Látszólagos mélység: miért tűnik sekélyebbnek egy medence, mint amilyen
1 · Jóslás
Levegőből egyenesen vízbe nézve a fenéken lévő tárgy sekélyebbnek látszik a valós mélységénél. Ez a látszólagos mélység hatás közvetlenül arányos-e a valós mélységgel?
- Igen — a látszólagos mélység mindig a valós mélység rögzített törtrésze, a két törésmutató aránya által meghatározva.
- A látszólagos mélység ugyanaz marad, bármekkora a valós mélység.
- Nincs egyszerű kapcsolat a valós és a látszólagos mélység között.
2 · Előkészítés
- Nyisd meg az apparent-depth előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A víz törésmutatója n₁ = 1.33-ra rögzített (a levegőbe nézve, n₂ = 1.0).
- Engedélyezd a látszólagos mélység kijelzőt.
- Állítsd be a valós mélységet minden mérésnél, és rögzítsd a látszólagos mélységet.
3 · Adatgyűjtés
| Valós mélység d_o (cm) | Látszólagos mélység d_i (cm) |
|---|---|
| 20.00 | |
| 40.00 | |
| 60.00 |
Ábrázold a d_i látszólagos mélységet (y-tengely) a d_o valós mélységgel (x-tengely) szemben a három mérésedhez. Egyenes-e a vonal az origón át?
4 · Elemzés
- Egy mérésnél számítsd ki a d_i = −d_o·(n₂/n₁) n₁ = 1.33, n₂ = 1.0 használatával. Hasonlítsd a táblázathoz.
- Magyarázd meg, miért teszi a sűrűbb közegből (víz) a ritkábbba (levegő) nézés a tárgyakat mindig közelebbinek (sekélyebbnek), mint amilyenek valójában — az ittani n₂/n₁ arány 1-nél kisebb.
5 · Kiterjesztés
- Ha a víz alatt lennél, és FELFELÉ néznél a felszín fölötti levegőben lévő valamire, az arány megfordulna (n₁ = 1.0, n₂ = 1.33 a víz oldaláról), ami a dolgokat távolabbinak/mélyebbnek mutatja a valóságosnál. Magyarázd meg, miért számít, melyik irányban nézel át a határfelületen.
- A szigonyhalásznak a hal látszólagos helye ALATT kell céloznia e látszólagos mélységi (valójában látszólagos helyzeti) hatás miatt. Magyarázd meg az adataiddal, miért lehet jelentősen mélyebben egy hal, amely 1 m mélynek tűnik.
A fizika a kísérlet mögött
Látszólagos mélység (paraxiális közelítés)
Lapos határfelületen majdnem egyenesen le nézve a tárgy látszólagos mélységét a törésmutatók aránya skálázza: d_apparent = d_true·(n_viewing/n_object). A sűrűbbből a ritkábbba nézés (mint vízből levegőbe) sekélyebbnek mutatja a tárgyakat.
Optika
- Gyűjtőlencse: valós képek 2f-en túl
- A gyújtópont: ahová a képek a végtelenbe menekülnek
- Lencse mint nagyító
- Szórólencse: mindig látszólagos, mindig kicsinyített
- Homorú tükör: valós képek, mint a gyűjtőlencsénél
- Domború tükör: mindig kicsinyített látszólagos kép
- A síktükör: különleges, invariáns eset
- Teljes visszaverődés: a határszög
- Kétlencsés relé: képek láncba fűzése
- Az összetett mikroszkóp: két lencse nagy nagytításhoz
- Fotónagyító: két lencse valós, nagyobb képhez
- A prizma eltéríti a fényt: az elterítés szöge