Por que as máscaras de mergulho tornam a visão embaixo da água mais nítida? A máscara tem um pedaço de vidro plano - não tem lentes como os óculos.
Passo 1
O enunciado pergunta por que a visão debaixo d’água fica embaçada sem máscara, mas melhora quando usamos uma máscara de vidro plano. O conteúdo é óptica geométrica, em especial refração da luz e formação de imagem pelo olho humano. Vamos usar a lei de Snell e entender como muda a refração ao redor da córnea.
Passo 2
Sem máscara, temos na frente da córnea água (
) em vez de ar (
). A córnea depende do salto de índice do ar para o interior (índice do fluido intraocular
) para curvar os raios de luz e focalizar na retina. Na interface água–córnea a diferença de índice é muito pequena, então a curvatura efetiva é quase nula e o foco fica atrás da retina, resultando imagem borrada.
Passo 3
Quando usamos a máscara, há uma camada de ar entre o vidro plano e a pele. A luz chega do meio externo água, atravessa o vidro plano e o ar até atingir a córnea. Na interface ar–córnea volta a existir o salto de índice grande (
), restaurando a ação de lente da córnea e permitindo que os raios sejam corretamente focalizados na retina.
Passo 4
O vidro plano da máscara não age como lente porque suas faces são paralelas. Cada raio sofre duas refrações: água
vidro e vidro
ar. Essas duas refrações desviam o raio, mas, em faces paralelas, o desvio angular é compensado, e o efeito líquido é apenas um pequeno deslocamento lateral, sem foco adicional. O principal foco passa a ser o da córnea no ar.
Passo 5
Portanto, a nitidez ganha-se não por lente no vidro, mas por recolocar ar na frente da córnea, recuperando o poder de focalização original do olho em seu meio de projeto (ar).
Resposta
A máscara melhora a visão porque cria uma camada de ar entre água e córnea, restaurando o grande salto de índice ar–córnea necessário para a córnea focalizar corretamente; o vidro é plano e só desloca lateralmente os raios, não age como lente.