Adâncimea aparentă: de ce o piscină pare mai mică decât este
1 · Prezice
Privind drept în jos în apă din aer, un obiect de pe fund pare mai aproape de suprafață decât adâncimea lui reală. Scalează efectul de adâncime aparentă în proporție directă cu adâncimea reală?
- Da — adâncimea aparentă este întotdeauna o fracție fixă din adâncimea reală, stabilită de raportul celor două indici de refracție.
- Adâncimea aparentă rămâne aceeași indiferent de adâncimea reală.
- Nu există nicio relație simplă între adâncimea reală și cea aparentă.
2 · Montaj
- Deschide presetarea apparent-depth și apasă Resetează. Indicele apei este fix la n₁ = 1.33 (privind spre aer, n₂ = 1.0).
- Activează citirea adâncimii aparente.
- Setează adâncimea reală pentru fiecare încercare și înregistrează adâncimea aparentă.
3 · Colectează date
| Adâncimea reală d_o (cm) | Adâncimea aparentă d_i (cm) |
|---|---|
| 20.00 | |
| 40.00 | |
| 60.00 |
Plotează adâncimea aparentă d_i (axa y) în funcție de adâncimea reală d_o (axa x) pentru cele trei încercări. Linia este dreaptă prin origine?
4 · Analizează
- Pentru o încercare, calculează d_i = −d_o·(n₂/n₁) folosind n₁ = 1.33, n₂ = 1.0. Compară cu tabelul.
- Explică de ce privirea dintr-un mediu mai dens (apa) spre unul mai puțin dens (aerul) face obiectele să pară mereu mai aproape (mai spre suprafață) decât sunt — raportul n₂/n₁ aici este sub 1.
5 · Extinde
- Dacă ai fi sub apă privind ÎN SUS la ceva în aerul de deasupra suprafeței, raportul s-ar inversa (n₁ = 1.0, n₂ = 1.33 dinspre partea apei), făcând lucrurile să pară mai departe/mai adânc decât sunt. Explică de ce contează direcția în care privești prin interfață.
- Cineva care vânează pești cu sulița trebuie să țintească sub locul unde peștele pare vizual, din cauza acestui efect de adâncime aparentă (mai bine zis, poziție aparentă). Explică, folosindu-ți datele, de ce un pește care pare a fi la 1 m adâncime ar putea fi de fapt considerabil mai adânc.
Fizica din spatele acestui experiment
Adâncimea aparentă (aproximație paraxială)
Privind aproape drept în jos printr-o interfață plată, adâncimea aparentă a unui obiect este scalată de raportul indicilor de refracție: d_apparent = d_true·(n_viewing/n_object). Privirea din dens spre mai puțin dens (ca apa spre aer) face obiectele să pară mai aproape de suprafață.
Optică
- Lentilă convergentă: imagini reale dincolo de 2f
- Punctul focal: unde imaginile evadează la infinit
- O lentilă ca lupă
- O lentilă divergentă: mereu virtuală, mereu micșorată
- O oglindă concavă: imagini reale ca la o lentilă convergentă
- O oglindă convexă: întotdeauna o imagine virtuală micșorată
- Oglinda plană: un caz special, invariant
- Reflexia totală: unghiul limită
- Un releu cu două lentile: înlănțuirea imaginilor
- Microscopul compus: două lentile pentru mărire mare
- Un măritor fotografic: două lentile pentru o imagine reală, mai mare
- O prismă îndoaie lumina: unghiul de deviație