Распространение света в морской воде

  Способность световых волн проходить через чистую воду зависит исключительно от строения и расположения моле­кул воды. Кроме того, в морской воде свет поглощается или рассеивается взвешенными и растворенными частицами. При абсорбции фотоны захватываются молекулами, и их энергия поглощается; при рассеянии фотоны отклоняются от первоначального пути их распространения и переходят к новому направлению не поглощаясь. Это представление ил­люстрируется рисунок 14.2. Свет, отражающийся от некоей сре­ды, например от поверхности моря, рассеивается в направ­лении наблюдателя. Ниже поверхности моря точки, от ко­торых рассеянный свет достигает глаз наблюдателя, рас­пределены по трем направлениям. В результате общее све­товое поле в морской воде оказывается сильно рассеянным, в чем мог удостовериться каждый, кто нырял в морской во­де с открытыми глазами; аналогичный пример — рассеян­ный дневной свет под облачным небом.

  Сочетанием поглощения и рассеяния, или ослаблением, света объясняется его угасание (экстинкция); противополож­ным угасанию свойством среды является пропускание света. На практике легче измерить скорость угасания света, чем скорость его пропускания. Океанологи измеряют прозрач­ность воды, опуская белый диск в море до глубины, на ко­торой диск больше не виден. Измеренная величина, называ­емая «глубиной диска Секки», представляет собой глубину, на которой солнечный свет полностью угасает.

  Однако мы знаем, что разные цвета угасают с разной скоростью. Сине-зеленый цвет распространяется на самые большие расстояния, а ультрафиолетовые и инфракрасные волны ослабевают быстрее всего. На рисунке 14.1 для иллюст­рации этого явления морская вода изображена как «окно» с переменной прозрачностью. Самая «чистая» часть окна рас­положена на длинах волн, которые выглядят как сине-зеле­ный цвет. К счастью, как мы уже говорили, этот самый прозрачный участок окна почти точно совпадает с той час­тью солнечного спектра, в которой солнечная энергия наи­более интенсивна. Стоит повторить, что это совпадение — не результат эволюции. Как мы знаем, молекула волы всегда существовала в той же форме, что и сейчас.