Ciências da Natureza: Óptica, Refração e Luz

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FASCÍCULO 16
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
Olá, estudante!
Este é o último fascículo a trabalhar com a área de Ciências da Natureza. Vamos seguir os conteúdos mais recorrentes 
no ENEM, de acordo com o Raio X, elaborado pelo SAS Plataforma de Educação. Em Biologia, agora aparecem questões 
sobre Cadeias e teias alimentares (5,4%) e Biologia Molecular (4,5%); em Física, dedicaremos nosso estudo ao campo da 
Óptica (8,8%); e em Química, estudaremos com questões que abordam as propriedades químicas da água (5,4%). 
Com ele, encerramos nosso ciclo de estudos das quatro áreas do conhecimento para o ENEM. No próximo e último fas-
cículo, será realizada uma revisão dos conteúdos que passarem por esse projeto.
Bons estudos!
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Questão 1
Texto 1
Em uma sala bem escura, coloquei um prisma de vidro por 
onde o feixe de luz solar que entrasse pudesse ser refratado 
em direção à parede oposta da sala, formando ali uma imagem 
colorida do Sol. A luz do Sol, portanto, consiste em raios que se 
refratam diferentemente.
NEWTON, Isaac. Óptica. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 2002.
Texto 2
Todas as frequências do espectro eletromagnético (não só as 
visíveis aos olhos humanos) são refratadas no prisma, atraves-
sam-no e são projetadas no anteparo. Considerando os dois raios 
destacados na fi gura esquemática e considerando dois detec-
tores de radiação eletromagnética (qualquer frequência), P e Q 
colocados no anteparo, eles poderiam detectar, respectivamente,
a) amarelo (visível) e vermelho (visível).
b) infravermelho (invisível) e amarelo (visível).
c) ultravioleta (invisível) e infravermelho (invisível).
d) verde (visível) e amarelo (visível).
e) vermelho (visível) e infravermelho (invisível).
Questão 2 
Como foi que um arranha-céu “derreteu” um carro?
Um arranha-céus em Londres, conhecido como “Walkie-
-Talkie”, devido ao seu design peculiar, foi o responsável por 
derreter partes de um carro com o calor gerado pelo refl exo do 
Sol em suas janelas. Como isso aconteceu? É como atear fogo 
com um refl etor parabólico. “É uma questão de refl exo. Se um 
prédio é curvilíneo e tem várias janelas planas, que funcionam 
como espelhos, os refl exos se convergem em um ponto, [...] 
concentrando a luz”, diz Chris Shepherd, do Instituto de Física 
de Londres. [...] O edifício de 37 andares [...] é de fato um pré-
dio curvilíneo.
COMO foi que um arranha-céu “derreteu” um carro? BBC Brasil, [s.l.], 4 set. 2013.
Disponível em: <http://bbc.co.uk/portuguese>. Acesso em: 27 abr. 2015.
Considerando o formato côncavo do prédio, qual seria a expli-
cação física para o que ocorreu com o carro?
a) Os raios de luz do Sol, após refl etidos, convergiram para o 
foco do sistema.
b) Os raios de luz do Sol, após refl etidos, convergiram para o 
centro de curvatura do sistema.
c) Os raios de luz do Sol, após refl etidos, convergiram para o 
vértice do sistema.
d) Os raios de luz do Sol, após refl etidos, convergiram para 
um ponto entre o centro de curvatura e o foco do sistema.
e) Os raios de luz do Sol, após refl etidos, convergiram para um 
ponto a uma distância maior que a do centro de curvatura.
Questão 3 
Sempre que assistimos a um pôr do Sol, vemos o disco solar 
por vários minutos após ele ter descido além do horizonte. A 
atmosfera terrestre é rarefeita no topo e densa no fundo. Como 
a luz se propaga mais rápido no ar rarefeito do que no ar mais 
denso, a luz vinda do Sol consegue nos alcançar mais rapida-
mente se, ao invés de seguir em linha reta, ela evitar o ar mais 
denso tomando um caminho alternativo mais elevado e mais 
comprido, a fi m de penetrar efetivamente na atmosfera de ma-
neira mais íngreme. Como a densidade da atmosfera muda gra-
dualmente, a luz gradualmente é desviada, descrevendo uma 
trajetória fi nal curva. Curiosamente, esse caminho de mínimo 
tempo nos fornece um período diurno maior a cada dia.
