UFSC 2022 — questão 30 de Física
Enunciado em texto
No terminal de embarque de aeroportos, os passageiros passam por aparelhos de raios X de última geração, que funcionam esquematicamente da seguinte forma: raios X de alta intensidade produzidos em X atravessam os objetos no interior da mala e podem incidir sobre duas camadas de receptores (1 e 2) intervalados por um filtro de cobre, como ilustra a figura ao lado. O computador interpreta as informações recebidas pelos receptores e gera uma imagem, de acordo com o material.
[Figura: da esquerda para a direita, a fonte de raios X (marcada X), a mala (com um objeto dentro), a camada de receptores (1), o filtro e a camada de receptores (2).]
Sobre os raios X e sua interação com os diferentes materiais, é correto afirmar que:
(01) os raios X são ondas eletromagnéticas de grande energia produzidas pela desaceleração de elétrons.
(02) os raios X podem ser interpretados como um conjunto de fótons de energia .
(04) como os raios X possuem grande energia, o seu comprimento de onda é muito maior que o da luz visível.
(08) os metais, devido ao seu número atômico maior, absorvem a maior parte da radiação, que não será detectada em 1.
(16) segundo o modelo corpuscular, a intensidade da radiação não é proporcional ao número de fótons.
(Enunciado e figura: Vestibular UFSC 2022 — UFSC/COPERVE.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Comissão Permanente do Vestibular (COPERVE).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar afirmações sobre a natureza dos raios X e sobre como eles atravessam (ou não) os objetos da mala.
(01) Verdadeira. Num tubo de raios X, elétrons acelerados por alta tensão são freados bruscamente ao atingir um alvo metálico, e a desaceleração produz radiação eletromagnética de alta energia (radiação de frenagem).
(02) Verdadeira. Como toda radiação eletromagnética, os raios X são formados por fótons de energia (formulário da prova).
(04) Falsa. Energia grande significa frequência alta e, como , comprimento de onda pequeno: os raios X têm λ milhares de vezes menor que o da luz visível.
(08) Verdadeira. A absorção de raios X cresce muito com o número atômico do material. Metais (número atômico alto) absorvem a maior parte da radiação, que não chega aos receptores: é por isso que aparecem como manchas escuras na imagem.
(16) Falsa. No modelo corpuscular, a intensidade (energia por unidade de tempo e de área) é o número de fótons que chegam por unidade de tempo e área vezes a energia de cada um: para uma frequência dada, ela é proporcional ao número de fótons.
⚠️ A armadilha: a (04). Associar “mais energia” a “onda maior”. É o contrário: E = hf = hc/λ, e quanto mais energético o fóton, menor o comprimento de onda.
A ideia em uma frase: raios X são fótons de alta frequência e pequeno comprimento de onda, produzidos pela frenagem de elétrons e barrados pelos metais.
Resposta: soma 11 (01 + 02 + 08).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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