Hvorfor har Svømmebade Look lavvandede end de er?

February 18



Når vi ser ind i en swimming pool, behøver tingene ikke ser helt som de er. Faktisk fremgår det, at alt er lidt squished, og at selve poolen er lavvandede end den burde være. Grunden til dette har at gøre med, hvordan lys bevæger sig gennem vand og luft.

lysbølger

Lys, der kommer fra en kilde eller preller et objekt bevæger sig udad i en bølge. Ligesom en vand bølge på overfladen af ​​en pool udbreder udad i en ekspanderende cirkel, en lysbølge (eller enhver anden bølge bevæger sig gennem tre dimensioner) udbreder udad i en ekspanderende kugle. Når kuglen af ​​lys støder på en genstand eller overflade, den belyser det. Når det passerer igennem til et andet medium, såsom når lyset forlader vand og kommer ind luft, sker der noget med bølgen.

Lysets natur

Identiteten af ​​en lys bølge går dybt ind i den kvantemekanik, men til vores formål, vi kan tænke på det som bølger af elektriske og magnetiske felter. Når et elektrisk felt bevæger, skaber et magnetfelt, og magnetfeltet igen skaber flere elektriske felter. Sammen de to producere en bølge af energi, som vi opfatter som lys. Dette er grunden til lys omtales også som elektromagnetisk stråling.

Lys og medier

Lys bevæger sig med en fast hastighed gennem et vakuum, lysets hastighed. Men når lyset bevæger sig gennem et medium (såsom luft, vand eller glas), den bevæger sig en smule langsommere. Da lys består af elektriske og magnetiske felter, elektrisk ladede partikler føler dens tilstedeværelse. Som lysbølger passere, de svinger alle protoner og elektroner i mediet lidt, og dette oscillation får partiklerne til at udsende deres egen elektromagnetisk stråling lidt bag oprindelige lys. Når disse forsinkede bølger tilføje op, resulterer det i en lysbølge med samme frekvens, men en kortere bølgelængde, der producerer effekten af ​​lyset bevæger sig langsommere gennem mediet.

brydning

Som en lysbølge passerer ind i et nyt medie, det ændrer hastighed. Denne ændring i hastighed er ledsaget af en ændring i vinklen. Et klassisk analogi for dette er et marcherende band. Forestil effekten på rækkerne af musikere, når de passerer fra glat fortov i en mudder mose, bremse demonstranterne ned. Overgangen er i en vinkel, således at den venstre side af gruppen rammer mudderet først, efterfulgt af den højre. Som du kan forestille dig, hvis de langsommere demonstranterne til venstre ønsker at bo i tråd med de hurtigere dem på ret, de alle har til at skifte retning en smule. Når de er alle i mudderet, er de bevæger sig lidt til venstre for deres oprindelige position. På samme måde, en bølgefront af lys skifter retning, når det passerer fra et medium til et andet.

effekter

På denne måde brydning af lys frembringer den lavvandede swimmingpool illusion. Som du ser ned på en pulje, ser du lys, der har ændret vinkel som den bevæger sig ud af vandet og i luften. Konkret lys bevæger sig hurtigere gennem luft end vand. Lys kommer op fra bunden af ​​bassinet bryder ned for at nå frem til dine øjne på en fladere vinkel. Du kan se bunden af ​​puljen lidt højere og længere væk, end det faktisk er.


relaterede artikler