sciencetalk

Afgelopen weekend ben ik gaan zwemmen met lenzen, wat ik anders nooit doe, en het viel me op dat ik wazig zag onder water. Ik ben gewoon van haarscherp te zien onder water, zonder (zwem)bril of lenzen.
 
Nu ben ik wel degelijk bijziend in lucht, en ik vroeg me af wat mijn prescriptie dioptrie voor brilglazen moet zijn, opdat ik haarscherp zou kunnen zien onder water?
 
Ik vermoed dat het exact te bepalen is, maar ik zie niet meteen hoe en ook op het internet vind ik niet meteen iets. Weet iemand raad?

Is dat niet gewoon een correctie ingevolge de wet van Snellius?
 
Met normaal zicht zal iemand bolle lenzen met een hoge brekingsindex moeten hebben wil er onder water gefocusseerd kunnen worden, soort emulatie van vissenogen.
 
Sterk bijziende mensen hebben dat soort ogen van nature en kunnen zonder lenzen onder water vrij goed zien, dus ik neem aan dat jij behoorlijk bijziend bent.
 
Aangezien jij dus zonder lenzen scherp ziet onder water, zou ik denken dat je met een bril zonder glazen het best af bent .

Wat bedoel je met

20/20 zicht?

De cornea, een sferisch grensvlak met kromtestraal R, kun je opvatten als een lens. De sterkte van die lens is Invullen van n_cornea=1,37, n_lucht=1, R=0.007 m geeft S_cornea=40 dioptrie. Met die sterkte kan een normaalziend persoon boven water scherp in de verte zien zonder te accommoderen.

 

Bij kijken onder water vervang je n_lucht door n_water=1,33, zodat S_cornea = 4 dioptrie.

 

Afhankelijk van je leeftijd kun je bijvoorbeeld 10 dioptrie toevoegen door te accommoderen, en stel dat je bijziendheid 5 dioptrie bedraagt. Dan "mis" je nog wel 40-4-10-5 = 21 dioptrie. Je vertepunt is dan 5 cm. Het is ongelooflijk dat je onder water zonder lenzen voorwerpen die verder weg zijn dan 5 cm haarscherp ziet.

De vraag is ook hoe ver je kunt zien onder water. 
 
Verder dan een paar tiental meters is vrij uitzonderlijk, ook met een duikbril, gezien het meeste water gewoon niet zo helder is. 
 
Ik draag wel eens contactlenzen onder een duikbril waarmee je in principe gewoon 'oneindig ver' kunt kijken onder water, maar heb nog nooit een situatie meegemaakt waarbij het zicht verder dan pakweg 10 meter niet wazig begon te worden. Dat kan wellicht anders liggen als je in heel zuiver water zwemt, maar in een zwembad, en zeker in zee, is het uitzonderlijk. 

Het is ongelooflijk dat je onder water zonder lenzen voorwerpen die verder weg zijn dan 5 cm haarscherp ziet.

 
Het is ook een kwestie van pupilgrootte, de scherptediepte neemt toe naarmate de pupil kleiner is. Zo is er de Moken stam (ook wel wat minder plezierig de zeezigeuners genoemd) die welbekend is om hun zeer goede onderwaterzicht (zonder hulpmiddelen), voornamelijk door training. Ook andere mensen kunnen dit (mits jong genoeg) aanleren.
 
Je bent in het voordeel als je sterk bijziend bent, en in combinatie met een goed accommodatievermogen en een kleine pupilgrootte zal het zicht dan toch vrij behoorlijk kunnen zijn.

jkien schreef: Afhankelijk van je leeftijd kun je bijvoorbeeld 10 dioptrie toevoegen door te accommoderen, en stel dat je bijziendheid 5 dioptrie bedraagt. Dan "mis" je nog wel 40-4-10-5 = 21 dioptrie. Je vertepunt is dan 5 cm. Het is ongelooflijk dat je onder water zonder lenzen voorwerpen die verder weg zijn dan 5 cm haarscherp ziet.

OK, dat ziet er inderdaad correct uit. Ik ga eens wat experimenteren bij mijn volgende bezoek aan het zwembad! Ik ben geen 26 dioptriën bijziend, dus er moet nog wat anders aan het werk zijn.
 
 

Benm schreef: Verder dan een paar tiental meters is vrij uitzonderlijk, ook met een duikbril, gezien het meeste water gewoon niet zo helder is. 

Uiteraard, maar dat laat ik even achterwege in dit topic.

Ik weet niet of je dat zomaar buiten beschouwing kunt laten - ik heb een afwijking van -1.25 in het scherpste oog, en zie daarmee op land zonder lenzen of bril aanzienlijk scherper dan (in enige praktische situatie) onder water door een duikbril als ik daaronder lenzen draag. 
 
Pupilgrootte is wel een aardige, maar ik zou verwachten dat dat juist tegenwerkt gezien het onder water normaliter donkerder is dan boven water, en je pupillen juist groter worden met een kleinere scherptediepte als gevolg. 

maar ik zou verwachten dat dat juist tegenwerkt gezien het onder water normaliter donkerder is dan boven water, en je pupillen juist groter worden

 
Inderdaad, maar het omgekeerde schijnt te trainen te zijn. De jongeren van de Moken stam zijn kennelijk in staat hun pupilgrootte onder water kleiner te maken. Dit lijkt een verbazingwekkende vaardigheid. Onderzoekers verwachtten een genetische verklaring maar het bleek dat een groepje Europese jongeren na training hier ook toe in staat was.
 

The achieved performance can be explained by the combined effect of pupil constriction and strong accommodation.

 
Wetenschappelijk paper: klik
 

Interessant, ik wist niet eens dat je op een of andere manier kunt leren om je pupillen bewust kleiner te maken.
 
Blijft natuurlijk het punt dat je daardoor scherper gaat zien, maar ook een stuk minder licht binnen krijgt waar het netvlies zich aan moet aanpassen (dat gaat vrij traag). Blijkbaar zitten die Moken in omstandigheden waar dat goed mogelijk is (veel zonlicht op het zeewater etc) en genoeg licht overblijft om nog wat te zien. 
 
Of het onder andere omstandigheden ook werkt betwijfel ik een beetje, het is min of meer iets als op een zonnige dag een lange tunnel inrijden - je pupillen zijn normaliter snel genoeg om je meer licht te geven zodat nog wel wat ziet met de gangbare hoeveelheid verlichting, maar met kleine pupillen denk ik dat je zo tegen de rand van de tunnel aan zit, adaptatie van lichtgevoeligheid is te traag, maar snel genoeg om het verlaten van een kilometer tunnel onaangenaam helder te maken.