겉보기 깊이: 수영장이 실제보다 얕아 보이는 이유
1 · 예측
공기 중에서 물속을 똑바로 내려다보면, 바닥에 있는 물체는 실제 깊이보다 얕게 보입니다. 이 겉보기 깊이 효과는 실제 깊이에 정비례하여 나타납니까?
- 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.
2 · 설정
- “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.
3 · 데이터 수집
| 실제 깊이 d_o (cm) | 겉보기 깊이 d_i (cm) |
|---|---|
| 20.00 | |
| 40.00 | |
| 60.00 |
세 번의 시행에 대해 겉보기 깊이 d_i(y축)를 실제 깊이 d_o(x축)에 대해 그래프로 그리세요. 직선이 원점을 지납니까?
4 · 분석
- 한 번의 시행에 대해 n₁ = 1.33, n₂ = 1.0을 사용하여 d_i = −d_o·(n₂/n₁)를 계산합니다. 표와 비교해 보세요.
- 밀도가 낮은 매질(공기)에서 밀도가 높은 매질(물)을 보면 항상 물체가 실제보다 더 가깝게(얕게) 보이는 이유를 설명하십시오. 여기서 n₂/n₁ 비율은 1보다 작습니다.
5 · 확장
- 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.