Έχετε τοποθετήσει ποτέ ένα μολύβι ή ένα στυλό σε ένα ποτήρι νερό; Εάν ναι, παρατηρήσατε ότι το αντικείμενο φαίνεται να διαλύεται όταν κοιτάτε έξω από το νερό; Το σετ αποτελείται από δύο διαφανή μέσα (στην περίπτωσή μας το εξετάζουμε αέρας και Νερό) και η διεπαφή μεταξύ τους καλείται διόπτρα. Το σχήμα της επιφάνειας διαχωρισμού μεταξύ των μέσων, της διοπτρικής επιφάνειας, χαρακτηρίζει τον τύπο διόπτρας: επίπεδο, σφαιρικό, κυλινδρικό κ.λπ.
Με βάση τα μέσα αέρα-νερού μιας λίμνης σε κατάσταση ηρεμίας, για παράδειγμα, θα μελετήσουμε τον σχηματισμό εικόνων που αποτελούνται από ένα επίπεδη διόπτρα. Αρχικά, το αντικείμενο της μελέτης μας βυθίζεται στο νερό (περισσότερα μέσα διάθλασης) και ο παρατηρητής είναι έξω από αυτόν, στον αέρα (λιγότερα μέσα διάθλασης).
Γνωρίζουμε ότι από τις βυθισμένες ψάρια ακτίνες φωτός βγαίνουν προς όλες τις κατευθύνσεις. γνωρίζουμε επίσης ότι αυτές οι ακτίνες διαθλάται στην επιφάνεια του νερού και φτάνουν στα μάτια του παρατηρητή. Μεταξύ των άπειρων ακτίνων φωτός που προέρχονται από τα ψάρια, ας εξετάσουμε τις δύο ακτίνες που επισημαίνονται στην παρακάτω εικόνα. Οι αντίστοιχες διαθλασμένες ακτίνες ορίζουν μια εικονική εικόνα του αντικειμένου.
Η εικόνα του ψαριού ορίζεται ως εικονική επειδή σχηματίζεται από τη διασταύρωση των διαθλασμένων ακτίνων. Δείτε ότι η εικόνα σχηματίζεται στο ίδιο μέσο με το αντικείμενο. Μπορούμε επίσης να δούμε ότι τόσο η εικόνα όσο και το αντικείμενο βρίσκονται στην ίδια κάθετη ευθεία γραμμή Ν σε σχέση με τη διοπτρική επιφάνεια, έτσι η εικόνα σχηματίζεται πιο κοντά στην επιφάνεια του νερού.
Εξίσωση Gauss για Flat Dioptro
Η παραπάνω εικόνα δείχνει το φαινόμενο βάθος ενός ψαριού (σημείο P ’). Μέσω της εξίσωσης Gauss είμαστε σε θέση να προσδιορίσουμε το φαινόμενο βάθος των ψαριών. Η εξίσωση που δίνει αυτήν τη δυνατότητα είναι η ακόλουθη:
Στο παραπάνω σχήμα έχουμε:
- p είναι η απόσταση από το σημείο P έως την επιφάνεια S
- p 'είναι η απόσταση από το σημείο P' στην επιφάνεια S
- n είναι ο απόλυτος διαθλαστικός δείκτης του μέσου προσπίπτου φωτός
- n 'είναι ο απόλυτος διαθλαστικός δείκτης του μέσου ανάδυσης του φωτός, όπου βρίσκεται ο παρατηρητής.
Από τον Domitiano Marques
Αποφοίτησε στη Φυσική
