подводного наблюдателя проявляется полное внутреннее отражение .

В идеальных условиях рыба или человек, смотрящие вверх на поверхность из-под воды, видят в освещённом круге всё надводное полушарие от горизонта до горизонта — «окно Снелла» в результате преломления света на границе воздух-вода «сжимает» угол обзора 180° в угол обзора 97,5°.