Refração luminosa em recipientes preenchidos parcialmente com água: análise de problemas e proposta experimental

Macedo Junior, M. A. V.; Jesus, V. L. B. de

doi:10.1590/1806-9126-RBEF-2016-0222

Acessibilidade / Reportar erro

Brasil

Revista Brasileira de Ensino de Física

Español English

Brasil

Español English

sumário « anterior atual seguinte »

Sumário

Artigos Gerais • Rev. Bras. Ensino Fís. 39 (3) • 2017 • https://doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2016-0222 copiar

Refração luminosa em recipientes preenchidos parcialmente com água: análise de problemas e proposta experimental

Light refraction in containers partially filled with water: analysis of problems and experimental proposal

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

No presente trabalho discutimos a abordagem utilizada por alguns livros didáticos de física de nível médio sobre o fenômeno da refração luminosa. Nos capítulos introdutórios à refração da luz, imagens de objetos parcialmente imersos em recipientes preenchidos com água, apresentam-se “quebradas” e, em alguns casos, “separadas”, quando vistos lateralmente. Além de caracterizar os livros didáticos dentro de um conjunto de critérios estabelecidos, apresentamos também uma proposta experimental com o intuito de aprofundar a discussão acerca do tema. Usando a lei de Snell-Descartes, mostramos medidas relacionadas às posições das imagens formadas a partir de um canudo parcialmente imerso em diferentes níveis de água para dois tipos de recipientes: um de base circular e outro retangular.

Palavras-chave:
refração; óptica; ensino de física

Livros	Tipo de figura	Formato da base	Face lateral	Perspectiva de observação
Guimarães, Piqueira e Carron [²[2] O. Guimarães, J.R. Piqueira e W. Carron, Física (Ática, São Paulo, 2014), v. 2, 1ªed, p. 243.]	fotografia	circular	curva	lateral
Máximo e Alvarenga [³[3] A. Máximo e B. Alvarenga, Física: Contexto e Aplicações (Scipione, São Paulo, 2014), v. 2, 1ªed, p. 203.]	fotografia	circular	curva	superior
Pietrocola et al. [⁴[4] M. Pietrocola, A. Pogibin, R. Andrade e T.R. Romero, Física: Conceitos e Contextos (FTD, São Paulo, 2013), v. 2, 1ªed, p. 193.]	fotografia	circular	curva	lateral
Ramalho Junior, Ferraro e Soares [⁵[5] F. Ramalho Junior, N.G. Ferraro e P.A.T. Soares, Os Fundamentos da Física (Moderna, São Paulo, 2009), v. 2, 10ªed, p. 284.]	fotografia	circular	curva	lateral
Yamamoto e Fuke [⁶[6] K. Yamamoto e L.F. Fuke, Física para o Ensino Médio (Saraiva, São Paulo, 2013), v. 2, 3ªed, p. 179.]	fotografia	circular	curva	lateral

Livros	3	4	5
Guimarães, Piqueira e Carron [²[2] O. Guimarães, J.R. Piqueira e W. Carron, Física (Ática, São Paulo, 2014), v. 2, 1ªed, p. 243.]	×	×	×
Máximo e Alvarenga [³[3] A. Máximo e B. Alvarenga, Física: Contexto e Aplicações (Scipione, São Paulo, 2014), v. 2, 1ªed, p. 203.]	×	×
Pietrocola et al. [⁴[4] M. Pietrocola, A. Pogibin, R. Andrade e T.R. Romero, Física: Conceitos e Contextos (FTD, São Paulo, 2013), v. 2, 1ªed, p. 193.]	×	×	×
Ramalho Junior, Ferraro e Soares [⁵[5] F. Ramalho Junior, N.G. Ferraro e P.A.T. Soares, Os Fundamentos da Física (Moderna, São Paulo, 2009), v. 2, 10ªed, p. 284.]	×	×	×
Yamamoto e Fuke [⁶[6] K. Yamamoto e L.F. Fuke, Física para o Ensino Médio (Saraiva, São Paulo, 2013), v. 2, 3ªed, p. 179.]	×	×	×

Recipiente	Figura	Objeto ( $u$ )		Imagem ( $v$ )		Ângulo de incidência			Ângulo de refração
Recipiente		$x (m m)$	$y (m m)$	$x (m m)$	$y (m m)$	$θ_{1 i}$	$θ_{2 i}$	$θ_{3 i}$	$θ_{1 r}$	$θ_{2 r}$	$θ_{3 r}$
Base quadrada	7(a)	$- 43, 0$	0,0	$- 43, 0$	13,2	0,0 $^{\circ}$	15,0 $^{\circ}$	20,0 $^{\circ}$	0,0 $^{\circ}$	20,1 $^{\circ}$	27,1 $^{\circ}$
	7(b)	$- 21, 7$	0,0	$- 21, 7$	13,2	15,0 $^{\circ}$	0,0 $^{\circ}$	15,0 $^{\circ}$	20,1 $^{\circ}$	0,0 $^{\circ}$	20,1 $^{\circ}$
	7(c)	0,0	0,0	0,0	13,2	15,0 $^{\circ}$	0,0 $^{\circ}$	15,0 $^{\circ}$	20,1 $^{\circ}$	0,0 $^{\circ}$	20,1 $^{\circ}$
	7(d)	21,7	0,0	21,7	13,2	15,0 $^{\circ}$	0,0 $^{\circ}$	15,0 $^{\circ}$	20,1 $^{\circ}$	0,0 $^{\circ}$	20,1 $^{\circ}$
Base circular	8(a)	$- 31, 6$	0,0	reflexão total		70,6 $^{\circ}$	—	—	—	—	—
	8(b)	$- 17, 6$	0,0	$- 22, 9$	4,3	30,0 $^{\circ}$	31,6 $^{\circ}$	27,7 $^{\circ}$	41,7 $^{\circ}$	44,2 $^{\circ}$	38,2 $^{\circ}$
	8(c)	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0 $^{\circ}$	0,0 $^{\circ}$	0,0 $^{\circ}$	0,0 $^{\circ}$	0,0 $^{\circ}$	0,0 $^{\circ}$
	8(d)	15,6	0,0	20,6	3,2	25,0 $^{\circ}$	28,0 $^{\circ}$	27,0 $^{\circ}$	34,2 $^{\circ}$	38,7 $^{\circ}$	37,1 $^{\circ}$

$β$	$θ_{1}$	$θ_{2}$	O canudo é observado?
$0, 0 0^{\circ} \leq β \leq 4, 3 2^{\circ}$	$0, 0 0^{\circ} \leq θ_{1} \leq 48, 6 3^{\circ}$	$0, 0 0^{\circ} \leq θ_{2} \leq 86, 7 1^{\circ}$	Sim
$4, 3 2^{\circ} < β < 78, 1 5^{\circ}$	$48, 6 3^{\circ} < θ_{1} < 48, 7 5^{\circ}$	¯	Não (reflexão total)
$78, 1 5^{\circ} \leq β \leq 180, 0 0^{\circ}$	$48, 7 5^{\circ} \leq θ_{1} \leq 0, 0 0^{\circ}$	$89, 4 6^{\circ} \leq θ_{2} \leq 0, 0 0^{\circ}$	Sim

Sociedade Brasileira de Física Caixa Postal 66328, 05389-970 São Paulo SP - Brazil - São Paulo - SP - Brazil
E-mail: marcio@sbfisica.org.br

Acompanhe os números deste periódico no seu leitor de RSS

[1] * Endereço de correspondência: marcelo.junior@ifrj.edu.br.