Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Questão 9136 — A fotografia feita sob luz polarizada é usada por dermatologistas para diagnósticos, pois permite ver detalhes da superfície da pele que não são visí…

2026 Questão 9136

Difícil

A fotografia feita sob luz polarizada é usada por dermatologistas para diagnósticos, pois 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 refletida por uma superfície na condição de Brewster: nessa situação, o feixe refratado forma um ângulo de 90° com o feixe refletido, e o ângulo de incidência θP (ângulo de polarização) e o ângulo de refração θR obedecem à Lei de Snell. Considere um feixe de luz não polarizado, proveniente de um meio com índice de refração igual a 1, que incide sobre uma lâmina e forma um ângulo de refração θR = 30°. Dados: sen 30° = 1/2; sen 60° = √3/2.

Questão inspirada no ENEM 2015 (adaptada pela banca DIMVS).

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

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Resolução

Resposta correta: Letra A — √3

Esta questão aborda o fenômeno da polarização da luz por reflexão, especificamente na condição de Brewster. O conceito central é o ângulo de Brewster, no qual a luz refletida é totalmente polarizada. A condição de Brewster ocorre quando o ângulo entre o feixe refletido e o refratado é de 90°, e a relação entre os índices de refração dos meios e os ângulos envolvidos é dada pela Lei de Snell e pela equação de Brewster: $\tan \theta_P = n_2/n_1$. Sabendo que o índice do meio de origem é 1 e o ângulo de refração é 30°, usamos a Lei de Snell ($n_1 \sin \theta_P = n_2 \sin \theta_R$) para encontrar $\theta_P$ e, em seguida, o índice $n_2$. Passo a passo: 1) O ângulo de incidência $\theta_P$ e o de refração $\theta_R$ somam 90° (condição de Brewster), logo $\theta_P = 60°$. 2) Aplicando a Lei de Snell: $1 \cdot \sin 60° = n_2 \cdot \sin 30°$. Substituindo os valores: $\frac{\sqrt{3}}{2} = n_2 \cdot \frac{1}{2}$. 3) Isolando $n_2$, temos $n_2 = \sqrt{3}$. Portanto, o índice de refração correto é $\sqrt{3}$, alternativa A.

Comentários por alternativa

  1. A √3
    Correta. Ao aplicar a Lei de Snell e a condição de Brewster, encontramos que o índice de refração da lâmina deve ser $\sqrt{3}$ para que a luz refletida seja polarizada.
  2. B √3/2
    Errada. $\frac{\sqrt{3}}{2}$ é o valor de $\sin 60°$, não o índice de refração. Confunde o conceito de seno do ângulo com o índice procurado.
  3. C 2
    Errada. O valor 2 não corresponde ao resultado da equação obtida pela Lei de Snell com os ângulos fornecidos.
  4. D 1/2
    Errada. $\frac{1}{2}$ é o valor de $\sin 30°$, não o índice de refração. É um erro comum confundir o seno do ângulo com o índice.
  5. E 1/√3
    Errada. $\frac{1}{\sqrt{3}}$ seria o resultado se invertêssemos a razão dos índices, mas não corresponde à situação física do problema.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

1 / 7
1. O que é o ângulo de Brewster?
É o ângulo de incidência em que a luz refletida por uma superfície é totalmente polarizada perpendicularmente ao plano de incidência.
2. Qual a relação matemática do ângulo de Brewster?
A relação é $\tan \theta_P = \frac{n_2}{n_1}$, onde $n_1$ e $n_2$ são os índices de refração dos meios.
3. Como a Lei de Snell é expressa?
A Lei de Snell é $n_1 \sin \theta_1 = n_2 \sin \theta_2$, relacionando ângulos e índices de refração.
4. Por que a luz refletida no ângulo de Brewster é polarizada?
Porque, nesse ângulo, o feixe refletido e o refratado são perpendiculares, eliminando a componente paralela da luz refletida.
5. O que significa luz polarizada?
Luz polarizada tem as oscilações do campo elétrico restritas a um único plano.
6. Como encontrar o índice de refração usando ângulos de incidência e refração?
Usa-se a Lei de Snell, isolando o índice desejado: $n_2 = \frac{n_1 \sin \theta_1}{\sin \theta_2}$.
7. Qual a utilidade da polarização da luz na medicina?
Permite visualizar detalhes da pele e tecidos que não são visíveis sob luz comum, auxiliando diagnósticos dermatológicos.

Treino guiado

Detonando o Tema

O DIMVS vai preparar 3 perguntas sobre o mesmo tema desta questão: uma fácil, uma média e uma difícil.

1. Comece pelo fácil 2. Suba para o médio 3. Feche no difícil

Ao responder, você vê a resolução, comentários das alternativas e flashcards. No fim, o resultado mostra seu domínio do tema.

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