Innehåll
När vi tittar på en pool ser det inte riktigt ut vad de är. Faktum är att det verkar som allt är pressat och poolen själv är grundare än det borde vara. Anledningen till detta har att göra med hur ljuset går genom vatten och luft.
Vågor av ljus
Ljus som kommer från en källa eller slås av ett objekt rör sig i en våg.Precis som en våg av vatten på ytan av en sjö sprider sig från insidan ut, som en växande cirkel, sprider ljusets våg (eller någon annan rörelse i tre dimensioner) från insidan ut som en expanderande sfär . När ljusets sfär möter ett föremål eller en yta, tänds den. När det passerar ett annat medium, som när ljuset lämnar vattnet och kommer in i luften, händer något med vågan.
Ljusets natur
Identiteten av en ljusvåg är djupt rotad i kvantmekanikens rike, men för vårt syfte kan vi tänka på det som vågor av elektriska och magnetiska fält. När ett elektriskt fält rör sig skapar det ett magnetfält, vilket i sin tur skapar fler elektriska fält. Tillsammans producerar de två en energivåg som vi uppfattar som ljus. Därför kallas även ljus elektromagnetisk strålning.
Ljus och medel
Ljuset färdas med en fast hastighet i vakuumet, vilket definierar ljusets hastighet. Men när ljus passerar genom ett medium (som luft, vatten eller glas), rör det sig lite långsammare. Eftersom ljus består av elektriska och magnetiska fält, känner de elektriskt laddade partiklarna sin närvaro. När ljusvågor passerar genom ett medium gör de alla sina protoner och elektroner oscillerar lite, och att oscillation får partiklarna att avge sin egen elektromagnetiska strålning, som kommer strax efter det ursprungliga ljuset. När dessa fördröjda vågor lägger till, resulterar det i en ljusvåg med samma frekvens men kortare våglängd, vilket ger ljusets effekt, rör sig långsammare genom ett medium.
refraktion
När ljusvågen passerar till ett nytt medium ändras hastigheten. Denna hastighetsförändring åtföljs av en vinkelbyte. En klassisk analogi för detta är gjort med ett krigsband. Föreställ dig effekten på musikernas nivåer när de flyttar från en slät trottoar till en lerig lat och saktar dem ner. Övergången sker i en viss vinkel, så att vänster sida av gruppen kommer in i den första lera, följt av höger sida. Som du kan föreställa dig, om de långsammaste musikerna till vänster vill hålla sig i linje med det snabbaste till höger, behöver de ändra riktningen något. När alla är i leran flyttar de lite till vänster i förhållande till originalriktningen. På samma sätt ändras ljusets främre vågor riktning när de passerar från ett medium till ett annat.
effekter
På så sätt producerar ljusets brytning illamående av den grunda poolen. När du tittar på poolen från topp till botten ser du ljusväxlingsvinkeln när den går ut ur vattnet i luften. Specifikt reser ljuset mycket snabbare i luften än i vatten. Ljuset som kommer från botten av poolen bryts i dina ögon i mindre vinkel. Så du ser botten av poolen lite över den position där den faktiskt ligger.