Questão 100 caderno azul do ENEM 2024 PPL – Dia 2

Quando utilizadas na iluminação pública noturna, as lâmpadas de LED brancas produzem uma luz branco-azulada, cujo brilho difuso dificulta a observação das estrelas, que também chegam aos nossos olhos como luz azulada. Por isso, esse tipo de iluminação pública pode ser considerada uma nova forma de poluição: a “poluição azul”, que afeta a dinâmica de várias espécies.
A cidade de Flagstaff, nos Estados Unidos, foi uma das pioneiras na resolução dessa questão. Embora sua iluminação pública seja feita com lâmpadas de LED brancas, a cidade tomou medidas para impedir o brilho azulado. Conforme estudos de uma equipe de cientistas australianos, com a aplicação de um material, é possível alterar a transmissão das frequências indesejadas, mantendo a intensidade total da lâmpada. As figuras do estudo indicam:

O espectro de emissão correspondente a uma lâmpada LED branca coberta com o material do estudo (B)
O espectro de emissão correspondente a uma lâmpada LED branca (A);

Nesse estudo, o material utilizado na cobertura

A) reflete a luz azul.

B) difrata a luz azul.

C) absorve a luz azul e emite luz amarelo-alaranjada.

D) absorve a luz azul e emite luz ultravioleta.

E) polariza a luz azul transmitida.

Resolução Em Texto

Matérias Necessárias para a Solução da Questão: Física (Ondulatória, Óptica Física e Física Moderna/Quântica).

Tema/Objetivo Geral: Analisar gráficos de espectro eletromagnético e identificar fenômenos de interação da luz com a matéria (absorção e reemissão).

Nível da Questão: Médio.
Por que Médio? Exige leitura de gráficos e um conhecimento específico sobre conservação de energia e fluorescência. O aluno precisa notar não só o que “sumiu” (azul), mas o que “aumentou” (amarelo) para deduzir o fenômeno.

Gabarito: C (absorve a luz azul e emite luz amarelo-alaranjada).
A alternativa está correta pois o material da cobertura funciona como um filtro fluorescente: ele captura a energia da alta frequência (azul) e a devolve em uma frequência mais baixa (amarelo), mantendo a luminosidade total.

1️⃣ PASSO 1 – O QUE A QUESTÃO QUER? (O MAPA DA MINA)

Decodificação do Objetivo:
A questão nos dá um “Antes e Depois” em forma de gráfico.

Antes (Gráfico A): Lâmpada com muito Azul (pico alto na esquerda) e um pouco de Amarelo.
Depois (Gráfico B): Lâmpada sem Azul (pico sumiu), mas com MUITO Amarelo (pico da direita cresceu).
A pergunta quer saber qual fenômeno físico explica o sumiço do azul e o aumento do amarelo simultaneamente.

Simplificação Radical (A Analogia Central):
Imagine que você tem uma fábrica que produz muitas bolas azuis e algumas amarelas.
Você coloca uma máquina (a cobertura) na saída.
Agora, na saída, não vemos mais bolas azuis, mas a quantidade de bolas amarelas dobrou!
O que a máquina fez? Ela não apenas jogou as azuis fora (senão a produção total cairia). Ela pintou as bolas azuis de amarelo.

Plano de Ataque:

Comparar os Picos: Olhar a altura das ondas no Gráfico A e no B.
Seguir a Energia: O texto diz “mantendo a intensidade total”. Isso é a chave! A energia do azul tem que ir para algum lugar.
Identificar o Processo: Qual fenômeno transforma uma cor em outra?

2️⃣ PASSO 2 – DESVENDANDO AS FERRAMENTAS (A CAIXA DE FERRAMENTAS)

Precisamos entender a relação entre Cor e Energia:

Espectro de Energia:
- Azul/Violeta: Comprimento de onda curto -> Frequência alta -> Alta Energia.
- Amarelo/Vermelho: Comprimento de onda longo -> Frequência baixa -> Baixa Energia
A Regra de Ouro da Física Quântica (Fluorescência):
É possível absorver um fóton de alta energia (Azul) e reemiti-lo como um fóton de menor energia (Amarelo). A diferença vira calor.
- O caminho inverso (absorver Amarelo e emitir Azul) é impossível espontaneamente, pois violaria a conservação de energia (você não cria energia do nada).

