Dioptro plano I
Antes de iniciar seus estudos, reflita sobre as questões abaixo, forme suas opiniões e confronte-as com a teoria apresentada em seguida. Suas ideias e sugestões são muito importantes para enriquecer nosso ensino e o seu aprendizado. Um banho de piscina pode encolher suas pernas? O índio deve mirar no peixe que vê na água? Por que um copo com água sempre quebra os lápis nele mergulhados? |
1. A Física e o cotidiano
Observe a figura abaixo:
O menino tem parte de seu corpo mergulhada nas águas tranquilas e transparentes de uma piscina.
É possível verificar que:
I) As pernas do menino parecem mais curtas para um observador nas bordas da piscina.
II) Se o garoto mergulhar, verá os azulejos da borda da piscina maiores do que realmente são.
III) A velocidade da luz tem módulo menor na água que no ar.
IV) O ar é menos refringente que a água.
2. A Física e o mundo
Na época da chegada dos portugueses, em 1500, o índio brasileiro pescava com arco e flecha e sabia que se atirasse na imagem que via, não acertaria o peixe, que se encontrava um pouco mais abaixo, como mostra a figura a seguir.
A trajetória do raio de luz que sai do olho do peixe, atinge o olho do índio e a localização da imagem vista por este estão representados na ilustração que se segue.
3. A Física e o laboratório
Na figura abaixo, é possível observar duas refrações e uma reflexão do lápis mergulhado na água. O esquema mostra como os raios de luz se comportam para conjugar o ponto imagem virtual P’.
4. A Física e a evolução de seus conceitos
Definição
Dioptro plano é um conjunto de dois meios homogêneos e transparentes delimitados por uma superfície plana.
Exemplo: o conjunto constituído pelo ar e pela água límpida e tranquila de um lago. O ar e a água, para que haja homogeneidade e transparência, são considerados em pequenas camadas.
Formação de imagens
Considerando, por exemplo, o dioptro plano ar-água, temos:
| Ponto objeto real P na água | Ponto objeto real P no ar | |
 |  |
Os esquemas apresentados mostram que:
| No dioptro plano, objeto e imagem ficam sempre do mesmo lado em relação à superfície S e têm naturezas opostas. |
Exercícios Propostos
1. (UEGO-MODELO ENEM) – A figura a seguir é uma representação de um lápis mergulhado em um copo cheio com dois materiais (líquidos) desconhecidos, (I) e (II).
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(Modificado
de: http://revistaescola.abril.com.br/ensino-medio/filmes-3d-548740.shtml) |
Sobre essa figura, é correto afirmar que
a) o índice de refração absoluto do material I é maior que o do material II.
b) o índice de refração absoluto do material I é igual ao do material II.
c) o índice de refração absoluto do material I é menor que o do material II.
d) o índice de refração absoluto do copo é igual aos dos materiais I e II.
e) nada se sabe sobre os índices de refração absolutos dos dois materiais.
2. (UEL) – A águia-de-cabeça-branca (Haliaeetus leucocephalus) é uma águia nativa da América do Norte que se alimenta principalmente de peixes. Sua estratégia de pesca é a seguinte: a águia faz um voo horizontal ligeiramente acima da superfície da água. Quando está próxima, ela se inclina apontando suas garras para a sua presa e, com uma precisão quase infalível, afunda suas garras na água arrebatando sua refeição.
Com base nos conhecimentos sobre reflexão e refração da luz e de formação de imagens reais e virtuais, considere as afirmativas a seguir.
I. A grande distância, o fenômeno de reflexão interna total impede que o peixe veja a águia.
II. À medida que se aproxima, a águia vê a profundidade aparente do peixe aumentar.
III. À medida que a águia se aproxima, o peixe vê a altura aparente da águia diminuir.
IV. Durante a aproximação, as imagens vistas pela águia e pelo peixe são reais.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas I e III são corretas.
b) Somente as afirmativas I e IV são corretas.
c) Somente as afirmativas II e III são corretas.
d) Somente as afirmativas I, II e IV são corretas.
e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.
3. 
Alguns povos indígenas ainda preservam suas tradições, realizando a pesca com lanças, demonstrando uma notável habilidade. Para fisgar um peixe em um lago com águas tranquilas, o índio deve mirar abaixo da posição em que enxerga o peixe.
Ele deve proceder dessa forma porque os raios de luz
a) refletidos pelo peixe não descrevem uma trajetória retilínea no interior da água.
b) emitidos pelos olhos do índio desviam sua trajetória quando passam do ar para a água.
c) espalhados pelo peixe são refletidos pela superfície da água.
d) emitidos pelos olhos são espalhados pela superfície da água.
e) refletidos pelo peixe desviam sua trajetória quando passam da água para o ar.
Gabarito
1. RESOLUÇÃO:
A figura apresentada no enunciado está de acordo com o esquema de raios de luz abaixo, em que o material (II) é mais refringente que o material (I), isto é, nII > nI. Da Lei de Snell, decorre que 
< 
.
Resposta: C
2. RESOLUÇÃO:
(I) Falsa. O fenômeno da reflexão total sempre ocorre no meio mais refringente do dioptro. Assim, sempre haverá luz proveniente da águia refratando-se do ar para a água e atingindo o peixe.
(II) Verdadeira. Ver ilustração baseada na Lei de Snell.
(III) Verdadeira. Ver ilustração baseada na Lei de Snell.
(IV) Falsa. No dioptro plano, as imagens conjugadas a objetos reais são sempre virtuais.
Resposta: C
3. RESOLUÇÃO:
Devido à refração da luz, o que é dado ao índio enxergar é uma imagem virtual do peixe, a uma profundidade aparente menor que a profundidade real, como está esquematizado abaixo.
Resposta: E
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