Optika

Prividna dubina (ravna granica)

Lom na ravnoj granici čini da potopljeni objekt izgleda pliće (prividna dubina = stvarna dubina · n₂/n₁).

Prividna dubina (ravna granica) — interaktivna simulacija: Optika. Lom na ravnoj granici čini da potopljeni objekt izgleda pliće (prividna dubina = stvarna dubina · n₂/n₁). Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.

Prividna dubina

Lom na ravnoj granici čini da potopljeni objekt izgleda pliće (prividna dubina = stvarna dubina · n₂/n₁).

Zrake iz podvodnog objekta savijaju se prema normali pri izlasku u zrak, pa ih oko vraća u plići prividni položaj. Prividna dubina skalira se kao stvarna dubina × n_water/n_air, zato bazen izgleda plići nego što jest.

• n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂
• Plića prividna dubina

Sažetak istraživanja

Isplaniraj pitanje prije nego otvoriš laboratorij

Sažetak odražava unaprijed prikazanu stranicu: središnje pitanje, suprotstavljena predviđanja, uloge varijabli, odgovarajući zakoni, postava, analiza i poticaji za proširenje ostaju vidljivi i u ovom redoslijedu.

Središnje pitanje

Gledajući ravno dolje u vodu iz zraka, objekt na dnu izgleda pliže od svoje stvarne dubine. Skalira li se ovaj učinak prividne dubine izravno razmjerno sa stvarnom dubinom?

Predviđanja za odvagnuti

• Da — prividna dubina uvijek je fiksni udio stvarne dubine, određen omjerom dvaju indeksa loma.
• Prividna dubina ostaje ista bez obzira na stvarnu dubinu.
• Nema jednostavnog odnosa između stvarne i prividne dubine.

Uloge varijabli

Što postavljaš:

• Stvarna dubina d_o (cm)

Što mjeriš:

• Prividna dubina d_i (cm)

Kako istraživanje teče

1. Otvori postav apparent-depth i pritisni Resetiraj. Indeks vode fiksiran je na n₁ = 1.33 (gledajući prema van u zrak, n₂ = 1.0).
2. Omogući očitanje prividne dubine.
3. Postavi stvarnu dubinu za svaki pokušaj i zabilježi prividnu dubinu.

Odgovarajuća jednadžba

Prividna dubina (paraksijalna aproksimacija) — n₁·sinθ₁ = n₂·sinθ₂

Gledajući gotovo ravno dolje kroz ravnu granicu, prividna dubina objekta skalira se omjerom indeksa loma: d_apparent = d_true·(n_viewing/n_object). Gledanje iz gušćeg u rjeđe (poput vode prema zraku) čini objekte pližima.

Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade

• Za jedan pokušaj izračunaj d_i = −d_o·(n₂/n₁) koristeći n₁ = 1.33, n₂ = 1.0. Usporedi s tablicom.
• Objasni zašto gledanje iz gušćeg sredstva (voda) u rjeđe (zrak) uvijek čini objekte bližima (pližima) nego što stvarno jesu — omjer n₂/n₁ ovdje je manji od 1.

Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija

• Kad bi bio pod vodom gledajući GORE na nešto u zraku iznad površine, omjer bi se preokrenuo (n₁ = 1.0, n₂ = 1.33 iz vodene strane), čineći stvari daljima/dubljima nego što stvarno jesu. Objasni zašto smjer gledanja kroz granicu ima značaja.
• Netko tko lovi ribu kopljem mora ciljati ispod mjesta gdje riba vizualno izgleda, zbog ovog učinka prividne dubine (zapravo prividnog položaja). Objasni, koristeći svoje podatke, zašto riba koja izgleda 1 m duboko može stvarno biti znatno dublje.

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

1. Dobro došli u prividnu dubinu
2. Odaberi objekt
3. Pritisni Pokreni
4. Objekt izgleda pliće
5. Otvori ploču Svojstva
6. Uspjelo ti je!

Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.

Otvori interaktivni laboratorij →

Preuzmi radni list →

Snellov zakon loma