ทัศนศาสตร์
ความลึกปรากฏ (ผิวสัมผัสเรียบ)
การหักเหที่ผิวราบทำให้วัตถุที่จมอยู่ดูตื้นกว่าความเป็นจริง (ความลึกปรากฏ = ความลึกจริง · n₂/n₁)
ความลึกปรากฏ (ผิวสัมผัสเรียบ) — การจำลองทัศนศาสตร์แบบโต้ตอบ การหักเหที่ผิวราบทำให้วัตถุที่จมอยู่ดูตื้นกว่าความเป็นจริง (ความลึกปรากฏ = ความลึกจริง · n₂/n₁) ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนบนเบราว์เซอร์ที่ใช้ฟรี พร้อมการวัด SI แบบสดและบทแนะนำ
ความลึกปรากฏ
การหักเหที่รอยต่อผิวเรียบทำให้วัตถุที่จมอยู่ดูตื้นกว่าความเป็นจริง (ความลึกปรากฏ = ความลึกจริง · n₂/n₁)
ลำแสงจากวัตถุใต้น้ำหักเข้าหาเส้นตั้งฉากเมื่อออกสู่อากาศ ตาจึงตามย้อนไปที่ตำแหน่งปรากฏที่ตื้นกว่า ความลึกปรากฏสเกลเป็นความลึกจริง × n_water/n_air เพราะฉะนั้นสระน้ำจึงดูตื้นกว่าความจริง
- n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂
- ความลึกปรากฏตื้นกว่า
สรุปการสืบสวน
วางแผนคำถามก่อนเปิดห้องแล็บ
บทสรุปสะท้อนหน้าที่เรนเดอร์ล่วงหน้า คำถามขับเคลื่อน คำทำนายที่ขัดแย้งกัน บทบาทตัวแปร กฎที่ควบคุม การตั้งค่า การวิเคราะห์ และโจทย์ต่อยอดยังแสดงและเรียงตามลำดับนี้
คำถามขับเคลื่อน
การมองจากอากาศลงไปในน้ำตรง ๆ วัตถุที่ก้นดูตื้นกว่าความลึกจริง ผลของความลึกปรากฏนี้แปรผันตรงกับความลึกจริงหรือไม่
คำทำนายที่ต้องชั่งใจ
- ใช่ — ความลึกปรากฏเป็นเศษส่วนคงที่ของความลึกจริงเสมอ กำหนดโดยอัตราส่วนของดัชนีหักเหทั้งสอง
- ความลึกปรากฏคงเดิมไม่ว่าความลึกจริงเท่าใด
- ไม่มีความสัมพันธ์แบบเรียบง่ายระหว่างความลึกจริงกับความลึกปรากฏ
บทบาทของตัวแปร
สิ่งที่คุณตั้ง:
- ความลึกจริง d_o (cm)
สิ่งที่คุณวัด:
- ความลึกปรากฏ d_i (cm)
การสืบสวนดำเนินไปอย่างไร
- เปิดพรีเซ็ท apparent-depth แล้วกดรีเซ็ต ดัชนีหักเหของน้ำคงที่ n₁ = 1.33 (มองออกไปยังอากาศ n₂ = 1.0)
- เปิดค่าแสดงความลึกปรากฏ
- ตั้งความลึกจริงของแต่ละรอบแล้วบันทึกความลึกปรากฏ
สมการควบคุม
ความลึกปรากฏ (การประมาณพาแรกเซียล) — n₁·sinθ₁ = n₂·sinθ₂
การมองเกือบตรงลงผ่านผิวสัมผัสแบน ความลึกปรากฏของวัตถุถูกสเกลด้วยอัตราส่วนดัชนีหักเห: d_apparent = d_true·(n_viewing/n_object) การมองจากตัวกลางหนาแน่นไปหาเบากว่า (เช่น น้ำไปอากาศ) ทำให้วัตถุดูตื้นขึ้น
สิ่งที่ใบงานพิมพ์ได้ให้นักเรียนคิด
- สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ d_i = −d_o·(n₂/n₁) โดยใช้ n₁ = 1.33, n₂ = 1.0 เทียบกับตาราง
- อธิบายว่าเหตุใดการมองจากตัวกลางที่หนาแน่นกว่า (น้ำ) ไปยังตัวกลางที่หนาแน่นน้อยกว่า (อากาศ) จึงทำให้วัตถุดูใกล้ (ตื้นกว่า) กว่าความเป็นจริงเสมอ — อัตราส่วน n₂/n₁ ที่นี่น้อยกว่า 1
สิ่งนี้ปรากฏที่ใดนอกห้องแล็บ
- ถ้าคุณอยู่ใต้น้ำมองขึ้นไปยังบางสิ่งในอากาศเหนือผิวน้ำ อัตราส่วนจะกลับด้าน (n₁ = 1.0, n₂ = 1.33 จากฝั่งน้ำ) ทำให้สิ่งของดูไกล/ลึกกว่าความจริง จงอธิบายว่าทำไมทิศทางที่มองผ่านผิวสัมผัสจึงสำคัญ
- นักแทงปลาต้องเล็งต่ำกว่าตำแหน่งที่ปลาปรากฏ เพราะผลของความลึกปรากฏ (จริง ๆ คือตำแหน่งปรากฏ) นี้ ใช้ข้อมูลของคุณอธิบายว่าเหตุใดปลาที่ดูเหมือนอยู่ลึก 1 m อาจอยู่ลึกกว่านั้นมาก
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- ยินดีต้อนรับสู่ความลึกปรากฏ
- เลือกวัตถุ
- กดเล่น
- วัตถุดูตื้นกว่าความจริง
- เปิดแผงคุณสมบัติ
- ทำได้แล้ว!
เปิดการจำลองแบบโต้ตอบเพื่อสร้างฉาก กดเล่น แล้วสำรวจพร้อมการวัดสดและบทแนะนำ