Кажущаяся глубина: почему бассейн выглядит мельче

1 · Прогноз

Глядя вертикально вниз в воду из воздуха, вы видите предмет на дне менее глубоким, чем он находится на самом деле. Растёт ли этот эффект кажущейся глубины прямо пропорционально истинной глубине?

2 · Подготовка

  1. Откройте пресет apparent-depth и нажмите «Сброс». Показатель воды зафиксирован: n₁ = 1.33 (смотрим наружу, в воздух, n₂ = 1.0).
  2. Включите показание кажущейся глубины.
  3. Задайте истинную глубину для каждой пробы и запишите кажущуюся глубину.

3 · Сбор данных

Истинная глубина d_o (cm)Кажущаяся глубина d_i (cm)
20.00
40.00
60.00

Постройте кажущуюся глубину d_i (ось y) против истинной d_o (ось x) для трёх проб. Линия прямая через начало координат?

4 · Анализ

  1. Для одной пробы вычислите d_i = −d_o·(n₂/n₁), используя n₁ = 1.33 и n₂ = 1.0. Сравните с таблицей.
  2. Объясните, почему взгляд из менее плотной среды (воздуха) в более плотную (воду) всегда заставляет предметы казаться ближе (мельче), чем они есть — отношение n₂/n₁ здесь меньше 1.

5 · Развитие

  1. Если бы вы смотрели из-под воды ВВЕРХ на предмет в воздухе над поверхностью, отношение перевернулось бы (со стороны воды n₁ = 1.0, n₂ = 1.33), и предметы казались бы дальше/глубже, чем они есть. Объясните, почему важно направление, в котором вы смотрите через границу раздела.
  2. Охотнику с гарпуном нужно целиться ниже, чем рыба видимо находится, из-за эффекта кажущейся глубины (точнее, кажущегося положения). По своим данным объясните, почему рыба, выглядящая на 1 m глубины, может реально быть значительно глубже.

← Вернуться к эксперименту

Оптика

138 бесплатных печатных физических рабочих листов