A janela de Snell (ou "círculo de Snell" , ou "orifício óptico" ) é um fenômeno óptico subaquático relacionado às propriedades da interface água / atmosfera, esta expressão se refere à Lei de Snell (também chamada de Lei de Snell-Descartes ), desenvolvida pelo matemático e físico holandês Willebrord Snell van Royen (ou Snellius ), colecionador de instrumentos astronômicos e ótica e apaixonado por questões de ótica.
É o fenômeno pelo qual um espectador localizado a vários metros debaixo d'água e olhando para a superfície vê o que está acima da superfície apenas através de um cone de percepção de luz com cerca de 96 graus de largura. A área fora desta " janela de Snell " aparece para este observador subaquático completamente escura ou refletindo o cenário subaquático ou a parte inferior de objetos semi-submersos.
Em condições ideais, um observador olhando para a superfície da água de baixo e exatamente acima dele veria uma imagem perfeitamente circular representando a paisagem de horizonte a horizonte. Devido à refração da luz que ocorre na fronteira da atmosfera / água, a janela de Snell comprime o cenário visível em um ângulo de visão de 180 °, resultando em um efeito semelhante ao de uma lente olho de peixe de 97 graus. °. O brilho da imagem cai drasticamente em sua circunferência / horizonte porque a luz incidente em ângulos rasos baixos é refletida em vez de refratada (cf. equações de Fresnel).
Na realidade, a refração é extremamente sensível ao menor distúrbio ou irregularidades na planura da superfície (ondulações, ondas, objetos flutuantes). Isso causa distorções locais e móveis da imagem ou mesmo sua completa desintegração.
Além disso, na natureza a água raramente é completamente límpida; Quanto mais turvo for , mais a matéria suspensa velará a imagem no halo de luz espalhado.
Do ponto de vista perceptivo aos animais marinhos, a janela de Snell atua como uma clarabóia. Alguns peixes, como o Tylosurus , podem pular no ar antes de mergulhar para se beneficiar de um efeito surpresa em suas presas.
Em tempo de sol ou lua cheia, muitos animais subaquáticos (como o camarão Palaemonetes vulgaris estudado deste ponto de vista) são capazes de perceber os padrões de polarização do céu visíveis através da janela de Snell e usá-los para orientação ou reorientação (especialmente quando o ambiente é turbulento ou em período de migração ), embora o padrão de polarização celeste seja perpetuamente deformado por ondas ou ondas de superfície, e modificado na interface ar-água por refração e repolarização na "claraboia" .
Certos fenômenos de poluição luminosa ou poluição de filme de óleo podem interferir negativamente com esses fenômenos.
O fotógrafo subaquático (ou de água doce) pode explorar esse fenômeno, especialmente com uma lente grande angular, fotografando um assunto localizado "no zênite " entre o fotógrafo e a janela de Snell, que dará um efeito de luz de fundo enfatizando o assunto, um flash permitindo a este último não deve ser cortado apenas na sombra chinesa no fundo claro da superfície. Se a superfície for perfeitamente limpa e calma, a decoração acima da janela e ao redor dela é visível (caso contrário, sua visão é distorcida por ondas e redemoinhos).
O grau e a direção da polarização linear, a transmitância e a forma da imagem distorcida pela refração da polarização podem ser calculados e modelados de acordo com a distância do zênite do sol (ou lua) e dependendo se o céu está claro ou mais ou menos coberto. Assim, é possível produzir imagens sintéticas credíveis para cinema, apresentações educacionais ou para jogos de vídeo.
Esses modelos de refração-polarização também podem ajudar a entender como os organismos animais se orientam e percebem seu ambiente.