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光學 標題:魚眼睛所看到的『水上世界』
1:黃福坤 (研究所)張貼:2004-02-01 17:54:00:
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魚眼睛所看到的『水上世界』


由於 光線 穿過不同介質時,波速會有所不同,因而在介面上形成折射

水的折射率 大於空氣的折射率(約為 4/3 =1.33),

因此由水底射向水面的光線會偏離法線,

    由水底點光源射出的光線

    若入射角大於 sin-1(1/n.) 的光線均會在水底形成 全反射,

    於是水底的光線會形成一椎形(如漏斗般)。

由於 光線 的可逆性,因此 由水面射入水底的光線也都會聚在一椎形區域內,

    因此由水底所看到的水(面)上世界會出現 與我們完全不同的景象。

本動畫程式讓你體會 水底的一對眼珠 所看到 水面上一個方塊的『像』


若無法瀏覽動畫請點選使用問題


使用說明:

    上面區域分上下兩區,綠色的區域代表水底的世界。

    底下的兩點代表兩個 眼睛。

      黃色區域表示水面上的 光線都會經由此區域進入眼睛。

    灰色區域代表 水面上的世界。

    淡藍色的方塊 為 水面上某物體。

    藍色的 多邊形為水底眼睛所看到水面上方塊 的『像』。

      程式繪出方塊其中一角光線行進的軌跡(暗灰色)與

        成像的軌跡(黃色)與位置。

      如果你用滑鼠左鍵 按下 淡藍色方塊 的任一角,

        則會畫出該角落的光徑軌跡。

      如果用滑鼠按下 淡藍色方塊 的中間區域,然後以滑鼠四處拖動

        則可以改變方塊的位置。

        試著由左往右來回移動,觀察 『像』會有怎樣的變化!

      吃驚嗎!原來『魚』所看到的和我們是如此的不同。

      若是以滑鼠『右鍵』按下 淡藍色方塊 的『右下角』後

        四處拖動滑鼠,則會改變 方塊的大小。

      若是以滑鼠在 任一眼睛的位置按下後,

        左右拖動滑鼠則可改變眼睛的寬度!此時『像』如何變化?

      所以 大小不同的『魚』對於同一物體所『感受』的像並不相同喔!

    注意觀看 『像』形狀的變化!水底所看到奇妙的水上世界!

    當物體由左向右水平等速運動時,水底的眼睛所看到的是

    從高空急速衝下的物體,又衝回另一端的高空。

    物體越貼近水面越奇怪!還是越遠離水面越不同?眼睛的間距影響又如何?

    多玩一下!好好體會其中的奧妙!

    當你從水面上伸手靠近水面下的魚時,

      你的『手』幾乎擴大成『魚』視野的全部,難怪魚兒會被嚇跑!

    不妨拿一個透明裝清水的玻璃杯,靠近杯子後面看四周的事物!會更奇怪!



下圖是用『魚眼式鏡頭』所拍攝的景象!


想一想!下一張照片 是怎麼一回事呢!


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2:黃福坤 (研究所)張貼:2005-05-16 15:48:14: [回應上一篇]
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可將眼睛拖拉到水面下 體會魚所看到的世界
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3:xiaozzs (大學)張貼:2007-09-08 10:22:42: [回應上一篇]

黄老师:太妙了!是否可提供这个课件的下载及原文件进行研究学习?

e_mail  iaozzs@163.com">xiaozzs@163.com        深圳 肖祝生


4:黃福坤(研究所)張貼:2007-09-08 16:20:09: [回應上一篇]
你已經登入 只要點選 取得本動畫相關檔案 便會將相關檔案傳到你的個人信箱 以方便離線使用
第二個動畫則可以在 如何找出水中魚真正的位置 (下載) 也可看到EJS原始檔甚至可修改程式
本網站所自行設計的動畫都有提供相同功能(將近數百個)
只是不是用於營利用途 都可以免費使用!


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