3️⃣ PASSO 3 – INTERPRETAÇÃO GUIADA (MÃO NA MASSA)

Vamos analisar as pistas visuais e textuais:

Pista 1 (Gráfico A): Pico enorme no Azul (~450 nm).
Pista 2 (Gráfico B): O pico Azul desapareceu. Onde foi essa energia?
Pista 3 (Gráfico B): O pico Amarelo/Laranja (~600 nm) ficou muito mais alto e largo do que era no gráfico A.
Pista 4 (Texto): “mantendo a intensidade total”.

O Raciocínio do Detetive:
Se eu apenas bloqueasse o azul (filtro comum), a luz ficaria mais fraca (menos intensidade total).
Mas a intensidade se manteve!
Isso significa que a energia que estava no azul foi convertida para o amarelo.
O material “comê” a luz azul (absorção) e “cospe” luz amarela (emissão).

🚨 ARMADILHA CLÁSSICA! 🚨
Pensar que o material apenas filtrou (bloqueou) o azul. Se fosse apenas um filtro, o gráfico B seria igual ao A, mas sem a parte azul. Porém, note que a parte amarela do gráfico B é maior que a do gráfico A. Houve ganho de amarelo às custas do azul.

A Bússola (Síntese):
Sumiu azul + Apareceu mais amarelo = Absorção do azul e Reemissão no amarelo.

Expectativa: Uma alternativa que descreva essa transformação de cor.

4️⃣ PASSO 4 – ALTERNATIVAS COMENTADAS (A AUTÓPSIA)

A) reflete a luz azul.
- Diagnóstico do Erro: Se refletisse, a luz azul voltaria para o céu ou para dentro da luminária. O gráfico B mostraria o sumiço do azul, ok. Mas não explica por que o amarelo aumentou. Além disso, refletir o azul para cima continuaria causando poluição luminosa para os astrônomos.
- Conclusão: 🔴 Incorreta.
B) difrata a luz azul.
- Diagnóstico do Erro: Difração é o espalhamento da luz ao passar por fendas. Isso muda a direção, não a cor (frequência). O pico azul continuaria lá no gráfico.
- Conclusão: 🔴 Incorreta.
C) absorve a luz azul e emite luz amarelo-alaranjada.
- Análise: Perfeita.
  1. Absorve azul: Explica o pico azul sumindo no gráfico B.
  2. Emite amarelo: Explica o pico amarelo crescendo no gráfico B.
  3. Física: É possível transformar alta energia (azul) em menor energia (amarelo).
- Conclusão: 🟢 Alternativa correta.
D) absorve a luz azul e emite luz ultravioleta.
- Diagnóstico do Erro: Violação da Termodinâmica. A luz ultravioleta (UV) é mais energética que a luz azul. Um material passivo não pode absorver pouca energia (azul) e emitir muita energia (UV) sem uma fonte de bateria extra. É como jogar uma bola de tênis do chão e ela subir até o telhado sozinha.
- Conclusão: 🔴 Incorreta.
E) polariza a luz azul transmitida.
- Diagnóstico do Erro: Polarizar é organizar a vibração da onda em um único plano (como óculos de sol polarizados). Isso reduz um pouco a intensidade, mas não muda a cor. O azul continuaria sendo azul.
- Conclusão: 🔴 Incorreta.

5️⃣ PASSO 5 – O GRAND FINALE (APRENDIZAGEM EXPANDIDA)

Frase de Fechamento:
A solução para a poluição luminosa “azul” em Flagstaff baseia-se no fenômeno da fotoluminescência, onde o material da cobertura absorve fótons energéticos (azul) e os converte em fótons menos energéticos (amarelo), preservando a luminosidade total.

Resumo-flash (A Imagem Mental):
“O material é um câmbio de energia: troca uma nota de 100 reais (azul) por várias de 50 (amarelo), mantendo o valor total na carteira.”

🧠 Para ir Além (Química e Biologia):
Esse mesmo princípio ocorre nas canetas marca-texto fluorescentes! A tinta absorve a luz UV (invisível e de alta energia) do ambiente e a reemite como luz visível (amarelo ou verde brilhante). Por isso a tinta parece “brilhar” mais que o papel normal: ela está convertendo luz que você não via em luz que você vê.