Optik
Scheinbare Tiefe (flache Grenzfläche)
Brechung an flacher Grenzfläche lässt ein untergetauchtes Objekt flacher erscheinen (scheinbare Tiefe = echte Tiefe · n₂/n₁).
Scheinbare Tiefe (flache Grenzfläche) — interaktive Optik-Simulation. Brechung an flacher Grenzfläche lässt ein untergetauchtes Objekt flacher erscheinen (scheinbare Tiefe = echte Tiefe · n₂/n₁). Kostenloses browserbasiertes virtuelles Physiklabor mit Live-SI-Messwerten und geführtem Tutorial.
Scheinbare Tiefe
Brechung an flacher Grenzfläche lässt ein untergetauchtes Objekt flacher erscheinen (scheinbare Tiefe = echte Tiefe · n_Luft/n_Wasser).
Strahlen von einem Unterwasserobjekt brechen beim Austritt in die Luft zum Lot hin, sodass das Auge sie zu einer scheinbar geringeren Tiefe zurückverfolgt. Die scheinbare Tiefe skaliert mit wahrer Tiefe × n_Luft/n_Wasser ≈ 0,75 × wahrer Tiefe — deshalb wirkt ein Becken flacher, als es ist.
- n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂
- Geringere scheinbare Tiefe
Untersuchungsbericht
Planen Sie die Frage, bevor Sie das Labor öffnen
Das Briefing entspricht der vorgerenderten Seite: Leitfrage, konkurrierende Vorhersagen, Variablenrollen, maßgebliche Gesetze, Aufbau sowie Analyse- und Erweiterungsaufgaben bleiben sichtbar und in dieser Reihenfolge.
Leitfrage
Wenn man aus der Luft direkt ins Wasser blickt, erscheint ein Objekt am Boden flacher als seine wahre Tiefe. Skaliert dieser scheinbare Tiefeneffekt direkt proportional zur wahren Tiefe?
Vorhersagen zum Abwägen
- Ja – die scheinbare Tiefe ist immer ein fester Bruchteil der wahren Tiefe, der durch das Verhältnis der beiden Brechungsindizes bestimmt wird.
- Die scheinbare Tiefe bleibt unabhängig von der wahren Tiefe gleich.
- Es gibt keine einfache Beziehung zwischen wahrer und scheinbarer Tiefe.
Variable Rollen
Was Sie eingestellt haben:
- Wahre Tiefe d_o (cm)
Was Sie messen:
- Scheinbare Tiefe d_i (cm)
Wie die Untersuchung abläuft
- Öffnen Sie das Preset für die scheinbare Tiefe und drücken Sie Zurücksetzen. Der Brechungsindex von Wasser ist auf n₁ = 1.33 festgelegt (Blick in die Luft, n₂ = 1.0).
- Aktivieren Sie die Anzeige der scheinbaren Tiefe.
- Stellen Sie für jeden Versuch die wahre Tiefe ein und notieren Sie die scheinbare Tiefe.
Was die Schüler auf dem druckbaren Arbeitsblatt erarbeiten müssen
- Berechnen Sie für einen Versuch d_i = −d_o·(n₂/n₁) mit n₁ = 1.33, n₂ = 1.0. Vergleichen Sie mit der Tabelle.
- Erklären Sie, warum der Blick von einem weniger dichten Medium (Luft) in ein dichteres (Wasser) Objekte immer näher (flacher) erscheinen lässt, als sie wirklich sind – das n₂/n₁-Verhältnis ist hier kleiner als 1.
Wo dies außerhalb des Labors sichtbar wird
- Wenn Sie unter Wasser wären und auf etwas in der Luft über der Oberfläche blicken würden, würde sich das Verhältnis umkehren (n₁ = 1.0, n₂ = 1.33 von der Wasserseite aus), sodass Dinge weiter/entfernter erscheinen, als sie tatsächlich sind. Erklären Sie, warum die Blickrichtung durch die Grenzfläche eine Rolle spielt.
- Jemand, der Speerfischt, muss aufgrund dieses scheinbaren Tiefeneffekts (eigentlich der scheinbaren Position) unterhalb der Stelle zielen, an der sich ein Fisch optisch zu befinden scheint. Erklären Sie anhand Ihrer Daten, warum ein Fisch, der 1 m tief aussieht, tatsächlich wesentlich tiefer sein könnte.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Willkommen bei der scheinbaren Tiefe
- Objekt auswählen
- Abspielen drücken
- Objekt wirkt flacher
- Eigenschaften-Panel öffnen
- Geschafft!
Öffnen Sie die interaktive Simulation, um die Szene aufzubauen, drücken Sie auf Play und erkunden Sie sie mit Live-Messungen und einem geführten Tutorial.