Вы когда-нибудь клали карандаш или ручку в стакан с водой? Если да, то заметили ли вы, что при взгляде из воды объект кажется разбитым? Набор состоит из двух прозрачных средств (в нашем случае мы рассматриваем воздуха а также Воды) и интерфейс между ними называется диоптрия. Форма разделительной поверхности между средами, диоптрическая поверхность, характеризует тип диоптрии: плоская, сферическая, цилиндрическая и т. Д.
Основываясь, например, на системе «воздух-вода» озера в состоянии покоя, мы будем изучать формирование изображений, состоящих из плоская диоптрия. Изначально объект нашего исследования погружен в воду (больше преломляющих средств), а наблюдатель находится вне его, в воздухе (меньше преломляющих средств).
Мы знаем, что от подводной рыбы во всех направлениях исходят лучи света; мы также знаем, что эти лучи преломляются на поверхности воды и достигают глаз наблюдателя. Среди бесконечных лучей света, исходящих от рыбы, давайте рассмотрим два луча, выделенные на рисунке ниже. Соответствующие преломленные лучи определяют виртуальное изображение объекта.
Изображение рыбы определяется как виртуальное, потому что оно образовано пересечением продолжений преломленных лучей. Обратите внимание, что изображение сформировано в той же среде, что и объект. Мы также можем видеть, что и изображение, и объект находятся на одной и той же перпендикулярной прямой N относительно диоптрической поверхности, поэтому изображение формируется ближе к поверхности воды.
Уравнение Гаусса для плоского диоптрия.
На рисунке выше показана видимая глубина рыбы (точка P ’). С помощью уравнения Гаусса мы можем определить видимую глубину рыбы. Уравнение, которое дает такую возможность, следующее:
На рисунке выше мы имеем:
- p - расстояние от точки P до поверхности S
- p ’- расстояние от точки P’ до поверхности S
- n - абсолютный показатель преломления падающей световой среды.
- n ’- абсолютный показатель преломления среды выхода света, в которой находится наблюдатель.
Домициано Маркес
Закончил факультет физики
