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内燃机与配件
水的光学特性及其对水下成像的影响分析
陈冲
（福州大学至诚学院）
摘要：水具有一定的光学特性，这种光学特性会对水下光学成像的质量产生十分明显的影响。具体来说，水对光具有一定的散射，吸收作用，光在水中传播时，会出现一定程度的衰减，从而影响光的水下成像质量。基于此，在本文的研究中，重点对水的光学特性进行了阐述，并对光在水下的成像质量作了探讨分析，希望可以为成像系统在更科学的在水下应用，提供可靠的理论依据。
关键词：水；散射；光学特性；光表减；水下成像
0引言
在水下探索光的成像技术，一直是物理学领域很多人研究的重要课题。光的水下成像技术在很多领域，诸如地质学、生物学、建筑工程学等方面，都有着非常重要的应用。现代港口工程中，很多水底设施的使用，都是参照光的水下成像技术设计的。不过由于水自身的特性，光穿过水这种介质时，其光线会发生一定的变化。由于水对光的吸收和散射作用，使得光在水中的成像受到很大的影响，降低图像的质量。并且光在水中的传播距离比较小，使用普通的成像系统，光的色差和畸变就出现较大幅度的增大，从而导致成像的清晰度降低。因此，有必要对水
谱短，水会对黄色、红色以及淡绿光谱区域产生明显的吸收作用。在光谱中的蓝绿区，投射比量较大的是清水或者海洋水的清澈部分。在这一区域中，中波长为462-475nm 的蓝光是受到水的吸收作用比较小的，因此，蓝光的衰减程度也比较低。不过在这个蓝-绿窗口，水对光的吸收作用也会导致光的强度发生较大程度的衰减，根据科学的计算，这种衰减速率达到了每米百分之四左右。而对于其他颜色的光来说，海水对它们的吸收作用更加明显，仅在几米之外，光线就基本看不清了，再远一些，就会完全消失。
1.2水对光具有散射特性
在水中传输的光线，如果是仅受到水的吸收作用影
中光的成像技术进行深度研究，并分析水对光在水中成
响，则在水中使用的照明设备，可以通过加大功率而提高
像的影响。
1水的光学特性分析
分析水的光学特性，需要同空气进行一定的对比。具体来说，光在不同的介质中传播时，其传播的质量和效果也会不同。在空气和水中传输，其差异就比较明显。这主要是受到密度不同的影响。空气的密度相对水的密度要小得多，因此，空气对光的吸收和散射作用相对小很多。水的密度是空气密度的800多倍，光在水中传输，会受到水比较严重的吸收和散射作用，也就是会导致光在水中传输的衰减。并且其衰减是遵循一定的衰减规律的，通常光在水介质中的衰减是用衰减长度表示的。
1.1水对光具有选择吸收特性
水对光具有一定的吸收特性，不过这种吸收特性，是有比较明显的选择性的，主要是在不同的光谱区域中，对光的吸收作用不同。水在吸收光的过程中，对光谱中的红外部分和紫外部分的吸收作用最为强烈。因此，在可见光
作者简介：陈冲（1988-)，男，福建宁德人，本科，助理实验师，研究
方向为物理学。
专业链传动设计课程教学质量。希望通过本研究为切实增强中职学生链传动知识应用能力，为提升中职机械专业链
光在水中的成像距离。不过，水除了对光具有吸收作用之外，还具有很强大的散射作用。在水中水对光的散射作用是随着光的强度增大而不断增大的，这就给光在水中的成像带来了很大困难。一般来说，光在水中的散射，会降低光线成像的清晰度。光在水中传播时，光线会受到水中的介质微粒的作用，微小的颗粒结垢会从四面八方散射照穿透其中的光线，从而改变原来光线传播的方向。光在水中的散射主要有两种模式，一种是只有纯水产生的散射。另一种就是水中的悬浮颗粒物质所产生的散射。从散射方向来看，主要会形成向前散射和向后散射两种。在水中其实还存在很多光波小的无吸收粒子，这种粒子在散射光线时基本上是符合瑞利定律的。当散射的粒子大小同入射的光波长度差不多或者相当接近的情况下，就会形成一种比较复杂的共振状态，这种情况在光学领域就叫米氏散射。
2水的光学特性对水下光学成像质量的影响
在上面的论述中，对水的光学特性进行了详细阐释，其中对比较明显散射和吸收两方面的特性做了介绍，而上述特性就会对光在水中的成像产生较大影响。以下就是水
的光学特性对光在水中成像产生的影响分析。职业技术教育，2013(26)：24-26.
[3莫海军，黄华渠，徐忠阳.(机械设计课程设计)教学方法改
革与探索[』装备制造技术，2009(07)：188-190
传动教学效果做出贡献，为我国现代化建设培养出更多优
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