Questão 133 do ENEM 2022 — Física
O feixe de um laser incide obliquamente na lateral de uma janela de vidro, cujo índice de refração é maior do que o do ar, e a atravessa. Uma representação esquemática dessa situação utiliza linhas pontilhadas para demonstrar a trajetória que o feixe teria, caso não sofresse refração, e linhas contínuas com setas para mostrar a trajetória realmente seguida pelo feixe. Qual representação esquemática apresenta a trajetória seguida pelo feixe de laser quando atravessa a janela de vidro?
Resolução comentada
A questão pede o desenho correto da refração de um feixe de laser que atravessa uma lâmina de vidro de faces paralelas, usando a lei de Snell.
O vidro tem índice de refração maior que o do ar. Ao entrar no vidro, o raio se aproxima da normal (a normal aqui é perpendicular às faces, ou seja, horizontal no desenho). Ao sair, o raio volta ao ar e se afasta da normal pelo mesmo ângulo, já que as faces são paralelas.
Consequência: o raio emergente é paralelo ao raio incidente, tracejado, mas deslocado lateralmente. No desenho, dentro do vidro o traço contínuo fica mais inclinado em direção à horizontal que a linha pontilhada, e depois da saída as duas linhas seguem paralelas, com a contínua deslocada para cima da pontilhada.
A resposta é a figura em que o raio se dobra ao entrar e, ao sair, segue paralelo à linha pontilhada, deslocado para cima dela. Na figura em que o raio se dobra ao entrar mas segue com a mesma inclinação depois de sair, falta o desvio de volta na segunda face, e o raio emerge menos inclinado que o pontilhado. Na figura em que, ao sair, o raio fica mais inclinado que o pontilhado, o desvio na saída foi exagerado e o raio emerge em direção diferente da incidente. Na figura em que o raio dentro do vidro segue na mesma inclinação do pontilhado, sem desvio na entrada, a refração foi ignorada. E na figura em que o raio fica mais inclinado dentro do vidro que o pontilhado, ele se afasta da normal ao entrar, comportamento de um meio menos refringente que o ar, e depois emerge mais aberto que o incidente.