ENEM - 2014 Uma proposta de dispositivo capaz de indicar a qualidade da gasolina vendida em postos e…

Questão

ENEM - 2014 Uma proposta de dispositivo capaz de indicar a qualidade da gasolina vendida em postos e, consequentemente, evitar fraudes, poderia utilizar o conceito de refração luminosa. Nesse sentido, a gasolina não adulterada, na temperatura ambiente, apresenta razão entre os senos dos raios incidente e refratado igual a 1,4. Desse modo, fazendo incidir o feixe de luz proveniente do ar com um angulo fixo e maior que zero, qualquer modificação no angulo do feixe refratado indicará adulteração no combustível. Em uma fiscalização rotineira, o teste apresentou o valor de 1,9. Qual foi o comportamento do raio refratado? Em uma fiscalização rotineira, o teste apresentou o valor de 1,9. Qual foi o comportamento do raio refratado?

1. A) Mudou de sentido.
2. B) Sofreu reflexão total.
3. C) Atingiu o valor do ângulo limite.
4. D) Direcionou-se para a superfície de separação.
5. E) Aproximou-se da normal à superfície de separação.

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. Identifique a grandeza dada. A razão entre os senos dos ângulos incidente e refratado (sen i / sen r) é constante para cada meio e vale o índice de refração relativo do meio em relação ao ar. Para a gasolina não adulterada essa razão é 1,4.
2. Compare com o valor medido na fiscalização. A razão encontrada foi 1,9, maior que 1,4. Como o ângulo de incidência i foi mantido fixo, sen i é o mesmo nos dois casos.
3. Calcule o efeito no ângulo refratado. Como sen r = sen i / 1,9 e sen r = sen i / 1,4 no caso puro, o seno do ângulo refratado diminui quando a razão aumenta. Um seno menor significa um ângulo r menor, ou seja, o raio refratado fica mais próximo da normal à superfície de separação.
4. Conclua. O comportamento observado foi o raio refratado aproximar-se da normal, o que indica adulteração do combustível. O gabarito oficial E está correto.
5. Por que as outras estão erradas. A: a refração altera a direção de propagação, mas não inverte o sentido do raio. B: reflexão total só ocorre quando a luz passa de um meio mais refringente para um menos refringente com ângulo acima do limite, e aqui a luz passa do ar para o combustível. C: o ângulo limite só existe na passagem de um meio mais refringente para um menos refringente, então não se aplica a este caso. D: o raio só se dirigiria paralelamente à superfície se o ângulo refratado fosse de 90 graus, o que exigiria sen r = 1 e, portanto, sen i = 1,9, impossível, pois o seno não ultrapassa 1.

💡 Dica: Use a relação entre os senos dos ângulos para comparar os valores e interpretar o comportamento do raio refratado.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão