ENEM 2017 — questão 101 de Física
Enunciado em texto
Em uma linha de transmissão de informações por fibra óptica, quando um sinal diminui sua intensidade para valores inferiores a 10 dB, este precisa ser retransmitido. No entanto, intensidades superiores a 100 dB não podem ser transmitidas adequadamente. A figura apresenta como se dá a perda de sinal (perda óptica) para diferentes comprimentos de onda para certo tipo de fibra óptica.
[Gráfico: perda óptica (dB/km) × comprimento de onda (μm), de 0,8 a 1,8. A curva parte de 6 dB/km, cai a ~2,6 em 0,9, tem um pico de ~4,1 em 1,0, um vale de ~1,6 em 1,2, um pico de ~5 em 1,4, um vale mínimo de 1 dB/km em ~1,5 e volta a subir para 6 em 1,8.]
Atenuação e limitações das fibras ópticas. Disponível em: www.gta.ufrj.br. Acesso em: 25 maio 2017 (adaptado).
Qual é a máxima distância, em km, que um sinal pode ser enviado nessa fibra sem ser necessária uma retransmissão?
a) 6 b) 18 c) 60 d) 90 e) 100
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
Passo 1 — quanta perda o sinal pode sofrer? O enunciado dá os dois limites:
• máximo transmissível: 100 dB;
• mínimo antes de retransmitir: 10 dB.
Passo 2 — escolher o comprimento de onda. É aqui que a questão é ganha. Como se quer a máxima distância, é preciso a menor perda por quilômetro. Olhando o gráfico, o mínimo absoluto da curva é:
Passo 3 — a divisão.
As alternativas mapeiam os erros previstos:
• E (100 km): usou os 100 dB inteiros, esquecendo que abaixo de 10 dB o sinal já precisa ser retransmitido.
• C (60 km): usou uma perda de 1,5 dB/km (o mínimo local perto de 1,2 μm) em vez do mínimo global.
• B (18 km): usou 5 dB/km, o pico em 1,4 μm — escolheu o pior comprimento de onda em vez do melhor.
• A (6 km): usou os 6 dB/km das extremidades do gráfico.
Por que a curva tem esse formato, e por que 1,5 μm existe de verdade. Os picos de perda em ~1,0 e ~1,4 μm são absorção por hidroxila (OH⁻) residual no vidro; a subida nas pontas é espalhamento Rayleigh (à esquerda) e absorção do próprio vidro (à direita). O vale em 1,55 μm é a janela onde a fibra é mais transparente — e é exatamente nela que operam os cabos submarinos e as redes de longa distância do mundo real.
A ideia em uma frase: máxima distância pede mínima atenuação — e o gráfico existe para você achar o vale, não um ponto qualquer.
Resposta: alternativa D.
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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