Em um experimento, coloca-se glicerina dentro de um tubo de vidro…

Em um experimento, coloca-se glicerina dentro de um tubo de vidro liso. Em seguida, parte do tubo é colocada em um copo de vidro que contém glicerina e a parte do tubo imersa fica invisível. Esse fenômeno ocorre porque a

GABARITO: D

A visibilidade de um objeto transparente imerso em um meio também transparente depende de como a luz se comporta na interface (fronteira) entre os dois materiais. Para que um objeto seja visível, deve haver reflexão de parte da luz ou refração (desvio da trajetória) na superfície de separação. Esses fenômenos ocorrem devido à diferença entre os índices de refração dos meios.

1. O índice de refração $n$ é definido pela razão entre a velocidade da luz no vácuo ($c$) e a velocidade da luz no meio ($v$):$n = \frac{c}{v}$
2. Quando o tubo de vidro e a glicerina possuem o mesmo índice de refração ($n_{\text{vidro}} = n_{\text{glicerina}}$), a luz não sofre desvio ao passar de um para o outro (Lei de Snell: $n_1 \cdot \sin(\theta_1) = n_2 \cdot \sin(\theta_2)$, logo $\theta_1 = \theta_2$) e a refletância na interface é nula.
3. A igualdade dos índices de refração implica, necessariamente, que a velocidade da luz é a mesma em ambos os meios ($v_{\text{vidro}} = v_{\text{glicerina}}$), tornando o tubo opticamente indistinguível da glicerina ao seu redor.

Análise das alternativas:

• Incorreta. O aluno confunde transparência (baixa absorção) com invisibilidade em meio imerso. Por exemplo: o aluno supõe que a intensidade final $I_f$ é igual à inicial $I_0$, resultando em $I_f / I_0 = 1$. Embora o material seja transparente, se houver diferença de velocidade, os desvios na trajetória ainda tornariam o objeto visível.
• Incorreta. O aluno identifica uma consequência da igualdade de índices, mas não a causa fundamental. Por exemplo: o aluno calcula o coeficiente de reflexão $R = \left( \frac{n_2 - n_1}{n_2 + n_1} \right)^2 = 0$, mas ignora que a invisibilidade completa também exige a ausência de refração (desvio), o que é garantido pela igualdade das velocidades.
• Incorreta. O aluno inverte a propriedade do vidro, tratando-o como opaco. Por exemplo: o aluno assume que a transmitância é zero ($T = 0$), o que faria o tubo parecer uma mancha escura ou sombra dentro do copo, tornando-o extremamente visível em vez de invisível.
• Correta. Como a velocidade da luz é a mesma no vidro e na glicerina, os índices de refração são iguais. Assim, a luz atravessa a interface sem sofrer reflexão ou refração, não permitindo ao olho humano distinguir a separação entre os meios.
• Incorreta. O aluno associa corretamente o termo 'refração' ao problema, mas inverte a lógica necessária para a invisibilidade. Por exemplo: o aluno considera que ocorre um desvio onde $\Delta \theta = |\theta_2 - \theta_1| > 0$, quando o fenômeno descrito exige que a trajetória seja mantida perfeitamente retilínea ($\Delta \theta = 0$).