A Refração da Luz
Luiz
A luz, ao passar de um meio para outro, sofre
um desvio na sua trajetória e, ao retornar ao meio
original, é possível perceber que ocorre um
deslocamento entre a trajetória antes de entrar na água
e depois de sair dela.
Esta atividade é uma forma de representar esse
comportamento da luz, onde o raio de luz terá a sua
direção e sentido representados por uma seta incidindo
em uma superfície de separação entre dois meios
distintos.
Para esta atividade, os meios envolvidos serão a
água e o ar (a parede do recipiente que contém a água,
por ser muito estreita comparada com a largura do
próprio recipiente, pode ser desprezada).
A trajetória da luz (representada nos dois meios
pelos segmentos de reta) deverá levar os alunos a
levantar hipóteses sobre o fato de a luz mudar de
direção. Eles devem criar um modelo para tentar
explicar o acontecimento.
Objetivo
Quando o aluno olhar, através da água, a reta desenhada no papel, o que ele enxerga é a luz que
sai da reta e chega até o olho do observador – ou seja, a imagem da reta.
Dar condições para o aluno perceber que a luz muda a trajetória ao passar de um meio
para outro durante a sua propagação.
Material
Para cada grupo:
• Recipiente de acrílico, plástico ou vidro transparente de aprox. 10x6 cm.
• Água
• Régua
Público Alvo
Esta atividade será aplicada aos alunos do ensino médio, após eles já terem noção de
como se dá o processo da visão e também conhecer as leis da refração.
Nesta tarefa os alunos poderão ser agrupados em 5 ou 6, de forma que seja possível o
acompanhamento e a participação de todos.
Procedimento
1 – Colocar água em um recipiente retangular e colocá-lo sobre uma folha de sulfite, próximo
do centro. Marcar a localização do recipiente, fazendo seu contorno com um lápis na posição
em que se encontra.
2 – Traçar uma reta no papel em direção ao recipiente, inclinada em relação à normal da parede
deste:
3 – Pedir para um aluno olhar através do recipiente e com o auxílio de uma régua desenhar o
que ele enxerga como sendo a continuidade da reta que ele vê, do outro lado do recipiente.
Este recipiente retangular
foi feito com um berçário
para peixes, com pingos de
cera (de vela) fechando os
buraquinhos de baixo.
4 – Retirar o recipiente e unir os dois traços.
Pode-se repetir a atividade para outras inclinações da primeira reta.
Questionamentos
Perguntar ao aluno –
A reta vista pelo observador está realmente no local onde ela é percebida?
Por que não houve um alinhamento entre os dois traços?
Se o aluno disser que foi por que não foi tomado o devido cuidado, pedir para outro
aluno do grupo repetir o procedimento.
Propor ao aluno que, se a primeira reta representa o caminho percorrido pela luz até
encontrar o recipiente com água, a segunda reta é como ele enxerga a luz ao sair do recipiente.
Se o segundo traço, desenhado por ele representa a continuidade da imagem do primeiro,
que estava do outro lado do frasco com água, por que após a retirada da água não aparece a
continuidade?
Será que ocorre algo na água para provocar a mudança no alinhamento das retas?
Que diferença existe entre a água e o ar para que isto aconteça?
Considerações finais
O aluno deverá elaborar um modelo teórico que procure dar uma explicação para esse
fato observado.
Esta atividade poderá ser repetida utilizando outros materiais em vez de água, como um
bloco de acrílico ou bloco de vidro.
Para comprovar que os traços feitos pelos alunos correspondem à trajetória da luz, o
professor poderá, ao final da atividade, usar uma ponteira laser ou o projetor de fenda, e fazer
coincidir as retas traçadas com o caminho percorrido pela luz. (no caso da ponteira laser, pode
ser necessário adicionar uma gotinha de leite à água, para deixá-la mais turva e tornar
perceptível o caminho da luz).
O material produzido pelos alunos também poderá ser utilizado posteriormente para
discutir a relação entre os ângulos de incidência e os ângulos de refração (Lei de SnellDescartes)