Pesca submarina: a luz que entorta na água

Um jogo de simulação educativo. Preveja a profundidade real de um peixe, o ângulo de um laser na água, quanto mirar abaixo da imagem, o índice de refração de um líquido e o ângulo a partir do qual a luz não sai da água; depois siga a luz.

RefraçãoLuz

PESCA SUBMARINA

Qual a profundidade do peixe?

Pronto
Ative o JavaScript para seguir a luz. As instruções e o exemplo resolvido continuam legíveis.
Luz no arLuz na águaSua previsãoSuperfície, normal e escala
Ondasn = d ÷ d_seen

Tempo

0.00 s

t

Índice de refração

—

n

Ângulo no ar

— °

θ₁

Ângulo na água

— °

θ₂

Velocidade da luz no meio

— 10⁸ m/s

c ÷ n

Preveja antes de começar

Digite a sua previsão para preparar tudo. Começar fica desativado até haver uma resposta.

Preveja para onde vai a luz.

Pontuação da missão—

Cada resposta precisa estar dentro de 2 %: cada uma vale 100 pontos. Acertar no primeiro teste dá mais 50. Um teste conta assim que começa.

✓ Resposta certa① De primeira

Como jogar Pesca submarina

  1. Escolha um teste e leia no cartão a profundidade, os ângulos ou o índice de refração.
  2. Use n₁·sin θ₁ = n₂·sin θ₂, d = n·d_seen e sin θ_c = 1 ÷ n, com ângulos a partir da normal.
  3. Digite a sua previsão e toque em Começar. Veja a luz cruzar a superfície.
  4. Compare o peixe ou raio laranja com o peixe real ou o raio branco, aqui e no close.

Refração da luz

A luz anda a 300 000 km/s no vácuo, mas mais devagar na água e no vidro. O índice de refração n diz quantas vezes mais devagar: 1,33 na água, cerca de 1,5 no vidro. Quando a luz passa de um meio para outro inclinada, muda de direção segundo a lei de Snell: n₁·sin θ₁ = n₂·sin θ₂, com os ângulos a partir da normal. Ao entrar num meio mais lento, entorta em direção à normal; ao sair, se afasta dela. Por isso um canudo parece quebrado num copo, uma piscina parece mais rasa do que é e um peixe visto de cima parece mais perto da superfície: a luz dele entorta ao sair da água, e o seu olho a prolonga em linha reta. Vistas quase de cima, as coisas parecem n vezes mais rasas. A luz que vem de debaixo da água só sai se chegar à superfície com menos que o ângulo limite, sin θ_c = 1 ÷ n, cerca de 49° na água; acima disso é totalmente refletida. Fibras ópticas prendem a luz assim, e lentes, óculos e câmeras funcionam todos por refração.

Um modelo de aprendizagem focado

O ar tem n = 1. A superfície é plana e calma; só a mudança de direção é mostrada, não a luz parcialmente refletida em cada travessia. Os testes de profundidade desenham um raio que sai do peixe a 15° da normal; a regra d = n·d_seen vale para raios quase verticais. O teste do ângulo limite varre o raio da lâmpada de 0° a 80° durante o teste. Os testes correm no ritmo mostrado. Respostas dentro de 2 % estão certas.

Ao trocar de idioma, seu teste, previsão, tentativas e rodada são mantidos.