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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 44 (2º semestre) da UFG 2013

2º semestre · Física: Refração da luz e lei de Snell

Anableps, um animal aquático, possui a capacidade incomum de ver acima e abaixo da superfície da água simultaneamente. O seu olho é adaptado para essa finalidade e funciona como dois olhos em um único globo ocular, cujo corte transversal é mostrado a seguir.

Esquema do corte transversal do olho do peixe Anableps posicionado na interface ar-água, mostrando a incidência de raios de luz provenientes do ar na metade superior e da água na metade inferior, atravessando o cristalino ovalado em direção a diferentes regiões da retina conectadas ao nervo óptico.

Que adaptação física ocorrida no olho desse animal aquático explica o fenômeno relatado?

  1. A
    O achatamento da córnea.
  2. B
    A duplicidade da córnea.
  3. C
    A circularidade do cristalino.
  4. D
    A curvatura da retina.
  5. E
    O achatamento do cristalino.
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Resolução comentada

O olho focaliza a luz por refração. A córnea e o cristalino desviam os raios até a retina, e o quanto cada um desvia depende da diferença entre o índice de refração do meio externo e o do olho.

No ar (n \approx 1{,}0), a maior parte da convergência ocorre na córnea, porque a diferença de índices entre o ar e a córnea (n \approx 1{,}38) é grande. Na água (n \approx 1{,}33), essa diferença é quase nula. A córnea quase não desvia a luz, e o cristalino precisa fazer o trabalho de focalização. Por isso peixes têm cristalino esférico.

O Anableps precisa focalizar ao mesmo tempo a luz vinda do ar e a vinda da água. Na figura, a interface ar-água passa pelo meio do olho, e o cristalino é ovalado, alongado na horizontal. Isso dá curvaturas diferentes para a parte superior e a inferior:

  1. Raios do ar: já foram muito convergidos pela córnea, então precisam de pouca convergência extra do cristalino. Por isso incidem na parte menos curva (achatada) do cristalino.
  2. Raios da água: a córnea quase não os desvia, então precisam de muita convergência do cristalino. Por isso incidem na parte mais curva.

Assim, os dois feixes formam imagem nítida em regiões distintas da retina, ligadas ao nervo óptico. A adaptação que explica o fenômeno é o formato do cristalino, que não é esférico, mas achatado (oval) numa direção.

Alternativa E.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AO achatamento da córnea não resolve o problema: na água a córnea quase não desvia a luz, e quem ajusta a focalização é o cristalino.
  • BA figura mostra uma única córnea; a duplicidade não é a adaptação relevante para focalizar os dois meios.
  • CUm cristalino circular (esférico) é típico de peixes comuns, que só veem na água, e daria a mesma focalização aos dois feixes.
  • DA curvatura da retina não muda a convergência dos raios; a distinção entre ar e água é feita pela refração no cristalino.

Assuntos: Refração da luz e lei de Snell, Óptica da visão e instrumentos ópticos.

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Ver como caiu na prova Questão 44 no caderno 1ª etapa da UFG 2013

Fonte: UFG 2013 · 2º semestre · 1ª etapa. Prova oficial ↗