Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 4- Ed: 12º - Capítulo 34.Problemas - Ex. 82
Uma barra transparente com de comprimento é cortada formando um plano em uma extremidade e uma superfície hemisférica de raio igual a na outra extremidade. Um objeto é colocado no interior da barra em um ponto do eixo equidistante das extremidades da barra, ou seja, a da extremidade plana e a do vértice da extremidade curva. Quando observado através da extremidade plana, o objeto está a uma profundidade aparente de da extremidade plana. Qual é a profundidade aparente quando observado através da extremidade curva?
Passo 1
(a) Já que estamos passando de um material para o outro (do ar para o interior da barra), temos que usar essa fórmula aqui:
Onde é o raio de curvatura da superfície por onde a luz passa, é o índice de refração da barra e é o índice de refração do ar.
Passo 2
Quando o objeto é observado através da extremidade plana, o raio de curvatura é infinito:
E a posição da imagem é:
Já a posição do objeto não muda entre os dois casos, e é sempre .
Quando o raio tende ao infinito, a fração do lado direito da fórmula tende a zero:
Beleza, já descobrimos o índice de refração da barra.
Passo 3
Agora o nosso objetivo é calcular quando o objeto é observado através da extremidade curva, com raio de curvatura .
Então:
E o sinal negativo aparece porque a imagem é virtual.
Resposta
A profundidade aparente é de . A imagem é virtual.