почему ныряльщик без маски плохо различает предметы под водой

Преломление света в оптической системе глаза происходит в основном на внешней поверхности роговицы. В воде это преломление резко ослабляется, потому что показатели преломления воды и роговицы почти равны друг другу. В результате глаз становится настолько «дальнозорким» , что даже при максимальной деформации хрусталика не удается сфокусировать воображение на сетчатке. При наличии же маски роговица граничит не с водой, а с воздухом внутри маски. А прохождение света сквозь плоское стекло маски практически не влияет на четкость изображения (вспомните как четко видны рыбы через стенку аквариума) .

Зрение под водой.

Когда человек попадает под воду, у него сильно искажается зрительное восприятие объектов. Это происходит вследствие того, что в водной среде, по сравнению с воздушной, значительно изменяется следование световых сигналов от предметов к глазу и их восприятие. Видимость предметов из-за ухудшения естественной освещенности обычно прекращается на глубинах 40-60 м. Расстояния, на которых могут различаться предметы, также значительно сокращаются. И, наконец, предметы становятся нечетко видимыми из-за возникновения «дымки» рассеивания. Этим, однако, вопрос не исчерпывается: движение зрительных сигналов изменяется не только в воде, но и в глазу. Воздух имеет коэффициент преломления световых лучей, равный единице, а преломляющие среды глаза 1,336-1,406, и, исходя из этих данных, эволюция «спроектировала» формы и размеры глаза. Коэффициент преломления воды (1,33) практически равен показателю роговицы (1,376), и она утрачивает в воде значительную часть преломляющей силы. Глаз становится некорригируемым естественными аккомодационными усилиями. Предметы проецируются на сетчатке в кругах светорассеяния. Отсюда расплывчатые изображения предметов, их видимость обеспечивается только на близком расстоянии и при значительных угловых размерах.
Человек, способный различать детали при угловых размерах примерно 1 мин, например нить толщиной 0,05 мм, в воде будет различать детали с угловыми размерами 90-180 мин (1,5-3°). Это будет нить толщиной 3-5 мм. Каждый, кто под водой рассматривал свои пальцы, мог обнаружить, что не различает мелких складок, пор и т. д. Считается, что только в результате появления кругов светорассеяния острота зрения под водой снижается в 100- 200 раз. Кроме того, при непосредственном контакте роговицы с водой сужается поле зрения, что также связано с уменьшением преломления.
К счастью, преломляющая сила роговицы сохраняется, если между нею и водой окажется воздушная прослойка, из которой световые лучи будут проникать в роговицу. Через иллюминаторы или стекло маски предметы в воде воспринимаются так же, как при взгляде из воздушной среды сверху через поверхность воды. Кругов рассеивания и сужения полей зрения нет. Мелкие детали объектов видны хорошо, однако остаются низкая освещенность, видимость только на близком расстоянии, «дымка» . Наличие воздушной прослойки приводит к искаженным представлениям местоположения и размеров находящихся в воде предметов из-за преломления на границах сред вода - воздух. Предметы воспринимаются увеличенными приблизительно на треть и смещенными со своих реальных мест ближе к наблюдателю.