Questão 115 — ENEM 2022 PPLCaderno azul · 2º Dia
Na área de comunicações, a demanda por grande volume de dados exige uma transmissão em alta frequência. Uma inovação nesse sentido foi o desenvolvimento da fibra óptica, que faz uso da luz como portadora de sinais. A fibra óptica é um meio de propagação da luz formada por duas camadas de vidro, com índices de refração diferentes. Considere que a camada externa da fibra apresente índice de refração n2 , e a camada interna, índice de refração n1 , como ilustrado na figura.
O objetivo dessa diferença é obter a condição de reflexão interna total do sinal óptico que se encontre na camada interna, de forma que ele se propague por toda a extensão da fibra.A tecnologia envolvida na confecção das fibras ópticas deve garantir que o ângulo de refração e a relação entre n1 e n2 sejam, respectivamente,
Alternativas
Resolução
Ficha da Questão
- Matérias: Física → Óptica; reflexão interna total; fibra óptica
- Nível: Médio
- Gabarito: E
Passo 1 — Leitura
- Comando: "o ângulo de refração e a relação entre n1 e n2 sejam, respectivamente…"
Passo 2 — Conceitos
- Reflexão interna total: ocorre quando a luz sai do mais denso para o menos denso, e o ângulo de incidência iguala o ângulo crítico (θc).
- No ângulo crítico: o ângulo de refração é 90° (rasante à interface).
- Condição: n₁ > n₂ (núcleo mais denso que casca).
Passo 3 — Decodificação
- Na condição limite: θ_refração = 90° e n₂ < n₁.
Passo 4 — Resolução
90° + n₂ < n₁ → E.
Passo 5 — Análise
A) 45° e n₂ < n₁. ❌ Ângulo não é 45° na condição crítica geral.
B) nulo e n₂ > n₁. ❌ Sem reflexão interna total.
C) nulo e n₂ < n₁. ❌ Ângulo nulo ≠ crítico.
D) 90° e n₂ > n₁. ❌ Relação invertida.
E) 90° e n₂ < n₁. ✅ Condição exata do ângulo crítico em fibra óptica.
Gabarito: E
Passo 6 — Dica
- Padrão: reflexão interna total → n_meio > n_externo; θ_refração = 90° no limite.
- Dica rápida: luz "fica presa" no meio mais denso.
- Conexões: Lei de Snell; fibra óptica; telecomunicações.