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光在水中傳播的特點及對潛水員的影響 (一)光在水面上的反射 光線從空氣射入水面時有一部分光會被反射回空公里,反射的程度與光線的入射角有關,入射角愈小, 反射光的量愈小,反之則愈大。對于白天來說,中午時太陽光的入射角為零,反射光的量極少,此時水下 照度 。當入射角小于 30°時,反射光約為入射光的 2%:當入射角為 75°時,反射光可達 21.8%。當夕 陽光線照在水面時,入射角幾乎為 90°,反射光幾乎達 ,此時水下照度很差,潛水員在水質良好的淺 水中也不能看清水下物體。 (二)光在水中的散射 水中含有大量的懸浮顆粒,當光照射到這些外表凹凸不平的顆粒時,光線將向各個方向反射,我們把 這種現象叫做光在水中的妝射。水的透明度越差,其妝射的程度越嚴重。散射的結果使原為直線傳播的光 交為雜亂無章的背景光,潛水員觀察到的物體變得模糊不清。 (三)光在水中的吸收 光是具有一定速度的光 子流,當光線在水中傳播時,因與水分子及恐浮顆粒的摩擦作用,使其部分能 量轉交為提高水溫的熱能,我們把這種能量的轉變稱為水對光線的吸收。水對光線的吸收量比空氣大千倍 以上。 水越混濁對光的吸收量越大。在清澈的淺水中,經妝射和吸收后的自然光可以使潛水員看到幾十米 外的物體,但是在混濁嚴重的水城,潛水員會像盲人一樣什么也看不到。此外,水面的自然光進入水中后, 隨著水深的增加,光的吸收量隨之劇增,達到一定水深后,所有光都會被水吸收掉,此時水下漆黑一團, 潛水員什么也看不見。 (四)空間祝覺的改交 潛水員在水中空間視覺改變的特點是放大、 位移和失真。 這是因為光從水中進入空一時發生折射現款以及人們習慣于你覺直線光所致。 水下物體看上去顯得大 些,其比例為 4(看到的)比3(實際的),距離顯得近些,約為實際距高的 3/4。失真是由于來自水下物 體的光線,在水和空氣界面上的入射角不同,因而折射角也不同所致。離眼近的光線入射角小,折射角也 小,以致同一物體的各個部位的放大比例不同。于是造成失真。 (五)水下色覺的改交 由于陽光射入水后,按光的波長顧序,隨著水深的增加逐漸被吸收。所以在水中,物體的顏色隨深度 而異。長波光先被吸收,短波光后被吸收。例如,紅色光在 1m 水深左右就被吸收掉,橙色光和黃色光則 分別在 5m 和10m 水深被吸收掉。而水深達 20m 時,僅存藍綠色光,其它顏色的光都被水吸收掉了,這時, 潛水員看到的多數物體交成藍色,而紅色物體則星黑色。當水深再增加到一定程度時,所有顏色的光都梅 被水吸收掉,這時,水下沒有任何光線,潛水員也就不能吞到物體了。
寧夏浪淘沙潛水發展有限公司秉承"服務至上"、"以人為本"、"技術革新" 的發展理念,得到了廣大 水下切割客戶和同行的認可和廣泛支持。 通過公司所有員工的不懈努力和開拓,我們已成為 水下切割行業頗具影響力的廠家。我們真誠的希望與國內外用戶建立并保持友好合作關系,促進共同發展。我們將憑借在 水下切割領域豐富的經驗和良好的國際信譽,不斷的為客戶提供更為高品質 水下切割的產品和專業化的服務。
