Tilsynelatende dybde: hvorfor et basseng ser grunnere ut enn det er
1 · Prediker
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?
- 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.
2 · Oppsett
- 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.
3 · Samle inn data
| Sann dybde d_o (cm) | Tilsynelatende dybde d_i (cm) |
|---|---|
| 20.00 | |
| 40.00 | |
| 60.00 |
Plott tilsynelatende dybde d_i (y-akse) mot sann dybde d_o (x-akse) for dine tre forsøk. Er linjen rett gjennom origo?
4 · Analyser
- 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.
5 · Utvid
- 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.
Fysikken bak dette eksperimentet
Tilsynelatende dybde (paraksial tilnærming)
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.
Optikk
- Samlende linse: reelle bilder forbi 2f
- Brennpunktet: der bilder flykter til det uendelige
- En linse som forstørrelsesglass
- En spredende linse: alltid virtuell, alltid redusert
- Et konkavt speil: reelle bilder som en samlende linse
- Et konveks speil: alltid et redusert virtuelt bilde
- Planspeilet: et spesialtilfelle, invariant
- Total indre refleksjon: grensevinkelen
- Et tolinse-relé: å kjede bilder sammen
- Det sammensatte mikroskopet: to linser for høy forstørrelse
- En fotoforstørrer: to linser for et reelt, større bilde
- Et prisme bøyer lys: avbøyningsvinkelen