ACAFE 2025 (Verão) — questão 32 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: em que sentido a luz tem de ir e qual é o ângulo limite para haver reflexão total entre a lente e o humor aquoso.

Passo 1 — o sentido. Reflexão total só acontece quando a luz vai do meio mais refringente para o menos refringente. A lente (1,50) é mais refringente que o humor aquoso (1,23): a luz tem de ir da lente para o humor aquoso. Isso elimina a (A).

Passo 2 — o ângulo limite. No ângulo limite L, o raio refratado sai rasante (90°). Pela lei de Snell:

$$n_{\text{lente}}\,\text{sen}\,L = n_{\text{humor}}\,\text{sen}\,90^{\circ}$$

$$\text{sen}\,L = \frac{1{,}23}{1{,}50} = 0{,}82$$

Há reflexão total quando o ângulo de incidência passa de L, isto é, quando o seno do ângulo de incidência é maior que 0,82 (L fica perto de 55°).

Por que não as outras: (A) inverte o sentido; (B) e (D) dão ângulos limite errados: $\text{sen}\,45^{\circ} \approx 0{,}71$ e $\text{sen}\,30^{\circ} = 0{,}5$, ambos diferentes de 0,82. Com 45° ou 30° de incidência a luz ainda passa para o humor aquoso.

⚠️ A armadilha: inverter a fração e calcular 1,50/1,23 ≈ 1,22, um “seno” maior que 1, que não existe. O seno do ângulo limite é sempre o índice menor dividido pelo maior.

A ideia em uma frase: reflexão total exige luz indo do meio de índice maior para o de índice menor, com incidência acima do ângulo limite, em que sen L = n_menor / n_maior.

Resposta: alternativa C (da lente para o humor aquoso, com seno do ângulo de incidência maior que 0,82).