当前位置 首页 中华学生百科全书(100分卷版) 第323章

  这个法国人又经过了不断的实验,终于制造出一种水下闪光灯。

  这种水下闪光灯其实就是一个大玻璃球。球里面放上一盏酒精灯和一些镁

  粉。大家知道,镁粉遇热燃烧会发出明亮的光来。下水前,只需把酒精灯点

  燃,这样酒精灯就会诱燃镁粉发出阵阵明亮的光来,就可以进行水下摄影了。

  这个玻璃球和水面上充满空气的大酒桶相连接,可以保证有充分的氧气燃

  烧,因而球里面的灯火也就不会窒熄了。遗憾的是,这种水下闪光灯经常发

  生爆炸,有时也会伤害一些摄影人员,所以这种方法很快就不使用了。这位

  法国人布当仍然继续进行水下摄影照明的研究。最后,他终于制造出一种防

  水的弧光灯。用这种弧光灯进行水下摄影,可以在 50 米的海洋深处拍到效果

  非常好的照片。这位法国人还专门写了一本介绍水下摄影的专著,为后人留

  下了宝贵的资料。

  继法国人布当之后,进一步发展水下摄影事业的是美国人列·普里也尔,

  他为水下摄影机设计了一个不锈钢的外壳,胶片装在一个发条机构上,潜水

  时使用这样的摄影机,一次可以连续拍摄 35~36 个镜头。美国电气工程师德

  米特里·列比科夫,又研制出一种水下自动摄影机。这种摄影机的外壳像一

  个鱼雷,是一个长长的椭圆形;壳体是不锈钢的,浮力为零,不升不降地处

  于悬浮状态。壳里面装着摄影机、聚光灯和电池组。壳的外面装上电动螺旋

  钉,可以在海中自动前进。壳里面的摄影机也是自动装置的。于是,这种水

  下自动摄像机可以穿越海洋中狭小的通道,拍摄下沉船内部和水下岩洞的情

  况。后来,人们又经过不断探索,发明了深海摄影机。这种摄影机的原理是

  这样的:摄影机上附着一个重物,这块重物携带着照像机迅速下沉,当重物

  与海底碰撞时,照像机上的照明灯会自动打开,启动快门,转动胶片,同时

  把重物弹射开,这样摄影机又浮上了水下面。这种深海摄影机可以拍摄深海

  中的许多景色,可以在几千米的深海中照相。

  现在水下摄影机已经十分普及了,而且种类繁多,功能齐全,对焦距、

  拨光圈、转底片都可以在水下进行,水下闪光灯也比较完善了。

  潜水技术

  古代潜水

  在科学不发达的古代,辽阔深邃的海洋使人们心中充满了神往和迷惘。

  变幻莫测的海上风云,早就引起了人们无限的憧憬和遐想。但那时人类还没

  有遨游海洋的能力,只能把美好的愿望编织到神话和传说里去,借以满足人

  类的某种希翼和期待。于是就有了海底龙宫、避水珠、宝葫芦、聚宝盆之类

  的神奇故事。其中留给我们印象最深刻的大概要算《西游记》中孙悟空大闹

  龙宫的故事了。孙悟空靠着一套“避水诀”,在大海里来往自如,几番在龙

  宫中冲杀往返,最后从龙王那里借来了“如意金箍棒”。在这里,作者充分

  表达了人们渴望到海洋深处去寻珠问宝的心愿。可是,人类要回到祖先的居

  住地,却远没有神话中孙悟空那么容易。深深的海水,设置了重重障碍。人

  类从开始尝试跨越这些障碍,到可以自如地在水下漫游,经历了几千年漫长

  的努力。在潜水史上,中国和外国的潜水技术发展都很缓慢,大体经历了裸

  潜、通气管潜水、重潜水、轻潜水、饱和潜水几个阶段。

  在古代,居住在海边的人们为了捕捞鱼、贝和海产品,常常要赤身、屏

  气、不采用任何装具潜入水中,然后回到海面换气休息,这种潜水方法叫做

  裸潜。这种方法传至现在,我国南方的沿海渔民仍在使用;另外,这也是一

  项潜水体育运动。现在,世界上竞技潜水的最高纪录已经高达 101 米。

  但是,这种潜水方法由于不能在水下呼吸,因而潜水的时间是有限的。

  如何解决人在水中的呼吸问题呢?2000 多年前,人们从多次观察大象过河中

  得到了很大的启示。人们发现,大象过河时,整个身体都浸没在水里,唯有

  象的鼻子伸出水面,自由地呼吸着新鲜空气。人们从这种现象中得到启示,

  于是发明了呼吸管潜水法。

  呼吸管潜水

  最早用的呼吸管是用芦苇制成的。潜水者把呼吸管的一端含在嘴里,另

  一端露出水面。这样,潜水者在水下就可以呼吸到新鲜空气了,大大延长了

  潜水时间。后来人们又发明了水面通气管式潜水服。这种潜水服用皮带扎紧

  在身上,头罩顶部用一根通气管与水面相通。这样,潜水员不但能呼吸到新