HEWITT, Paul G. Fundamentos de Física conceitual. 9. ed. Porto Alegre: Bookman, 2009. p. 475.
O texto sugere, em sua descrição da posição aparente do Sol, 
um importante fenômeno ondulatório que ocorreu com a luz 
por ele emitida ao atravessar as várias camadas da atmosfera. 
Esse fenômeno pode ser representado em diversas situações 
cotidianas, entre elas, na formação
a) de imagens reduzidas nos retrovisores laterais dos carros.
b) da miragem do asfalto aparentemente molhado em um 
dia quente.
c) da imagem ampliada do rosto de uma pessoa em um espe-
lho côncavo.
d) do colorido na superfície de um CD ou DVD quando expos-
ta à luz do Sol.
e) do colorido na superfície de uma bolha de sabão quando 
exposta à luz do Sol.
Questão 4 
 O cientista e inventor grego Arquimedes viveu no século III 
a.C., na cidade de Siracusa, na Sicília (sul da Itália). Arquime-
des era o cientista do rei de Siracusa e criava várias armas para 
defender a cidade. Mediante relatos históricos, Arquimedes te-
ria construído espelhos côncavos gigantes e, com eles, teria 
conseguido convergir a radiação solar para as velas dos navios 
inimigos da esquadra romana, como ilustrado a seguir.
Reprodução
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FASCÍCULO 16
Pela descrição do invento de Arquimedes, o local em que os 
navios receberam a convergência dos raios solares, após refl e-
tidos nos espelhos, foi:
a) no foco dos espelhos.
b) no vértice dos espelhos.
c) no centro de curvatura dos espelhos.
d) entre o foco e o vértice dos espelhos.
e) entre o foco e o centro de curvatura dos espelhos.
Questão 5 
No Pantanal brasileiro, o garimpo de ouro tem provocado o 
assoreamento de rios, a erosão dos solos e a contaminação da 
fauna. O mercúrio, metal tóxico presente em efl uentes de va-
riadas ações antrópicas, acumula-se nos sedimentos de lagos 
e lagoas que recebem esses efl uentes, podendo atingir eleva-
das concentrações, o que compromete a qualidade dos corpos 
aquáticos, pois o mercúrio é eliminado lentamente pelos seres 
vivos e a sua acumulação promove sérios danos ao sistema 
nervoso central.
A ilustração a seguir revela a interconexão de cadeias alimen-
tares, formando uma rede trófi ca no Pantanal brasileiro.
Como uma das principais consequências do lançamento desse 
metal pesado nas coleções hídricas do Pantanal, pode-se des-
tacar a:
a) contaminação com maiores níveis de intensidade nas aves, 
pois se alimentam diretamente dos produtores, em que há 
maior acúmulo de poluentes.
b) diminuição da concentração de mercúrio ao longo das ca-
deias alimentares de predadores, uma vez que é uma subs-
tância consumida metabolicamente.
c) inalterabilidade ambiental, pois o controle rigoroso exer-
cido pelas instituições de defesa do meio ambiente sobre 
os garimpos possibilita a limpeza do local de forma rápida 
e efi caz.
d) deposição de mercúrio em zonas profundas dos lagos, o 
que ameniza a contaminação dos ecossistemas lênticos, 
pois o mercúrio permanece indisponível para os organis-
mos aquáticos.
e) ameaça aos organismos que habitam as províncias lên-
ticas, principalmente aqueles que pertencem aos níveis 
trófi cos mais elevados, devido a um maior acúmulo des-
ses poluentes.
