Explique como ocorre a produção de raio-X característico.

Passo 1

O enunciado pede para explicar como ocorre a produção de raio-X característico. O conteúdo envolvido é a interação de elétrons acelerados com átomos, ionização de camadas internas e transições eletrônicas que resultam na emissão de fótons com energia bem definida.

Passo 2

Quando um feixe de elétrons acelerados (com energia cinética suficientemente alta) incide sobre um alvo de átomos pesados, um desses elétrons pode arrancar um elétron de uma camada interna (por exemplo, da camada K). Isso cria uma vacância no átomo, deixando-o num estado excitado.

Passo 3

Para restaurar o equilíbrio, um elétron de uma camada mais externa (por exemplo, da camada L ou M) “cai” para preencher essa vacância. A diferença de energia entre o nível inicial E_i e o nível final E_f desse elétron é liberada na forma de um fóton de raio-X, cuja energia satisfaz
E_{\text{fóton}} = E_i - E_f = h\,\nuó
onde h é a constante de Planck e \nu é a frequência do fóton emitido.

Passo 4

Como os níveis eletrônicos de cada elemento têm energias fixas, os fótons emitidos aparecem em linhas bem definidas no espectro de raios X. Por exemplo, a transição L\to K gera a linha denominada K_\alpha e a transição M\to K gera a linha K_\beta. Essas linhas são características do material alvo.

Resposta

A produção de raio-X característico ocorre quando elétrons acelerados ionizam uma camada interna de um átomo, criando uma vacância; então elétrons de camadas mais externas preenchem essa vacância, emitindo fótons de energia igual à diferença dos níveis eletrônicos E_{\text{fóton}}=h\nuó. As diferentes combinações de níveis geram linhas K_\alpha, K_\beta etc., características do elemento.

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