Questão 78 do ENEM PPL 2012

1º dia · Ciências da Natureza

Em um experimento, coloca-se glicerina dentro de um tubo de vidro liso. Em seguida, parte do tubo é colocada em um copo de vidro que contém glicerina e a parte do tubo imersa fica invisível.

Esse fenômeno ocorre porque a

  1. A
    intensidade da luz é praticamente constante no vidro.
  2. B
    parcela de luz refletida pelo vidro é praticamente nula.
  3. C
    luz que incide no copo não é transmitida para o tubo de vidro.
  4. D
    velocidade da luz é a mesma no vidro e na glicerina.
  5. E
    trajetória da luz é alterada quando ela passa da glicerina para o vidro.
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Resolução comentada

Enxergamos um objeto transparente porque a luz, ao passar de um meio para outro, sofre refração (desvio da trajetória) e um pouco de reflexão na fronteira entre eles. Esses efeitos só ocorrem se os dois meios tiverem índices de refração diferentes.

O índice de refração é dado por:

n = \frac{c}{v}

onde c é a velocidade da luz no vácuo e v a velocidade da luz no meio.

A glicerina tem índice de refração muito próximo ao do vidro (cerca de 1{,}47 contra 1{,}5). Como n é praticamente igual, a velocidade da luz é praticamente a mesma nos dois materiais.

Com isso, ao passar da glicerina para o vidro (e de volta para a glicerina), a luz não muda de direção e quase não é refletida na superfície do tubo. O olho não percebe nenhuma fronteira, e a parte imersa do tubo "some".

Assim, o desaparecimento do tubo se explica pela igualdade (aproximada) das velocidades da luz nos dois meios, isto é, pela igualdade dos índices de refração.

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AA intensidade da luz não é o fator relevante; o que importa é a igualdade dos índices de refração, e a intensidade diminui por absorção.
  • BA reflexão ser quase nula é consequência da igualdade dos índices, não a causa; além disso, o vidro reflete parte da luz quando cercado por ar.
  • CA luz é transmitida normalmente para o tubo, pois o vidro é transparente.
  • ESe a trajetória mudasse na passagem glicerina-vidro, haveria refração e o tubo continuaria visível.

Assuntos: refração da luz, índice de refração.

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