Apostila questionário FÍSICA 2

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ESCOLA TÉCNICA OBJETIVO 
 
Profª: Karine Rocha 
 
 
 
Fóton 
 
É a menor quantidade de qualquer tipo de energia 
eletromagnética, assim como um átomo é a menor quantidade 
de um elemento. Um fóton pode ser retratado como um 
pequeno pacote de energia. Existem fótons de raios-x, fóton 
de luz e de outros tipos de energia eletromagnética. 
 
Os fótons são perturbações de energia que se movem na 
velocidade da luz. Embora os fótons não tenham massa e, 
portanto, não apresentem forma que os identifique, possuem 
campos elétricos e magnéticos que estão sempre mudando de 
forma. É utilizado o termo campo para descrever a interação 
entre as diferentes energias, forças ou massas. Exemplo uma 
corda longa presa em uma extremidade vibra em modo de 
onda se a extremidade livre é deslocada para cima e para 
baixo, como um chicote. 
 
Raios-x 
 
O raio X é um tipo de radiação eletromagnética com 
frequências superiores à radiação ultravioleta, ou seja, 
maiores que 1018 Hz. 
 
A denominação “raio X” foi usada por Roentgen porque ele 
não conhecia a natureza da luz que tinha acabado de 
descobrir, ou seja, para ele, tratava-se de um raio 
desconhecido. 
 
Os raios X são gerados através de dois processos que 
ocorrem em nível atômico: 
 
 A frenagem (Bremsstrahlung); 
 E os Raios X carcterísticos. 
 
É importante salientar que tais processos se dão na chamada 
ELETROSFERA. Assim, a origem dos raios X não é 
NUCLEAR, ou seja, eles não são gerados no núcleo dos 
átomos. 
 
Raios X característicos 
 
Quando ocorre um processo que retira elétrons da eletrosfera 
do átomo, a vacância (espaço) originada pelo elétron é 
imediatamente preenchida por algum elétron de orbitais 
superiores. Ao passar de um estado menos ligado para outro 
mais ligado (por estar mais interno na estrutura eletrônica), o 
excesso de energia do elétron é liberado por meio de uma 
radiação eletromagnética. A denominação “característico” se 
deve ao fato dos fótons emitidos, por transição, serem 
monoenergéticos e revelarem detalhes da estrutura eletrônica 
do elemento químico e, assim, sua energia e intensidade 
relativa permitem a identificação do elemento de origem. 
 
Os raios X característicos são, portanto, dependentes dos 
níveis de energia da eletrosfera e, dessa forma, seu espectro 
de distribuição em energia é discreto. 
 
Como a emissão de raios X característicos é um fenômeno 
que ocorre com energia da ordem da energia de ligação dos 
diversos níveis da eletrosfera, as energias de emissão dos 
raios X característicos variam de alguns eV a dezenas de keV. 
 
 
 
Frenagem (Bremsstrahlung) 
 
Quando partículas carregadas, principalmente elétrons, 
interagem com o campo elétrico de núcleos de número 
atômico elevado ou com a eletrosfera, elas reduzem a energia 
cinética, mudam de direção e emitem a diferença de energia 
sob a forma de ondas eletromagnéticas, denominadas de 
raios X de freamento ou bremsstrahlung. 
 
A energia dos raios X de freamento depende 
fundamentalmente da energia da partícula incidente. Os raios 
X gerados para uso médico e industrial não passam dos 500 
keV, embora possam ser obtidos em laboratório raios X até 
com centenas de MeV. Como o processo depende da energia 
e da intensidade de interação da partícula incidente com o 
núcleo e de seu ângulo de saída, a energia da radiação 
 
 
 
Cada Sonho que você deixa para trás, é um pedaço do 
Seu futuro que deixa de existir... 
Steve Jobs 
karine.ramosrocha@gmail.com 
produzida pode variar de zero a um valor máximo, com 
espectro contínuo em energia. 
 
No âmbito do radiodiagnóstico, a maior parte dos raios-x é de 
freamento. 
 
 
 
Os raios –x podem ser produzidos por: 
 
Elétron Auger 
 
Num átomo excitado em sua eletrosfera, o excesso de 
energia, ao invés de ser liberado pela emissão de raios X 
característicos, pode ser transferido diretamente para um 
elétron de uma camada mais externa. O processo pode ser 
entendido como se, ao ser emitido, o raio X característico 
virtual colidisse com elétrons do próprio elemento, retirando-os 
por efeito fotoelétrico. Estes elétrons são denominados de 
elétrons Auger. 
 
Tais elétrons podem ser também emitidos no rearranjo dos 
elétrons nas camadas mais externas do átomo, quando da 
ocorrência de uma transição com raio X característico. 
Da mesma forma que os raios X característicos, os elétrons 
Auger são dependentes dos níveis de energia da eletrosfera e 
portanto seu espectro de distribuição em energia é discreto. 
Como sua energia de emissão é igual à energia do raio X 
característico, do qual é concorrente, menos a energia de 
ligação do nível do elétron emitido, seu valor é um pouco 
menor, ou seja, é também da ordem de alguns eV a dezenas 
de keV. 
 
Nota: A emissão de elétrons Auger permite observar, por outra 
via, a ocorrência do processo de captura eletrônica. 
 
Conversão interna 
 
O processo de conversão interna compete com a emissão de 
radiação gama e consiste na transferência da energia de 
excitação nuclear para elétrons das primeiras camadas (K e 
L), por meio da interação coulombiana, retirando-os dos 
orbitais. Estes elétrons são denominados de elétrons de 
conversão, são monoenergéticos e permitem identificar o 
elemento químico. Devido à vacância deixada pelo elétron, 
ocorrerá subsequentemente a emissão de raios X 
característico. 
A energia dos elétrons emitidos pelo processo de conversão 
interna é igual à energia da radiação gama concorrente, 
menos a energia de ligação do elétron ao átomo. 
Varia, portanto, de dezenas de keV a alguns MeV. Seu 
espectro de distribuição de energia é discreto. 
 
 
 
Tipos de radiação 
As radiações ionizantes devem ter energia suficiente para 
romper as energias de ligações dos elétrons nos átomos. 
E elas podem ser direta ou indiretamente ionizantes: 
 
Radiações Diretamente e Indiretamente Ionizantes 
 
No processo de transferência de energia de uma radiação 
incidente para a matéria, as radiações que têm carga, como 
partículas alfa, elétrons e prótons, transferem sua energia 
para muitos átomos ao mesmo tempo, e são denominadas 
radiações diretamente ionizantes. 
 
As radiações que não possuem carga, como as radiações 
eletromagnéticas e os nêutrons, são chamadas de radiações 
indiretamente ionizantes, pois interagem individualmente 
transferindo sua energia para elétrons, que irão provocar 
novas ionizações. Este tipo de radiação pode percorrer 
espessuras consideráveis dentro de um material, sem 
interagir. 
 
 ESCOLA TÉCNICA OBJETIVO 
 
Profª: Karine Rocha 
 
 
 
 
Questionário (0,5 pontos) 
 
 
1) De acordo com o conhecimento do espectro eletromagnético, marque a energia que não está 
presente no espectro: 
 
a)- Luz ultravioleta 
b)- Microondas 
c)- Partícula alfa 
d)- Raios gama 
e)- Luz infravermelha 
 
 
2) Defina o que é raios-x e informe onde ele é produzido. 
 
 
3) Defina Raios-x característicos. 
 
 
4) Defina Raios-x de Freamento. 
 
 
5) Explique Elétron Auger. 
 
 
6) Quais os dois tipos de Radiação Ionizantes?