ENEM 2014 — questão 68 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: o que aconteceu com o ângulo do raio refratado quando a razão dos senos passou de 1,4 para 1,9.

Passo 1 — a lei de Snell. Para a luz indo do ar ($n_{\text{ar}} \approx 1$) para o combustível, com ângulos medidos a partir da normal:

$$\frac{\text{sen}\,i}{\text{sen}\,r} = \frac{n_{\text{comb}}}{n_{\text{ar}}} = n_{\text{comb}}$$

A razão medida é o índice de refração do combustível.

Passo 2 — o ângulo de incidência é fixo. Isolando o seno do ângulo de refração:

$$\text{sen}\,r = \frac{\text{sen}\,i}{n_{\text{comb}}}$$

Com sen i fixo, se a razão subiu de 1,4 para 1,9, o sen r diminuiu, e o ângulo r ficou menor: o raio refratado se aproximou da normal.

Por que não as outras: a luz vai do ar (menos refringente) para o líquido (mais refringente), então não existe ângulo limite nem reflexão total nesse sentido (B e C); o raio não muda de sentido, só de direção (A); ir para a superfície de separação seria afastar-se da normal, o contrário do que ocorreu (D).

⚠️ A armadilha: pensar que “número maior” é ângulo maior. Com a razão $\text{sen}\,i/\text{sen}\,r$ maior e $i$ fixo, é o denominador, sen r, que diminuiu.

A ideia em uma frase: quanto mais refringente o meio, mais o raio refratado se aproxima da normal.

Resposta: alternativa E (aproximou-se da normal).