Questão 125 do ENEM 2018 — Ciências da Natureza

Esta questão une dois fenômenos ópticos: a dispersão da luz ao atravessar o prisma e a reflexão em um espelho plano. A chave é conectar a propriedade das ondas (frequência de cada cor) com a geometria do arranjo mostrado na figura, que traz o feixe branco incidindo no prisma, emergindo, refletindo no espelho e atingindo o perfil do filme.

Cor, frequência e índice de refração

O enunciado fornece a informação decisiva: o índice de refração ($n$) do prisma cresce com a frequência ($f$) da luz.

No espectro visível, a luz vermelha tem menor frequência e a azul tem maior frequência, com o verde entre elas. Assim:

$f_{\text{vermelha}} < f_{\text{verde}} < f_{\text{azul}}$

Como o índice de refração acompanha a frequência, vale a mesma ordem para os índices:

$n_{\text{vermelha}} < n_{\text{verde}} < n_{\text{azul}}$

Dispersão no prisma

Na óptica geométrica, quanto maior o índice de refração para uma cor, maior o desvio que ela sofre ao atravessar o prisma. Logo:

• A luz azul (maior $n$) sofre o maior desvio;
• A luz vermelha (menor $n$) sofre o menor desvio;
• A luz verde fica em posição intermediária.

É isso que separa o feixe branco em três raios distintos ao emergir do prisma.

Da emergência ao filme

Após emergir do prisma, os três raios são refletidos pelo espelho plano antes de atingir o perfil do filme. A ordem em que os pontos aparecem no filme resulta da combinação de dois fatores: o grau de desvio de cada cor no prisma e a geometria da reflexão representada na figura. Preservada a coerência dessa trajetória (com o azul mantendo o maior desvio e o vermelho o menor), a ordenação vertical dos pontos no filme fica estabelecida.

Conclusão

O comando pede as cores no filme lidas de baixo para cima. Aplicando o critério físico (o vermelho, de menor desvio, ocupa uma extremidade da sequência, e o azul, de maior desvio, a outra, com o verde no meio) à geometria mostrada, a leitura de baixo para cima é:

Vermelha, verde, azul.

Isso corresponde à alternativa A.