Czy kiedykolwiek włożyłeś ołówek lub długopis do szklanki wody? Jeśli tak, czy zauważyłeś, że obiekt wydaje się być rozbity, gdy patrzysz z wody? Zestaw składa się z dwóch przezroczystych środków (w naszym przypadku rozważamy powietrze i Woda) a interfejs między nimi nazywa się dioptria. Kształt powierzchni separacji między mediami, powierzchnia dioptrii, charakteryzuje rodzaj dioptrii: płaska, kulista, cylindryczna itp.
Na przykład w oparciu o środki powietrzno-wodne jeziora w spoczynku zbadamy tworzenie obrazów składających się z płaska dioptria. Początkowo obiekt naszego badania jest zanurzony w wodzie (więcej środków załamujących), a obserwator znajduje się na zewnątrz, w powietrzu (mniej środków załamujących).
Wiemy, że z zanurzonych ryb promienie światła rozchodzą się we wszystkich kierunkach; wiemy również, że promienie te załamują się na powierzchni wody i docierają do oczu obserwatora. Wśród nieskończonych promieni światła, które pochodzą od ryby, rozważmy dwa promienie zaznaczone na poniższym rysunku. Odpowiednie załamane promienie definiują wirtualny obraz obiektu.
Obraz ryby jest zdefiniowany jako wirtualny, ponieważ jest tworzony przez przecięcie przedłużeń załamanych promieni. Zobacz, że obraz powstaje w tym samym medium, co przedmiot. Widzimy też, że zarówno obraz, jak i przedmiot leżą na tej samej prostopadłej linii prostej N względem powierzchni dioptrii, więc obraz powstaje bliżej powierzchni wody.
Równanie Gaussa dla płaskiego dioptro
Powyższy rysunek pokazuje widoczną głębokość ryby (punkt P’). Dzięki równaniu Gaussa jesteśmy w stanie określić pozorną głębokość ryby. Równanie dające taką możliwość jest następujące:
Na powyższym rysunku mamy:
- p to odległość od punktu P do powierzchni S
- p’ to odległość od punktu P’ do powierzchni S
- n jest bezwzględnym współczynnikiem załamania światła padającego na ośrodek
- n’ to bezwzględny współczynnik załamania światła ośrodka wyłaniania się, w którym znajduje się obserwator.
Autor: Domitiano Marques
Ukończył fizykę