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Paradoxo óptico do lápis quebrado

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Paradoxo óptico do lápis quebrado Empty Paradoxo óptico do lápis quebrado

Mensagem por John Nash Qui 04 Out 2012, 22:01

Olá pessoal.

Estou com uma dúvida que, na verdade, é aparentemente simples, talvez a maioria pergunte "Nossa, porque o cara postou uma pergunta boba desta?", mas quando se analisa à luz do conceito de refração, parece meio paradoxa.

Bom, sempre que vc pergunta pra qualquer um: "Porque o lápis parece quebrado, se eu o coloco num copo com água?", a resposta é sempre a mesma: Pois a luz sofre refração, uma vez que há alteração da velocidade desta, e assim, a luz sofre desvio.

Mas ao analisar a questão com cuidado, fiquei com uma ligeira dúvida. Olhem nas figuras abaixo:

1) Passagem da luz do meio mais refringente (água) para o menos refringente (ar).
Nesse caso, i < r

[img]Paradoxo óptico do lápis quebrado Refraodomeiomaisparamen [/img]

2) Refração do lápis:
Nesse segundo caso parece estranho: É como se, analogamente ao anterior, i > r, ou seja, na água o raio de luz se afasta da normal (o que é um absurdo, pois a água é mais refringente - n água > n ar)

[img]
Paradoxo óptico do lápis quebrado Lpisrefratado
[/img]

Alguém me ajudaria a sair desse impasse ?

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Mensagem por Matheus Bertolino Sex 05 Out 2012, 00:01

É só dar uma lida sobre dioptros planos que isso é explicado.
Bem, quando você está no ar e olha para a água, você está observando do meio menos refringente algo do meio mais refringente (índice de refração da água > índice de refração do ar). Essa diferença de refringência entre os meios irá fazer com que você observe o lápis como se ele estivesse mais próximo da superfície da água do que ele realmente está, por isso essa "quebra pra cima do lápis".
Em livros de Física você deve achar a demonstração matemática (pelo menos no meu, Física Clássica, tem).
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Mensagem por John Nash Sex 05 Out 2012, 13:18

Cara, a teoria de dioptros planos só serviria para explicar porque o lápis parece maior na água (sua posição aparente é mais próxima)

x/x' = n/n'

Mas, não explica o porquê do entortamento daquela forma, com a luz do lápis se afastando da normal e não se aproximando, mas td bem vai ...


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Mensagem por Matheus Bertolino Sex 05 Out 2012, 13:57

Não cara, é claro que explica. O lápis é um objeto extenso, uma parte dele está dentro e outra parte está fora d'água. Você verá a parte que está na água como se ela estivesse mais próxima da superfície de separação do que ela realmente está, e esta parte que você verá não será paralela à parte que está fora d'água. Não está entendendo? Desenhe aí o dioptro plano com o lápis e encontre as distâncias aparentes de alguns pontos do lápis que estão no meio mais refringente que você vai ver o porquê.
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Mensagem por John Nash Sáb 06 Out 2012, 12:54

Ahhhh... entendi agora.

A imagem do lápis, justamente devido à refração, está numa posição aparente acima da posição real, daí ele parecer torto!

Valeu cara. Era uma dúvida simples, mas que eu estava intrigado, rsrs.

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Paradoxo óptico do lápis quebrado Empty Re: Paradoxo óptico do lápis quebrado

Mensagem por Elcioschin Sáb 06 Out 2012, 17:27

John Nash

Para entender melhor a figura 2, faça o seguinte:

1) Trace uma normal pela imagem I da ponta do lápis, para baixo.

2) Prolongue o lápis (que está no ar) para dentro da água, através de uma linha tracejada, até encontrar a normal anterior num ponto O, abaixo de I

3) Este ponto O é a posição REAL da ponta do lápis, enquanto I é a imagem dele para quem está no ar.

4) Note que a imagem I está ACIMA da posição real O.

5) Assim, para quem está no ar, parece que o lápis estã "quebrado
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