Questão 6 
A Esquistossomose é uma doença causada por parasitos tre-
matódeos digenéticos, cujas espécies são do gênero Schisto-
soma. Trata-se de uma doença que afeta milhões de pessoas 
na África, na Índia e na América do Sul. Recentemente, pesqui-
sadores brasileiros publicaram a análise de genes ativos, deri-
vados do RNAm de duas espécies do parasito, o Schistosoma 
mansoni, que se aloja no fígado, e o S. saponicum, que se aloja 
no intestino. Esses genes podem ser enxertados em bactérias 
para que os procariotos produzam uma cópia da proteína do 
parasito, a qual é isolada da bactéria, purifi cada e inoculada em 
cobaias. Posteriormente, as cobaias são expostas ao Schisto-
soma vivo, quando se confi rma se a vacina realmente ativou o 
sistema de defesa do organismo das cobaias. O processo de 
introdução de genes do parasito nas bactérias é chamado de
a) clonagem, pois o RNAm é isolado de uma bactéria mo-
difi cada.
b) transgenia,pois uma proteína é codifi cada nos genes 
inoculados.
c) conjugação, que envolve a transferência de material gené-
tico de uma bactéria para outra.
d) transdução, processo em que o DNA é transferido de uma 
célula doadora para uma célula receptora.
e) transformação, pois as bactérias englobam genes ou frag-
mentos de DNA dispersos no meio ambiente.
Questão 7 
Um professor de Física foi a uma ótica comprar óculos novo 
para o seu fi lho. Na loja, deparou-se com um espelho de duas fa-
ces sobre o balcão: uma esférica côncava e uma esférica conve-
xa, todas capazes de formar imagens nítidas de objetos reais co-
locados à sua frente. O professor aproveitou essa ocasião para 
fazer um experimento com seu fi lho: ao posicioná-lo sempre à 
mesma distância das faces (espelhos), pôde ver duas imagens 
diferentes do rosto do garoto, como representado a seguir.
Feito o experimento, o professor percebeu que, no espelho A, 
formou-se uma imagem de tamanho menor e, no espelho B, a 
imagem fi cou aumentada em relação à criança. Em seguida, 
associou cada imagem vista por ele a um tipo de espelho e 
classifi cou-as quanto às suas naturezas. A associação correta 
entre o tipo de espelho e a imagem é:
a) o espelho A é côncavo, e a imagem conjugada por ele é real.
b) o espelho B é convexo, e a imagem conjugada por ele é 
virtual.
c) o espelho A é côncavo, e a imagem conjugada por ele é 
virtual.
d) o espelho A é convexo, e a imagem conjugada por ele é 
virtual.
e) o espelho B é plano, e a imagem conjugada por ele é real.
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Questão 8 
A interconexão ou superposição de cadeias alimentares for-
ma uma rede trófi ca, ou seja, os caminhos por onde ocorre a 
transferência de energia e substâncias entre os organismos de 
um biossistema regional ou subcontinental.
O esquema seguinte representa um exemplo de transferência 
de energia na Caatinga, bioma brasileiro ameaçado por ações 
antrópicas.
Do esquema e do estudo da transferência contínua de energia 
através dos estágios presa → predador, entende-se que
a) o capim é o único ser autótrofo da rede trófi ca.
b) a espécie de tatu é produtora, ou seja, autoalimentadora.
c) o preá é um consumidor de primeira ordem, pois ocupa o 
primeiro nível trófi co.
d) o aumento da população de seriemas não infl uencia na 
densidade populacional de carcarás.
e) o tatu-bola participa de uma cadeia alimentar granívora, que 
se origina das sementes, fontes energéticas de alta qualidade.
Questão 9 
A forma mais tradicional de tratamento da água de piscina é 
o cloro, amplamente utilizado por sua reconhecida efi ciência. 
Mas ele também não é perfeito. Além de não retirar certos tipos 
de impurezas e micro-organismos, pode ter um efeito colateral 
devastador na saúde daqueles que têm pouca resistência orgâ-
nica ou muita sensibilidade a esse composto, pois pode causar 
fortes reações alérgicas.
