Questão 96 Enem 2022 - dia 2 - Matemática e Ciências da natureza
Em 2002, um mecânico da cidade mineira de Uberaba (MG) teve uma ideia para economizar o consumo de energia elétrica e iluminar a própria casa num dia de sol. Para isso, ele utilizou garrafas plásticas PET com água e cloro, conforme ilustram as figuras. Cada garrafa foi fixada ao telhado de sua casa em um buraco com diâmetro igual ao da garrafa, muito maior que o comprimento de onda da luz. Nos últimos dois anos, sua ideia já alcançou diversas partes do mundo e deve atingir a marca de 1 milhão de casas utilizando a "luz engarrafada".
Que fenômeno óptico explica o funcionamento da "luz engarrafada"?
| a) |
Difração. |
| b) |
Absorção. |
| c) |
Polarização. |
| d) |
Reflexão. |
| e) |
Refração. |
O dispositivo descrito no enunciado, também conhecido como "lâmpada de Moser", funciona com base na refração da luz que incide na metade que está exposta ao Sol, acima do telhado. Com a mudança na velocidade de propagação da luz, os raios luminosos acabam sofrendo um desvio na sua direção de propagação e, assim, penetram no interior da garrafa de água. Veja imagem abaixo:
Podemos, também, analisar as alternativas e, por exclusão, chegar na resposta correta:
a) Incorreta. Não ocorre difração pois tal fenômenos apenas ocorre quando o buraco ou obstáculo no qual a luz incide possui mesma ordem de grandeza que o comprimento de onda da luz e o enunciado do problema é explícito no seguinte trecho "Cada garrafa foi fixada ao telhado de sua casa em um buraco com diâmetro igual ao da garrafa, muito maior que o comprimento de onda da luz."
b) Incorreta. A absorção é responsável pela porção de luz que incide na água, mas que não sai na extremidade oposta, ou seja, a absorção contribui para que a luz não consiga atravessar a água na garrafa, exatamente o oposto do efeito desejado.
c) Incorreta. A polarização da luz corresponde a seleção de uma direção preferencial de vibração dos campos elétrico e magnético que formam a radiação eletromagnética. Com a polarização da luz, uma porção da luz incidente não seria capaz de atravessar a garrafa com água e teríamos uma menor capacidade de iluminação, o oposto do efeito desejado.
d) Incorreta. A reflexão faria com que a luz, ao incidir na superfície da água, voltasse para o meio de origem, não atravessando a garrada e, portanto, não permitindo uma boa iluminação do ambiente.
e) Correta. A refração que os raios luminosos sofrem acaba desviando-os da sua direção de propagação e faz com que penetrem no interior da garrafa de água e, assim, iluminem o interior do cômodo.