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Por que não enxergamos bem debaixo d’água?

Não enxergamos bem debaixo d’água porque há uma proximidade entre o índice de refração da água e o índice de refração do interior dos nossos olhos.
Mergulhador com máscara de mergulho, uma alusão ao questionamento sobre por que não enxergamos bem debaixo d’água.
Mesmo usando máscaras de mergulho para facilitar a visão embaixo d’água, ela continuará desfocada.

Afinal, por que não enxergamos bem debaixo d’água? Não enxergamos bem debaixo d’água porque há uma proximidade entre o índices de refração da água e o índices de refração do interior dos nossos olhos, o que faz com que nossos olhos não consigam focalizar objetos embaixo d’água.

Leia também: Você sabe qual é a cor da água?

Como a Física explica por que não enxergamos bem debaixo d’água?

Se você já tentou procurar algo debaixo d’água, possivelmente já se deparou com a grande dificuldade que temos para enxergar nessa situação. Algumas estruturas presentes no olho humano apresentam características que dificultam a visão em certos meios ópticos. Para que possamos compreender isso melhor, precisamos saber o que é refração da luz, um fenômeno da Óptica, uma das áreas da Física.

No vácuo, a luz propaga-se com sua velocidade limite (aproximadamente 3.108 m/s). Porém, ao entrar na água, a velocidade da luz diminui cerca de 25%, o que acontece devido a um fenômeno chamado refração, de modo que, quanto mais refringente for um meio óptico, menor será a velocidade da luz em seu interior.

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A diminuição da velocidade da luz é medida por meio da razão (divisão) do módulo da velocidade da luz no vácuo e da velocidade da luz em determinado meio. Essa razão recebe o nome de índice de refração e indica quantas vezes mais rápida é a propagação da luz no vácuo em relação ao meio observado. Por exemplo, a água tem índice de refração igual a 1,33; nesse caso, a velocidade da luz no vácuo é 1,33 vezes maior no vácuo do que na água.

Além da mudança de velocidade, quando a luz muda de meio óptico com diferentes índices de refração, ela pode sofrer uma mudança na sua direção de propagação, dando origem à ilusão de profundidade que temos ao olhar para o fundo das piscinas, que parecem mais rasas do que realmente são. Quando a luz deixa o ar atmosférico e incide sobre a água, que tem maior índice de refração, por exemplo, sua direção é levemente alterada e aproxima-se de uma linha vertical chamada de linha normal.

Isso acontece com a luz que incide sobre os nossos olhos. A primeira estrutura encontrada pela luz, ao incidir sobre nossos olhos, é a córnea, uma fina camada protetora e transparente, preenchida com um líquido chamado humor aquoso, cujo índice de refração é similar ao da água, refratando a luz e focalizando-a sobre o cristalino: uma espécie de lente delgada e biconvexa responsável por projetar toda a luz em um pequeno ponto no fundo da retina, o nervo óptico.

O cenário muda quando estamos imersos no meio aquoso. Como o índice de refração da água é similar ao índice de refração da córnea, a primeira refração sofrida pela luz é menos acentuada. Os raios de luz não são totalmente convergidos sobre o cristalino e, como consequência, não se cruzam sobre o nervo óptico, mas em um ponto mais distante. Observe a figura que compara a refração da luz quando estamos no ar e na água, respectivamente:

Refração da luz na água e no ar, uma alusão ao questionamento sobre por que não enxergamos bem debaixo d’água.
Refração da luz na água (fundo azul) e no ar (fundo branco).

Dessa forma, quando estamos submersos, nossa visão torna-se hipermétrope, dificultando a visão de objetos próximos, já que os raios de luz cruzam-se atrás da retina. Uma das soluções mais simples de serem implementadas para enxergarmos mais facilmente debaixo d’água é por meio da introdução de uma camada de ar entre a córnea e a água com uma máscara de mergulho.

Veja também: Quais são os principais fenômenos ópticos?

Curiosidade sobre enxergar debaixo d’água

Pessoas com miopia conseguem enxergar melhor debaixo d’água do que as demais pessoas, uma vez que o olho míope é alongado na direção horizontal, tornando o ponto de cruzamento dos raios de luz mais próximo do nervo óptico.

Publicado por Rafael Helerbrock

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