Questão 78 do ENEM 2012 — Ciências da Natureza

Para entendermos por que o tubo de vidro fica invisível quando imerso na glicerina, precisamos lembrar como enxergamos objetos transparentes. Nós só conseguimos ver um copo ou um tubo de vidro no ar porque a luz sofre refração (desvio) e reflexão ao passar do ar para o vidro. Isso acontece porque esses dois meios possuem densidades ópticas diferentes, ou seja, índices de refração diferentes.

O índice de refração absoluto ($n$) de um meio é uma grandeza que relaciona a velocidade da luz no vácuo ($c$) com a velocidade da luz nesse meio ($v$), através da equação: $n = \frac{c}{v}$

Quando a luz passa de um meio para outro com o mesmo índice de refração, ela não sofre desvio em sua trajetória nem reflexão na fronteira entre os dois materiais. O feixe de luz atravessa a interface como se fosse um único meio contínuo. É exatamente isso que ocorre no experimento descrito: o tubo de vidro "desaparece" dentro da glicerina porque o vidro e a glicerina possuem índices de refração praticamente iguais ($n_{vidro} \approx n_{glicerina}$).

Como os índices de refração são iguais, a consequência direta, baseada na fórmula $n = \frac{c}{v}$, é que a velocidade da luz no vidro é a mesma que a velocidade da luz na glicerina ($v_{vidro} \approx v_{glicerina}$). Sem mudança na velocidade da luz ao trocar de meio, não há refração, tornando a fronteira entre o vidro e a glicerina imperceptível aos nossos olhos.

Analisando as alternativas, a única que descreve corretamente a causa desse fenômeno óptico é a que afirma que a velocidade da luz é a mesma em ambos os meios.