Um dos tratamentos mais efi cientes e ecologicamente cor-
retos é o ozônio (O3), também conhecido como oxigênio ativo. 
Trata-se de um gás natural que protege os seres vivos, como 
um fi ltro, dos raios ultravioleta.
O ozônio é um poderoso bactericida, algicida, fungicida e vi-
ricida; e destrói os micro-organismos presentes na água 3.120 
vezes mais rápido que o cloro. Além disto, não irrita a pele, os 
olhos e as mucosas dos usuários.
TRATAMENTO de piscinas com ozônio, solução para pessoas com aler-
gia ao cloro. IBDA – Fórum da Construção. Disponível em: <http://www.fo-
rumdaconstrucao.com.br>. Acesso em: 5 out. 2015. (adaptado)
O ozônio atua no tratamento da água de piscina como
a) antioxidante.
b) comburente.
c) fl oculante.
d) oxidante.
e) redutor.
Questão 10 
[...] o Comitê Rio 2016 explicou o motivo de a água das pisci-
nas usadas para saltos ornamentais, polo aquático e nado sin-
cronizado terem mudado para a cor verde. De acordo com o dire-
tor de instalações, o despejo indevido de 80 litros de peróxido de 
hidrogênio deu início ao problema. O produto elimina a matéria 
orgânica, deixando a água livre de bactérias e fungos nocivos.
SIQUEIRA, Felipe; ROTSTEIN, Gustavo. Despejo indevido de produto causou água 
verde em piscinas, diz Rio 2016. Globo Esporte, Rio de Janeiro, 13 ago. 2016.
Disponível em: <http://globoesporte.globo.com>. Acesso em: 20 set. 2016.
A fórmula química do produto responsável pela mudança na cor 
da água e a classifi cação da mistura resultante da adição desse 
produto à água são, respectivamente,
a) H2O2 e mistura heterogênea.
b) H2O e mistura heterogênea.
c) H2O2 e mistura homogênea.
d) HO2 e mistura heterogênea.
e) H2O e mistura homogênea.
Questão 11 
Em uma pesquisa científi ca realizada em um laboratório de 
determinada universidade, foi manipulado material genético en-
tre organismos de espécies diferentes. Alunos do doutorado em 
Genética construíram um esquema dessa pesquisa, sendo re-
presentada na imagem a seguir.
Sabendo que o DNA nuclear extraído possui genes da insulina, 
qual técnica está representada na fi gura?
a) Técnica de PCR.
b) Técnica de clonagem.
c) Técnica de fi ngerprint.
d) Técnica do DNA recombinante.
e) Técnica de eletroforese em gel.
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FASCÍCULO 16
Questão 12 
Plantio do cacau
Convém que se faça o plantio em períodos de muita chuva, 
em covas, em espaçamento 3 m × 3 m, cabendo 1.111 cacauei-
ros em 1 hectare. Pode ser usado também o espaçamento de 
3,5 m × 2,5 m, dando 1.142 mudas por hectare; este espaça-
mento é importante para garantir que todas as mudas tenham 
condições adequadas de nutrientes e luminosidade.
CULTIVO do cacau. Inforagro. 13 nov. 2010. Disponível em: <https://in-
foragro.wordpress.com>. Acesso em: 1º set. 2016. (adaptado)
A recomendação descrita no texto anterior é enfática quanto às 
distâncias entre as mudas de cacau. Esse procedimento propi-
cia o aumento da produtividade, pois
a) favorece a autopolinização.
b) prejudica a polinização cruzada.
c) difi culta a ação de herbívoros nas folhas.
d) facilita a absorção de água no solo durante a irrigação.
e) minimiza os efeitos da competição intraespecífi ca entre 
as mudas.
Questão 13 
Em 2000, foram publicados na revista Nature os resultados 
do sequenciamento do genoma da bactéria Xylella fastidiosa, 
um patógeno causador de uma praga denominada amarelinho, 
que afeta os citros. Esse feito colocou cientistas brasileiros no 
seleto grupo de pesquisadores que dominam essa técnica.
