ENEM 2015 PPL — questão 86 de Física

Enunciado em texto

A fotografia feita sob luz polarizada é usada por dermatologistas para diagnósticos. Isso permite ver detalhes da superfície da pele que não são visíveis com o reflexo da luz branca comum. Para se obter luz polarizada, pode-se utilizar a luz transmitida por um polaroide ou a luz refletida por uma superfície na condição de Brewster, como mostra a figura. Nessa situação, o feixe da luz refratada forma um ângulo de $90^{\circ}$ com o feixe da luz refletida, fenômeno conhecido como Lei de Brewster. Nesse caso, o ângulo de incidência $\theta_p$, também chamado de ângulo de polarização, e o ângulo de refração $\theta_r$ estão em conformidade com a Lei de Snell.

[Figura: uma lâmina com superfície horizontal e uma reta normal tracejada. À esquerda, o “Raio de luz incidente (não polarizado)” chega fazendo o ângulo $\theta_p$ com a normal; à direita, o “Raio de luz refletido (polarizado)” sai com o mesmo ângulo $\theta_p$. Dentro da lâmina, o “Raio de luz refratado (parcialmente polarizado)” faz o ângulo $\theta_r$ com a normal. Um símbolo de ângulo reto marca 90° entre o raio refletido e o raio refratado.]

Dado:

$\text{sen}\,30^{\circ} = \cos 60^{\circ} = \dfrac{1}{2}$

$\text{sen}\,60^{\circ} = \cos 30^{\circ} = \dfrac{\sqrt{3}}{2}$

Considere um feixe de luz não polarizada proveniente de um meio com índice de refração igual a 1, que incide sobre uma lâmina e faz um ângulo de refração $\theta_r$ de $30^{\circ}$.

Nessa situação, qual deve ser o índice de refração da lâmina para que o feixe refletido seja polarizado?

a) $\sqrt{3}$

b) $\dfrac{\sqrt{3}}{3}$

c) 2

d) $\dfrac{1}{2}$

e) $\dfrac{\sqrt{3}}{2}$

(Enunciado e figura: ENEM 2015 PPL (2ª aplicação), Caderno 1 – Azul — INEP.)

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