Optika

Regimasis gylis (plokščia sąsaja)

Laužimas plokščiame paviršiuje panėrusį daiktą rodo arčiau paviršiaus (regimasis gylis = tikrasis gylis · n₂/n₁).

Regimasis gylis (plokščia sąsaja) — interaktyvi Optika simuliacija. Laužimas plokščiame paviršiuje panėrusį daiktą rodo arčiau paviršiaus (regimasis gylis = tikrasis gylis · n₂/n₁). Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.

Regimasis gylis

Laužimas plokščiame paviršiuje panėrusį daiktą rodo arčiau paviršiaus (regimasis gylis = tikrasis gylis · n₂/n₁).

Spinduliai iš povandeninio daikto, išeidami į orą, linksta prie normalės, tad akis juos atseka iki arčiau paviršiaus esančios tariamos padėties. Regimasis gylis skaluojasi kaip tikrasis gylis × n_water/n_air — todėl baseinas atrodo sekesnis nei yra.

• n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂
• Seklesnis regimasis gylis

Tyrimo santrauka

Suplanuok klausimą dar prieš atidarydamas laboratoriją

Santrauka atspindi iš anksto sugeneruotą puslapį: pagrindinis klausimas, konkuruojantys spėjimai, kintamųjų vaidmenys, valdantys dėsniai, sąranka, analizė ir pratęsimo raginimai išlieka matomi ir būtent šia tvarka.

Pagrindinis klausimas

Žiūrėdamas tiesiai žemyn į vandenį iš oro, apačioje esantis daiktas atrodo arčiau paviršiaus nei jo tikrasis gylis. Ar šis regimojo gylio efektas skaluojasi tiesiogiai proporcingai su tikruoju gyliu?

Svarstytini spėjimai

• Taip — regimasis gylis visada yra fiksuota tikrojo gylio dalis, nustatyta dviejų laužymo rodiklių santykio.
• Regimasis gylis lieka toks pat, kad bebūtų tikrasis gylis.
• Nėra paprasto ryšio tarp tikrojo ir regimojo gylio.

Kintamųjų vaidmenys

Ką tu nustatai:

• Tikrasis gylis d_o (cm)

Ką tu matauji:

• Regimasis gylis d_i (cm)

Kaip vyksta tyrimas

1. Atidaryk „Regimasis gylis“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Vandens rodiklis fiksuotas n₁ = 1.33 (žiūrint laukan į orą, n₂ = 1.0).
2. Įjunk regimojo gylio rodmuo.
3. Nustatyk tikrąjį gylį kiekvienam bandymui ir užsirašyk regimąjį gylį.

Valdančioji lygtis

Regimasis gylis (paraksinis priartėjimas) — n₁·sinθ₁ = n₂·sinθ₂

Žiūrint beveik tiesiai žemyn per plokščią sąsają, daikto regimasis gylis yra pamasteliotas laužymo rodiklių santykio: d_apparent = d_true·(n_viewing/n_object). Tankesnė į retesnę žiūrėjimas (kaip vanduo į orą) verčia daiktus atrodyti sekesniais.

Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti

• Vienam bandymui apskaičiuok d_i = −d_o·(n₂/n₁) naudodamas n₁ = 1.33, n₂ = 1.0. Palygink su lentele.
• Paaiškink, kodėl žiūrėjimas iš tankesnės terpės (vandens) į retesnę (orą) visada verčia daiktus atrodyti arčiau (sekščiau), nei jie yra — n₂/n₁ santykis čia mažesnis už 1.

Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų

• Jei būtum po vandeniu žiūrėdamas AUKŠTYN į ką nors ore virš paviršiaus, santykis apsiverstų (n₁ = 1.0, n₂ = 1.33 iš vandens pusės), versdamas daiktus atrodyti toliau/giliau, nei jie yra. Paaiškink, kodėl kryptis, kuria žiūri per sąsają, svarbi.
• Žvejys, medžiojantis ietu, turi taikyti žemiau, kur žuvis vizualiai atrodo esanti, dėl šio regimojo gylio (iš tikrųjų regimosios padėties) efekto. Paaiškink, naudodamas savo duomenis, kodėl žuvis, atrodanti 1 m gylyje, gali iš tikrųjų būti gerokai giliau.

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

1. Sveiki atvykę prie regimojo gylio
2. Pasirink daiktą
3. Spausk Leisti
4. Daiktas atrodo arčiau
5. Atidaryk Savybių skydą
6. Tau pavyko!

Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.

Atidaryk interaktyvią laboratoriją →

Atsisiųsti darbo lapą →

Snellio laužymo dėsnis