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Questão 75 do ENEM 2015

1º dia · Ciências da Natureza · H1 · Física: Refração da luz e lei de Snell

Será que uma miragem ajudou a afundar o Titanic? O fenômeno ótico conhecido como Fata Morgana pode fazer com que uma falsa parede de água apareça sobre o horizonte molhado. Quando as condições são favoráveis, a luz refletida pela água fria pode ser desviada por uma camada incomum de ar quente acima, chegando até o observador, vinda de muitos ângulos diferentes. De acordo com estudos de pesquisadores da Universidade de San Diego, uma Fata Morgana pode ter obscurecido os icebergs da visão da tripulação que estava a bordo do Titanic. Dessa forma, a certa distância, o horizonte verdadeiro fica encoberto por uma névoa escurecida, que se parece muito com águas calmas no escuro.

Disponível em: http://apod.nasa.gov. Acesso em: 6 set. 2012 (adaptado).

O fenômeno ótico que, segundo os pesquisadores, provoca a Fata Morgana é a

  1. A
    ressonância.
  2. B
    refração.
  3. C
    difração.
  4. D
    reflexão.
  5. E
    difusão.
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Resolução comentada

O texto diz que a luz vinda da água fria "pode ser desviada por uma camada incomum de ar quente acima". Precisamos identificar qual fenômeno explica esse desvio.

O conceito central é a refração: quando a luz passa de um meio para outro, ou atravessa regiões do mesmo meio com propriedades diferentes, sua velocidade muda e a direção de propagação se desvia. No ar, o índice de refração depende da temperatura. Ar frio é mais denso e tem índice maior; ar quente é menos denso e tem índice menor.

Na Fata Morgana há camadas de ar com temperaturas diferentes, uma fria junto à água e outra quente por cima. Ao atravessá-las, os raios de luz se curvam gradualmente, e por isso chegam ao observador vindos de direções que não correspondem à posição real dos objetos. Daí surge a imagem deformada, como a falsa parede de água sobre o horizonte.

Conferindo as outras opções:

  • reflexão é o retorno da luz ao mesmo meio, sem passar por camadas de ar com índices diferentes;
  • difração é o contorno de obstáculos ou fendas;
  • difusão é o espalhamento da luz em várias direções por uma superfície irregular;
  • ressonância é a transferência de energia entre sistemas com a mesma frequência, o que não tem relação com o texto.

O desvio da luz ao atravessar camadas de ar com temperaturas diferentes é refração.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Aressonância envolve coincidência de frequências entre sistemas oscilantes, não desvio da luz na atmosfera.
  • Cdifração é a luz contornando obstáculos ou fendas, o que o texto não descreve.
  • Do texto fala em luz desviada ao atravessar a camada de ar quente, não em luz que volta ao mesmo meio; a reflexão na água é só o ponto de partida.
  • Edifusão é o espalhamento da luz por superfícies irregulares em várias direções, não o encurvamento por camadas de ar.

Assunto: Refração da luz e lei de Snell.

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