Questão 132 do ENEM 2019 — Ciências da Natureza

Para entendermos o "superpoder" do povo moken, precisamos primeiro compreender por que a nossa visão fica embaçada debaixo d'água.

O problema da visão subaquática

No nosso dia a dia, a luz viaja pelo ar (cujo índice de refração é $n_{\text{ar}} \approx 1$) e atinge a nossa córnea (que, junto com os fluidos do olho, tem um índice de refração de aproximadamente $n_{\text{olho}} \approx 1,33$). Essa diferença de índices de refração faz com que a luz sofra um grande desvio (refração) ao entrar no olho, o que é essencial para focar a imagem exatamente sobre a retina.

No entanto, quando abrimos os olhos debaixo d'água, a luz viaja de um meio com índice de refração $n_{\text{água}} \approx 1,33$ para o olho. Como os índices de refração da água e da córnea são praticamente iguais, a luz quase não sofre desvio ao entrar no olho. Sem essa refração inicial, a imagem acaba se formando muito atrás da retina, resultando em uma visão completamente borrada (uma espécie de hipermetropia severa temporária).

A solução: o efeito "Pinhole" (Câmara Escura)

O texto nos diz que as pupilas dos indivíduos moken sofrem uma redução significativa, fazendo com que os raios luminosos incidam quase paralelamente ao eixo óptico. Mas como isso ajuda?

Quando a pupila está muito aberta, raios de luz entram por todas as bordas da lente do olho (raios marginais) e precisariam sofrer um grande desvio para se encontrarem em um único ponto na retina. Como vimos, debaixo d'água esse desvio não acontece direito.

Ao contrair a pupila até que ela fique minúscula, o olho bloqueia esses raios periféricos problemáticos e permite a entrada apenas dos raios centrais (raios paraxiais). Esses raios centrais já entram no olho praticamente retos, paralelos ao eixo óptico. A grande vantagem geométrica aqui é que esses raios centrais precisam de pouquíssimo ou nenhum desvio (refração) para atingir a retina no lugar certo.

Esse é o mesmo princípio de uma câmara escura de orifício ou o motivo pelo qual pessoas míopes apertam os olhos para enxergar melhor de longe: ao diminuir a abertura, você aumenta a profundidade de campo e elimina a necessidade de a lente desviar muito a luz para focar a imagem.

Analisando as alternativas

Sabendo disso, podemos avaliar o que ocorre fisicamente:

• A) Incorreta. A intensidade luminosa realmente diminui quando a pupila fecha, mas ter menos luz deixa a imagem mais escura, não mais nítida.
• B) Incorreta. Diminuir o tamanho de uma fenda (pupila) na verdade aumenta a difração da luz. Se a difração fosse o fator principal, a imagem ficaria ainda mais borrada.
• C) Incorreta. A polarização não tem relação com a capacidade de focar a imagem na retina.
• D) Correta. Ao fechar a pupila, selecionamos apenas os raios que entram paralelos ao eixo óptico. Isso diminui drasticamente a necessidade de desvio dos feixes luminosos refratados no interior do olho, compensando a falta de refração da córnea na água.
• E) Incorreta. Reflexões internas não são a causa do embaçamento subaquático, mas sim a falta de refração adequada.

Portanto, a acuidade visual é explicada pela diminuição do desvio necessário para formar a imagem.