background image

15. The water is medium 1, so n

1

n

w

which we simply write as n. The air is medium 2, for which n

2

≈ 1.

We refer points where the light rays strike the water surface as (on the left side of Fig. 35-32) and B
(on the right side of the picture). The point midway between and (the center point in the picture) is
C. The penny is directly below C, and the location of the “apparent” or Virtual penny is . We note
that the angle



CV B (the same as



CV A) is equal to θ

2

, and the angle



CP B (the same as



CP A) is

equal to θ

1

. The triangles CV B and CP B share a common side, the horizontal distance from to B

(which we refer to as x). Therefore,

tan θ

2

=

x

d

a

and

tan θ

1

=

x

d

.

Using the small angle approximation (so a ratio of tangents is nearly equal to a ratio of sines) and the
law of refraction, we obtain

tan θ

2

tan θ

1

sin θ

2

sin θ

1

x

d

a

x
d

n

1

n

2

d

d

a

≈ n

which yields the desired relation: d

a

d/n.


Document Outline