混合氣 ?混合氣的概念 混合個是指兩種或兩種以上單一一氣體找一定此例混合所組成的均勻混合的氣體。 潛水中呼吸的混合氣一般買用人工配前而成,器用的配制方法有。分壓配氣法、容積配氣法、流電 氣法及稱量配氣法等。 金個是被路見的天然泥合氣。它含有額、每、三氧化碳、水不汽等成份。空氣是當用的譜水呼吸個 源。因空氣中含有大的魚。 在深落水時,會使港永民發生無麻醉。故在深港水中第用氧氣和其它一些情 性氣體配成灣水混合氣體。現今常用的是角街,和家氣校一定比例配制成氫氧混合氣,用于氫氧潛水和 混合氣具有一定的壓理,一瓶裝有菜種混合氣的氣瓶,我們用壓力表可測出這瓶混合一的壓強。這個 壓強是由混合氣中各個成份共同作用的結果,我們把它稱做混合氣的總壓。如果我們把混合氣體中某一成 份氣體單獨留在氣瓶內,其它成份全部排出氣瓶,這時所留下的單一氣體將單獨占據整個氣瓶的空間。我 們用壓力表能夠測出這種單一成份氣體的壓強。泥合氣體中,某種單一成份的氣體的壓強叫做混合氣體中這種單一成份氣體的分壓。故在混合氣體中, 每一種成份的單一氣體都具有各自的分壓。 二、道爾頓定律 混合氣的總壓用壓力表可輕易測得,但混合氣中某種成份氣體的分壓幾乎不可能用壓力表測出。 因為 我們無法在容器中僅保留某種氣體,而把其它成份氣體排出。 英國科學家道爾頓通過實驗證明: 混合氣體的,總壓強,等于各組成成份氣體的分壓之和,即: P=Pi+P2+Pst?Pn (2-10) 式中:P一混合氣的總壓強 P P2???P. 各組成成份氣體的分壓。 我們把 2-10式稱做道爾頓定律,也叫分壓定律。 道爾頓指出混合氣中任何一種氣體的分壓與這種氣體在整個容器中的分子百分數(體積百分比)成正 比。 道爾頓定律可用于計算混合氣中菜種成份氣體的分壓,即: Px-P ?C (2-11) 式中:P一某種氣體的分壓 P一混合氣總壓 C一某種氣體在混合氣中所占的體積百分比。 例2.6 己知空氣中 の、N,和CO,的體積分別占空氣總體積的 21%、78%和 0.03%。求在常壓及水下 50m 時,它們各自的分壓。 解:常壓下,空氣的總壓強為 0.IMPa,水下 50m 時,空氣的壓強變為 0.6MPa。在空氣的壓縮過程中, 各種成份的百分比不變。 據 2-11 式,在常壓時,Po?= 0.l×21% =0.021(MPa) PN2=0.1x78% =0.078(MPa) Poo2= 0.1×0.03%=0.000 03(MPa)在水下 50m 時,三、水面等值 從上面例題中,可以看出,潛水員在 50m 水深時,從空氣中吸入的氧分子的數量,比在常壓(0.1MP, 從純氧中吸入的氧分子數量還多得多。 同樣吸入的二氧化碳分子數也為在水面正常空氣中的六倍。為了 較氣體在高壓環境和常壓環境對人體生理作用的影響,我們引入水面等值的概念。 所謂水面等值,指在某一深度的水中, 一定分壓的某種氣體的濃度,與在水面常壓(0.1MPa)時呼吸白 合氣體中含x%的這種氣體相同。即:式中:SE一水面等值 P 一氣體在某深度水中的分壓 例2.7 某種混合氣體中,CO,分壓為 0.003MPa( 壓)。問其水面等值為多少? 解:己知 Pco2=0.003MPa,根據 2-12式,可得:SE = 6., * = 0,023 x = 3% ?其水面等值為 3%。 上例中,說明潛水員在水下所吸入的二氧化碳的數量,相當于在水面常壓下呼吸的氣體中含有 3%的 二氧化碳,這對潛水員來說是相當危險的,即可能引起二氧化碳中毒癥狀。為了避免這種現象的出現,應 嚴格控制呼吸氣源中二氧化碳的含量,并經常對潛水頭盔進行通風,防止頭盔內二氧化碳大量積聚引起分 壓過高。 四、氣體的彌散 氣體的彌散,是指某種氣體的分子,通過自身的運動而進入另一種物質分子間隙內部的現象。它是氣 體分子在分壓作用下運動的結果。 把兩種氣體放在同一容器內,盡管兩種氣體的密度不同,但到 ,這兩種將完全均勻混合。 氣體的彌散遵循從高分壓向低分壓區擴散的規律。分壓的差值越大,彌散的速度也越快。
