Enunciado

Uma esfera de zircônio cúbico com 6,0 cm de diâmetro contém uma bolha de ar exatamente no centro. Quando você olha para a esfera, a que distância abaixo da superfície a bolha parece estar?

Passo 1

Opa! Desta vez um problema de um tipo muito raro de se encontrar. Vamos resolver!

Basicamente, a superfície esférica da esfera atua como um dioptro esférico que separa dois meios distintos, e a bolhinha de ar tem o papel de objeto com posição s = 6   c m 2 = 3   c m , que é a distância ao dioptro.

Além disso, como a superfície é côncava em relação ao objeto, o raio de curvatura utilizado deve ser o negativo do raio de curvatura da superfície, ou seja, R = - 6   c m 2 = - 3   c m , em conformidade com a convenção de sinais da teoria.

Tendo em vista, também, que o índice de refração do zircônio é n Z r = 1,96 e n a r = 1 , há dados suficiente para se obter, por meio da equação do dioptro esférico, a posição s ' do local onde a imagem do objeto é formada:

n Z r s + n a r s ' = n a r - n Z r R ⇒ 1,96 3   c m + 1 s ' = 1 - 1,96 - 3   c m ⇒ s ' = - 3   c m

Esse valor indica que a imagem é formada à 3 cm de distância da superfície, no interior da esfera de zircônio, ou, em outros termos, o observador enxerga a bolha exatamente onde ela está presente, há 3 cm abaixo da superfície, no centro da esfera.

De modo geral, isto é, independentemente dos meios que o dioptro divide e do raio de curvatura da superfície, se o objeto estiver no centro de curvatura, a imagem dele é encontrada na mesma posição.

Kkkk o que você achou desse resultado?

Resposta

3 cm.

Ver Outros Exercícios desse livro