Фонарик над бассейном

Рис. 12.10

В § 5 мы уже рассматривали такую ситуацию, когда человек, находясь под водой, смотрит на светящийся предмет, расположенный над поверхностью воды. Мы выяснили, что человек видит предмет выше, чем он находится на самом деле (рис. 12.10), т.е. в точке S¢ образуется мнимое изображение источника S. Связь между высотой источника и высотой изображения легко найти.

Из DAOS: АО » la (углы a и b малы). Из DAOS¢: АО » Lb. Отсюда la = Lb, тогда

L = l = ln.

Запомним это соотношение:

L = ln. (12.2)

Задача 12.3. Над бассейном на высоте h = 24,0 см находится точечный источник света. На поверхности бассейна лежит рассеивающая линза с фокусным расстоянием F = –12,0 см (рис. 12.11). Где

Рис. 12.11	будет находиться изображение источника? Показатель преломления воды п = 1,33.
h = 24,0 см F = –12,0 см п = 1,33	Решение. Будем решать задачу последовательно. Забудем пока про воду. Рассмотрим только источник света S и рассеивающую линзу с фокусным расстоянием F (рис. 12.12). Тогда можно применить формулу линзы:
L = ?

Рис. 12.12   Рис. 12.13

см.

Значит, на поверхность воды лучи будут падать так, как если бы они исходили из точечного источника S¢ , расположенного на высоте l = | f | = 8,00 см над поверхностью воды (рис. 12.13). Но тогда согласно формуле (12.2) изображение этого источника будет находиться над поверхностью воды в точке S² на высоте

L = nl = n| f | = 1,33×8,00 см » 10,6 см.

Ответ: L » 10,6 см.

СТОП! Решите самостоятельно: В4, С3.