Defina os seguintes termos:
raios
raios
Passo 1
O enunciado pede para definirmos o que são os raios X. O conteúdo aqui é física de radiação eletromagnética, em especial a porção de alta energia no espectro. Para resolver, vamos precisar entender sua origem, faixa de comprimento de onda, interação com a matéria e principais usos.
Passo 2
Raios X foram descobertos em
por Wilhelm R"ontgen ao observar que um tubo de descarga emitia uma radia\c{c}~ao capaz de atravessar papel e tecido humano. Essa radia\c{c}~ao n~ao era vis’ivel, mas impressionava placas fotogr’aficas, batizando-a de “raios X” por sua natureza desconhecida naquela 'epoca.
Passo 3
No espectro eletromagnético, os raios X situam-se entre os raios
e a luz ultravioleta. Suas características principais são:
- comprimento de onda típico em torno de
m até m; - frequência correspondente entre
Hz e Hz; - energia de fótons variando de cerca de
keV até keV ou mais, o que lhes confere caráter ionizante.
Passo 4
Os raios X são gerados principalmente por dois mecanismos em tubos de vácuo:
- Bremsstrahlung (frenamento): elétrons acelerados colidem com o alvo (geralmente tungstênio), tendo parte de sua energia cinética convertida em fótons de espectro contínuo;
- linhas características: quando elétrons acelerados expulsam elétrons internos do átomo-alvo, os elétrons de níveis superiores decaem e emitem fótons com energias discretas.
Passo 5
Ao incidir na matéria, os raios X interagem por processos como efeito fotoelétrico, espalhamento Compton e produção de pares (em energias muito altas). Essas interações permitem:
- registro em filmes ou detectores digitais (diferentes atenuações criam contraste);
- diagnóstico médico por imagem (radiografia, tomografia);
- inspeção industrial (checagem de soldas, estruturas).
Resposta
Raios X são radiação eletromagnética de alta energia (fótons com energia entre
keV e
keV), com comprimento de onda de aproximadamente
m a
m. São gerados por frenamento de elétrons em alvos metálicos e por transições atômicas internas, interagem com a matéria via efeito fotoelétrico, espalhamento Compton e produção de pares, e têm aplicações em diagnóstico médico, inspeção industrial e cristalografia.