Załamanie promieni świetlnych i tucząca woda – #15

Jak pokazać rozdzielenie barw i chromatografia
Eksperyment na weekend #14 – Chromatografia – rozdzielenie barw
Lipiec 27, 2019
Kiedyś samoloty miały okna kwadratowe
Dlaczego drzwi i okna w samolocie są małe i okrągłe, a nie kwadratowe
Wrzesień 29, 2019
Wszystkie

Załamanie promieni świetlnych i tucząca woda – #15

Załamanie światła i tucząca woda

Dlaczego przedmiot zanurzony w wodzie wydaje się większy niż w rzeczywistości?

Dlaczego ryba, kamień lub inne rzeczy zanurzone w wodzie wyglądają na większe niż są w rzeczywistości? Dlaczego przedmioty pod wodą wyglądają trochę inaczej? Będąc nad rzeką lub jeziorem w czasie wakacji pewnie czasami dzieci zadawały Wam takie pytanie. W dzisiejszym doświadczeniu fizycznym postaram się odpowiedzieć na to i inne pytania? Choć nie jest to poradnik kulinarny, ani o diecie, to odpowiem również czy woda może tuczyć?

W doświadczeniu fizycznym pt. “Tucząca woda” odpowiem na kilka zagadnień:

  • Dlaczego ciało zanurzone w wodzie wydaje się być większe niż jest w rzeczywistości? Czy woda może tuczyć?
  • Na czym polega załamanie światła przy przejściu z powietrza do wody?
  • Gdzie jest większa prędkość światła, w wodzie czy w powietrzu i dlaczego?
  • O ile są większe przedmioty zanurzone w wodzie niż są w rzeczywistości?

Potrzebne przedmioty do eksperymentu:

  • kieliszek
  • szklany dzbanek lub szeroki słój
  • woda
  • figurka np. z klocków duplo

Jak wykonać doświadczenie fizyczne?

Najpierw naszą figurkę dobrze jest czymś obciążyć np. przykleić do niej plastelinę. Tak obciążoną figurkę wstawiamy do dzbanka i zalewamy ją wodą. Teraz, patrząc na figurkę zanurzoną w wodzie, wydaje się ona nam większa i szersza. Jakby po prostu trochę przytyła. Następnie do dzbanka wkładamy do góry nogami kieliszek i przykrywamy nim naszą postać. Figurka pod kieliszkiem znowu wygląda tak samo jak przed zalaniem jej wodą. Jest jakby odchudzona. Ważne aby nakładając kieliszek na naszą postać nie wlała się do niego większa ilość wody.

Dlaczego obraz figurki w wodzie wydaje się większy niż jest naprawdę?

Nasza postać zanurzona w wodzie wygląda na większą niż jest w rzeczywistości ponieważ zadziałało tu prawo załamania światła, które przechodzi z wody do powietrza.

Obraz ciała w bańce powietrza
Obraz przedmiot w bańce powietrza nie zmienia swojego kształtu.
Załamanie światła, ciało w wodzie wydaje się większe?
Prawo załamania światła. Przedmiot w wodzie wydaje się większy. Czyli woda może tuczyć?!

Prawo załamania promieni świetlnych czyli dlaczego przedmioty zanurzone w wodzie wydają się być większe niż są w rzeczywistości?

Zapewne często zastanawialiście się dlaczego ryba lub kamień w wodzie wyglądają na większe niż są w rzeczywistości. W naszym doświadczeniu fizycznym figurka w wodzie „przytyła”. Dlaczego? Dzieje się tak ponieważ patrząc do wody nasze oko rejestruje promienie świetlne, które biegną z wody do powietrza. Promień świetlny przechodzi przez dwa ośrodki (wodę i powietrze) o różnej gęstości co sprawia, że inna jest prędkość światła w każdym z nich. Mamy tu do czynienia z prawem załamania światła, które mówi, że gdy promień świetlny przechodzi z wody do powietrza, czyli ośrodków o różnej gęstości, a więc i różnej prędkości rozchodzenia się światła, dochodzi do załamania światła czyli zmiany kierunku rozchodzenia się go w miejscu przejścia tych ośrodków (na styku woda powietrze). Ponieważ woda ma większą gęstość niż powietrze to prędkość światła rozchodzącego się w wodzie jest mniejsza niż w powietrzu.

Dodatkowo nasz zmysł wzroku i mózg, który analizuje informacje przekazane do niego, nie są przygotowane do patrzenia przez dwa różne ośrodki jakimi są powietrze i woda. Są one przyzwyczajone do analizy obrazu gdzie światło rozchodzi się po linii prostej. Dlatego promienie, (obraz) które docierają do naszych oczu, mózg traktuje je tak jakby zostały odbite od większego przedmiotu.

O ile są większe przedmioty zanurzone w wodzie niż są w rzeczywistości?

Z prawa załamania się promieni świetlnych przechodzących przez dwa różne ośrodki wynika, że przedmioty widziane pod wodą zdają się być nawet do 33% większe niż są w rzeczywistości.



Zobacz inne przykłady doświadczeń z fizyki dla dzieci.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *