Questão 117 — ENEM 2020 PPLCaderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Física → Óptica ondulatória (natureza da luz e comportamento ondulatório)
• ⚡ Nível: Fácil — a questão descreve diretamente o efeito (filtragem por direção de vibração), bastando reconhecer o nome do fenômeno
• 🎯 Tema/Habilidade: Polarização da luz — reconhecer fenômenos ondulatórios em situações cotidianas e tecnológicas (competência de Ondas, Óptica e Radiação da matriz do ENEM)
• 🏆 Gabarito: E — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Qual fenômeno ondulatório explica óculos que deixam passar luz vibrando só na horizontal ou só na vertical, criando a sensação de imagem 3D?"
• Palavras-chave decisivas: emergem vibrando apenas na direção vertical ou apenas na direção horizontal, óculos 3D, cada lente
• Armadilha típica: confundir "separação por direção de vibração" com difração (que envolve contorno de obstáculos) ou com dispersão (que separa por comprimento de onda/cor, não por direção de vibração)
• O que a resposta precisa demonstrar: entendimento de que a luz é uma onda transversal e que existe um fenômeno específico capaz de restringir seu plano de vibração — não basta saber que a luz "muda de direção" de forma genérica

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Luz como onda eletromagnética transversal: o campo elétrico (e o magnético) oscila perpendicularmente à direção de propagação; numa luz natural (não polarizada), essas oscilações ocorrem em todas as direções perpendiculares ao feixe, sem preferência.
• Polarização: fenômeno pelo qual se restringe a vibração da onda transversal a um único plano. Um filtro polarizador contém "fendas moleculares" alinhadas em uma direção específica; apenas a componente do campo elétrico paralela a essa direção atravessa o filtro — o restante é absorvido.
• Filtros polarizadores cruzados (base da tecnologia 3D): em óculos 3D polarizados, cada lente possui um filtro orientado de forma diferente (uma na vertical, outra na horizontal, ou com polarização circular em sentidos opostos nos sistemas mais modernos). O projetor emite duas imagens sobrepostas, cada uma polarizada em uma direção; cada olho só recebe a imagem cuja polarização coincide com a do filtro da lente correspondente, criando a ilusão de profundidade (visão estereoscópica).
• Diferença crucial em relação a outros fenômenos ondulatórios: difração é o desvio da onda ao contornar obstáculos ou fendas estreitas; dispersão é a separação da luz em cores devido à dependência do índice de refração com o comprimento de onda; reflexão é o retorno da onda ao encontrar uma superfície; refração é a mudança de direção ao mudar de meio. Nenhum desses fenômenos atua selecionando o plano de vibração da onda — só a polarização faz isso.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "as ondas luminosas [...] emergem vibrando apenas na direção vertical ou apenas na direção horizontal" → isso descreve exatamente a seleção de um único plano de vibração, que é a definição operacional de polarização.
• Evidência 2: "Após atravessar cada lente dos óculos" → indica que cada lente atua como um filtro que processa a luz antes de chegar ao olho, comportamento típico de um filtro polarizador, e não de uma superfície refletora ou refratora comum.
• Síntese: o enunciado descreve, com precisão técnica, o efeito de um filtro polarizador sobre uma onda eletromagnética transversal — a luz deixa de vibrar em todas as direções e passa a vibrar em apenas uma, vertical ou horizontal, dependendo da lente. Essa restrição do plano de oscilação é, por definição, o fenômeno da polarização.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Identificar a natureza física do problema

A luz é uma onda eletromagnética transversal: o campo elétrico oscila perpendicularmente à direção de propagação, podendo vibrar em qualquer direção dentro desse plano perpendicular (luz não polarizada). O enunciado afirma que, após passar pela lente, a onda passa a vibrar apenas na vertical ou apenas na horizontal. Isso é uma restrição do plano de oscilação, não uma mudança de direção de propagação, de cor ou de meio.

Subpasso 4.2 — Associar a restrição do plano de vibração ao fenômeno correto

Dentre os fenômenos ondulatórios estudados no ensino médio (reflexão, refração, difração, dispersão e polarização), apenas a polarização atua diretamente sobre o plano de vibração de uma onda transversal, filtrando-a para que apenas as oscilações em uma direção específica sejam transmitidas. Esse é exatamente o mecanismo por trás dos óculos 3D polarizados: cada lente é um filtro polarizador orientado em um ângulo (tipicamente 90° entre as duas lentes), e o sistema de projeção emite duas imagens com polarizações distintas e sobrepostas na tela.

Subpasso 4.3 — Verificação

Cada olho, através de sua lente, recebe apenas a imagem cuja polarização coincide com a orientação do filtro daquela lente. O cérebro combina as duas imagens levemente diferentes (uma para cada olho) e interpreta a diferença como profundidade, gerando a sensação tridimensional. Esse mecanismo só é possível porque a luz foi previamente separada por direção de vibração — confirmando que o fenômeno descrito é a polarização, alternativa E.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) difração.

❌ Incorreta: difração é o desvio da trajetória da onda ao encontrar obstáculos ou fendas de dimensão comparável ao comprimento de onda, produzindo espalhamento e padrões de interferência (como nas bordas de sombras ou em redes de difração). Nada no enunciado menciona contorno de obstáculos ou espalhamento angular da luz — o fenômeno descrito é a seleção do plano de vibração, não o desvio da trajetória.

B) dispersão.

❌ Incorreta: dispersão é a separação da luz branca em suas componentes de cor (comprimentos de onda diferentes), causada pela variação do índice de refração de um meio com a frequência da luz — como ocorre em um prisma ou no arco-íris. O enunciado não trata de separação de cores, mas de separação por direção de vibração, o que descarta esse fenômeno.

C) reflexão.

❌ Incorreta: reflexão é o retorno da onda ao meio de origem após incidir sobre uma superfície, sem que a onda atravesse essa superfície (ou parte dela reflete enquanto outra refrata). Nos óculos 3D, a luz atravessa a lente — ela não é refletida de volta — e a interação da lente não se resume a "rebater" a luz, e sim a filtrar sua direção de vibração.

D) refração.

❌ Incorreta: refração é a mudança de direção de propagação de uma onda ao mudar de meio, devido à alteração de sua velocidade (associada ao índice de refração). Embora a luz de fato atravesse a lente (um novo meio), o efeito relevante descrito no enunciado não é o desvio do raio luminoso, e sim a filtragem de sua direção de oscilação — efeito que a refração, isoladamente, não produz.

E) polarização.

✅ Correta: a polarização é o fenômeno ondulatório que restringe a vibração de uma onda transversal a um único plano. É exatamente isso que o filtro de cada lente dos óculos 3D faz: deixa passar somente a componente da onda luminosa que vibra na direção vertical (numa lente) ou horizontal (na outra), permitindo que cada olho receba uma imagem distinta e, assim, se construa a percepção de profundidade.

🏆 Gabarito: E — o funcionamento dos óculos 3D depende de filtros que selecionam o plano de vibração da luz, processo que corresponde exatamente à definição física de polarização.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: somente a polarização atua sobre o plano de vibração de uma onda transversal como a luz; nenhum dos demais fenômenos (reflexão, refração, difração, dispersão) tem esse efeito, o que torna a alternativa E a única compatível com o enunciado.
• Padrão de cobrança: o ENEM costuma trazer a polarização em contextos tecnológicos do cotidiano — óculos 3D, óculos de sol polarizados (que reduzem reflexos/ofuscamento em superfícies como água e asfalto), telas de LCD e fotografia. A banca geralmente descreve o efeito (filtragem de direção de vibração ou redução de brilho refletido) sem citar o nome do fenômeno, exigindo que o estudante o identifique pela descrição.
• Generalização: sempre que o enunciado mencionar luz sendo "filtrada" por direção de vibração, redução seletiva de reflexos, ou uso de lentes/filmes especiais que bloqueiam parte da luz mantendo outra parte, pense em polarização — é a assinatura conceitual desse fenômeno, exclusivo de ondas transversais.
• Dica de eliminação rápida: elimine reflexão e refração de cara se a questão não falar em mudança de meio, ângulo de incidência ou "voltar"/"desviar" o raio de luz; elimine dispersão se não houver menção a cores ou comprimentos de onda diferentes; elimine difração se não houver obstáculos, fendas estreitas ou contorno de bordas — sobra apenas a polarização quando o tema é "direção de vibração".
• Conexões: o mesmo princípio explica óculos de sol polarizados (bloqueiam o brilho da luz refletida horizontalmente por superfícies como água e asfalto) e é usado em fotografia (filtros polarizadores para reduzir reflexos em vidros e água) e em telas de cristal líquido (LCD).