Questão 91 da prova cinza do ENEM-2019.
13 de novembro, 2019 às 13:55 | Postado em Óptica, Óptica geométrica
Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/Professor Lang, boa noite! Eu acompanho o CREF há algum tempo e sei que o senhor tem algumas críticas quanto à prova de física do Enem. Não sei se já teve oportunidade de vê-la esse ano. Meu questionamento é sobre uma questão que trata a capacidade de um povo enxergar nitidamente debaixo d’água, na questão mesmo, se atribui esse fato à diminuição, considerável, da pupila, ao entrar na água. A resposta que tenho visto, sendo colocada como correta é que isso gera uma diminuição do desvio da luz, uma vez que os raios que “entram” no olho, estão mais próximos ao eixo principal. Porém, tem uma opção que atribui o fato à diminuição da luz que chega à retina e essa explicação me parece bastante razoável também. Lembrei-me daquela experiência de tampar o olho e fazer um pequeno buraco com a mão e assim se enxerga nitidamente os objetos, a explicação que conheço para esse fato é justamente que se diminui a quantidade de luz que “entra” no olho e assim os raios se concentram numa pequena região da retina, formando, portanto, uma imagem nítida. O que o senhor acha disso? Desde já, agradeço
A luz não fica concentrada sobre uma pequena região da retina pois o tamanho da imagem não depende do tamanho da lente (a contração da pupila reduz o tamanho efetivo da “lente do olho”), dependendo da distância que a “lente do olho” está da retina e esta não se altera. Vide Lente parcialmente encoberta: como fica a imagem?
A experiência de olhar através de um pequeno orifício, como notado no questionamento, com a consequente melhora da nitidez da visão tem a ver com o fato de que um pequeno orifício, mesmo sem lente, conjuga imagens em acordo com o que também acontece na câmara escura com orifício (pinhole). Tal está discutido com detalhe no artigo disponível no Research Gate: O QUE VEMOS QUANDO PROJETAMOS A LUZ DO SOL COM UM ESPELHO PLANO: MANCHAS LUMINOSAS OU IMAGENS?
Uma conhecida aplicação dessa possibilidade de melhorar a nitidez da visão humana está nos óculos sem lente, óculos estenópicos, apresentado na figura 1.
A água, ao invés do ar, junto à córnea torna o olho humano hipermétrope por diminuição da vergência da “lente do olho”. Este tema foi tratado em uma postagem de 2014 do CREF, Distância focal de lentes e espelhos, na qual há uma referência aos mergulhadores da etnia moken da Tailândia.
Assim sendo a melhor resposta é de fato a alternativa d. Ou seja, é conveniente para um bom preparo para o ENEM ou outro concurso estudar nas postagens do CREF. ?
Um vídeo do Professor Douglas analisando a questão: Pupila Moken.
Sobre os óculos estenópicos vide no Manual do Mundo: Óculos pinhole?
“Docendo discimus.” (Sêneca)
Professor Lang, mas esse efeito do pinhole, não poderia ser uma possível explicação do porquê a diminuição da pupila, ao entrar na água, torna as imagens nítidas?
De fato esta é a explicação!
Então, a letra A não está associada a esse fato?
Não. Pois é verdade que a intensidade diminui mas não é a causa da melhora da nitidez. Nota que a resposta d é a melhor resposta mas poderia ser mais detalhada.
Professor, eu agradeço a sua paciência, mas não vejo o motivo da letra D explicar melhor que a letra A. Meu pensamento é o seguinte: ainda que, por alguma anomalia, o interior do olho tivesse o mesmo índice de refração da água, assim não aconteceria nenhum desvio, mas a pupila ficando extremamente pequena, permitiria esse povo enxergar nitidamente debaixo d’água. Nesse caso o que explicaria esse fato, seria justamente o fato de a entrada de luz vinda de um objeto qualquer ser focada, por causa da pequena abertura. Não seria essa, por exemplo, a explicação do porquê vemos nítido usando óculos estenópicos?
Faz uma reclamação no portal do MEC.
Excelentíssimo prof. Lang., Entendo a busca da alternativa d como correta, mas me parece que a fazer mais sentido, pensando exatamente no caso da câmera escura…… Para termos uma imagem nítida, é necessário q para cada ponto imagem , tenhamos um ponto objeto…… Isso acontece se o orifício for bem pequeno. Para orifícios grandes, teremos que para cada ponto imagem, vários pontos objetos , gerando uma imagem menos nítida. O número de raios luminosos que formam a imagem na r tina depende da abertura da pupila. Os raios perpendiculares a pupila, isso é aqueles que incidem mais centralmente no olho, serão os mesmo dentro ou fora d’água. A diminuição da pupila seleciona esses raios, retirando aqueles q incidem mais inclinados…….mas isso não é diminuir o desvio……o desvio gerado nesses raios não mudam….. para mim o enunciado é claro…..o q a diminuição da pupila gera. Gera maior acuidade visual, pois para cada ponto imagem, diminuímos o número de pontos objetos, isso daria na diminuição da intensidade luminosa. Não consigo entender, assim como a pergunta se apresenta , a d como alternativa correta. A diminuição do diafragma de uma câmera, não mexe em sua distância focal , ou vergencia, mas regula a intensidade de luz….. abraço
Olha este vídeo do Professor Douglas analisando a questão: Pupila Moken.
Professor é errado associar a intensidade luminosa com a quantidade de fótons que chegam à retina? Pois assim, a intensidade seria diminuída, mas a explicação do professor Douglas, me parece correta. Qual seria o erro do raciocínio?
A intensidade luminosa na retina diminui com o estreitamento da pupila. Entretanto esta não é causa da melhoria da visão. A imagem terá mais nitidez mesmo envolvendo menos fótons chegando à retina.
Entendi. Mas porque não podemos dizer que a intensidade se mantém, qual seria o erro daquele raciocínio? A potência diminui numa razão maior que a área?
A intensidade luminosa na retina diminui pois a potência luminosa que passa pela pupila diminui e então chega uma potência menor sobre toda a retina. Ou seja, a área sobre a qual a potência luminosa se distribui (área da retina) permanece constante enquanto a potência diminui. A razão da potência sobre a área é a intensidade luminosa média.
Bom dia professor Lang.
Com a diminuição da pupila, o orifício se aproxima mais da ordem de grandeza do comprimento de onda da luz, intensificando a difração e a formação de frentes de onda secundarias que emitiriam luz paralelamente ao eixo óptico?
A difração não seria responsável pelo fenômeno também?
Este é um problema interessante para quem fotografa com câmaras escuras: qual é o tamanho ótimo do orifício para que a qualidade da imagem não seja prejudicada pela difração? A resposta se encontra na nota de rodapé 3 do seguinte artigo: O_QUE_VEMOS_QUANDO_PROJETAMOS_A_LUZ_DO_SOL_COM_UM_ESPELHO_PLANO.
Nota que sob muita iluminação nossa pupila se contrai ao máximo e mesmo quando isso acontece não percebemos piora da qualidade da nossa visão. Portanto o tamanho mínimo da pupila deve ser muito maior do que aquele para a qual a difração é relevante. Desta forma, a preocupação com a difração é irrelevante na discussão da questão do ENEM.
Obrigado!