Ottica

Profondità apparente (interfaccia piana)

La rifrazione a un'interfaccia piana fa sembrare un oggetto immerso meno profondo (profondità apparente = profondità reale · n₂/n₁).

Profondità apparente (interfaccia piana) — simulazione interattiva (Ottica). La rifrazione a un'interfaccia piana fa sembrare un oggetto immerso meno profondo (profondità apparente = profondità reale · n₂/n₁). Laboratorio virtuale di fisica gratuito nel browser con misure SI dal vivo e tutorial guidato.

Profondità apparente

La rifrazione a un'interfaccia piana fa sembrare un oggetto immerso meno profondo (profondità apparente = profondità reale · n₂/n₁).

I raggi da un oggetto subacqueo si piegano verso la normale uscendo in aria, quindi l'occhio li riporta a una posizione apparente più alta. La profondità apparente scala come quella reale × n_acqua/n_aria: per questo una piscina sembra meno profonda.

• n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂
• Profondità apparente minore

Sintesi dell'indagine

Pianifica la domanda prima di aprire il laboratorio

La sintesi riprende la pagina pre-renderizzata: domanda guida, previsioni concorrenti, ruoli delle variabili, leggi dominanti, procedura, analisi ed estensioni restano visibili e in quest'ordine.

Domanda guida

Guardando dritto in acqua dall'aria, un oggetto sul fondo appare meno profondo del vero. L'effetto scala in proporzione diretta alla profondità?

Previsioni da valutare

• Sì: la profondità apparente è una frazione fissa della vera, fissata dal rapporto degli indici.
• Resta uguale qualunque sia la profondità.
• Nessuna relazione semplice.

Ruoli delle variabili

Cosa imposti tu:

• Profondità vera d_o (cm)

Cosa misuri:

• Profondità apparente d_i (cm)

Come si svolge l'indagine

1. Apri il preset apparent-depth e premi Reset. L'indice dell'acqua è fissato a n₁ = 1.33 (si guarda verso l'aria, n₂ = 1.0).
2. Attiva la lettura della profondità apparente.
3. Imposta la profondità vera per ogni prova e registra l'apparente.

Equazione che governa

Profondità apparente (approssimazione parassiale) — n₁·sinθ₁ = n₂·sinθ₂

Guardando quasi perpendicolarmente attraverso un'interfaccia piana, la profondità apparente di un oggetto è scalata dal rapporto degli indici di rifrazione: d_apparent = d_true·(n_viewing/n_object). Osservare da mezzo più denso a uno meno denso (come dall'acqua all'aria) fa apparire gli oggetti meno profondi.

Cosa il foglio stampabile chiede di ricavare agli studenti

• Per una prova, calcola d_i = −d_o·(n₂/n₁) usando n₁ = 1.33 e n₂ = 1.0. Confronta con la tabella.
• Spiega perché guardando da un mezzo più denso verso uno meno denso gli oggetti appaiono più vicini: qui n₂/n₁ < 1.

Dove si ritrova fuori dal laboratorio

• Se fossi sott'acqua a guardare IN ALTO qualcosa nell'aria sopra la superficie, il rapporto si invertirebbe (dall'acqua n₁ = 1.0, n₂ = 1.33), facendo apparire gli oggetti più lontani/profundi di quanto siano. Spiega perché conta la direzione in cui guardi attraverso l'interfaccia.
• Chi pesca con la fiocina deve mirare più in basso di dove il pesce appare. Con i tuoi dati, spiega perché un pesce che sembra a 1 m può stare molto più giù.

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

1. Benvenuto alla profondità apparente
2. Seleziona l'oggetto
3. Premi Play
4. L'oggetto sembra più alto
5. Apri il pannello Proprietà
6. Ce l'hai fatta!

Apri la simulazione interattiva per costruire la scena, premere Play ed esplorare con misure dal vivo e un tutorial guidato.

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La legge di Snell