Fundamentos em Radiologia 1ª aula

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Fundamentos em Radiologia 
Conceitos Fundamentais 
Prof.ª Débora Souto 
Tecnóloga em Radiologia 
Atomística 
• Átomo é uma 
unidade básica de 
matéria possui um 
núcleo central de 
carga elétrica 
positiva envolto por 
uma nuvem de 
elétron de carga 
negativa. 
• O núcleo atômico é 
composto 
basicamente por 
prótons e nêutrons. 
 
Atomística 
• Demócrito e Leucipo (400 a.c.) – filósofos...como 
eram constituídas todas as coisas... 1º conceito de 
ÁTOMO – pequenas partículas indivisíveis na 
história. 
 
TOMO – PARTES 
anaTOMIA 
TOMOgrafia 
mastecTOMIA 
 
Modelo atômico 
experimental de John Dalton (1803) 
• Todo o átomo é formado por esferas. 
• Esferas maciças, indivisíveis, impermeáveis, 
indestrutíveis e imutáveis. 
• Modelo de “bola de bilhar” – esférico/maciço/indivisível 
 
Massa inicial (reagentes) é 
igual a massa dos meus 
produtos. 
Reagentes se conectam para 
formas os produtos. 
 
(Lei de Lavoisier) 
 Modelo atômico de 
Joseph John Thomson (1856-1940) 
• Utilizando uma ampola de Crookes, Thomson observou 
que as emissões irradiadas pelo gás dentro do tubo 
eram desviadas no sentido da placa externa positiva, 
seja qual for o gás. 
• Deste modo, ficou confirmada a presença de partículas 
subatômicas negativas, denominadas elétrons. 
 
massa 
Modelo atômico Ernest 
Rutherford (1911) 
• Estrutura do átomo é constituída de duas partes 
principais: o núcleo e a eletrosfera. 
 
 
Núcleo do átomo 
• Constituindo-se como a parte central do átomo, 
ele é compacto, maciço e muito denso, além de 
ser formado pelas partículas de maior massa, que 
são os prótons e os nêutrons. 
 
 
Prótons: partículas de carga elétrica 
positiva (carga relativa = +1; carga 
em coulomb (C) = +1,6 . 10-19) e a sua 
massa relativa é igual a 1. 
Nêutron: são partículas de massa 
igual à dos prótons (1), mas como o 
próprio nome indica, eles são 
neutros, ou seja, não possuem carga 
elétrica. 
Experimento de Rutherford com o auxílio da 
ampola de Crookes 
• Maior parte dessas partículas atravessava a lâmina, e pouquíssimas eram 
repelidas ou desviadas. 
• O motivo de algumas partículas serem repelidas é que bateram de frente 
com o núcleo atômico do ouro. As que sofreram desvio passaram muito 
perto do núcleo, pois a partícula alfa é de carga positiva, e o núcleo do ouro 
também. 
Descobriu-se o 
núcleo e a 
eletrosfera. 
Rutherford - Bohr 
• Em sua apresentação do modelo atômico, 
Rutherford foi questionado por Maxwell de como os 
elétrons não eram atraídos pelo 
núcleo.....???...???? 
 
 
 
 
• Niels Bohr em 1913, complementa o modelo, 
comprovando que o elétron não cai no núcleo 
devido a sua energia quântica. 
Modelo Rutherford – Bohr 
- Elétrons em movimentos circulares 
ao redor do núcleo; 
- Eletrosfera dividida em camadas; 
- Elétrons com energia quantizada. 
 
Modelo atômico Contemporâneo 
• A evolução dos modelos atômicos: 
- Schrodinger: calcula energia dos átomos (maior precisão 
com os átomos de H e He) 
- Sommerfeld: Acrescentou aos átomos as elipses, imagem 
representativa mais comum. 
- De Broglie e Heisenberg: principio da dualidade (ora se 
comporta como partícula e ora como onda) e o princípio da 
incerteza (não sabemos determinar a posição e a velocidade 
do elétron) 
 
Estrutura atômica atual 
Forças da natureza 
 Uma força fundamental é um mecanismo pelo qual 
as partículas interagem mutuamente, e que não 
pode ser explicado por nenhuma força mais 
fundamental. 
 Existem apenas 4 forças ou interações 
fundamentais na natureza. 
 São elas a interação forte, a interação fraca, 
a interação gravitacional e a interação 
eletromagnética. 
 
Força Nuclear Forte 
• Responsáveis pelos fenômenos que ocorrem a 
curta distância no interior do núcleo atômico. 
• É a força que rege a estabilidade nuclear, 
mantendo o núcleo unido evitando que os prótons 
sofram repulsão e destruam o átomo. 
 
