¿Por qué veo mejor bajo el agua usando gafas de natación? [duplicar]

Soy miope (realmente no sé si esto es relevante o no) y suelo nadar sin lentes de contacto. Mi visión es claramente mejor bajo el agua cuando uso gafas de natación.

He tratado de entender por qué sucede esto y creo que probablemente se deba a la presencia de solo aire (que debería estar más o menos "quieto") entre las gafas y mis ojos evitando así el flujo turbulento de agua que debería de alguna manera. afectar mi visión, debido al hecho de que el aire tiene un índice de refracción diferente ( norte 1 ) que la del agua ( norte 2 ) y que el material de las gafas no es relevante. Pero también podría ser que el material de las gafas marque la diferencia.

¿Cuál es la explicación física real de este hecho?

Respuestas (2)

¿El efecto borroso se debe a la turbulencia?

No, no es. La turbulencia tiene un pequeño efecto aquí. Incluso si no hay turbulencia, uno ve todo borroso bajo el agua. El motivo se explica a continuación.

Un ojo es una lente natural. Una toma clara de algo que ve depende de qué tan bien se enfoque la imagen en su ojo. La mayor parte de la refracción en el ojo ocurre en la córnea y un poco en el cristalino del ojo. Luego, la imagen se enfoca en la retina.

Pero cuando estás bajo el agua, la densidad óptica de la córnea y el agua son casi iguales (o digamos que ambos tienen índices de refracción similares: 1,376 para la córnea y 1,333 para el agua)). Si abres los ojos bajo el agua, apenas habrá refracción porque ahora la luz va de un medio (agua) a otro medio (córnea) con la misma densidad, por lo que nunca se produce refracción. Si la luz que ingresa a la córnea no se refracta correctamente, no se enfocará en la retina para brindarle una imagen clara. Por eso ves todo borroso bajo el agua.

El uso de gafas de natación puede subsanar este defecto. Tus ojos funcionan perfectamente si la luz entra en tus ojos desde el aire. Ese principio se utiliza en las gafas de natación. Cuando usa gafas, tiene algo de aire entre la córnea y el cristal de las gafas. Entonces, incluso si la luz proviene del agua, primero pasa por el aire y luego solo llega al ojo. Entonces te sientes exactamente como en el suelo y ves bien las cosas. Esto es para una persona normal.

Eres miope. La interfaz de vidrio de aire frente a su ojo lo ayuda como si tuviera sus lentes de contacto mientras está en el suelo al proporcionar una mejor refracción. Puede funcionar para todas las personas miopes. Trate de usar gafas mientras esté en el suelo. Esto puede no ayudar. Es porque la luz ahora está entrando en tu ojo desde el aire. Así que habrá una ligera diferencia en el enfoque. El mismo efecto es cuando usas tus lentes de contacto bajo el agua.

El dato importante es que el índice de refracción es similar y no la densidad.
Creo que, para mayor claridad, se debe usar solo el término índice de refracción. Intenta buscar en Google la densidad óptica. Hay significados ambiguos, consulte, por ejemplo , rp-photonics para conocer los más comunes.
Densidad óptica de Google. El primer sitio de aciertos lo relacionan todos con la absorción (parte imaginaria del índice de refracción), mientras que aquí la parte real es la importante. No está mal, es solo un poco engañoso, especialmente si eres nuevo en óptica/electrodinámica.
¿Qué efecto tiene la refracción de la luz en el límite entre las gafas, el agua y el aire?
El OP quiere saber por qué la visión de una persona miope es buena a través de gafas bajo el agua, no por qué abrir los ojos bajo el agua nubla su visión (que se maneja en el [no un] duplicado).
Toda persona miope tendrá una mejor visión bajo el agua cuando use gafas o una máscara. Si experimenta una visión de larga distancia más clara y enfocada bajo el agua, cuando usa gafas, ¡entonces es miope!
Lo siento, puede que sea mi idioma lo que nos preocupa a los dos. Dos personas miopes diferentes con poderes oculares diferentes pueden encontrar una claridad diferente aunque puedan ver imágenes claras.
Soy miope por 4,5 dioptrías, pero puedo ver perfectamente bajo el agua con gafas. Cualquier persona que tenga una miopía menos severa también podrá ver perfectamente, porque su lente y su ojo se pueden acomodar. No sé cuál será el límite superior.

Sí, tu miopía es relevante en el sentido de que inmediatamente notas una gran mejora en tu visión de lejos cuando usas gafas bajo el agua. Las personas miopes tienen dificultad para enfocar objetos distantes (o rayos de luz casi paralelos); el ojo es "demasiado largo" para el cristalino y el foco cae frente a la retina.

Los lentes correctores de miopía son cóncavos , compensando la excesiva curvatura del cristalino del ojo.

La interfaz entre el agua y el aire detrás de las gafas proporciona exactamente el mismo efecto. Esta refracción adicional, lejos de lo normal, le permite a su ojo enfocar imágenes en la retina que no podría si las viera a la misma distancia en el aire e incluso puede permitirle enfocar rayos paralelos (es decir, enfocar objetos en el infinito).

Aquí hay un diagrama útil de una respuesta de Floris . El área clara es el aire detrás de las gafas. Puede ver que los rayos de luz azul se enfocarán más atrás que los rayos verdes, que sería la forma en que aparecería el objeto sin la máscara. Esto también explica por qué los objetos parecen más grandes bajo el agua.

diagrama de rayos

Sospecho firmemente que la presión de las gafas sobre el globo ocular, al compactarlo, tiene un efecto significativo.
@CaptainGiraffe Quizás, pero funciona igual de bien con una máscara de buceo completa.