광학
겉보기 깊이 (평면 경계면)
평면 계면에서의 굴절로 수중 물체가 더 얕게 보인다(겉보기 깊이 = 실제 깊이 · n₂/n₁).
겉보기 깊이 (평면 경계면) — 인터랙티브 광학 시뮬레이션. 평면 계면에서의 굴절로 수중 물체가 더 얕게 보인다(겉보기 깊이 = 실제 깊이 · n₂/n₁). 실시간 SI 측정값과 안내형 튜토리얼을 제공하는 무료 브라우저 기반 가상 물리 실험실입니다.
겉보기 깊이
평면 계면의 굴절은 잠긴 물체를 더 얕아 보이게 합니다 (겉보기 깊이 = 실제 깊이 · n₂/n₁).
수중 물체에서 나온 광선은 공기로 나갈 때 법선 쪽으로 굴절하므로, 눈은 그것을 더 얕은 겉보기 위치로 되짚어 추적합니다. 겉보기 깊이는 실제 깊이 × n_물/n_공기로 스케일되며, 이 때문에 수영장이 실제보다 얕아 보입니다.
- n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂
- 더 얕은 겉보기 깊이
조사 개요
랩을 열기 전에 질문을 계획하세요.
이 브리프는 사전 렌더링된 페이지를 반영합니다. 탐구 질문, 서로 다른 예측, 변수의 역할, 지배 법칙, 설정, 분석 및 확장 질문을 이 순서로 계속 표시합니다.
운전 질문
공기 중에서 물속을 똑바로 내려다보면, 바닥에 있는 물체는 실제 깊이보다 얕게 보입니다. 이 겉보기 깊이 효과는 실제 깊이에 정비례하여 나타납니까?
검토할 예측
- 그렇습니다. 겉보기 깊이는 항상 두 굴절률의 비율로 설정되는 실제 깊이의 고정된 비율입니다.
- 겉보기 깊이는 실제 깊이와 관계없이 동일하게 유지됩니다.
- 실제 깊이와 겉보기 깊이 사이에는 단순한 관계가 없습니다.
다양한 역할
설정하는 것:
- 실제 깊이 d_o (cm)
측정하는 것:
- 겉보기 깊이 d_i (cm)
실험 진행 방법
- “겉보기 깊이(apparent-depth)” 프리셋을 열고 초기화를 누르세요. 물의 굴절률은 n₁ = 1.33으로 고정되어 있습니다(공기 쪽을 보는 경우 n₂ = 1.0).
- 겉보기 깊이 표시를 활성화하세요.
- 각 시행의 실제 깊이를 설정하고 겉보기 깊이를 기록합니다.
지배방정식
겉보기 깊이(근축 근사) — n₁·sinθ₁ = n₂·sinθ₂
평평한 경계면을 거의 수직으로 내려다볼 때, 물체의 겉보기 깊이는 굴절률의 비로 정해집니다: d_apparent = d_true·(n_viewing/n_object). 밀도가 높은 매질에서 낮은 매질을 향해 보는 경우(물에서 공기로 보는 것과 같이) 물체는 더 얕게 보입니다.
인쇄용 실험지에서 학생이 계산할 내용
- 한 번의 시행에 대해 n₁ = 1.33, n² = 1.0을 사용하여 d_i = −d_o·(n²/n₁)를 계산합니다. 표와 비교해 보세요.
- 밀도가 높은 매질(물)에서 밀도가 낮은 매질(공기)을 보면 항상 물체가 실제보다 더 가깝게(얕게) 보이는 이유를 설명하십시오. 여기서 n²/n₁ 비율은 1보다 작습니다.
실험 밖에서의 활용
- 수중에서 표면 위 공기 중의 무언가를 올려다본다면 비율이 반전되어(물 쪽에서 n₁ = 1.0, n² = 1.33) 사물이 실제보다 더 멀거나 깊게 보이게 됩니다. 인터페이스를 통해 보는 방향이 중요한 이유를 설명하세요.
- 작살 낚시를 하는 사람은 이 겉보기 깊이(실제로는 겉보기 위치) 효과 때문에, 물고기가 눈에 보이는 위치보다 더 아래를 조준해야 합니다. 여러분의 데이터를 이용해, 1 m 깊이로 보이는 물고기가 실제로는 훨씬 더 깊은 곳에 있을 수 있는 이유를 설명하세요.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- 겉보기 깊이에 오신 것을 환영합니다
- 물체 선택
- 재생을 누르세요
- 물체가 더 얕아 보임
- 검사기 열기
- 잘 하셨습니다!
대화형 시뮬레이션을 열어 장면을 빌드하고 재생을 누른 뒤, 실시간 측정 및 가이드 튜토리얼과 함께 탐구해 보세요.