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王群光自然診所：台北市羅斯福路三段271號10樓
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由人類長期生活於陸地上，已經習慣陸地上大氣壓力，所以一般沒有任何反應或不適，但當人們在水中活動及工作時，若要達至安全，了解水中環境對人類身體所產生的物理，化學，病理等變化是非常重要。基本上，水的密度比空氣重，聲音及光在水中折射度以及傳送速度；水的傳熱速度等等均與如空氣不一樣；另外人類在潛水的時候為了平衡外間(潛水深度)的壓力需要應用壓縮空氣，而吸入這些壓縮空氣對機體會產生一些特別生理反應。
如果透明膠樽裝海水放在其中，，我們只能見到海水和普通水一樣，是透明無色的。當然海水顏色除了受以上因素影響外，還會受到海水中的懸浮物質、微生物，雲層等其他因素而影響。
最常用的壓力計算單位
1 bar = 10.00msw 1 atm = 1.013250 bar = 14.6959 psi = 33.08fsw =1013250kpa
Last update 24 August 2009
溫度 :溫度量度的單位有分開華氏及攝氏, 華氏三十二度等如攝氏零度, 潛水最適水溫通常是攝氏二十至廿五度。
絕對壓力: 在潛水的領域中，簡單的概念可以理解為，作用在身體上的大氣壓力加上海水壓力的總和。
第一條：波爾氣體定論 Boyle’s Law – 當溫度以及總的體積不變，氣體容量與壓力成返比關係。可以簡單理解為壓力越大氣體體積容量越少，壓力越少氣體體積容量會越大。這條定律與我們經常提及的潛水壓力傷(Barotrauma)有關。
第二條：查理士氣體定論 Charles’s Law – 當固定氣體的壓力不變，氣體容量與溫度成正比關係。可以簡單理解為溫度上升氣體容積會增長，溫度下降其體容積縮小。在一般潛水員很少碰到這定律，但是當我們應用壓縮機製造壓縮氣體加入儲氣氣樽，此時儲氣氣樽溫度會上升，這個時候我們會把此時儲氣氣樽浸在水中協助降低溫度，務求可令到氣樽可以儲存充足設計容量。這些氣樽如果強烈暴晒在陽光之下由於溫度上升氣體膨脹，會有爆裂的危險。
第三條：道爾頓氣體分壓定律Dalton’s Law – 當多種混合氣體共同存在的時候，他們各自存在的時候所產生的壓力相等與他們造成混合氣體的氣體壓力總和。這條定律與混合氣體潛水、Nitrox潛水、Heliox 潛水、氮醉，氧中毒等等有相當大的關係，將會再相關章節詳細討論。
第四條：亨利氣體定律 Henry’s Law – 在固定的單一溫度當中，氣體溶解在液體的份量與壓力成正比。可以簡單理解為當壓力越大溶解在液體中的氣體容量越多，壓力越少溶解在液體中的氣體容量越少。壓力下降的時候多餘的氣體會釋出。這條定律與潛水減壓病有莫大關係。
原始大氣層是充滿了甲烷，氨等氣體，成初期是不含氧氣的。地球為一層厚約數百公里之透明混合氣體所包圍，因受地球之引力而附著於地球表面，稱為大氣層。在接近地球表面的空氣中，按體積之百分比，氮約佔百分之七十八，氧約佔百分之二十一，氬、氖、氪、氫、氦，及二氧化碳等構成其餘百分之一。大氣層氧氣的出現源於兩種作用，一個是非生物參與的水的光解，一個是生物參與的光合作用。大氣層不僅供應生物呼吸所必須之氧，且能於白晝發揮阻擋太陽之強烈紫外光，並於夜晚防止地球表面之溫度過度降低。
