Lorsque la lumière frappe la surface d'un étang, plusieurs phénomènes peuvent se produire en fonction des propriétés de la lumière et de l'eau. Voici quelques interactions clés:
1. Réflexion:Une partie de la lumière se reflète sur la surface de l'eau. Cette lumière réfléchie est ce que nous voyons lorsque nous regardons un étang d'en haut. La quantité de lumière réfléchie dépend de l'angle auquel la lumière frappe la surface et la longueur d'onde de la lumière.
2. Réfraction:Alors que la lumière passe de l'air dans l'eau, elle subit une réfraction, ce qui signifie qu'il change de direction. En effet, la vitesse de la lumière est plus lente dans l'eau que dans l'air. La réfraction fait se plier les rayons lumineux lorsqu'ils entrent dans l'eau, ce qui fait que les objets sous l'eau apparaissent plus près de la surface qu'ils ne le sont réellement.
3. Absorption:une partie de la lumière qui pénètre dans l'eau est absorbée par les molécules d'eau et autres particules dans l'eau. La quantité de lumière absorbée dépend de la longueur d'onde de la lumière et de la clarté de l'eau. Des longueurs d'onde plus courtes, telles que la lumière bleue et violette, sont absorbées plus fortement que les longueurs d'onde plus longues, telles que la lumière rouge et orange. C'est pourquoi l'eau profonde semble bleue ou verte.
4. Disposition:la lumière peut également être dispersée par des particules en suspension dans l'eau, comme les sédiments, le plancton et les bulles d'air. La diffusion provoque une réduction de la lumière dans différentes directions, ce qui entraîne la lueur diffuse que nous voyons dans des environnements sous-marins. La diffusion de la lumière est plus prononcée pour les longueurs d'onde plus courtes, c'est pourquoi l'eau apparaît souvent bleuâtre ou verdâtre.
5. Réflexion interne totale:Dans certaines conditions, la lumière peut subir une réflexion interne totale lorsqu'elle frappe la surface de l'eau sous l'eau. Cela se produit lorsque l'angle d'incidence (l'angle auquel la lumière frappe la surface) est supérieure à l'angle critique pour l'eau. À l'angle critique, la lumière se reflète complètement dans l'eau, et rien n'est transmis dans l'air. La réflexion interne totale est ce qui permet aux poissons et autres créatures aquatiques de voir clairement sous l'eau.
Ces interactions de lumière avec la surface d'un étang jouent un rôle crucial dans la détermination de l'apparence du corps d'eau et de l'environnement sous-marin. Ils affectent la couleur, la clarté et la visibilité de l'eau et influencent le comportement et la survie des organismes aquatiques.