Òptica
Profunditat aparent (interfície plana)
La refracció en una interfície plana fa que un objecte submergit sembli menys fondo (profunditat aparent = profunditat real · n₂/n₁).
Profunditat aparent (interfície plana) — simulació interactiva de Òptica. La refracció en una interfície plana fa que un objecte submergit sembli menys fondo (profunditat aparent = profunditat real · n₂/n₁). Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Profunditat aparent
La refracció en una interfície plana fa que un objecte submergit sembli menys fondo (profunditat aparent = profunditat real · n₂/n₁).
Els raigs d'un objecte subaquàtic es desvien cap a la normal en sortir a l'aire, i l'ull els traça cap a una posició aparent menys fonda. La profunditat aparent escala com la profunditat real × n_water/n_air: per això una piscina sembla menys fonda del que és.
- n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂
- Profunditat aparent menor
Resum de la investigació
Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori
El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.
Pregunta conductora
Mirant recte avall cap a l'aigua des de l'aire, un objecte del fons apareix menés fond que la seva profunditat real. Escala aquest efecte de profunditat aparent en proporció directa a la profunditat real?
Prediccions a valorar
- Sí: la profunditat aparent és sempre una fracció fixa de la profunditat real, fixada per la relació dels dos índexs de refracció.
- La profunditat aparent es queda igual independentment de la profunditat real.
- No hi ha una relació simple entre profunditat real i aparent.
Rols de les variables
El que tu defines:
- Profunditat real d_o (cm)
El que tu mesures:
- Profunditat aparent d_i (cm)
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit «Profunditat aparent» i prem Restableix. L'índex de l'aigua és fix a n₁ = 1.33 (mirant cap a l'aire, n₂ = 1.0).
- Activa la lectura de profunditat aparent.
- Defineix la profunditat real per a cada prova i enregistra la profunditat aparent.
Equació governant
Profunditat aparent (aproximació paraxial) — n₁·sinθ₁ = n₂·sinθ₂
Mirant gairebé recte avall per una interfície plana, la profunditat aparent d'un objecte queda escalada per la relació d'índexs de refracció: d_apparent = d_true·(n_viewing/n_object). Mirar de dens a menys dens (com d'aigua a aire) fa els objectes semblar menys fonds.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Per a una prova, calcula d_i = −d_o·(n₂/n₁) amb n₁ = 1.33, n₂ = 1.0. Compara-ho amb la taula.
- Explica per què mirar des d'un medi més dens (aigua) cap a un de menys dens (aire) fa sempre aparèixer els objectes més a prop (menys fonds) del que són realment: la relació n₂/n₁ aquí és menor que 1.
On apareix això més enllà del laboratori
- Si fossis sota l'aigua mirant AMUNT cap a alguna cosa a l'aire sobre la superfície, la relació s'invertiria (n₁ = 1.0, n₂ = 1.33 des del costat de l'aigua), fent les coses aparèixer més lluny/més fondes del que són. Explica per què importa la direcció per la qual mires a través de la interfície.
- Algú que pesca amb arpó ha de apuntar per sota d'on un peix apareix visualment, per aquest efecte de profunditat aparent (realment, posició aparent). Explica, amb les teves dades, per què un peix que sembla a 1 m de fond pot ser de fet considerablement més fond.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Benvingut a Profunditat aparent
- Selecciona l'objecte
- Prem Reprodueix
- L'objecte sembla menys fondo
- Obre el panell de Propietats
- Ho has aconseguit!
Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.
Obre el laboratori interactiu →
Descarrega el full de treball →