Questão 89 — ENEM 2016 Reaplicação

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Física → Óptica Física (natureza ondulatória da luz e polarização)
• ⚡ Nível: Médio — exige entender o conceito de eixo de polarização e relacioná-lo a uma representação visual (as linhas nas lentes), e não apenas decorar uma fórmula.
• 🎯 Tema/Habilidade: Polarização da luz por reflexão e filtros polarizadores — compreender fenômenos ondulatórios e suas aplicações tecnológicas (competência de Ciências da Natureza ligada a ondas e óptica).
• 🏆 Gabarito: A — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Entre cinco óculos com lentes cujo eixo de polarização está desenhado por linhas, qual deles bloqueia o brilho da luz refletida na água empoçada do asfalto, sabendo que essa luz refletida está polarizada horizontalmente?"
• Palavras-chave decisivas: luz refletida, polarização horizontal, eixo de polarização das lentes
• Armadilha típica: confundir "eixo de polarização da lente" com "direção que deve coincidir com a da luz refletida" — é exatamente o contrário: para bloquear o brilho, o eixo da lente precisa ser perpendicular à polarização da luz incidente, não igual a ela.
• O que a resposta precisa demonstrar: identificar, entre as cinco figuras, a lente cujas linhas (eixo de transmissão) estão orientadas na vertical, pois só essa orientação é perpendicular à polarização horizontal da luz refletida na água.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Luz como onda eletromagnética transversal: o campo elétrico da luz oscila perpendicularmente à direção de propagação, e pode oscilar em qualquer plano perpendicular a essa direção (luz natural não polarizada) ou em um único plano (luz polarizada).
• Polarização por reflexão: quando a luz incide obliquamente sobre uma superfície refletora horizontal (como água empoçada), a luz refletida fica preferencialmente polarizada no plano paralelo à superfície refletora — ou seja, adquire polarização horizontal. É esse brilho horizontal que ofusca o motorista.
• Filtro polarizador (lente polaroide): deixa passar apenas a componente do campo elétrico que oscila paralelamente ao seu eixo de transmissão (representado, no enunciado, pelas linhas desenhadas na lente) e absorve a componente perpendicular a esse eixo.
• Lei de Malus (ideia qualitativa): a intensidade transmitida por um polarizador é proporcional a cos²θ, sendo θ o ângulo entre a polarização da luz incidente e o eixo do filtro. Se θ = 90° (eixos perpendiculares), a transmissão é praticamente nula (bloqueio total); se θ = 0° (eixos paralelos), toda a luz passa; ângulos intermediários deixam passar uma fração intermediária.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "essa luz adquire polarização horizontal" → a luz refletida na água do asfalto vibra predominantemente no plano horizontal, que é a fonte do incômodo visual (o brilho, ou glare).
• Evidência 2: "as linhas nas lentes dos óculos representam o eixo de polarização dessas lentes" → cada desenho de óculos mostra, por meio da orientação das linhas, a direção que a lente deixa passar (seu eixo de transmissão).
• Síntese: para "apagar" o brilho horizontal, a lente precisa ter seu eixo de transmissão na direção vertical — perpendicular à polarização da luz refletida — de modo que a componente horizontal (toda a luz do brilho) seja bloqueada e apenas uma fração mínima da luz ambiente, polarizada em outras direções, atravesse a lente.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Traduzir o problema físico em uma condição geométrica

A luz que incomoda o motorista está polarizada horizontalmente (plano paralelo ao asfalto). Para bloquear essa luz, a regra da polarização exige que o eixo do filtro (a direção que ele deixa passar) seja perpendicular à direção de polarização da luz indesejada. Perpendicular à horizontal é a vertical. Logo, a lente-solução deve ter linhas (eixo de polarização) orientadas verticalmente nos dois olhos, de forma simétrica e consistente.

Subpasso 4.2 — Analisar a orientação das linhas em cada alternativa da figura

Observando os cinco pares de óculos:

• A) as duas lentes têm linhas verticais, retas e paralelas, de cima para baixo;
• B) as duas lentes têm linhas diagonais, inclinadas cerca de 45°;
• C) a lente esquerda tem linhas verticais e a lente direita tem linhas horizontais (orientações diferentes entre os dois olhos);
• D) as duas lentes têm linhas horizontais;
• E) as duas lentes são lisas, em degradê cinza, sem qualquer linha indicando eixo de polarização.