地球原始大氣層係由火山爆發而產生，其主要成分為水蒸氣、氮，及二氧化碳。惟二氧化碳能與地表之矽酸鈣化合而成石英與碳酸鈣，形成地表砂粒岩石之主要成分，二氧化碳因而由原始大氣層中消耗殆盡。此點對於生命之形成，極為重要。二氧化碳分子能讓可見光通過而增高地表溫度，且能阻擋地表所輻射出之紅外光，因而產生溫室效應，致使大氣層之溫度顯著昇高而無法蘊育生命之形成。 原始大氣層中之水分子，因受太陽之強烈紫外光輻射而分解成氫及氧，前者隨即逸出大氣層，後者因能與多種成分化合而形成固態氧化物，亦從大氣中消失。
今日大氣層中所含大量自由態氧分子，乃生命出現後，逐漸累積之結果。生命的演化過程，是由簡單的原子慢慢蛻變成分子，聚合物，以至於細胞和多細胞的複雜生物體。生物體內含有四種主要的元素，即碳、氫、氧和氮。當地球最初形成的時候，這四種元素也以最簡單的分子形式出現。這種極端的大氣層很早就消失了，取而代之的，是另外一種大氣層。它也含有相同的大氣元素，但是它含有氫氣和元素態的氮；碳多為一氧化碳，甲烷較少。
元素的結合，可以形成簡單的分子，如酸、鹼、醣和氨基酸等，而聚合物（油脂類，纖維素，核酸和蛋白質等）又是由分子聚合而成。更複雜的分子構造，是具有自組能力的系統。它們形成催化系統和細胞膜等，造成生命，而生命也藉之而得以保存。光合作用加速了大氣層氧氣的積累，深刻地改變了地球上物種的代謝方式和形態。從考古學上可以發現，大氣層含氧量在石炭紀的時候曾經一度上升到了35%。
而地球上氧氣的來源，僅有10%是由地上的綠色植物提供，其他的90%全來自海洋。海洋中的海藻，透過光合作用，是氧氣的重要提供者之一，而深海中的海底斷層在流出岩漿時，也會釋放出大量的氧氣。海洋產生氧氣的另一個途徑，是海水蒸發為水蒸氣之後，會飄浮到大氣高層中，而陽光會將水蒸氣分解為氫氣和氧氣，密度較大的氧氣下沉之後，便會重新回到地表。
植物僅需少量之氧即可維持生命，在其製造食物過程中，進行光合作用而使二氧化碳分解成氧及碳，前者乃釋放到大氣中，而後者為植物所吸收，轉化成有機體。動物呼吸，吸收氧而排出二氣化碳，植物生長，吸收二氧化碳而補充氧，如此相輔相成而達至奇妙之平衡，大氣之組成乃得穩定。
可以簡單的這樣地說，聲音在水中傳送速度比空氣傳導快約四倍，因此聲音可以在水中傳送得更遠。由於有這個特點我們會感覺聲音從四方八面傳送過來，很難分辨聲音的來源，對判斷聲音的原來位置會感到非常困難。如果我們善用這一特點，潛水艇、輪船的聲納探測系統可以幫助他們安全航行。對潛水員來說，來自聲納系統的強烈水底聲音、捕魚活動的水底爆破、水底建築活動等等，如果與我們潛水活動相近會可能對我們的耳朵造成傷害。強烈的水底爆破甚至會震傷我們身體，因此潛水員要遠離相關的活動地區。
我們平常說話言語溝通是借著空氣傳導，聲音進入我們的耳朵傳送到我們的大腦作分析，最後解釋為聲音。但是聲音從空氣進入所水這個介面的時候會明顯減弱，甚至無法傳導。正因為這個原因潛水員在水中沒法用正常語言溝通(存在著空氣入水介面- “氣 - 水”介面)，因此我們只能依靠手勢或者燈光訊號作溝通。
光線在水中傳導的特徵
