X

Cabeça separada do corpo na piscina! Como acontece?

Professor Lang

Um aluno me perguntou qual seria a razão para o inesperado efeito que se vê no vídeo seguinte: Piscina. Será que o vídeo não é uma montagem? Se o efeito é real, como se explica? Agradeço antecipadamente sua resposta.

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

O efeito é real e pode ser reproduzido em pequena escala em sala de aula conforme demonstrado adiante.

A Figura 1 foi obtida da captura de algumas imagens do vídeo.

A Figura 2 apresenta uma representação simplificada da vista de topo da piscina. O objeto (a banhista) tem uma parte acima do nível da água e outra abaixo dele. A luz proveniente da parte superior do objeto atinge a câmera de vídeo viajando apenas no ar e portanto em linha reta (raio luminoso indicado em marrom). A luz que vem da parte submersa do objeto (raio luminoso indicado em vermelho) é refratada quando passa de dentro da piscina para fora pois passa de um meio mais refrativo (com índice de refração maior do que um) para o ar que tem índice de refração muito aproximadamente igual à unidade. A luz é refratada segundo um ângulo maior com a normal à parede da piscina do que o ângulo de incidência interno à piscina. Tal refração determina uma imagem virtual da parte submersa do corpo da banhista, deslocada em relação ao objeto. Ou seja, para a câmera de vídeo existem dois objetos, um totalmente no ar e o outro imerso, isto é, a imagem virtual da parte do corpo da banhista dentro da água é um objeto real para a câmera. A diferença de posição entre o objeto acima do nível da água e a sua imagem virtual dentro da piscina diminui conforme a banhista se aproxima da parede da piscina.

 

O “efeito inesperado” pode ser reproduzido facilmente  em pequena escala com um recipiente “retangular” transparente com água conforme as fotos da Figura 3 documentam. Na água foi colocada uma “garrafa miniatura de licor” afastada da parede lateral onde ocorre a refração conforme se observa na fotografia superior. A fotografia inferior foi feita posicionando a câmera no nível da água como no vídeo.

Tanto no vídeo quanto na Figura 3 podem ser observados outros efeitos ópticos relacionados com a refração. Mas os deixarei para outra postagem esperando que algum dos leitores os indiquem aqui abaixo nos comentários.

“Docendo discimus.” (Sêneca)


2 comentários em “Cabeça separada do corpo na piscina! Como acontece?

  1. Carlos Aguiar disse:

    Outra observação interessante: o maiô preto torna-se vermelho quando a moça chega à borda. É um pouco surpreendente que isso aconteça apenas quando ela já está bem próxima do vidro. Talvez haja algum produto quimico na água da piscina que a torne mais azul acentuando a atenuação do vermelho.

  2. Beto Arruda disse:

    Professor Lang
    Parabéns pela postagem que como tantas outras é muito informativa e de fácil entendimento.
    Um fenômeno de refração que consigo discernir na foto superior da Figura 3 diz respeito à “profundidade aparente” da água no recipiente. A extensão da garrafa vermelha abaixo da água parece ser bem menor do que é de fato.
    Tenho uma dúvida relativa ao diagrama da Figura 2. Nele foi ignorado efeitos de refração da luz na passagem da água para o vidro e depois na passagem do vidro para o ar. Se queremos calcular a mudança de direção que a luz apresenta ao passar de dentro da piscina para fora, temos que considerar o vidro? Eu penso que devemos pois o vidro tem índice de refração maior do que o da água e algum efeito ele deve produzir.

Acrescente um Comentário:

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *