Rozważ kulisty pęcherzyk powietrza pod wodą. Skoro traktujesz go jako soczewkę wypukłą, musiszuwzględnić dwa załamania promienia światła - przy wejściu do pęcherzyka i przy wyjściu z niego.
1. Załamanie przy wejściu do pęcherzyka:
Gdy promień światła przechodzi z wody do powietrza (z ośrodka o większym współczynniku załamania do ośrodka o mniejszym współczynniku załamania), odchyla się od normalnej. To znaczy, że kąt załamania jest większy niż kąt padania.
2. Załamanie przy wyjściu z pęcherzyka:
Podobnie, gdy promień światła opuszcza pęcherzyk powietrza i wraca do wody, jest załamywany z powrotem, odchylając się od normalnej, ponieważ wraca z ośrodka o mniejszym współczynniku załamania do ośrodka o większym współczynniku załamania.
Z powyższego opisu można wywnioskować, że promienie światła rozchodzą się po przejściu przez pęcherzyk powietrza.
Wniosek: Ponieważ promienie światła rozchodzą się po przejściu przez pęcherzyk, działa on jak soczewka rozpraszająca. Zatem kulisty pęcherzyk powietrza uwięziony w wodzie jest soczewką rozpraszającą.
Narysuj rysunek uwzględniający wszystkie założenia:
Gdy promień światła przechodzi z ośrodka o większym współczynniku załamania (woda) do ośrodka o mniejszym współczynniku załamania (powietrze), odchyla się od normalnej. W przypadku kulistego pęcherzyka powietrza pod wodą:
1. Gdy promień światła wpada do pęcherzyka, jest on załamywany na zewnątrz od linii prostopadłej (normalnej).
2. Gdy promień światła opuszcza pęcherzyk, ponownie jest on załamywany na zewnątrz od normalnej.
W rezultacie, promienie światła rozchodzą się po przejściu przez pęcherzyk powietrza. Zatem, pęcherzyk powietrza pod wodą działa jak soczewka rozpraszająca. Jeśli spojrzysz na promień światła przechodzący przez środek pęcherzyka, zauważysz, że przechodzi on bez załamania, ponieważ jest równoległy do osi optycznej soczewki. Jednak promienie, które przechodzą przez inne części pęcherzyka, są rozpraszane. Dlatego możesz stwierdzić, że pęcherzyk powietrza uwięziony w wodzie jest soczewką rozpraszającą.