Стрелка, меняющая направление домашнего эксперимента

Да, это красивый и очень простой эксперимент. И объяснение аналогично.

Это действительно о показателе преломления . Стакан, вид сверху (пустой слева):

показатель преломления$n$(или показатель преломления ) является свойством материала. Это отношение между скоростью$v$света в материале по отношению к свету в вакууме$c$:

Каждый материал имеет свою ценность,$n_{air}$,$n_{glass}$,$n_{water}$.

• Луч света от низкого до высокого показателя преломления изгибается внутрь (угол падения больше угла преломления).
• Луч света от высокого к низкому показателю преломления изгибается наружу (угол падения меньше угла преломления).

Для воздуха$\to$стекло свет гнется. Для стекла$\to$воздух внутри, он отгибается назад. Луч смещен немного в сторону, но все еще к вам. То же самое, но противоположная ситуация, когда он попадает в другую внутреннюю часть стекла. Затем луч возвращается туда, откуда начал.

С водой в стакане, для воздуха$\to$стекло свет все еще изгибается внутрь. Для стекла$\to$вода изгибается еще больше. Он достигнет другой стороны стекла. Для воды$\to$стекло немного прогибается назад. Для стекла$\to$воздух он загибается полностью назад. Направление то же, но луч смещен в сторону.

Замена стекла компенсируется с каждой стороны. Но изменения в воде нет.

Выпуклая линза дает перевернутое изображение. Если мы поместим объект в два раза больше фокусного расстояния, то изображение будет того же размера, что и объект, но с другой стороны.

Это то, что происходит на видео. Когда стекло пусто, оно не действует как линза, поэтому свет проходит прямо сквозь него, и мы видим обе стрелки без изменений. Когда стакан наполнен водой, стекло+вода действует как цилиндрическая выпуклая линза , и это дает перевернутое изображение. Стекло было тщательно расположено так, чтобы объект находился на расстоянии в два раза больше фокусного расстояния от стекла, поэтому перевернутое изображение было примерно того же размера, что и объект.