Über den „Taucheffekt” bei der Lichtmessung über und unter Wasser

  • Franz Berger
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Zusammenfassung

Das Verhältnis der meßbaren Intensitäten in einem Lichtmeßgerät flacher Bauart dicht unter und über Wasser wird „Taucheffekt” genannt. Dieses Verhältnis weicht von der wahren Relation der Lichtintensitäten innerhalb weiter Grenzen ab. Entsprechend den verschiedenen optisch-geometrischen Bedingungen bei Opal-, Klarglas- und Mattscheiben gibt es drei verschiedenartige Taucheffekte.

Opal- und Mattscheiben verhalten sich gegensätzlich, ihre Taucheffektbereiche liegen unterhalb, bzw. oberhalb des gut definierbaren Klarglaswertes. Dieser bildet für Opalglas die obere, für Mattglas die untere Grenze. Die untere Grenze für Opalglas ist annähernd bestimmt, die obere Grenze für Mattglas nicht. Kunststoffgläser mit ihren niedrigeren Brechungszahlen ergeben noch breitere Taucheffektbereiche als Silikatgläser.

Das Verhältnis der tatsächlichen Intensitäten liegt im Bereich des Opalglas-Taucheffekts. Es muß daher möglich sein, ein Opalglas herzustellen, mit dem ein Lichtmeßgerät über und unter Wasser richtig zeigt.

Opal- und Mattgläser weisen einen „Oberflächeneffekt”, d. h. einen Totalreflexionsfehler in der Nähe der Wasseroberfläche auf, dessen Zusammenhang mit dem Taucheffekt geklärt wird.

Es wird eine einfache Vorrichtung angegeben, um bei Taucheffekt-Bestimmungen den Totalreflexionsfehler zu vermeiden.

Summary

The ratio of light intensities just below and above a water surface as measured by a light meter of disk-shaped design is called “immersion effect”. This ratio differs within a wide margin from the ratio of the true intensities. According to the different optical-geometrical conditions of light transmission through opal, clear and ground glass three different types of the immersion effect can be distinguished.

The immersion effect of opal glass is lower, and that of ground glass higher than the (well defined) value for clear glass. The latter is the upper margin for opal glass, and the lower margin for ground glass. The lower margin for opal glass is approximately defined while the upper margin for ground glass is indefinite. Plastic glasses with their low index of refraction cause an even wider range of the immersion effect than silicate glasses.

The true ratio of light intensities lies within the range of the immersion effect of opal glass. Therefore, it should be possible to design a light meter with an opal filter which gives correct readings above and below the water surface.

When placed closely beneath the water surface opal and ground glass show an additional “surface effect”. It is caused by total reflection at the water surface. Its relation to the immersion effect is discussed.

A simple device is described which eliminates the surface effect and permits accurate determinations of the immersion effect.

Résumé

Le rapport entre les intensités mesurées par un photomètre plat directement sous la surface de l'eau et au-dessus de celle-ci est appelé «effet de plongée»; il diffère de la relation véritable des intensités lumineuses dans de larges limites. Par suite des propriétés optiques différentes des disques de verre opalin, transparent ou mat, il existe trois effets de plongée différents.

Les disques opalins et mats se comportent de façon contraire; leurs domaines d'effet de plongée se trouvent au-dessous et au-dessus de la valeur bien définie correspondant au verre transparent. Celle-ci constitute pour le verre opalin la limite supérieure, pour le verre mat la limite inférieure. La limite inférieure pour le verre opalin est à peu près définie, la limite supérieure pour le verre mat ne l'est pas. Les verres synthétiques à indices bas ont des domaines d'effet de plongée encore plus larges que les verres à silicates.

Le rapport véritable des intensités se trouve dans le domaine de l'effet de plongée du verre opalin. Il doit donc être possible de préparer un verre opalin à l'aide duquel un photomètre fonctionne correctement dans et sur l'eau.

Les verres opalins et mats présentent un «effet de surface», c'est-àdire une erreur de réflexion totale au voisinage de la surface de l'eau, dont on explique la relation avec l'effet de plongée.

On donne un dispositif simple permettant d'éviter l'erreur de réflexion totale.

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Copyright information

© Springer-Verlag 1961

Authors and Affiliations

  • Franz Berger
    • 1
  1. 1.Biologische Station Lunz am SeeLunz am See

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