Dioptro plano

Você já deve ter visto um objeto dentro de uma piscina e percebido que ele não parece estar no lugar que efetivamente está. Também já deve ter percebido que uma colher dentro de um copo com água parece estar torta. Esses dois fenômenos ocorrem por um mesmo motivo: a refração da luz. E é justamente o que ocorre com um dioptro plano.

O dioptro plano apresenta dois meios transparentes e homogêneos separados por uma superfície plana. Como exemplo, podemos citar a superfície de lagos ou piscinas que separa a água do ar. Se estivermos em um dos dois meios que formam o dioptro plano, a visualização que teremos do objeto no outro meio será afetada pela refração da luz.

A relação entre a posição do objeto e a posição da imagem visualizada pode ser obtida se os índices de refração dos dois meios forem conhecidos. Observe a figura a seguir:

Esquema de formação da imagem em um dioptro plano quando o observador está no meio menos refringente

Na figura acima, o observador está no meio mais refringente, ou seja, no meio em que o índice de refração é maior. Observe que os raios de luz provêm da parte inferior da figura, onde o objeto se localiza, e o índice de refração é n₂. O ponto I é o local onde a imagem é formada, e o ponto O corresponde à localização do objeto. Temos também d_I, que é a distância da imagem até a superfície, e d_O, que é a posição do objeto até a superfície.

Observe também o caso em que o observador localiza-se no meio mais refringente:

Esquema de formação da imagem em um dioptro plano quando o observador está no meio mais refringente Título: Observador no meio mais refringente

Esquema de formação da imagem em um dioptro plano quando o observador está no meio mais refringente

Observe que, nesse caso, a imagem formada está muito mais longe da superfície do que no caso anterior, em que o observador estava no meio menos refringente. Nas duas situações a imagem formada é virtual.

A equação utilizada para calcular a posição da imagem é válida para as duas situações:

n₁ = d_i
 n₂     d_O

O valor atribuído a n₁ e n₂ será sempre relativo à localização do objeto: n₁ sempre será o índice de refração do meio em que o objeto se localiza, ou seja, de onde a luz “vem”; e n₂ será sempre o índice de refração do meio para onde a luz vai, que é onde o observador está.