光从空气射入水下会损失多少？

Question

为什么光从空气进入水中能量会损失，根据能量定义式来看光的频率没有变，能量应该没有变化才对啊？

Answer 1

光从空气射入水下时，会发生折射现象，使得光线的传播方向发生改变。根据折射定律，光线在两种介质之间传播时，入射角和折射角满足以下关系：
n1 * sin(theta1) = n2 * sin(theta2)
其中，n1和n2分别表示两种介质的折射率，theta1和theta2分别表示光线在两种介质中的入射角和折射角。
水的折射率为1.33，而空气的折射率为1.00，因此当光线从空气射入水中时，会发生明显的折射，使得光线偏离原来的方向。具体来说，当光线从空气垂直射入水中时，折射角为48.6度，也就是说光线偏离了原来的方向，偏转了48.6度。
光在水中的衰减主要是由于散射和吸收引起的。水中的悬浮物和溶解物质会散射光线，使得光线传播方向发生变化，并且部分光线被水中的物质吸收。水的吸收系数随着波长的变化而变化，蓝色光的吸收系数相对较小，因此在水中蓝色光的传播距离相对较长，红色光的吸收系数较大，传播距离相对较短。
因此，光从空气射入水中会损失一部分光强，具体损失的程度取决于水的质量和光线的波长。一般来说，如果光线从空气垂直射入水中，大约有四分之一的光强会被吸收和散射，也就是说，光线在水中的强度只有空气中的四分之三左右。

Answer 2

光从水下射进去，亮度可能会减少70-90%。因为水是一种非常有效的散射和吸收光线的介质，光线通过水的散射、折射、反射和吸收会受到破坏，亮度就会大幅度减少。