ENEM 2014 PPL — questão 60 de Física

Gabarito DÓptica — refração e índices de refração próximos (papel translúcido)1º dia · Reaplicação/PPL · Caderno 3 (Branco)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 60 de Física do ENEM 2014 PPL

Enunciado em texto

Folhas de papel, como as utilizadas para a impressão de documentos, são opacas e permeáveis aos líquidos. Esse material é constituído de microfibras entrelaçadas de celulose, que são transparentes à luz. Quando sobre elas se derrama glicerina, elas se tornam translúcidas. Uma imagem da superfície de uma folha de papel, ampliada por um microscópio eletrônico de varredura, pode ser vista na figura. No quadro é apresentada a razão (n) entre a velocidade da luz no vácuo e no respectivo material (celulose, glicerina ou ar).

[Figura: foto de microscópio eletrônico mostrando muitas fibras de celulose entrelaçadas, com espaços vazios (ar) entre elas.]

Materialn
celulose1,46
glicerina1,47
ar1,00

Nessa situação, o papel se tornou translúcido porque a luz é

a) mais refletida.

b) mais absorvida.

c) mais espalhada.

d) menos refratada.

e) menos transmitida.

(Enunciado e figura: ENEM 2014 PPL (2ª aplicação), Caderno 3 – Branco — INEP.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.

Resolução comentada

O que a questão pede: por que o papel molhado de glicerina deixa a luz passar.

Passo 1 — por que o papel seco é opaco. As fibras são transparentes, mas entre elas há ar. A cada passagem fibra → ar → fibra, a luz encontra uma grande diferença de índice (1,46 contra 1,00): ela se desvia (refrata) e parte se reflete. Com milhares de fibras em direções diferentes, a luz é desviada em todas as direções e não atravessa de forma organizada: o papel fica branco e opaco.

Passo 2 — o que a glicerina faz. Ela ocupa os espaços que eram de ar. Agora as interfaces são celulose → glicerina, com índices quase iguais (1,46 e 1,47). Pela lei de Snell, com n1≈n2n_1 \approx n_2:

n1 sen θ1=n2 sen θ2  ⇒  θ2≈θ1n_1\,\text{sen}\,\theta_1 = n_2\,\text{sen}\,\theta_2 \;\Rightarrow\; \theta_2 \approx \theta_1

A luz praticamente não se desvia ao passar de um material para o outro: é menos refratada. Para ela, o papel vira quase um meio único, e ela o atravessa: o papel fica translúcido.

Por que não as outras: se a luz fosse mais refletida (A), mais absorvida (B), mais espalhada (C) ou menos transmitida (E), o papel ficaria mais opaco, e não translúcido.

⚠️ A armadilha: a alternativa C. Espalhar a luz é exatamente o que o papel seco faz; a glicerina diminui esse espalhamento porque diminui a refração nas fronteiras entre os materiais.

A ideia em uma frase: quando dois materiais transparentes têm o mesmo índice de refração, a luz passa de um para o outro sem desviar, e a fronteira entre eles “some”.

Resposta: alternativa D (menos refratada).

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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