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

Resolução:

Quando a luz passa de um meio para outro, ela sofre refração, que é a mudança de direção da onda. A refração ocorre porque a velocidade de propagação da luz é diferente em cada meio.

No caso de uma piscina, a luz que parte do fundo da piscina e chega à superfície é refratada ao passar da água para o ar. A refração faz com que a luz se afaste da superfície, dando a impressão de que a piscina é mais rasa do que realmente é.

As outras alternativas são falsas.

(A) A luz refletida na superfície da água não é perturbada pela luz refletida pelo fundo da piscina.

(B) A luz refletida pela superfície da água não sofre refração no ar.

(C) A luz refletida pelo fundo da piscina não sofre reflexão total na superfície da água.

(D) A luz refletida pelo fundo da piscina não sofre refração ao passar da água para o ar.

Portanto, a resposta correta é (E), a luz é refratada ao passar do ar para a água.

Aqui está uma explicação mais detalhada:

Refração da luz

A refração da luz é um fenômeno que ocorre quando a luz passa de um meio para outro, com diferentes velocidades de propagação.

A lei de Snell-Descartes descreve a relação entre o ângulo de incidência e o ângulo de refração.

Ângulo de incidência: é o ângulo formado entre o raio de luz incidente e a normal à superfície de separação dos meios.

Ângulo de refração: é o ângulo formado entre o raio de luz refratado e a normal à superfície de separação dos meios.

Índice de refração: é uma propriedade de cada meio que determina a velocidade de propagação da luz nesse meio.

Refração da luz ao passar do ar para a água

A água é um meio mais refringente do que o ar. Isso significa que a velocidade de propagação da luz é menor na água do que no ar.

Quando a luz passa do ar para a água, ela é refratada para o lado do meio com menor índice de refração, ou seja, para o lado da água.

No caso de uma piscina, a luz que parte do fundo da piscina e chega à superfície é refratada para o lado do ar. A refração faz com que a luz se afaste da superfície, dando a impressão de que a piscina é mais rasa do que realmente é.

Ilusão de óptica

A profundidade aparente de uma piscina é uma ilusão de óptica causada pela refração da luz. A ilusão é mais forte quando a piscina está cheia de água e o observador está olhando de cima.