عمق ظاهری: چرا استخر سطحی‌تر از واقع دیده می‌شود

1 · پیش‌بینی

نگاه مستقیم از هوا به درون آب، جسم کف را سطحی‌تر از عمق واقعی‌اش نشان می‌دهد. آیا این اثر عمق ظاهری با عمق واقعی به‌تناسب مستقیم مقیاس می‌شود؟

• بله — عمق ظاهری همیشه کسر ثابتی از عمق واقعی است، تعیین‌شده به‌دست نسبت دو ضریب شکست.
• عمق ظاهری بی‌توجه به عمق واقعی همان می‌ماند.
• رابطهٔ ساده‌ای میان عمق واقعی و ظاهری نیست.

2 · آماده‌سازی

1. پیش‌تنظیمی apparent-depth را باز کنید و Reset را بفشارید. ضریب شکست آب روی n₁ = 1.33 ثابت است (نگاه به بیرون در هوا، n₂ = 1.0).
2. قرائت عمق ظاهری را فعال کنید.
3. عمق واقعی را برای هر آزمایش تنظیم کنید و عمق ظاهری را ثبت کنید.

3 · گردآوری داده

برای سه آزمایش، عمق ظاهری d_i (محور y) را بر حسب عمق واقعی d_o (محور x) رسم کنید. آیا خط از مبدأ صاف می‌گذرد؟

4 · تحلیل

1. برای یک آزمایش، d_i = −d_o·(n₂/n₁) را با n₁ = 1.33 و n₂ = 1.0 حساب کنید. با جدول مقایسه کنید.
2. توضیح دهید چرا نگاه از محیط چگال‌تر (آب) به کم‌چگال‌تر (هوا) همیشه اجسام را نزدیک‌تر (سطحی‌تر) از واقع نشان می‌دهد — نسبت n₂/n₁ این‌جا کمتر از 1 است.

5 · گسترش

1. اگر زیر آب بودید و به چیزی در هوای بالای سطح نگاه می‌کردید بالا، نسبت برعکس می‌شد (n₁ = 1.0 و n₂ = 1.33 از سمت آب) و اشیا دورتر/عمیق‌تر از واقعیت دیده می‌شدند. توضیح دهید چرا جهتی که از میان مرز می‌نگرید اهمیت دارد.
2. شکارچی نیزه‌بازی باید پایین‌تر از جایی که ماهی به نظر می‌رسد نشانه بگیرد، به‌خاطر همین اثر عمق ظاهری (در واقع جای ظاهری). با داده‌هایتان توضیح دهید چرا ماهی‌ای که 1 متری به نظر می‌رسد ممکن است واقعاً چشم‌گیر عمیق‌تر باشد.

فیزیک پشت این آزمایش

← بازگشت به آزمایش