在海水的章節中已經提過海水呈現藍色，主要因為波長較長的紅光一早被海水吸收，短波藍光仍然散射停留在水中令到海水呈藍色。人類觀察事物色彩，認知判斷事物的位置往往需要借助光線經過腦部分析才可以得出結果。我們眼睛的角膜上與我們生活的空氣中同樣存在一過 “氣 - 水”介面，正如其他陸地上的生物一樣已經習慣了這些介面，才可以利用光線看清楚事物。當我們潛入水中這個界面因此而消失，我們便沒法看得清楚。戴上潛水面罩，何以再次人為製造出這個介面令我們在水中繼續看得清楚。
不過這個潛水面罩製造出來的人共介面，會令到我們觀察水中物體的時候，感覺物體的距離比實際距離拉近了約３分一。同一時間潛水面罩亦令到我們的視野縮小，粗心大意的潛水員，在視野縮小的情況之下會有機會碰傷頭部，這點特別留意。
資料來源 http://www.hkhyperbaric.com/divingphysic1.html
a.海水
海水中含有地球上七十二種元素，其中最主要性能包括氧，氯，氫，鈉鉀等等，海水普遍成弱鹼性，水溫可以由攝氏零下一度至三十度。海水的顏色主要是由海水的光學性質所控制的，即海水對太陽光線的吸收、反射和散射所造成。太陽光光譜是由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七色光複合而成，七色光波長長短不一，從紅光到紫光，波長由長漸短，其中波長最長的紅光、橙光、黃光穿透能力強，最易被水分子所吸收。於是紅光、橙光和黃光在不同的深度時均被完全吸收了，並使海水的溫度升高。到一定的深度綠光也被吸收了。而波長較短的藍光和紫光遇到水分子或其他微粒會四面散開，或反射回來。所以當海水明淨清澈時，目光中被海水吸收最少的藍光和紫光就反射和散射到我們的眼裏，此外由於人類眼睛對紫光不敏感，而對藍光比較敏感，因而我們看見的大海於是就呈現出藍色了。
如果透明膠樽裝海水放在其中，，我們只能見到海水和普通水一樣，是透明無色的。當然海水顏色除了受以上因素影響外，還會受到海水中的懸浮物質、微生物，雲層等其他因素而影響。
b.大氣壓力
大氣壓力由空氣中氣體對身體各部分上所產生的壓力，大氣壓力由各方面壓在身上的不同地方，不同方向壓力一樣，因此這些壓力的效應被中和。
c.海水壓力
指當物體或者受我們的身體浸在海水中，每一單位面積上所感受到的水壓力量，與大氣壓力相近似在同一深度的情況之下，均一地壓在身上的不同地方，下潛水深度愈大身體感應的壓力亦相應增加，並以每一呎水深增加 0.455psi 壓力單位。
最常用的壓力計算單位
1 bar = 10.00msw 1 atm = 1.013250 bar = 14.6959 psi = 33.08fsw =1013250kpa
Last update 24 August 2009
d.壓力 - 所為壓力是指每一單位面積上所感受到的力量。
Pressure = Force力/Area面積
溫度 :溫度量度的單位有分開華氏及攝氏, 華氏三十二度等如攝氏零度, 潛水最適水溫通常是攝氏二十至廿五度。
絕對壓力: 在潛水的領域中，簡單的概念可以理解為，作用在身體上的大氣壓力加上海水壓力的總和。
e.潛水領域中常用的氣體定律
根據我們了解的簡單氣體定律當中，我們知道 “溫度”、 “壓力” 、 “容量” 三個因素之間存在相互關係。任何一個因素出現變化，均會對其他因素引發出一定的影響。
第一條：波爾氣體定論 Boyle’s Law – 當溫度以及總的體積不變，氣體容量與壓力成返比關係。可以簡單理解為壓力越大氣體體積容量越少，壓力越少氣體體積容量會越大。這條定律與我們經常提及的潛水壓力傷(Barotrauma)有關。