  鲜空气,潜水员的双手也得到了解放,可以打捞海产品和进行各种水下作业。

  除此之外,还用两个动物的膀胱做成浮子浮在水面上,以便和水面上进行联

  系。这种方法在 500 年前被广泛地应用。

  呼吸管潜水虽然延长了人在水下的停留时间,但另一方面这种方法只适

  用于浅水中,有着很大的局限性。这是因为,人在水上呼吸的空气是 1 个大

  气压;水下越深,气压越高。每下潜约 2 米,人身上就要多承受 1/10 个大

  气压。用呼吸管潜水的潜水员所呼吸到的空气是水面上的 1 个大气压的常压

  空气,而身体却处于高压状态;这样潜水越深,人吸入的空气的气压与人身

  体实际的受压就越不平衡。所以要想再往深处下潜,就必须让潜水员呼吸到

  压缩空气,以保证人的体内外的压力维持平衡。另外,通气管式潜水服头罩

  里的二氧化碳的积聚问题也要解决,因为潜水员呼出的二氧化碳不能自我消

  散,而二氧化碳气体浓度的增加,会大大缩减潜水员在水下的停留时间。为

  了克服这些问题,人们经过反复研究,不断实践,终于又研制出一种新式潜

  水装具——潜水服,使潜水技术又上了一个新台阶。

  潜水服

  200 多年前,英国人发明了木制潜水头盔、金属潜水头盔和装甲潜水服,

  并在水面上用风箱或手揿式压气机给潜水头盔供给压缩空气。这样一方面解

  决了呼吸问题,另一方面也可以不断地自动排出头盔内多余的气体,这就是

  最原始的通风式潜水装具。后来,人们又对这种潜水装具进行了某些改进。

  在金属头盔上开了一个透明观察窗,把金属头盔和潜水服联接在一起,头盔

  里装置排气阀,使得头盔里面的气体保持一定的压力,并可以自动向外排放

  一部分呼吸气体,供气也采用了双缸手揿式压气机。潜水服也设计得能够更

  好地防水保暖。潜水员身上一般都携带着重物,脚上穿着笨重的金属靴子,

  可以帮助下潜;上浮时,潜水服充满了气体,鼓得圆圆的、胖胖的,身后还

  拖着两根长尾巴(其中一根是供气软管,一根是信号绳),样子非常滑稽可

  笑。潜水员在水下作业时,水面上还会不时冒出串串连珠式的气泡,以至人

  们常常称这种潜水员为“冒气的魔鬼”。这种潜水装既大又笨,人们称它为

  重潜水装具,相应的潜水方法叫做重潜水。

  这种潜水在早期的下潜深度还是有一定局限的。当时它的极限下潜深度

  为 60~70 米。为什么会这样呢?这是因为,我们平常所呼吸到的空气实际上

  是一种混合气体,其中 78%是氮气,21%是氧气,剩下的 1%是一些杂质、

  灰尘、二氧化碳和惰性气体。在一般情况下,这些气体处于 1 个大气压的状

  态下。但是前面我们已经知道了,水越深,气压越高;在 60 米以下海水深度

  时,潜水员呼吸到的高压空气中,氮气的大气压达到了 5.6 个,氧气则达到

  了 1.4 个。高压的氮气会使潜水员发生氮麻醉,思维不连贯,精神恍惚,动

  作身不由己;而高压的氧气也会产生氧中毒,出现恶心、耳鸣、眩晕和全身

  不适的症状,严重者会呼吸停止以至死亡。鉴于这样,所以当时的潜水深度

  都要在 70 米以内。如果再想继续深潜,使用压缩空气是明显不行了,必须另

  外寻找一种合适的气体做为呼吸介质。后来,人们在研究中发现了一种叫氦

  气的气体。这种气体对人体没有什么不良作用。于是人们在潜水中就使用了

  氦—氧—氮或氦—氧人工混和气体。在混合气体中,氮或氧的比例加以人为

  控制,以确保它们的含量不至于引起氮麻醉或氧中毒,其余的成分都为氦气。

  但是氦气是一种比较昂贵的气体,人们为了有效地和经济地使用氦气,又发

  明了一种氦—氧混合气体的喷射再生式潜水装具。这种潜水装具和前面讲到

  的通风式潜水装具差不多,不同的是在头盔里安装了呼吸气体再生装置,当

  高压的氦—氧混合气体喷进头盔时,通过一个诱导装置使头盔内气体形成自

  身循环;呼出的二氧化碳经过吸收器时,被化学药品吸收,气体得到了净化,

  可以再循环使用。毫无疑问,我们已经清楚地看到,这种潜水装具已经突破

  了早期潜水受到的深度限制,现在可以自如地下潜到 200 米左右了。

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