ENEM 2022 — questão 96 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: nomear o fenômeno óptico que faz a garrafa PET com água iluminar o cômodo.

A pista está escondida numa frase que parece decoração: "um buraco com diâmetro igual ao da garrafa, muito maior que o comprimento de onda da luz". Isso não está ali por acaso — é a prova eliminando uma alternativa para você.

Passo 1 — o que essa frase elimina. Difração só é apreciável quando o obstáculo ou a abertura tem tamanho comparável ao comprimento de onda. A luz visível tem $\lambda$ da ordem de $5\times10^{-7}\ \text{m}$; a boca da garrafa tem alguns centímetros — cem mil vezes maior. Difração está descartada pelo próprio enunciado.

Passo 2 — eliminar as outras três.

• Absorção faria a luz sumir, não iluminar o ambiente.

• Polarização filtra direções de vibração; não espalha luz por um cômodo.

• Reflexão devolveria a luz para fora. Se fosse só isso, o telhado bastaria.

Passo 3 — o que sobra e por quê. A luz do Sol entra pela parte da garrafa que está para fora, passa do ar para a água e depois da água para o ar dentro do cômodo. Em cada passagem de meio ela muda de velocidade e muda de direção: é refração.

O que a água faz de verdade, e é a parte bonita da questão. A garrafa cheia funciona como uma lente: a luz que chegaria concentrada num ponto do telhado é espalhada ao atravessar o corpo cilíndrico de água, iluminando o cômodo inteiro em vez de um facho só. Uma garrafa vazia não funcionaria — é a água, com índice de refração $\approx 1{,}33$, que faz o serviço.

E o cloro? Não tem papel óptico nenhum. Está lá para impedir que microrganismos cresçam e turvem a água, o que arruinaria a transparência com o tempo. É engenharia de manutenção, não física — e é justamente o tipo de detalhe que faz o aluno procurar um fenômeno químico que não existe na pergunta.

A ideia em uma frase: mudou de meio e mudou de direção, é refração — e quando a abertura é muito maior que $\lambda$, difração está fora de questão.

Resposta: alternativa E (refração).