第二條：查理士氣體定論 Charles’s Law – 當固定氣體的壓力不變，氣體容量與溫度成正比關係。可以簡單理解為溫度上升氣體容積會增長，溫度下降其體容積縮小。在一般潛水員很少碰到這定律，但是當我們應用壓縮機製造壓縮氣體加入儲氣氣樽，此時儲氣氣樽溫度會上升，這個時候我們會把此時儲氣氣樽浸在水中協助降低溫度，務求可令到氣樽可以儲存充足設計容量。這些氣樽如果強烈暴晒在陽光之下由於溫度上升氣體膨脹，會有爆裂的危險。
第三條：道爾頓氣體分壓定律Dalton’s Law – 當多種混合氣體共同存在的時候，他們各自存在的時候所產生的壓力相等與他們造成混合氣體的氣體壓力總和。這條定律與混合氣體潛水、Nitrox潛水、Heliox 潛水、氮醉，氧中毒等等有相當大的關係，將會再相關章節詳細討論。
第四條：亨利氣體定律 Henry’s Law – 在固定的單一溫度當中，氣體溶解在液體的份量與壓力成正比。可以簡單理解為當壓力越大溶解在液體中的氣體容量越多，壓力越少溶解在液體中的氣體容量越少。壓力下降的時候多餘的氣體會釋出。這條定律與潛水減壓病有莫大關係。
f.氧氣的來源
“分子氧”是一種化學元素，它的化學符號是O，原子序數是8。現今地球空氣中以單質形式存在氧氣大約含有體積為20.947%。氧元素占整個地殼質量的48.6%，它在地殼中基本上是以氧化物的形式存在的。就整個地球而言，氧的質量分數為15.2%。無論是人、動物還是植物，他們的生物細胞都有類似的組成，其中氧元素占到了65%的質量。
原始大氣層是充滿了甲烷，氨等氣體，成初期是不含氧氣的。地球為一層厚約數百公里之透明混合氣體所包圍，因受地球之引力而附著於地球表面，稱為大氣層。在接近地球表面的空氣中，按體積之百分比，氮約佔百分之七十八，氧約佔百分之二十一，氬、氖、氪、氫、氦，及二氧化碳等構成其餘百分之一。大氣層氧氣的出現源於兩種作用，一個是非生物參與的水的光解，一個是生物參與的光合作用。大氣層不僅供應生物呼吸所必須之氧，且能於白晝發揮阻擋太陽之強烈紫外光，並於夜晚防止地球表面之溫度過度降低。
地球原始大氣層係由火山爆發而產生，其主要成分為水蒸氣、氮，及二氧化碳。惟二氧化碳能與地表之矽酸鈣化合而成石英與碳酸鈣，形成地表砂粒岩石之主要成分，二氧化碳因而由原始大氣層中消耗殆盡。此點對於生命之形成，極為重要。二氧化碳分子能讓可見光通過而增高地表溫度，且能阻擋地表所輻射出之紅外光，因而產生溫室效應，致使大氣層之溫度顯著昇高而無法蘊育生命之形成。 原始大氣層中之水分子，因受太陽之強烈紫外光輻射而分解成氫及氧，前者隨即逸出大氣層，後者因能與多種成分化合而形成固態氧化物，亦從大氣中消失。
今日大氣層中所含大量自由態氧分子，乃生命出現後，逐漸累積之結果。生命的演化過程，是由簡單的原子慢慢蛻變成分子，聚合物，以至於細胞和多細胞的複雜生物體。生物體內含有四種主要的元素，即碳、氫、氧和氮。當地球最初形成的時候，這四種元素也以最簡單的分子形式出現。這種極端的大氣層很早就消失了，取而代之的，是另外一種大氣層。它也含有相同的大氣元素，但是它含有氫氣和元素態的氮；碳多為一氧化碳，甲烷較少。