O processo de sequenciamento do genoma consiste
a) na identifi cação das unidades constituintes do material ge-
nético da bactéria.
b) na identifi cação das moléculas de glicídios que constituem 
o RNA das bactérias.
c) no conhecimento dos nucleotídios componentes da molé-
cula de RNA bacterianos.
d) no conhecimento das proteínas presentes nas bactérias 
patogênicas, como a Xylella fastidiosa.
e) no estabelecimento das interações entre as proteínas e as 
moléculas de nucleotídios do DNA.
Questão 14 
Anatomia de uma ilusão
Combinações de refração e de refl exão da luz respondem 
pela estranha foto tomada por uma câmera imersa na água: 
uma jovem sentada na beira de uma piscina e balançando as 
pernas na água.
 
LUZ e visão. Biblioteca Científi ca LIFE, 1982, p. 45.
Os fenômenos ópticos que podem ser percebidos na foto – e 
que podem explicar a “estranheza” a que se refere o texto –, são
a) a aproximação e o afastamento aparentes nas regiões I e III, 
respectivamente.
b) a aproximação aparente e a refl exão total nas regiões I e II, 
respectivamente.
c) a refl exão total e a aproximação aparente nas regiões II e III, 
respectivamente.
d) o afastamento e a aproximação aparentes nas regiões I e III, 
respectivamente.
e) o afastamento aparente e a refl exão total nas regiões I e II, 
respectivamente.
Questão 15 
Entre os constituintes usados para separação de minérios 
pulverizados das impurezas está o óleo, que adere à superfície 
das partículas do minério tornando-o impermeável à água. Em 
seguida, a mistura é lançada na água e submetida a uma forte 
corrente de ar. O método utilizado no processo representado 
anteriormente é a
a)sedimentação fracionada.
b) dissolução fracionada.
c) decantação.
d) fi ltração.
e) fl otação.
Questão 16 
Você é jovem, enxerga bem e acha que deve deixar para pro-
curar um oftalmologista apenas quando for mais velho, estiver 
com a vista cansada e tiver difi culdades para enxergar, certo? 
Errado. Diferente do que muitos pensam, o médico oftalmolo-
gista não trata apenas dos erros refrativos como miopia, hiper-
metropia e astigmatismo. Entre as diversas especialidades que 
a área atinge, o oftalmologista previne as doenças dos olhos e 
promove a saúde ocular.
Disponível em: <http://goo.gl/lK4E9r>. Acesso em: 12 fev. 2015.
Com relação à vista cansada (ou presbiopia), um oftalmologista 
verifi cou que a distância mínima de visão distinta de seu pa-
ciente passou a ser de 2,0 m. Qual a vergência, em dioptrias, 
das lentes dos óculos que o profi ssional deverá indicar para que 
essa distância volte a ser de 25 cm?
a) +1,0
b) –1,5
c) –2,5
d) +3,5
e) +4,0
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Resoluções
01 B
As radiações de maior frequência refratam mais. Neste caso, 
desviam mais da trajetória inicial. Assim, em P é detectada 
uma radiação de menor frequência do que a detectada em Q. 
Analisando as alternativas:
finfravermelho < famarelo
02 A
O prédio em questão possui formato côncavo e janelas espe-
lhadas, o que o torna uma espécie de espelho côncavo gigan-
te. Os raios de luz do Sol, vindos de muito longe, incidem na 
fachada do prédio paralelos entre si e, após refl etidos, con-
vergem para o foco do sistema.
03 B
O fenômeno que o texto sugere com a descrição da posi-
ção aparente do Sol, no que se refere à luz ao atravessar as 
diferentes camadas da atmosfera, é a refração da luz. Para 
explicar o aspecto molhado do pavimento de uma rodovia em 
um dia quente, é necessário perceber que a luz vinda do céu 
ganha rapidez no ar próximo ao pavimento, pois ele está mais 
aquecido e menos denso do que o ar que está por cima dele. 
Essa mudança de velocidade que a luz sofre ao atravessar as 
várias camadas da atmosfera é chamada de refração.
