Optik

Tilsyneladende dybde (flad grænseflade)

Brydning ved en flad grænseflade får et nedsænket objekt til at se lavere ud (tilsyneladende dybde = reel dybde · n₂/n₁).

Tilsyneladende dybde (flad grænseflade) — interaktiv Optik-simulation. Brydning ved en flad grænseflade får et nedsænket objekt til at se lavere ud (tilsyneladende dybde = reel dybde · n₂/n₁). Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.

Tilsyneladende dybde

Brydning ved en flad grænseflade får et nedsænket objekt til at se lavere ud (tilsyneladende dybde = reel dybde · n₂/n₁).

Stråler fra et objekt under vandet bøjes mod normalen, når de går ud i luft, så øjet sporer dem tilbage til en lavere, tilsyneladende position. Den tilsyneladende dybde skalerer som reel dybde × n_water/n_air, og derfor ser en pool lavere ud, end den er.

• n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂
• Lavere tilsyneladende dybde

Undersøgelsesoplæg

Planlæg spørgsmålet, før du åbner laboratoriet

Resuméet spejler den forhåndsrenderede side: drivende spørgsmål, konkurrerende forudsigelser, variablernes roller, styrende love, opsætning, analyse- og udvidelsesspørgsmål forbliver synlige og i denne rækkefølge.

Drivende spørgsmål

Når man kigger lige ned i vandet fra luften, ser en genstand på bunden ud til at være nærmere overfladen (mindre dyb), end dens sande dybde. Skalerer denne tilsyneladende-dybde-effekt direkte proportionalt med den sande dybde?

Forudsigelser at afveje

• Ja — den tilsyneladende dybde er altid en fast brøkdel af den sande dybde, givet ved forholdet mellem de to brydningsindekser.
• Den tilsyneladende dybde forbliver den samme uanset den sande dybde.
• Der er ingen enkel sammenhæng mellem sand og tilsyneladende dybde.

Variablers roller

Det, du indstiller:

• Sand dybde d_o (cm)

Det, du måler:

• Tilsyneladende dybde d_i (cm)

Sådan forløber undersøgelsen

1. Åbn forudstillingen apparent-depth, og tryk på Nulstil. Vandets indeks er fastsat til n₁ = 1.33 (ved udsyn til luft, n₂ = 1.0).
2. Slå aflæsningen af tilsyneladende dybde til.
3. Indstil den sande dybde for hver måling, og registrér den tilsyneladende dybde.

Styrende ligning

Tilsyneladende dybde (paraksial tilnærmelse) — n₁·sinθ₁ = n₂·sinθ₂

Når man kigger næsten lige ned gennem en flad grænseflade, skaleres en genstands tilsyneladende dybde med forholdet mellem brydningsindekserne: d_apparent = d_true·(n_viewing/n_object). Kiggeretning fra tættere til mindre tæt medium (som vand til luft) får genstande til at se mindre dybe ud.

Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud

• Beregn for én måling d_i = −d_o·(n₂/n₁) med n₁ = 1.33, n₂ = 1.0. Sammenlign med tabellen.
• Forklar, hvorfor det at kigge fra et tættere medium (vand) ind i et mindre tæt et (luft) altid får genstande til at fremstå tættere på (mindre dybe), end de virkelig er — forholdet n₂/n₁ er her mindre end 1.

Hvor det viser sig uden for laboratoriet

• Hvis du var under vandet og kiggede OP på noget i luften over overfladen, ville forholdet bytte om (n₁ = 1.0, n₂ = 1.33 fra vandsiden), så tingene fremstår fjernere/dybere, end de virkelig er. Forklar, hvorfor den retning, du kigger gennem grænsefladen i, betyder noget.
• En, der harpunfisker, skal sigte under det sted, hvor en fisk visuelt ser ud til at være, på grund af denne effekt af tilsyneladende dybde (egentlig tilsyneladende position). Forklar ud fra dine data, hvorfor en fisk, der ser ud til at være 1 m dyb, i virkeligheden kan være betydeligt dybere.

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Velkommen til Tilsyneladende dybde
2. Vælg objektet
3. Tryk på Afspil
4. Objektet ser lavere ud
5. Åbn egenskabspanelet
6. Du klarede det!

Åbn den interaktive simulation for at bygge scenen, tryk på Afspil og udforsk med live-målinger og en guidet gennemgang.

Åbn interaktivt laboratorium →

Download labark →

Snells lov for brydning