魚在水中的視位置_第1頁
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文檔簡介

1、.*;魚在水中的視位置有經(jīng)歷的漁民，在叉魚時，不是對準(zhǔn)看到的魚，而是對準(zhǔn)所見魚的下方，這是由于光在界面上的折射使得魚在水中的視位置比實際位置升高的緣故。我們先作一下定性解釋。如圖48所示，從魚頭P0發(fā)出的光線P0A1、P2A2分別在水和空氣的界面A1、A2處發(fā)生折射，沿A1B1、A2B2方向進(jìn)入眼睛，由于人眼在直覺上總是認(rèn)為光是沿直線射來的，所以人覺得折射光線A1B1、A2B2是從它們延長線的交點P0射來的，P0就是眼睛看到的P0的像。同理眼睛看到的P點的像在P處。魚的視位置比魚的實際位置升高了。假如我們作一些定量分析，還可以發(fā)現(xiàn)不僅魚的位置升高了，而且由于光折射的結(jié)果，產(chǎn)生了像散，像的明晰度

2、也由于像散而受到破壞。如圖49所示，我們選OX軸為空氣和水的分界面，n為水的折射率，n0為空氣的折射率。魚身上的某點P為發(fā)光點，以O(shè)P為y軸，那么P點的坐標(biāo)為0，y。PA1、PA2為P發(fā)射的單心光束中兩條靠得很近的光線，入射點A1、A2的坐標(biāo)為x1，0、x2，0。入射角為i1和i2，折射角為i1和i2。折射線A1B1、A2B2向后延長分別交y軸于P10，y1、P20，y2，并且它們在圖平面內(nèi)相交于P點。由圖中三角形POA1，POA2得：代入折射定律，并解出y1，那么有用同樣的方法可以求出y2有類似的形式。同樣我們也可以計算出A1B1、A2B2兩條折射線的交點P的坐標(biāo)x，y分別為因為nn0，所以

3、x0，即P點在oy軸的右邊。現(xiàn)讓我們回過頭來分析2式。由2式可知，當(dāng)P的位置一定時y不變，P1點的位置O，y1將隨入射點A1的位置x1，0的不同而變，在式中，因為是負(fù)的，故x1越大，y1越小，即入射點離Oy軸越遠(yuǎn)，P1點離Ox軸越近。由此可知，A1B1與A2B2的交點產(chǎn)P必在Oy軸之右。從P點發(fā)出的并位于PA1與PA2之間的所有光線的折射線延長后都交于P點附近，而與Oy軸交于P1和P2兩點之間。P1、P2、P三點不重合，這說明從P點發(fā)出的單心光束，經(jīng)水面折射后變成了像散光束。只有當(dāng)P發(fā)出的光束幾乎垂直于界面時i10，P1、P2、P三點才幾乎重合，即在水面上沿豎直方向向下觀看水中魚時，所見像是明晰的，此時像的深度y稱為像似深度，。因為nn0，所以魚的像似深度，總是小于魚的實際深度。而入射光的方向越傾斜，折射光束像散就越顯著，也就是說，在沿著傾斜角度較大的方向觀看魚時，魚

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