元素的結合，可以形成簡單的分子，如酸、鹼、醣和氨基酸等，而聚合物（油脂類，纖維素，核酸和蛋白質等）又是由分子聚合而成。更複雜的分子構造，是具有自組能力的系統。它們形成催化系統和細胞膜等，造成生命，而生命也藉之而得以保存。光合作用加速了大氣層氧氣的積累，深刻地改變了地球上物種的代謝方式和形態。從考古學上可以發現，大氣層含氧量在石炭紀的時候曾經一度上升到了35%。
而地球上氧氣的來源，僅有10%是由地上的綠色植物提供，其他的90%全來自海洋。海洋中的海藻，透過光合作用，是氧氣的重要提供者之一，而深海中的海底斷層在流出岩漿時，也會釋放出大量的氧氣。海洋產生氧氣的另一個途徑，是海水蒸發為水蒸氣之後，會飄浮到大氣高層中，而陽光會將水蒸氣分解為氫氣和氧氣，密度較大的氧氣下沉之後，便會重新回到地表。
植物僅需少量之氧即可維持生命，在其製造食物過程中，進行光合作用而使二氧化碳分解成氧及碳，前者乃釋放到大氣中，而後者為植物所吸收，轉化成有機體。動物呼吸，吸收氧而排出二氣化碳，植物生長，吸收二氧化碳而補充氧，如此相輔相成而達至奇妙之平衡，大氣之組成乃得穩定。
g.聲音在水中傳導的特性
可以簡單的這樣地說，聲音在水中傳送速度比空氣傳導快約四倍，因此聲音可以在水中傳送得更遠。由於有這個特點我們會感覺聲音從四方八面傳送過來，很難分辨聲音的來源，對判斷聲音的原來位置會感到非常困難。如果我們善用這一特點，潛水艇、輪船的聲納探測系統可以幫助他們安全航行。對潛水員來說，來自聲納系統的強烈水底聲音、捕魚活動的水底爆破、水底建築活動等等，如果與我們潛水活動相近會可能對我們的耳朵造成傷害。強烈的水底爆破甚至會震傷我們身體，因此潛水員要遠離相關的活動地區。
我們平常說話言語溝通是借著空氣傳導，聲音進入我們的耳朵傳送到我們的大腦作分析，最後解釋為聲音。但是聲音從空氣進入所水這個介面的時候會明顯減弱，甚至無法傳導。正因為這個原因潛水員在水中沒法用正常語言溝通(存在著空氣入水介面- “氣 - 水”介面)，因此我們只能依靠手勢或者燈光訊號作溝通。
h.熱力在水中傳導的特性
我們知道人類體表溫度以及熱力傳導方法有(1) 直接傳導 (2) 輻射傳導 (3) 水蒸氣揮發傳導等途徑。在潛水環境當中直接傳導喪失熱力是最主要的途徑，特別有溫差分別大、水溫偏低、水流大，劇烈運動等都會加劇熱量流失。正因為這樣我們需要穿著保護膠衣物減少熱力流失達到保溫效果。如果長時期浸在低溫水中，很容易造成體溫過低及虛脫等現象。光線在水中傳導的特徵
在海水的章節中已經提過海水呈現藍色，主要因為波長較長的紅光一早被海水吸收，短波藍光仍然散射停留在水中令到海水呈藍色。人類觀察事物色彩，認知判斷事物的位置往往需要借助光線經過腦部分析才可以得出結果。我們眼睛的角膜上與我們生活的空氣中同樣存在一過 “氣 - 水”介面，正如其他陸地上的生物一樣已經習慣了這些介面，才可以利用光線看清楚事物。當我們潛入水中這個界面因此而消失，我們便沒法看得清楚。戴上潛水面罩，何以再次人為製造出這個介面令我們在水中繼續看得清楚。
不過這個潛水面罩製造出來的人共介面，會令到我們觀察水中物體的時候，感覺物體的距離比實際距離拉近了約３分一。同一時間潛水面罩亦令到我們的視野縮小，粗心大意的潛水員，在視野縮小的情況之下會有機會碰傷頭部，這點特別留意。
資料來源 http://www.hkhyperbaric.com/divingphysic1.html
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