Força Nuclear Fraca 
• São as forças atuantes no núcleo, explicam os 
decaimentos nucleares, como da partícula Beta. 
• “Decaimento beta” ocorre quando um nêutron se 
transforma em um próton, criando ao mesmo 
tempo um elétron e outra partícula sem carga ou 
massa, chamada de anti-neutrino. 
 
 
Força Gravitacional 
• Lei da Gravitação Universal obedece o princípio da 
proporcionalidade e que a sua interação é de longo 
alcance. 
• Atrativa e nunca repulsiva, é ela que torna possível 
ficarmos de pé. Isso porque a Terra exerce força 
gravitacional sobre os corpos. 
F: força gravitacional entre dois 
corpos 
G: Constante de gravitação 
universal (6,6x10-11) 
M e m: massa dos corpos (medida 
em quilogramas) 
d: distância entre os centros dos 
corpos (medida em metros) 
FG é diretamente proporcional às massas e inversamente 
proporcional ao quadrado da distância entre os corpos. 
Força Eletromagnética 
• Lei de Coulomb (interação entre as cargas) 
 Quando dois ou mais prótons, elétrons ou uma mistura 
destas partículas são colocadas próximas, sempre 
ocorre um processo de interação eletromagnética. 
 A interação elétrica não ocorre apenas entre elétrons e 
prótons mas sim entre dois ou mais corpos quaisquer 
que possuam carga elétrica. 
 Corpos possuidores do mesmo tipo de carga elétrica se 
repelem enquanto que se suas cargas forem diferentes 
eles se atraem. 
 
Força Eletromagnética 
 É a força que atua entre partículas carregadas. 
 Está presente na maioria de nossos fenômenos 
diários, que vão desde a estrutura dos átomos e 
moléculas aos raios, em tempestades. 
 
Intensidades Relativas 
entre as Forças 
INTERAÇÃO MAGNITUDE RELATIVA 
 Força Nuclear Forte 1041 
 Força Eletromagnética 1039 
 Força Nuclear Fraca 1029 
 Força Gravitacional 10 
Carga Elétrica 
 É uma propriedade física intrínseca da matéria, 
característica dos elementos que compõe o átomo: 
prótons e elétrons. Medida, no S. I., em Coulomb (C). 
 Por convenção, adotou-se como carga positiva a 
carga dos prótons. Um próton tem uma carga de +1,6 
x10-19C. 
  A carga dos elétrons possui o mesmo 
valor, porém é negativa: 
 
Um elétron tem carga de 
 -1,6 x 10-19C. 
 
A massa de um próton é cerca de 1.900 vezes 
maior que a massa de um elétron. 
 
Quantização da Carga 
Elétrica 
• É dado um valor numérico a carga elétrica através 
da fórmula: 
Q = n x e 
 
Onde: 
• Q - a carga elétrica total de um corpo; 
• n - o número de elétrons perdidos ou recebidos 
(diferença do nº de prótons); 
• e - a carga elementar do e-(1,6 . 10-19 C). 
 
Princípio da Atração e 
Repulsão 
. Cargas iguais se repelem e diferentes se atraem. 
 
Força Elétrica 
(Lei de Coulomb) 
A força de atração ou repulsão entre duas cargas 
pontuais é proporcional ao seu valor nominal e 
inversamente proporcional ao quadrado da 
distância que as separa. 
 
2
'.
.
d
qq
kF 
K – contaste elétrica do 
meio (lugar onde esta) 
q/q’ – carga 1 e carga 2 
d – distância ao 
quadrado atração repulsão 
Campo Elétrico 
 Como ocorre o comportamento elétrico de uma certa região. 
 Cargas criam campo elétrico (sentem força do campo elétrico) 
 O conceito de campo pode ser colocado como um meio de 
transmissão da força (elétrica) à distância. 
 Assim como a Terra tem um campo gravitacional, uma carga 
Q também tem um campo que pode influenciar as cargas de 
prova q colocadas no seu alcance. 
 Se a carga de prova ficar 
sujeita a uma Força, dizemos 
que a região em que a carga 
se encontra, está sujeita a um 
campoelétrico. 







