光学
视深(平面界面)
光在平面界面折射,使水下物体看起来更浅(视深 = 实深 · n₂/n₁)。
视深(平面界面)——交互式光学模拟。光在平面界面折射,使水下物体看起来更浅(视深 = 实深 · n₂/n₁)。 免费的基于浏览器的虚拟物理实验室,提供实时 SI 测量和分步引导教程。
视深
光在平面界面折射,使水下物体看起来更浅(视深 = 实深 · n₂/n₁)。
水下物体发出的光线从水中进入空气时向法线弯折,眼睛将光线反向延伸至更浅的视位置。视深 = 实深 × n₂/n₁(n₂ 为空气折射率,n₁ 为水的折射率),这就是泳池看起来比实际更浅的原因。
- 斯涅尔定律 n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂
- 视深较浅
调查简介
在打开实验室之前计划好问题
这份简介反映预渲染页面:探究问题、相互竞争的预测、变量角色、支配定律、设置以及分析和拓展提示都会按此顺序保持可见。
驾驶问题
从空气中垂直向下看水中,位于底部的物体看起来比其真实深度更浅。这种视深度效应是否与真实深度成正比?
预测权重
- 是的 - 表观深度始终是真实深度的固定分数,由两个折射率的比率设置。
- 无论真实深度如何,表观深度都保持不变。
- 真实深度和表观深度之间没有简单的关系。
可变角色
您设置的内容:
- 真实深度 d_o (cm)
您测量的内容:
- 表观深度 d_i (cm)
调查如何进行
- 打开「视深度(apparent-depth)」预设并按重置。水的折射率固定为n₁ = 1.33(向外看空气一侧,n₂ = 1.0)。
- 启用视深度读数。
- 设置每次试验的真实深度并记录表观深度。
控制方程
表观深度(近轴近似) — n₁·sinθ₁ = n₂·sinθ₂
几乎垂直向下透过平坦界面观看时,物体的视深度由折射率之比决定:d_apparent = d_true·(n_viewing/n_object)。从光密介质看向光疏介质(例如从水看向空气)会使物体看起来更浅。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于一项试验,使用 n₁ = 1.33 、 n₂ = 1.0 计算 d_i = −d_o·(n₂/n₁) 。与表比较。
- 解释为什么从密度较大的介质(水)看向密度较小的介质(空气)总是会使物体看起来比实际距离更近(更浅)——这里的 n2/n₁ 比率小于 1。
这在实验室之外的地方表现出来
- 如果你在水下向上看水面上方空气中的物体,比例会反过来(从水中一侧看,n₁ = 1.0,n₂ = 1.33),使物体看起来比实际更远/更深。请解释为什么透过界面观看的方向会影响结果。
- 由于这种视深度(实际上是视位置)效应,进行鱼叉捕鱼的人需要瞄准鱼看起来所在位置的下方。请用你的数据解释,为什么看起来1米深的鱼实际上可能深得多。
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- 欢迎学习视深
- 选择物体
- 点击播放
- 物体看起来更浅
- 打开检查器
- 完成了!
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