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
) e penetra na água (índice
), ele sofre desvio segundo a Lei de Snell:
onde
é o ângulo de incidência no ar (medido à normal) e
é o ângulo de refração na água. Como
, tem-se
, 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
, 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
) não coincide com a direção real do objeto (ângulo
), 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.