Návod "GON / GON+" - page 28

26
E6e Výhled zpod vodní hladiny (GON+)
S využitím poznatků o přechodu světla rozhraním světla z opticky hustšího do opticky řidšího prostředí je možné
řešit pokusem úlohy typu:
může vidět potápěč, ponořený pod hladinu pokojného moře, celou oblohu nebo jen část z ní?
jaký musí být minimální poloměr kruhu volné vodní hladiny, aby potápěč z hloubky h viděl přes tento kruh celou
oblohu nad pokojným mořem?
Pokus uskutečňujeme s využitím pomůcek uvedených v úvodu této části. Sklo je podobně jako voda opticky hustší
prostředí než vzduch. Proto rozhraní sklo/vzduch může sloužit jako model pro zobrazení lámavých vlastností rozhraní
voda/vzduch.
Vrstvu vody hloubky
h,
ve které se nachází potápěč P, představuje skleněná vrstva. Na modelování této situace
nemůžeme použít skleněnou planparalelní vrstvu (obr. E6.6), protože paprsky by musely na ni dopadat ve směru
rozhraní, aby se lámaly do desky, resp. dopadaly na rozhraní sklo/vzduch pod mezním úhlem.
Sestavení a uskutečnění pokusu
Paprsek necháme procházet trojbokým pravoúhlým skleněným hranolem přes bod P (místo stanoviště potápěče
ve vodě) tak, aby procházel v blízkosti spodní odvěsny a dopadal na rozhraní sklo/vzduch pod různými úhly α (obr.
E6.7). Tímto způsobem ukážeme, že paprsky vycházející ze skla (z vody) do vzduchu se lámou od kolmice a při mezním
úhlu dopadu se lámou pod pravým úhlem, tj. do roviny rozhraní. Vzhledem k tomu, že chod paprsků je záměnný, světlo
se šíří stejným směrem i ze vzduchu do vody a proto potápěč může vidět celou oblohu, i když je ponořený pod hladinou.
Obr. E6.6
Pro situaci na obr. E6.7 vychází pro hodnotu mezního úhlu 42° a tloušťku skleněné vrstvy
h
= 67 mm hodnota
poloměru kruhu
r
= 60 mm. Pro zjištění minimálního poloměru
r
kruhu volné vodní hladiny (z hloubky
h
), potřebného na
pozorování celé oblohy nad hladinou vody, uvažujeme index lomu vody 4/3 a mezní úhel 48°.
Obr. E6.7
1...,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27 29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,...69
Powered by FlippingBook