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UDESC 2010 – “Um bastão é colocado sequencialmente em … ” (questão com problema)

A seguinte questão foi-me apresentada:


(Udesc 2010) Um bastão é colocado sequencialmente em três recipientes com líquidos diferentes. Olhando-se o bastão através de cada recipiente, observam-se as imagens I, II e III, conforme ilustração a seguir, pois os líquidos são transparentes. Sendo nAr, nI, nII e nIII os índices de refração do ar, do líquido em I, do líquido em II e do líquido em III, respectivamente, a relação que está correta é:

a

a) nAr < nI < nII

b) nII < nAr < nIII

c) nI > nII > nIII

d) nIII > nII > nI

e) nIII < nI < nII


A questão original pode ser baixada aqui: http://vestibular.udesc.br/arquivos/id_submenu/697/251275257481.pdf

O gabarito apresentado na internet coloca a alternativa E como correta. No entanto considero que o enunciado é impreciso, pelo menos no que se refere aos desenhos, e que isso iria contra o que se ensina quando falamos em dioptro plano. É importante ressaltar que o gabarito oficial também é a alternativa E.

Em outras palavras, considero a alternativa B como a correta. Para concluir isso vamos analisar cada figura e em cada caso discutir sobre o que considerei ser problemático nas figuras.

FIGURA 1:

Como nada ocorre com o bastão podemos afirmar inequivocamente que $$n_I=n_{Ar}$$. Não consiste aqui a minha principal argumentação.

FIGURA 2:

Aqui muitas das resoluções considera um raio saindo da posição real do bastão e sofrendo difração, conforme esquematizado a seguir:

 

Entretanto lembremos que quando estudamos dioptro plano a imagem de um objeto fica acima do objeto quando o objeto está no meio mais refringente, ou seja, há um grave problema no desenho, pois se representa o recipiente em perfil dando a impressão que está quebrado, mas para ter essa impressão deveríamos estar olhando de cima. Olhando de cima teríamos a impressão que o recipiente é mais raso e de lado teríamos a impressão que a parte imersa do bastão está mais próximo do que a parte de fora quando o bastão imerso em um meio mais refringente que o externo.

Assim, teríamos que considerar que o recipiente era mais raso em uma situação e mais profundo em outra.

Na figura 2, teríamos a impressão que o recipiente seria mais fundo, logo o meio II teria menor índice de refração. Na figura 3 teríamos a impressão que o recipiente é mais raso que realmente é, logo o índice de refração do meio III é maior que o do ar.

Vejamos um esquema para a figura 2:

 

FIGURA 3:

Vejamos um esquema para a figura três:

 

Por fim, concluo que a figura apresentada no enunciado é ruim e que o gabarito bem como as resoluções encontradas na internet entram em conflito com o que se ensina sobre dioptro plano, portanto considero como resposta correta a alternativa B.


 

Para montar esta resolução contei com a colaboração dos seguinte professores:

 

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