Uma pessoa que se encontra sentada à borda de uma piscina é observada por outra, que está submersa na água. A posição da pessoa fora da água, vista por aquela que está submersa, corresponde à posição que ela realmente ocupa? Explique.

Passo 1

O enunciado descreve uma pessoa sentada à borda da piscina (fora d’água) e um observador submerso olhando para ela através da superfície plana. O conteúdo envolvido é óptica geométrica, mais especificamente a refração da luz na interface ar–água. Para resolver, vamos usar a Lei de Snell e o conceito de imagem virtual formado pela refração numa superfície plana.

Passo 2

Quando um raio de luz sai do ponto da pessoa no ar (índice n1=1) e penetra na água (índice n2approx1,33), ele sofre desvio segundo a Lei de Snell:
n1sintheta1 = n2sintheta2,
onde theta1 é o ângulo de incidência no ar (medido à normal) e theta2 é o ângulo de refração na água. Como n2>n1, tem-se theta2<theta1, ou seja, o raio inclina-se mais próximo da normal ao entrar na água.

Passo 3

O observador submerso recebe o raio refratado e, supondo que a luz viaja em linha reta na água, ele estende esse raio “para trás” além da superfície, como se não houvesse refração. Essa extensão intercepta o ar num ponto que chamamos de imagem virtual da pessoa. Por causa de theta2<theta1, essa imagem virtual cai em uma direção diferente da real, deslocada horizontalmente em relação à posição verdadeira.

Passo 4

Como a direção aparente do raio (ângulo theta2) não coincide com a direção real do objeto (ângulo theta1), o ponto onde o observador imagina estar a pessoa não é o ponto onde ela realmente está. Esse deslocamento angular gera uma discrepância entre posição aparente e posição real.

Resposta

Não. Devido à refração na superfície ar–água, o observador submerso vê uma imagem virtual deslocada, diferente da posição real da pessoa.

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