Defina os seguintes termos:
raios X

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 1895 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 gamma e a luz ultravioleta. Suas características principais são:
  • comprimento de onda típico em torno de lambdaapprox10^-11 m até 10^-8 m;
  • frequência correspondente entre fapprox3times10^16 Hz e 3times10^19 Hz;
  • energia de fótons variando de cerca de 0,1 keV até 100 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 0,1 keV e 100 keV), com comprimento de onda de aproximadamente 10^-11 m a 10^-8 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.

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