Topo
pesquisar

Dioptro Plano

Física

Dioptro plano é todo sistema formado por dois meios homogêneos e transparentes, separados por uma superfície plana. Como exemplo, podemos citar o ar e água de uma piscina.
A superfície ar-água de um lago e a água parada formam um dioptro plano
A superfície ar-água de um lago e a água parada formam um dioptro plano
PUBLICIDADE

Em algum momento você já colocou dentro de um copo com água um lápis ou uma caneta? Se colocou, você percebeu que o objeto parece estar quebrado para cima, quando olhamos de fora da água? O conjunto constituído por dois meios transparentes (no nosso caso estamos considerando o ar e água) e a interface entre eles recebem o nome de dioptro. A forma da superfície de separação entre os meios, superfície dióptrica, caracteriza o tipo de dioptro: plano, esférico, cilíndrico, etc.

Tomando como base os meios ar-água de um lago em repouso, por exemplo, estudaremos a formação de imagens constituídas por um dioptro plano. Inicialmente, o objeto de nosso estudo encontra-se submerso na água (meio mais refringente) e o observador encontra-se fora dela, no ar (meio menos refringente).

Sabemos que do peixe submerso partem raios de luz em todas as direções; sabemos também que esses raios sofrem refração na superfície da água e chegam aos olhos do observador. Dentre os infinitos raios de luz que partem do peixe, vamos considerar os dois raios destacados na figura abaixo. Os correspondentes raios refratados definem uma imagem virtual do objeto.

Um observador vê o peixe mais próximo da superfície por causa da refração da luz na água

Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)

A imagem do peixe é definida como virtual por ser formada pela intersecção dos prolongamentos dos raios refratados. Veja que a imagem é formada no mesmo meio em que o objeto está. Podemos ver também que tanto a imagem quanto o objeto estão sobre a mesma reta perpendicular N em relação à superfície dióptrica, portanto a imagem forma-se mais próxima da superfície da água.

Equação de Gauss para os dioptro planos

P e P’ são, respectivamente, os pontos do objeto e a imagem do objeto visto por um observador externo

A figura acima mostra a profundidade aparente de um peixe (ponto P’). Através da equação de Gauss temos a possibilidade de determinar a profundidade aparente do peixe. A equação que dá essa possibilidade é a seguinte:

Na figura acima temos:

- p é a distância do ponto P à superfície S
- p’ é a distância do ponto P’ à superfície S
- n é o índice de refração absoluto do meio de incidência da luz
- n’ é o índice de refração absoluto do meio de emergência da luz, onde está o observador.


Por Domiciano Marques
Graduado em Física

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

SILVA, Domiciano Correa Marques da. "Dioptro Plano"; Brasil Escola. Disponível em <https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dioptro-plano.htm>. Acesso em 15 de dezembro de 2018.

Lista de Exercícios
Questão 1

(UFMG) Qual a alternativa que melhor explica por que a profundidade aparente de uma piscina é menor do que a real?

a) A luz refletida na superfície da água é perturbada pela luz refletida pelo fundo da piscina;

b) A luz refletida pela superfície da água sofre refração no ar;

c) A luz refletida pelo fundo da piscina sofre reflexão total na superfície da água;

d) A luz refletida pelo fundo da piscina sofre refração ao passar da água para o ar;

e) A luz é refratada ao passar do ar para a água.

Questão 2

(UFG) Um ponto luminoso encontra-se imerso na água em uma piscina totalmente limpa, quando visto por um observador que esteja fora da piscina (no ar) e que olha com uma inclinação de 45º em relação ao eixo normal da superfície da água. É CORRETO afirmar que:

a) o ponto luminoso parecerá mais afastado da superfície da água do que realmente está;

b) o ponto luminoso parecerá mais próximo da superfície da água do que realmente está;

c) o fato de a luz estar mudando de meio não interfere na percepção visual do observador;

d) a luz não irá conseguir passar da água para o ar;

e) o ponto luminoso não será percebido pelo observador.

Mais Questões
  • SIGA O BRASIL ESCOLA
Brasil Escola