Optika
Zdánlivá hloubka (rovinné rozhraní)
Lom na rovinném rozhraní způsobuje, že ponořený předmět vypadá blíže k hladině (zdánlivá hloubka = skutečná hloubka · n₂/n₁).
Zdánlivá hloubka (rovinné rozhraní) — interaktivní simulace Optika. Lom na rovinném rozhraní způsobuje, že ponořený předmět vypadá blíže k hladině (zdánlivá hloubka = skutečná hloubka · n₂/n₁). Bezplatná virtuální fyzikální laboratoř v prohlížeči se živými měřeními v SI a řízeným tutoriálem.
Zdánlivá hloubka
Lom na rovinném rozhraní způsobuje, že ponořený předmět vypadá blíže k hladině (zdánlivá hloubka = skutečná hloubka · n₂/n₁).
Paprsky z podvodního předmětu se při výstupu do vzduchu láhnou k normále, takže je oko vysleduje do plytší zdánlivé polohy. Zdánlivá hloubka se škáluje jako skutečná hloubka × n_water/n_air — proto bazén vypadá mělcí, než je.
- n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂
- Menší zdánlivá hloubka
Souhrn zkoumání
Naplánuj otázku dřív, než otevřeš laboratoř
Stručný přehled odpovídá předrenderované stránce: hlavní otázka, konkurenční predikce, role proměnných, řídicí zákony, sestavení, analýza i rozšiřující podněty zůstávají viditelné a v tomto pořadí.
Hlavní otázka
Při pohledu přímo dolů do vody ze vzduchu se předmět na dně jeví mělčí než jeho skutečná hloubka. Škáluje se tento efekt zdánlivé hloubky přímo úměrně se skutečnou hloubkou?
Predikce k zvážení
- Ano — zdánlivá hloubka je vždy pevný zlomek skutečné hloubky, daný poměrem obou indexů lomu.
- Zdánlivá hloubka zůstává stejná bez ohledu na skutečnou hloubku.
- Mezi skutečnou a zdánlivou hloubkou není jednoduchý vztah.
Role proměnných
Co nastavuješ:
- Skutečná hloubka d_o (cm)
Co měříš:
- Zdánlivá hloubka d_i (cm)
Jak zkoumání probíhá
- Otevři předvolbu apparent-depth a stiskni Resetovat. Index vody je pevně n₁ = 1.33 (pohled ven do vzduchu, n₂ = 1.0).
- Zapni odečet zdánlivé hloubky.
- Nastav skutečnou hloubku pro každý pokus a zapiš zdánlivou hloubku.
Řídící rovnice
Zdánlivá hloubka (paraxiální aproximace) — n₁·sinθ₁ = n₂·sinθ₂
Při pohledu téměř přímo dolů rovinným rozhraním se zdánlivá hloubka objektu škáluje poměrem indexů lomu: d_apparent = d_true·(n_viewing/n_object). Pohled z hustšího do řidšího (jako voda do vzduchu) dělá objekty mělčími.
Co tisknutelný pracovní list žádá žáky vypočítat
- Pro jeden pokus spočti d_i = −d_o·(n₂/n₁) s n₁ = 1.33, n₂ = 1.0. Porovnej s tabulkou.
- Vysvětli, proč pohled z hustšího prostředí (vody) do řidšího (vzduchu) vždy dělá objekty blíž (mělčí), než ve skutečnosti jsou — poměr n₂/n₁ je tady menší než 1.
Kde se to objevuje mimo laboratoř
- Kdybys byl pod vodou a díval se NAHORU na něco ve vzduchu nad hladinou, poměr by se převrátil (n₁ = 1.0, n₂ = 1.33 z vodní strany), což dělá věci vzdálenějšími/hlubšími, než ve skutečnosti jsou. Vysvětli, proč směr pohledu rozhraním záleží.
- Kdo harpunuje ryby, musí mířit pod to, kde ryba vizuálně vypadá, kvůli tomuto efektu zdánlivé hloubky (vlastně zdánlivé polohy). Vysvětli pomocí svých dat, proč ryba, která vypadá 1 m hluboko, může být ve skutečnosti podstatně hlouběji.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Vítej ve Zdánlivé hloubce
- Vyber předmět
- Stiskni Spustit
- Předmět vypadá blíž k hladině
- Otevři panel Vlastnosti
- Povedlo se!
Otevři interaktivní simulaci, postav scénu, stiskni Spustit a prozkoumávej s živými měřeními a řízeným tutoriálem.
Otevřít interaktivní laboratoř →