氣體在液體中的溶解 一種“T體與一種液體相接觸,氣體分子便街助自身的運動而進入到液體內。這就是氣體在液體中的溶 解。 某些乞體比其它氣體容易浴解在同一種液中,同一種么體在不同的液體中溶解的數量不相同, 在一定的過度下,0.IMPa一種氣體,溶解于1老開共液體中的花升數,稱為該氣體在這種液體內的溶 解系數。 溶解系數大,表明氣體在液體中的溶解量多,反之則少。 響氣體在液體中的溶解量的因素很多。主要的因素有:(1)氣體本身的特性:(2)液體的特性:(3) 氣體和液體的溫度:(4)氣體的分壓, 由于溫度越高,分子的運動速度越大,故溫度越高,氣體越難浴解于液體。因浩水員總是在高壓條件 下工作,下面我們者重討論氣體在液體中的溶解量與氣體分壓間的關系。 實驗證明:在一定溫度下,氣體在液體中的溶解量與這種氣體的分壓成正比。我們把這個結論叫孿利 定律。 按照字利定律,如果氣體的分壓為 0.IMPa 時在菜種液體中溶解量為一個單位氣體,那么在 0.2MPa時 將溶解二個單位的氣體 當一種不含氣體的液體首次暴露于氣體中時,這種氣體的分子在分壓的作用下,會迅速進入液體中 當氣體進入液體后,增加了氣體的張力 《即氣體在液體中的分壓)。液體內氣體張力與液體外這種氣體分 壓之間的差值,叫做壓差梯度。壓差梯度大,氣體溶解在液體中的速度就快。 隨者時間的推移,溶解在液 體內氣體分子數量不斷增加, 氣體的張力隨之增加,與此同時,液體外的氣體因都份溶解在液體內,它的 分壓降低,溶解在液體中的氣體又有一些分子從液體中選出,增加氣體的分壓。這樣,氣體分 子不斷溶解 和逸出,當壓差梯度為委時,逸出和溶解的氣體分子數量相等,液體中溶解的氣體分子數量保特恒定,我 們稱之為液體被氣體飽和了。 氣體的溶解度(即液體被氣體飽和時,單位體積液體內溶解的氣體質量)除與氣體的分壓有關外,還 與溫度有關,溫度越高,溶解度越小,反之溫度越低,溶解度越大。 氣體在液體中的溶解規律,對保隊港水員作業具有重要的指導意義。 潛水員吸入的泥合氣中各種 氣體,梅按照各自的分壓成比例地溶于體內。由于不同氣體的溶解度不同,因此菜種氣體的溶解量與潛水 員在高壓下呼吸這種氣體的時間有關,如果時間較長,這種氣體將會在港水員體內達到飽和,當然這種飽 和過程較慢。不同的氣體在體內達到飽和需 8~-24h。 只髮潛水員所處環境的壓強不變,已溶解在體內的各種氣體的量就會保特原有的溶解狀態。 當潛水員 從水下上升出水時。隨者水深交法,靜水壓強越來越小,海解在港水員體內的混合氣的總壓也越來越小, 各種氣體的分壓辦隨之減少,溶解在潛水員體內的各種氣體因分壓誠少,不斷地逸出體外。如果按照誠壓 裝控制上升速度,那么己溶解在體內的氣體格會故顧利輸送到肺部并呼出體外。如果對上升遠度和幅度控制不當,壓力的降低超出了身體所能調節的速度,則會形成氣泡并積聚在小血管內,引發減壓病。
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