Refração - desvio da luz 01

Refração - o desvio da luz no vidro/água

Três coisas importantes que precisamos saber para entender o fenômeno da refração.

1) A luz sempre viaja em linha reta;

2) A luz sempre é refletida no mesmo ângulo que atinge um objeto, por exemplo, se um raio de luz atingiu um espelho num ângulo de 30º graus ele vai ser refletido também em um ângulo de 30º graus;
    

3) Nós só conseguimos enxergar as coisas porque a luz bate sobre elas e é refletida em todas as direções, inclusiva na direção dos nossos olhos.
    
Importante: a luz bate nas árvores e montanhas e reflete (desvia) até os seus olhos, da mesma forma a luz bate nas árvores e montanhas e reflete na água que desvia novamente a luz até os seus olhos.

Porque uma moeda desaparece e a outra não?

1) O observador só consegue ver a moeda porque a luz está batendo sobre ela e sendo refletida em direção ao seus olhos;

2) Quando colocamos água nos copos a luz, que antes batia nas moedas e refletia na direção dos olhos do observador, muda de direção. Isso acontece por causa do fenômeno da refração (desvio) da luz.
    

Como funciona a refração nessa experiência?

1) Embora a luz sempre viaje em linha reta ela muda sua direção quando passa de um ambiente para outro, por exemplo, quando a luz passa do ar para o vidro ou quando passa do ar para a água ela sofre um desvio;

2) No caso dessa experiência é a água que muda a direção dos raios de luz.

3) No copo que a moeda está do lado de dentro, o desvio da luz pouco afeta a imagem da moeda. Mas, se você reparar bem vai notar que a moeda aumentou de tamanho, como se estivesse sendo vista através de uma lente de aumento.
    
Importante: embora o observador consiga ver a moeda o desvio da luz modificou sua imagem.

4) No outro copo, aquele que a moeda está embaixo, a refração (desvio da luz) é mais acentuada, por esse motivo a moeda desaparece.

Importante: nesse copo a moeda não está na água, então a luz precisa passar pela água, passar pelo vidro, bater na moeda, passar pelo vidro e pela água novamente até chegar aos olhos do observador. Por esse motivo a luz sofre um desvio maior dando a impressão que a moeda desapareceu.

5) Peça para o observador se levantar da cadeira para mudar o ângulo de visão. Se ele olhar um pouco mais acima do nível da água a moeda vai ficar visível.
    
Importante: na primeira imagem a moeda não aparece, subindo um pouquinho o ângulo de visão a moeda fica visível.

6) Quando colocamos um pouco de água sobre a moeda ela volta a ficar visível. Isso acontece porque agora a luz está passando da água para o ar em direção aos olhos do observador, antes ela estava passando da água para o ar e novamente pela água e pelo ar para chegar aos olhos do observador.

    
Importante: quando a água foi colocada sobre a moeda o desvio da luz passou a ser quase igual ao do outro copo, ou seja, a luz foi desviada passando da água para o ar.

A refração da luz acontece todos os dias e não tomamos conhecimento. Por exemplo, quando o Sol nasce ou quando se põem no horizonte.
    
Nessa imagem o Sol já está abaixo da linha de curvatura da Terra, mas como a luz muda de ambiente, passando do vácuo para a atmosfera da Terra, os raios de luz são desviados dando uma falsa visão de onde o Sol realmente está.

Refração - o desvio da luz no vidro/água

Os copos precisam ser posicionados de forma que o observador consiga ver as moedas. O ideal é que o observador fique sentado em uma cadeira com os copos a sua frente sobre uma mesa.

O ideal é que os copos e as moedas sejam iguais.

Refração - o desvio da luz no vidro/água

Pais
Essa atividade é simples, o material é fácil de conseguir em casa, é rápido de ser executada e as crianças adoram.
Sempre que possível faça uma experiência junto com seu(s) filho(s). A experiência científica é pura mágica para os olhos de uma criança, aproveite a oportunidade e explique “por que” e “como” essas coisas acontecem. Tenha certeza que isso ajuda a desenvolver a curiosidade e criatividade da criança.

Em 1968, os pesquisadores George Land e Beth Jarman realizaram uma reveladora pesquisa sobre criatividade com um grupo de 1.600 jovens nos EUA com base em testes usados pela NASA para seleção de cientistas e engenheiros.

Resultado

Professores
Essa experiência pode ser utilizada como atividade extracurricular para diversão dos alunos ou para ilustrar uma aula de:
Ciências ou Física – reflexão e refração da luz, ótica, luz, ângulo, etc.