Subpasso 4.3 — Verificação com a Lei de Malus (qualitativa)

Aplicando θ = ângulo entre o eixo da lente e a polarização horizontal da luz refletida:

• A: θ = 90° → cos²(90°) = 0 → bloqueio total do brilho. ✔
• B: θ = 45° → cos²(45°) = 0,5 → deixa passar metade da luz do brilho, apenas atenua.
• C: um olho bloqueia (θ = 90°), o outro deixa passar tudo (θ = 0°) → solução inconsistente e desconfortável.
• D: θ = 0° → cos²(0°) = 1 → todo o brilho atravessa, sem nenhum efeito.
• E: sem eixo definido (não é um polarizador direcional) → não filtra polarização, apenas escurece a cena de forma uniforme.

Apenas a alternativa A elimina completamente a luz horizontalmente polarizada, confirmando-se como a solução do problema.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) Óculos com lentes de linhas verticais nos dois olhos

✅ Correta: o eixo de polarização vertical é perpendicular à polarização horizontal da luz refletida na água, bloqueando quase totalmente o brilho e resolvendo o problema do motorista.

B) Óculos com lentes de linhas diagonais (~45°) nos dois olhos

❌ Incorreta: o eixo inclinado a 45° em relação à horizontal reduz a intensidade do brilho pela metade (cos²45° = 0,5), mas não o elimina — o motorista continuaria incomodado, ainda que menos.

C) Óculos com uma lente de linhas verticais e outra de linhas horizontais

❌ Incorreta: além de fisicamente pouco plausível como produto (lentes com eixos diferentes para cada olho), a lente com linhas horizontais tem eixo paralelo à polarização da luz refletida, deixando esse brilho passar integralmente naquele olho — o problema persiste de forma assimétrica.

D) Óculos com lentes de linhas horizontais nos dois olhos

❌ Incorreta: eixo de polarização paralelo (0°) ao plano de polarização da luz refletida é exatamente a pior escolha possível — toda a luz horizontalmente polarizada do brilho é transmitida sem qualquer bloqueio.

E) Óculos com lentes lisas, sem linhas de eixo de polarização

❌ Incorreta: a ausência de eixo definido indica uma lente sem propriedade seletiva de polarização (apenas um filtro de tonalidade/escurecimento uniforme), que reduz a luminosidade geral mas não distingue nem bloqueia especificamente a luz polarizada horizontalmente do brilho.

🏆 Gabarito: A — é a única alternativa em que o eixo de polarização das lentes está orientado perpendicularmente (na vertical) à polarização horizontal da luz refletida na água, condição necessária e suficiente para bloquear o brilho que incomoda o motorista.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: só a alternativa A apresenta eixo de polarização vertical nas duas lentes, a única orientação capaz de anular (θ = 90°) a componente horizontal da luz refletida, que é justamente a responsável pelo ofuscamento.
• Padrão de cobrança: o ENEM costuma explorar polarização em contextos aplicados e visuais — óculos de sol polarizados, telas de LCD, filtros fotográficos e óculos 3D — sempre pedindo que o estudante relacione a orientação do eixo do filtro com a direção de polarização da luz a ser bloqueada ou transmitida, sem exigir cálculos complexos.
• Generalização: para bloquear totalmente uma luz polarizada em certa direção, o eixo do polarizador deve ser perpendicular a essa direção; para deixá-la passar integralmente, o eixo deve ser paralelo a ela; em qualquer ângulo intermediário, a transmissão é parcial, seguindo cos²θ (Lei de Malus).
• Dica de eliminação rápida: identifique primeiro a direção de polarização da luz-problema (aqui, horizontal, por causa da reflexão na água) e procure diretamente a alternativa com linhas na direção oposta (vertical); isso já elimina D (linhas paralelas, pior caso) e E (sem eixo definido) em segundos, restando comparar A, B e C pela consistência e pelo ângulo mais próximo de 90°.
• Conexões: o mesmo raciocínio aparece em questões sobre óculos 3D polarizados (cada lente com eixo perpendicular ao da outra para separar as imagens de cada olho) e sobre redução de reflexos em fotografia com filtros polarizadores circulares.