Questão 107 do ENEM 2022 — Ciências da Natureza

O que a questão pede é acompanhar o caminho da luz ao atravessar uma janela de vidro — um caso clássico de refração através de uma lâmina de faces paralelas.

Lembre que o feixe cruza duas interfaces: primeiro passa do ar para o vidro e, depois, do vidro de volta para o ar. Em cada uma delas vale a Lei de Snell-Descartes, que relaciona os índices de refração ($n$) e os ângulos medidos em relação à reta normal ($\theta$):

$n_1 \cdot \sin(\theta_1) = n_2 \cdot \sin(\theta_2)$

1. Primeira interface: Ar $\rightarrow$ Vidro

O enunciado informa que o índice de refração do vidro é maior que o do ar ($n_{vidro} > n_{ar}$). Quando a luz vai de um meio menos refringente (ar) para um mais refringente (vidro), ela desacelera e o raio refratado se aproxima da reta normal. Ou seja, dentro do vidro o feixe fica menos inclinado do que seguiria se não houvesse refração — ele se desloca ficando de um lado da linha pontilhada (a trajetória hipotética sem desvio).

2. Segunda interface: Vidro $\rightarrow$ Ar

Agora a luz sai do vidro para o ar, indo de um meio mais refringente para um menos refringente. Acontece o inverso: o raio ganha velocidade e se afasta da reta normal.

Como as duas faces da janela são paralelas, o ângulo de saída é igual ao ângulo de incidência original. Isso garante que o raio emergente seja paralelo à direção do raio incidente. O efeito líquido de atravessar a lâmina é apenas um deslocamento lateral do feixe, sem mudar sua direção final.

Conclusão

A representação correta precisa mostrar, ao mesmo tempo:

• dentro do vidro, o raio contínuo aproximando-se da normal (desviando-se da linha pontilhada);
• fora do vidro, o raio contínuo emergindo paralelo à trajetória original pontilhada, apenas deslocado lateralmente.

A única alternativa que atende às duas condições é a A.