ENEM 2018 — questão 128 de Física

Gabarito AÓptica — dispersão da luz no prisma e reflexão2º dia · Aplicação regular · Caderno 5 (Amarelo)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 128 de Física do ENEM 2018

Enunciado em texto

A figura representa um prisma óptico, constituído de um material transparente, cujo índice de refração é crescente com a frequência da luz que sobre ele incide. Um feixe luminoso, composto por luzes vermelha, azul e verde, incide na face A, emerge na face B e, após ser refletido por um espelho, incide num filme para fotografia colorida, revelando três pontos.

[Figura: escala de cores de 400 a 750 nm (violeta, azul, verde, amarelo, laranja, vermelho). Abaixo, um prisma triangular com o feixe incidente entrando pela face A; três feixes emergem pela face B, descem até um espelho horizontal, refletem e sobem cruzando-se até atingir o perfil do filme, à direita.]

Observando os pontos luminosos revelados no filme, de baixo para cima, constatam-se as seguintes cores:

a) Vermelha, verde, azul.

b) Verde, vermelha, azul.

c) Azul, verde, vermelha.

d) Verde, azul, vermelha.

e) Azul, vermelha, verde.

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

Resolução comentada

A questão tem duas etapas, e a segunda inverte a primeira. Pular uma delas é o erro clássico aqui.

Etapa 1 — o prisma separa as cores. O enunciado diz que o índice de refração cresce com a frequência. Pela escala de cores dada:

• azul ≈ 450 nm → maior frequência → maior índice → desvia mais;

• verde ≈ 530 nm → frequência intermediária → desvia médio;

• vermelho ≈ 700 nm → menor frequência → menor índice → desvia menos.

Saindo da face B, os três feixes se abrem em leque: o azul é o mais desviado para baixo, o vermelho o menos, o verde no meio.

Etapa 2 — o espelho troca a ordem. Os feixes descem até o espelho e são refletidos para cima, em direção ao filme. O feixe mais inclinado (o azul) atinge o espelho mais perto do prisma e, ao refletir, sai também mais inclinado — chegando ao ponto mais alto do filme. O vermelho, menos inclinado, chega ao ponto mais baixo.

Os raios se cruzam entre o espelho e o filme — e é esse cruzamento que inverte a ordem.

Passo 3 — ler na direção pedida. A pergunta é "de baixo para cima" no filme:

baixo→cima:vermelha, verde, azul\text{baixo} \rightarrow \text{cima}: \quad \textbf{vermelha, verde, azul}

A alternativa C ("azul, verde, vermelha") é a armadilha principal: é a ordem correta na saída do prisma, antes da reflexão. Quem para na etapa 1 marca C. Quem lê "de cima para baixo" também.

Um teste rápido para não errar a direção: o azul é o que mais desvia — então ele é o extremo do leque. Se você identificar em que ponta do filme o extremo mais desviado cai, o resto se ordena sozinho.

Onde você vê isso todo dia: é a mesma dispersão que produz o arco-íris (as gotas de água fazem o papel do prisma) e a que faz um CD mostrar cores ao refletir a luz. E é por isso que lentes baratas mostram franjas coloridas nas bordas — aberração cromática, a dispersão aparecendo onde não se quer.

A ideia em uma frase: o prisma separa por frequência e o espelho inverte a ordem — quem responde sem considerar a reflexão marca exatamente a alternativa oposta.

Resposta: alternativa A.

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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