Questão 57 do ENEM 2013 — Ciências da Natureza

Para entender como a luz viaja dentro de uma fibra óptica sem "escapar" para o meio externo, precisamos analisar o fenômeno óptico que ocorre em seu interior: a reflexão interna total.

Uma fibra óptica é composta basicamente por duas partes principais: o núcleo, por onde a luz viaja, e o revestimento (ou casca), que envolve o núcleo. O objetivo da fibra é confinar a luz dentro do núcleo ao longo de todo o seu trajeto.

Para que a luz fique confinada no núcleo e não passe para o revestimento, ela deve sofrer reflexão interna total toda vez que atingir a fronteira entre esses dois materiais. Esse fenômeno só ocorre sob duas condições fundamentais:

1. A luz deve estar se propagando de um meio mais refringente (maior índice de refração, $n$) para um meio menos refringente (menor índice de refração).
2. O ângulo de incidência da luz na interface entre os dois meios deve ser maior que o chamado ângulo limite ($\theta_L$).

Portanto, para que a transmissão aconteça de forma correta, o índice de refração do núcleo ($n_{\text{núcleo}}$) deve ser superior ao índice de refração do revestimento ($n_{\text{revestimento}}$). Dessa forma, quando a luz tenta passar do núcleo para o revestimento, ela sofre reflexão interna total e continua sua trajetória por dentro da fibra.

Analisando as alternativas:

• A alternativa A fala em difração, que é o encurvamento da onda ao passar por fendas ou obstáculos, o que não é o princípio de funcionamento da fibra.
• A alternativa B descreve exatamente a condição necessária: índice superior e ocorrência de reflexão interna total.
• As alternativas C, D e E falam em índice inferior, o que faria a luz sofrer refração e escapar da fibra, além de citarem fenômenos incorretos para o confinamento da luz (reflexão parcial ou interferência).

Logo, a alternativa correta é a que aponta um índice superior e a ocorrência de reflexão interna total.