البصريات
العمق الظاهري (سطح فاصل مستوٍ)
الانكسار عند سطح مستوٍ يجعل الجسم المغمور يبدو أقل عمقًا (العمق الظاهري = العمق الحقيقي · n₂/n₁).
العمق الظاهري (سطح فاصل مستوٍ) — محاكاة البصريات تفاعلية. الانكسار عند سطح مستوٍ يجعل الجسم المغمور يبدو أقل عمقًا (العمق الظاهري = العمق الحقيقي · n₂/n₁). مختبر فيزياء افتراضي مجاني يعمل في المتصفح مع قياسات حية بوحدات النظام الدولي وشرح موجّه.
العمق الظاهري
الانكسار عند سطح مستوٍ يجعل الجسم المغمور يبدو أقل عمقًا (العمق الظاهري = العمق الحقيقي · n₂/n₁).
تنحني أشعة جسم تحت الماء نحو العمودي عند خروجها إلى الهواء، فيتعقبها الدماغ راجعة إلى موضع ظاهري أضحل. يتناسب العمق الظاهري مع العمق الحقيقي × n_الماء/n_الهواء، ولهذا يبدو المسبح أضحل مما هو.
- n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂
- عمق ظاهري أصغر
موجز التحقيق
خطط للسؤال قبل فتح المختبر
تعكس المقدمة الصفحة المُصيّرة مسبقًا: سؤال القيادة، والتوقعات المتنافسة، وأدوار المتغيرات، والقوانين الحاكمة، والتجهيز، والتحليل، وأسئلة التوسع تبقى مرئية وبهذا الترتيب.
السؤال القائد
بالنظر عموديًا إلى الماء من الهواء، يبدو جسم في القاع أضحل من عمقه الحقيقي. هل يتدرج تأثير العمق الظاهري بالتناسب المباشر مع العمق الحقيقي؟
توقعات للموازنة
- نعم — العمق الظاهري دائمًا كسر ثابت من العمق الحقيقي، تحدده نسبة معاملي الانكسار.
- يبقى العمق الظاهري كما هو مهما كان العمق الحقيقي.
- لا علاقة بسيطة بين العمق الحقيقي والظاهري.
أدوار المتغيرات
ما تضبطه:
- العمق الحقيقي d_o (cm)
ما تقيسه:
- العمق الظاهري d_i (cm)
كيف يجري التحقيق
- افتح مسبق العمق الظاهري واضغط إعادة الضبط. معامل الماء ثابت عند n₁ = 1.33 (ناظرًا إلى الهواء، n₂ = 1.0).
- فعّل قراءة العمق الظاهري.
- اضبط العمق الحقيقي لكل تجربة وسجل العمق الظاهري.
المعادلة الحاكمة
العمق الظاهري (تقريب المحاور القريبة) — n₁·sinθ₁ = n₂·sinθ₂
بالنظر شبه العمودي للأسفل عبر سطح مستوٍ، يتدرج العمق الظاهري للجسم بنسبة معاملي الانكسار: d_apparent = d_true·(n_viewing/n_object). النظر من الأكثف إلى الأقل كثافة (كالماء إلى الهواء) يجعل الأجسام تبدو أقل عمقًا.
ما يطلب من الطلاب استخراجه في ورقة العمل القابلة للطباعة
- لمحاولة واحدة، احسب d_i = −d_o·(n₂/n₁) باستخدام n₁ = 1.33 و n₂ = 1.0. قارن بالجدول.
- اشرح لماذا يجعل النظر من وسط أكثف (ماء) إلى أخف (هواء) الأجسام تبدو أقرب (أضحل) مما هي عليه دائمًا — نسبة n₂/n₁ هنا أقل من 1.
أين يظهر هذا خارج المختبر
- لو كنت تحت الماء ناظرًا للأعلى إلى شيء في الهواء فوق السطح، تنقلب النسبة (n₁ = 1.0 و n₂ = 1.33 من جهة الماء)، فتبدو الأشياء أبعد/أعمق مما هي عليه. اشرح لماذا يهم اتجاه نظرك عبر السطح الفاصل.
- يحتاج صائد السمك بالحربة إلى التصويب تحت موضع السمكة الظاهري بسبب تأثير العمق الظاهري (الموضع الظاهري في الحقيقة). ببياناتك، اشرح لماذا قد تكون سمكة تبدو بعمق 1 m أعمق بكثير فعلًا.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- أهلًا بك في العمق الظاهري
- حدد الجسم
- اضغط تشغيل
- الجسم يبدو أضحل
- افتح لوحة الخصائص
- أحسنت!
افتح المحاكاة التفاعلية لبناء المشهد، واضغط تشغيل، واستكشف بقياسات حية وشرح موجّه.