Pozorna głębokość: dlaczego basen wygląda płycej, niż jest

1 · Prognoza

Patrząc pionowo w dół do wody z powietrza, obiekt na dnie wygląda na płytszy niż jego rzeczywista głębokość. Czy efekt pozornej głębokości skaluje się wprost proporcjonalnie do rzeczywistej głębokości?

• Tak — pozorna głębokość to zawsze stały ułamek rzeczywistej, wyznaczony stosunkiem obu współczynników załamania.
• Pozorna głębokość pozostaje ta sama niezależnie od rzeczywistej.
• Nie ma prostej zależności między rzeczywistą i pozorną głębokością.

2 · Przygotowanie

1. Otwórz preset apparent-depth i naciśnij Reset. Współczynnik wody jest ustalony: n₁ = 1.33 (patrzymy na zewnątrz, w powietrze, n₂ = 1.0).
2. Włącz odczyt pozornej głębokości.
3. Ustaw rzeczywistą głębokość dla każdej próby i zapisz pozorną głębokość.

3 · Zbieranie danych

Narysuj głębokość pozorną d_i (oś y) względem rzeczywistej d_o (oś x) dla trzech prób. Czy prosta przechodzi przez początek układu?

4 · Analiza

1. Dla jednej próby oblicz d_i = −d_o·(n₂/n₁), używając n₁ = 1.33 i n₂ = 1.0. Porównaj z tabelą.
2. Wyjaśnij, dlaczego patrzenie z rzadszego ośrodka (powietrza) w gęstszy (woda) zawsze sprawia, że obiekty wyglądają na bliższe (płytsze), niż są — stosunek n₂/n₁ jest tu mniejszy od 1.

5 · Rozszerzenie

1. Gdybyś patrzył spod wody W GÓRĘ na coś w powietrzu nad powierzchnią, stosunek by się odwrócił (od strony wody n₁ = 1.0, n₂ = 1.33) i przedmioty wydawałyby się dalej/głębiej, niż są w rzeczywistości. Wyjaśnij, dlaczego znaczenie ma kierunek patrzenia przez granicę ośrodków.
2. Łowiący włócznią musi celować poniżej miejsca, gdzie ryba wizualnie wygląda, z powodu tego efektu pozornej głębokości (a właściwie pozornego położenia). Danymi wyjaśnij, dlaczego ryba wyglądająca na 1 m głębokości może być faktycznie znacznie głębiej.

← Wróć do eksperymentu

138 bezpłatnych kart pracy z fizyki do druku