Espaço da Física · Prof. Flávio

Questão 86 do Enem 2015 PPL: o índice de refração para a luz refletida sair polarizada

Enem 2015 PPL · 1º dia · caderno azul · Física · Óptica

Nos outros cadernos: branco 86 · amarelo 90 · rosa 47

Só quer conferir? Ver o gabarito

A √3

A fotografia feita sob luz polarizada é usada por dermatologistas para diagnósticos. Isso permite ver detalhes da superfície da pele que não são visíveis com o reflexo da luz branca comum. Para se obter luz polarizada, pode-se utilizar a luz transmitida por um polaroide ou a luz refletida por uma superfície na condição de Brewster, como mostra a figura. Nessa situação, o feixe da luz refratada forma um ângulo de 90° com o feixe da luz refletida, fenômeno conhecido como Lei de Brewster. Nesse caso, o ângulo de incidência θp, também chamado de ângulo de polarização, e o ângulo de refração θr estão em conformidade com a Lei de Snell.

Raio incidente não polarizado chega a uma lâmina com ângulo θp; o raio refletido, polarizado, sai com o mesmo ângulo θp; o raio refratado, parcialmente polarizado, entra na lâmina com ângulo θr

Dado: sen 30° = cos 60° = 1/2; sen 60° = cos 30° = √3/2.

Considere um feixe de luz não polarizada proveniente de um meio com índice de refração igual a 1, que incide sobre uma lâmina e faz um ângulo de refração θr de 30°.

Nessa situação, qual deve ser o índice de refração da lâmina para que o feixe refletido seja polarizado?

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

O índice de refração da lâmina para que a luz refletida saia polarizada.

O ângulo de incidência

Na condição de Brewster, refletido e refratado formam 90°. Com reflexão em θp e refração em θr:

θp+90∘+θr=180∘⇒θp=90∘−30∘=60∘\theta_p + 90^\circ + \theta_r = 180^\circ \quad\Rightarrow\quad \theta_p = 90^\circ - 30^\circ = 60^\circ

Lei de Snell

1⋅sen 60∘=n⋅sen 30∘1 \cdot \text{sen}\,60^\circ = n \cdot \text{sen}\,30^\circ n=3/21/2=3n = \frac{\sqrt{3}/2}{1/2} = \sqrt{3}

Alternativa A.

A Gabarito: alternativa A

Por que as outras alternativas estão erradas

  • B

    √3/3 é o inverso: troca o seno de incidência pelo de refração na Lei de Snell. (20,2% marcaram)

  • C

    2 usaria sen 30° no numerador e esquece o √3. (16,9% marcaram)

  • D

    1/2 é só o seno de 30°. (20,1% marcaram)

  • E

    Foi a mais marcada. √3/2 é só o seno de 60°. (26,6% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 3.482 candidatos que fizeram a prova.

Esta aplicação teve poucos candidatos, então as porcentagens oscilam mais do que na prova regular.

Dificuldade pela TRIMédiaParâmetro B: 678 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 16ª mais difícil de 45 questões válidas desta prova. O parâmetro B, na escala de notas do Enem (500 + 100 · b), é a nota em que o candidato passa a ter mais chance de acertar a questão do que de errar, sem contar o chute.
Acertaram16%dos candidatos marcaram a A
Como os candidatos responderam
  • A16% ✓ gabarito
  • B20,2%
  • C16,9%
  • D20,1%
  • E26,6% mais marcada

Em branco: 0,1% · Mais de uma marcada: 0,1%

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza
  • abaixo de 50014,7%
  • 500 a 60016,5%
  • 600 a 70021,1%
  • 700 ou mais70%

Quando o acerto sobe muito de uma faixa para a outra, a questão separa bem quem domina o conteúdo de quem não domina. Na TRI, isso é o parâmetro de discriminação.

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