Questão 127 do ENEM 2024 — Física
Quando utilizadas na iluminação pública noturna, as lâmpadas de LED brancas produzem uma luz branco-azulada, cujo brilho difuso dificulta a observação das estrelas, que também chegam aos nossos olhos como luz azulada. Por isso, esse tipo de iluminação pública pode ser considerada uma nova forma de poluição: a “poluição azul”, que afeta a dinâmica de várias espécies. A cidade de Flagstaff, nos Estados Unidos, foi uma das pioneiras na resolução dessa questão. Embora sua iluminação pública seja feita com lâmpadas de LED brancas, a cidade tomou medidas para impedir o brilho azulado. Conforme estudos de uma equipe de cientistas australianos, com a aplicação de um material, é possível alterar a transmissão das frequências indesejadas, mantendo a intensidade total da lâmpada. As figuras do estudo indicam: • o espectro de emissão correspondente a uma lâmpada LED branca (A); • o espectro de emissão correspondente a uma lâmpada LED branca coberta com o material do estudo (B).
DIMOVSKI, A. M.; ROBERT, K. A. Artificial Light Pollution: Shifiting Spectral Wavelengths to Mitigate Physiological and Health Consequences in a Nocturnal Marsupial Mammal. J. Exp. Zool., n. 329, 2018 (adaptado).
Nesse estudo, o material utilizado na cobertura
Resolução comentada
A questão pede o que o material de cobertura faz com a luz de uma lâmpada de LED branca para reduzir o brilho azulado, interpretando os espectros de emissão das duas situações (sem e com a cobertura).
O enunciado diz que o material altera a transmissão das frequências indesejadas (azuis), mantendo a intensidade total da lâmpada. Ao comparar os espectros, a lâmpada com cobertura apresenta menos intensidade na região do azul, e a energia retirada dali reaparece em comprimentos de onda maiores, na região do amarelo-alaranjado.
Como a intensidade total permanece, a energia não foi simplesmente barrada: o material absorve fótons de alta energia (azul) e reemite fótons de menor energia (amarelo-alaranjado), como fazem os materiais fluorescentes. Fótons de menor energia correspondem a frequências menores e comprimentos de onda maiores, o que é compatível com a transformação azul → amarelo-alaranjado.
A resposta é que o material absorve a luz azul e emite luz amarelo-alaranjada. Refletir a luz azul apenas devolveria a luz para a lâmpada e reduziria a intensidade total. A difração apenas desvia a luz sem alterar a composição do espectro, e a polarização muda a direção de vibração da onda, não a distribuição de frequências. Emitir ultravioleta exigiria fótons mais energéticos que os absorvidos, o que não é possível sem fornecer energia adicional.