04 A
Os raios vêm do Sol praticamente paralelos entre si e, após 
incidirem no espelho, refl etem-se em direção ao plano focal 
do espelho.
05 E
A mensagem é centrada no receptor e organiza-se de forma O 
uso abusivo de metais pesados provoca grandes problemas 
ambientais, pois são nocivos ao homem e a outros animais e 
empobrece os ecossistemas. Esses metais comprometem os 
seres que ocupam altos níveis trófi cos devido ao seu grande 
poder acumulativo. Quando participa de cadeias alimentares, 
contamina os seres vivos, inclusive o homem, provocando, a 
partir de determinadas concentrações, como 50 ppm, os pri-
meiros sintomas e afetando, em concentrações excessivas, 
os sistemas digestório, renal e nervoso.
1. B 2. A 3. B 4. A 5. E 6. B
7. D 8. E 9. D 10. C 11. D 12. E
13. A 14. E 15. E 16. D`
Gabarito 06 B
As vacinas são substâncias produzidas a partir de organis-
mos vivos ou de parte destes. Na situação descrita, a vacina 
é produzida por bactérias que sofreram processo de transfe-
rência do gene codifi cador da proteína do Schistosoma; esse 
processo se denomina transgenia.
07 D
Imagens menores e direitas são virtuais e conjugadas por es-
pelhos convexos.
08 E
O tatu-bola participa de uma cadeia alimentar granívora, que 
forma um subsistema originado a partir de sementes, uma fon-
te energética de alta qualidade devido ao seu valor nutritivo.
09 D
A função do ozônio no tratamento da água é atuar como agen-
te oxidante, eliminando micro-organismos nocivos à saúde.
 
10 C
A fórmula química do peróxido de hidrogênio (água oxigena-
da) é H2O2, resultando em uma mistura homogênea quando 
adicionado em água.
11 D
A técnica do DNA recombinante ocorre modifi cando geneti-
camente o organismo, introduzindo genes do DNA humano. 
Após a inserção de um plasmídio modifi cado com o gene de 
interesse, a bactéria passa a produzir a insulina ou o gene de 
interesse do experimento.
12 E
Caso as plantas estivessem muito próximas, haveria disputa 
por recursos limitados como nutrientes no solo, espaço das 
raízes e radiação solar, o que se chama de competição in-
traespecífi ca, que, neste caso, é prejudicial aos indivíduos, 
reduzindo a produtividade. Por isso, o espaçamento mínimo 
favorece a produção.
13 A
O sequenciamento de genoma consiste em um processo 
no qual são identifi cadas as sequências de nucleotídios que 
compõem o material genético do ser vivo. Os nucleotídios 
são as unidades básicas da constituição do material genéti-
co, DNA e RNA.
14 E
O texto deixa claro que a câmera está submersa na água 
quando registra a fotografi a. Assim, a região I é resultado da 
captação dos raios de luz refratados ao passarem do ar para 
a água. Nesse caso, a imagem aparente é mais afastada que 
o objeto real. Além disso, a região II resulta, certamente, da 
refl exão total da luz – refl etida pelas pernas submersas – ao 
tentar sair da água para o ar.
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FASCÍCULO 16
15 E
A fl otação é usada para separar misturas do tipo sólido-sóli-
do, geralmente de minérios pulverizados da respectiva gan-
ga (impurezas). Adiciona-se óleo à mistura, que adere à su-
perfície das partículas do minério tornando-o impermeável à 
água. Em seguida, a mistura é lançada na água e submetida 
a uma forte corrente de ar; o ar provoca a formação de uma 
espuma, que reúne as partículas do minério, separando-se, 
assim, da ganga.
16 D
Essa pessoa necessita de lentes convergentes (V > 0). Um 
objeto colocado a 25 cm (p = 0,25 m) das lentes terá formada 
de si uma imagem virtual a 2,0 m (p’ = –2,0 m), que atuará 
como objeto real para os olhos da pessoa. Pela equação de 
Gauss, tem-se: