Alege rezolvarea exercițiului:
Exercițiul 1 (gratuit)
Rezolvare scurtă
Lumina reflectată de rechin trece din apă în aer:\[ n_{\text{apă}} > n_{\text{aer}} \]Legea refracției:\[ n_{\text{apă}} \sin i = n_{\text{aer}} \sin r \implies \sin r > \sin i \implies r > i \]Raza refractată se îndepărtează de normală la ieșirea în aer. Ochiul observatorului prelungește rectiliniu raza receptată, astfel că percepe o imagine virtuală a rechinului situată mai aproape de suprafața apei și deplasată față de poziția reală.
Rezolvare detaliată
Identificarea fenomenului optic
Fenomenul optic responsabil pentru perceperea rechinului în altă poziție este refracția luminii la suprafața de separare dintre apă și aer.Analiza traseului razelor de lumină
Razele de lumină reflectate de corpul rechinului pornesc din apă (mediu cu indicele de refracție mai mare, \( n_{\text{apă}} \approx 1,33 \)) și trec în aer (mediu cu indicele de refracție mai mic, \( n_{\text{aer}} \approx 1 \)). Conform legii a II-a a refracției (legea Snell-Descartes): \[ n_{\text{apă}} \cdot \sin i = n_{\text{aer}} \cdot \sin r \] Deoarece \( n_{\text{apă}} > n_{\text{aer}} \), rezultă: \[ \sin r > \sin i \implies r > i \] Astfel, la trecerea în aer, raza de lumină se refractă îndepărtându-se de normală.Formarea imaginii percepute de ochiul uman
Ochiul și creierul uman percep lumina ca propagându-se rectiliniu. Prelungind înapoi în apă razele refractate care ajung la ochi, acestea se intersectează într-un punct situat la o adâncime aparentă mai mică și deplasat față de poziția reală a rechinului. Prin urmare, cercetătorul vede o imagine virtuală a rechinului, mai aproape de suprafață și ușor deplasată față de locul său real.Rezolvare scurtă:
Datorită refracției la trecerea din apă în aer (\( n_{\text{apă}} > n_{\text{aer}} \implies r > i \)), raza se îndepărtează de normală. Ochiul percepe lumina pe direcția rectilinie a razei refractate, văzând o imagine virtuală a rechinului deplasată (mai aproape de suprafață) față de poziția reală.
