第11点 视深问题的分析方法
视深是人眼看透明物质内部某物点时像点离界面的距离.
如图1所示,一物点S位于折射率为n的介质中H深处,沿着界面的法线方向去观察,因此θ1和θ2角都很小,则sin θ1≈tan θ1=,sin θ2≈tan θ2=,由折射定律知n==,所以视深h=.
图1
如果从折射率为n的介质中,观察正上方距液面高为H的物体,同理可得h=nH(h为视高).
利用视深、视高公式,不仅可以简捷地测定介质的折射率,也可以方便地分析和解决与视深、视高有关的问题.
对点例题 有一水池实际深度为3 m,当垂直水面向下看时,水的视深为多少?已知水的折射率为.
解题指导 设水池的实际深度为H,水的视深为h,从正上方沿竖直向下的方向观察池底S时,由于光的折射现象,其视深位置在S′处,观察光路如图所示.
由几何关系和折射定律可知:sin θ1=nsin θ2.
O1O2=htan θ1=Htan θ2.
考虑到从正上方观察时,角度θ1和θ2均很小,所以有sin θ1≈tan θ1,sin θ2≈tan θ2,因此h== m=2.25 m.