Görünür Derinlik: Tanım, Bağlı Değişkenler ve Balık-Kuş Örnekleri

Günlük Hayattan Bir Gözlem: Cam Küre ve Su Dolu Ortamlar

Bir manzaraya cam bir kürenin ardından bakıldığında, kürede oluşan görüntünün olması gerekenden farklı bir uzaklıkta oluştuğu görülür. Benzer bir durum su dolu havuz, deniz gibi ortamlarda da yaşanır: havuzun ve denizin derinliği olduğundan farklı algılanır. Deniz yüzeyinin hemen altında görülen bir balık, aslında tahmin edilenden daha derinde olabilir. Dibi kayalıklı bir denizin üstten görünümünde kayalıklar ve paralar, gerçekte görülenden daha derinde bulunur; denizin dibinden bakılan güneş ise gerçekte olduğundan daha yukarıda görülür.

Görünür Derinlik Nedir?

Gözlemcinin bulunduğu ortam ile cismin bulunduğu ortamın ışığı kırma indisleri birbirinden farklı ise cisim, gerçek konumundan daha uzakta ya da yakında görülebilir. Bu durum, cisimden yansıyan ışınların kırılarak göze gelmesinden kaynaklanır; göz, gelen ışınların doğrultusunda cismi algılar. Gözlemcinin, cismi ayırıcı yüzeyden itibaren gördüğü uzaklığa görünür derinlik denir.

Akvaryumdaki Balık Örneği

Sudaki bir balıktan gelen ışın, sudan havaya çıkarken normalden uzaklaşacak şekilde kırılır ve havadaki gözlemcinin gözüne ulaşır. Kırıcılık indisi küçük olan hava ortamından, kırıcılık indisi büyük olan su ortamındaki balığa bakan gözlemci, balığı su yüzeyine daha yakın görür. Burada h balığın gerçek derinliğini, h' ise görünür derinliğini gösterir ve her zaman h' < h olur (görünür derinlik gerçek derinlikten küçüktür).

Sudaki Balığın Gördüğü Kuş Örneği

Tam tersi durumda, kafesteki bir kuştan gelen ışın havadan suya geçerken normale yaklaşacak şekilde kırılır ve sudaki balığın gözüne ulaşır. Kırıcılık indisi büyük olan su ortamından, kırıcılık indisi küçük olan hava ortamındaki kuşa bakan balık, kuşu su yüzeyine daha uzak görür. Bu iki örnek, görünür derinliğin yönünün gözlemci ile cismin hangi ortamda bulunduğuna bağlı olarak tersine dönebildiğini gösterir.

Görünür Derinliği Belirleyen Değişkenler

Görünür derinlik üç değişkene bağlıdır: cismin ayırıcı yüzeye olan uzaklığına (gerçek derinlik), ortamlar arası kırıcılık indisi farkına ve cisimden yansıyan ya da gelen ışığın rengine. Buna karşılık görünür derinlik, gözlemcinin ayırıcı yüzeye olan uzaklığına bağlı değildir — yani gözlemci cisme ne kadar yakın veya uzak dursun, cismin görünür derinliği değişmez; yalnızca ortamların kırıcılık indisleri ve cismin gerçek derinliği belirleyicidir.

Kontrol Noktası: Görünür Uzaklığın Bağlı Olduğu Etkenler

Ders kitabının 3.5 Görünür Derinlik konusunu kapatan özet tabloya göre: ışığı kırma indisi küçük olan saydam bir ortamdan, kırma indisi büyük olan saydam ortamdaki bir cisme normale yakın bir doğrultudan bakıldığında, cisim ayırıcı yüzeye daha yakın görünür. Tam tersine, kırma indisi büyük olan ortamdan kırma indisi küçük olan ortamdaki cisme bakıldığında, cisim ayırıcı yüzeye daha uzak görünür. Görünür uzaklık; cismin ayırıcı yüzeye olan uzaklığına, ortamlar arası kırıcılık indisi farkına ve cismin rengine bağlıdır.

Özet

• Görünür derinlik, gözlemcinin cismi ayırıcı yüzeyden itibaren gördüğü uzaklıktır; gerçek derinlikten farklı olabilir çünkü ışık ortamlar arasında kırılarak göze ulaşır.
• Havadan suya bakan gözlemci, sudaki cismi (örn. balığı) her zaman gerçek derinliğinden daha yakın (h'<h) görür.
• Sudan havaya bakan bir cisim (örn. balık), havadaki cismi (örn. kuşu) gerçek konumundan daha uzak görür.
• Görünür derinlik; gerçek derinliğe, ortamlar arası kırıcılık indisi farkına ve ışığın rengine bağlıdır; gözlemcinin cisme olan uzaklığına bağlı değildir.
• Az kırıcı ortamdan çok kırıcı ortamdaki cisme bakıldığında cisim daha yakın, çok kırıcı ortamdan az kırıcı ortamdaki cisme bakıldığında cisim daha uzak görünür.