C
N
q
F
E
Onde: 
E é o campo elétrico 
F é a força à qual ela está sujeita 
q é a carga elétrica 
 O valor do campo elétrico é calculado da seguinte forma: 
Campo Elétrico 
N=força 
C=carga 
elétrica 
*Cargas positivas sentem 
força com o campo. 
*Cargas negativas sente 
força contra o campo 
 A energia pode ser definida como a capacidade de realizar 
trabalho. 
 Podemos encontrar vários tipos de energia: energia potencial 
elétrica, energia potencial elástica, energia química, energia 
cinética, entre outras. 
 A energia pode ser transformada de uma forma para outra e 
transferida de um objeto para outro, mas a quantidade total 
é sempre a mesma (a energia é conservada). 
 A unidade de medida no S.I. para a energia é o Joule, 
representada pela letra J. 
Energia 
Energia Cinética 
27 
 A energia cinética de um objeto é a energia que ele possui 
devido ao seu movimento. 
 Isto é definido como o trabalho necessário para acelerar um 
corpo em repouso para que este adquira velocidade. 
 Tendo ganho essa energia durante a aceleração, o corpo 
mantem essa energia cinética a menos que sua velocidade 
mude 
Energia Cinética 
28 
EC =
1
2
𝑚 . 𝑣2 
 Quando um corpo de massa m está se movendo a uma 
velocidade v, ele possui energia cinética Ec, que é dada 
por: 
 De acordo com a equação acima, vemos que a energia 
cinética depende da velocidade e da massa de um corpo, 
portanto, essa forma de energia só está presente em objetos 
que estão em movimento. 
 Se a velocidade for nula, o produto mv2 = 0, o corpo não 
apresenta energia cinética 
Energia Potencial 
A água represada possui energia potencial gravitacional, 
que se converte em energia cinética quando cai para um 
nível mais baixo. 
Energia Potencial 
 Energia potencial elástica é a energia associada as 
propriedades elásticas de uma mola. 
 Um corpo possui a capacidade de produzir trabalho quando 
está ligado a extremidade comprimida ou esticada de 
uma mola. 
 Sendo assim, possui energia 
potencial, visto que o valor 
dessa energia depende da 
sua posição. 
Potencial Elétrico 
 Potencial elétrico é a capacidade que um corpo 
energizado tem de realizar trabalho, ou seja, atrair ou repelir 
outras cargas elétricas. 
 
 
Ele pode ser calculado pela expressão: 
 
 
Onde 
 Ep= Energia potencial 
 q = carga elétrica 
 
A unidade de potencial elétrico ou tensão elétrica é 
Joule/Coulomb, J/C = Volt (V) 
* Não confundir com campo elétrico (N/C) 
 
q
E
V
p

Potencial Elétrico 
Analogia entre potencial gravitacional e potencial elétrico. 
 Consiste de duas placas condutoras separados por um material 
isolante. Cada placa do capacitor é carregada com uma carga 
elétrica oposta a outra. 
 Tem a capacidade de armazenar energia sob a forma de um campo 
elétrico, fato este denominado como capacitância de um capacitor. 
Esquema de um capacitor 
+Q: Cargas positivas 
 : Campo elétrico 
-Q : Cargas negativas 
E

Capacitor Elétrico 
Corrente Elétrica 
 É todo movimento ordenado de elétrons através da seção de 
um condutor. 
 Para que esses movimentos ocorram é necessário haver elétrons 
livres no interior dos corpos. 









s
C
t
Q
I
Resistência elétrica 
Na corrente elétrica, os elétrons colidem entre si e também contra os 
átomos que constituem o condutor. Portanto, os elétrons encontram uma 
certa dificuldade para se deslocar, isto é, existe uma resistência à 
passagem da corrente no condutor. 
Resistor 
Fio 
elétrico 
 Quando uma corrente elétrica passa por um condutor elétrico, o 
condutor se aquece, emitindo calor. Esse fenômeno é 
denominado efeito joule. 
 O efeito joule, conhecido também como efeito térmico, é causado 
pelo choque dos elétrons livres contra os átomos dos condutores. 
 Quando os átomos recebem essa energia, tendem a vibrar com mais 
intensidade. Dessa forma, quanto maior for a vibração dos átomos, 
maior será a temperatura do condutor elétrico. 
Consequência da Resistência Elétrica: 
 Efeito Joule 
As lâmpadas incandescentes, 
desperdiçam grande parte da 
energia elétrica que deveria ser 
transformada em luz pelo efeito 
Joule. 
37 
Resistência elétrica 
OBS: Não confundir esta propriedade com 
RESISTOR ELÉTRICO → 
A unidade de resistência elétrica no Sistema Internacional é dada pela 
razão entre tensão e corrente elétrica: R=V/I , em ohms (Ω) 
Referências Bibliográficas 
• KNIGHT, R. D., Física, uma Abordagem Estratégica, 
Volume 3. Ed Artmed, 2009. Porto Alegre. 
 
• BONJORNO, R. F. S., BONJORNO, J. R., BONJORNO, 
V., RAMOS, C. M., Física 3, Editora FTD, São Paulo, 
1992. 
 
• HEWITT, P. G. Física Conceitual. 9ª Ed. Artmed. São 
Paulo. 2002. 685 p.