Optikk
Tilsynelatende dybde (flat grenseflate)
Brytning ved en flat grenseflate gjør at et nedsenket objekt ser grunnere ut (tilsynelatende dybde = reell dybde · n₂/n₁).
Tilsynelatende dybde (flat grenseflate) — interaktiv Optikk-simulering. Brytning ved en flat grenseflate gjør at et nedsenket objekt ser grunnere ut (tilsynelatende dybde = reell dybde · n₂/n₁). Gratis virtuell fysikk-lab i nettleseren med SI-målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.
Tilsynelatende dybde
Brytning ved en flat grenseflate gjør at et nedsenket objekt ser grunnere ut (tilsynelatende dybde = reell dybde · n₂/n₁).
Stråler fra et objekt under vann bøyes mot normalen når de går ut i luften, så øyet sporer dem tilbake til en grunnere tilsynelatende posisjon. Tilsynelatende dybde skalerer som reell dybde × n_air/n_water, og det er derfor et basseng ser grunnere ut enn det er.
- n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂
- Grunnere tilsynelatende dybde
Undersøkelsesgrunnlag
Planlegg spørsmålet før du åpner labben
Oppgavegrunnlaget speiler den forhåndsgenererte siden: problemstilling, konkurrerende prediksjoner, variabelroller, styrende lover, oppsett, analyse og videreutviklingsoppgaver forblir synlige og i denne rekkefølgen.
Problemstilling
Når du ser rett ned i vann fra luften, virker et objekt på bunnen grunnere enn sin sanne dybde. Skalerer denne tilsynelatende dybde-effekten i direkte proporsjon med den sanne dybden?
Prediksjoner å veie
- Ja — tilsynelatende dybde er alltid en fast brøkdel av sann dybde, satt av forholdet mellom de to brytningsindeksene.
- Den tilsynelatende dybden forblir den samme uavhengig av sann dybde.
- Det er ingen enkel sammenheng mellom sann og tilsynelatende dybde.
Variabelroller
Hva du setter:
- Sann dybde d_o (cm)
Hva du måler:
- Tilsynelatende dybde d_i (cm)
Hvordan undersøkelsen foregår
- Åpne tilsynelatende-dybde-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Vannets indeks er fast ved n₁ = 1,33 (ser ut i luften, n₂ = 1,0).
- Aktiver tilsynelatende dybde-avlesningen.
- Sett den sanne dybden for hvert forsøk og registrer den tilsynelatende dybden.
Styrende likning
Tilsynelatende dybde (paraksial tilnærming) — n₁·sinθ₁ = n₂·sinθ₂
Når du ser nesten rett ned gjennom en flat grenseflate, skalerer et objekts tilsynelatende dybde med forholdet mellom brytningsindeksene: d_apparent = d_true·(n_viewing/n_object). Å se fra tettere til mindre tett (som vann til luft) får objekter til å virke grunnere.
Hva det utskrivbare arbeidsarket ber elevene finne ut
- For ett forsøk, beregn d_i = −d_o·(n₂/n₁) med n₁ = 1,33, n₂ = 1,0. Sammenlign med tabellen.
- Forklar hvorfor å se fra et tettere medium (vann) inn i et mindre tett (luft) alltid får objekter til å virke nærmere (grunnere) enn de virkelig er — n₂/n₁-forholdet her er mindre enn 1.
Hvor dette dukker opp utenfor labben
- Hvis du var under vann og så OPP på noe i luften over overflaten, ville forholdet snu (n₁ = 1,0, n₂ = 1,33 fra vannsiden), noe som får ting til å virke lenger/dypere enn de virkelig er. Forklar hvorfor retningen du ser gjennom grenseflaten betyr noe.
- Noen som harpikerer må sikte under der en fisk visuelt ser ut til å være, på grunn av denne tilsynelatende dybde (egentlig tilsynelatende posisjon)-effekten. Forklar, med dataene dine, hvorfor en fisk som ser 1 m dyp ut faktisk kan være betydelig dypere.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Velkommen til Tilsynelatende dybde
- Velg objektet
- Trykk Spill av
- Objektet ser grunnere ut
- Åpne Egenskaper-panelet
- Du klarte det!
Åpne den interaktive simuleringen for å bygge scenen, trykk Spill av, og utforsk med målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.