Edição: UNIFACS 2014.1 · Medicina.Física: questões 23, 24, 27.Fonte: caderno local e gabarito Consultec anexado ao PDF. Gabarito preliminar. As ressalvas de redação, unidades e modelagem estão nas respectivas resoluções.
Q23
Emissões alfa, beta e gama
Sobre as propriedades físicas de raios gama, γ, produzidos na desintegração de um núcleo atômico de isótopo radioativo, é correto afirmar:
01)As emissões radioativas são constituídas de partículas de carga positiva, partículas de carga negativa e ondas eletromagnéticas.
02)A partícula alfa, $\,{}^4_2\alpha$, núcleos de átomos de hélio, e a partícula beta, $\,{}^0_{-1}\beta$, carregada negativamente e sem massa, possuem o mesmo poder de penetração nos tecidos orgânicos.
03)As emissões de radionuclídeos são formas de radiação eletromagnética de alta energia.
04)A dose de radiação absorvida inferior a 0,35 µGy/h, admitida como sendo inofensíva à saúde humana, expressa no SI é, aproximadamente, 1,0 × 10−4 J/(kg·s), sendo Gy igual a 1 J/kg.
05)O núcleo atômico que emite radiação gama, γ libera uma quantidade de energia igual a hλc, sendo h a constante de Planck, λ é o comprimento de onda e c, o módulo da velocidade da luz no vácuo.
Gabarito Consultec preliminar.
01
Resolução
As emissões alfa são núcleos de hélio com carga positiva; beta menos são elétrons; gama são fótons. Logo, o conjunto das emissões inclui partículas positivas, negativas e ondas eletromagnéticas. A energia de um fóton é:
\[E=hf\]
\[E=\frac{hc}{\lambda}\]
A taxa de dose mencionada, tratada aqui apenas como dado do enunciado, converte-se por:
Alfa e beta têm massas e poderes de penetração distintos. Nem toda emissão nuclear é eletromagnética.
Alternativa correta: 01.
Q24
Forças em um cíclotron
A figura representa o diagrama do esquema de um cíclotron. Esse dispositivo acelera elétrons até que eles adquiram energia suficiente para incidirem em um alvo, que produz “raios X, com energia bem mais alta do que os raios gama do césio 137 e do cobalto 60, utilizado na terapia de tumores de órgãos como pulmão, bexiga, útero”. (NA PONTA....2013). Sabendo-se que nas regiões designadas por dee existem campos magnéticos uniformes idênticos, na interface desses campos, existe uma região de um campo elétrico uniforme, com sentido que alterna, periodicamente, e admitindo-se que a fonte de íons negativos esteja situada no centro do semicírculo inferior da figura de onde os íons são lançados verticalmente, é correto afirmar:
01)A variação do módulo da velocidade dos íons negativos se deve à presença do campo magnético uniforme.
02)O feixe de íons negativos descreve cada semicírculo com período variável.
03)Os íons negativos descrevem movimento circular uniformemente acelerado, nas regiões de campo magnético uniforme.
04)O campo magnético do acelerador tem direção perpendícular ao plano da folha de papel e sentido para dentro.
05)A variação da direção do vetor velocidade de elétron ocorre devido à presença de um campo elétrico uniforme.
Gabarito Consultec preliminar.
04
Resolução
No interior de um dee, o campo magnético é perpendicular à velocidade e fornece a força centrípeta.
\[F_B=\lvert q\rvert vB\]
\[\frac{mv^2}{r}=\lvert q\rvert vB\]
\[r=\frac{mv}{\lvert q\rvert B}\]
No modelo não relativístico:
\[T=\frac{2\pi r}{v}\]
\[T=\frac{2\pi m}{\lvert q\rvert B}\]
O período não depende da velocidade. Aplicando a força de Lorentz ao sentido de circulação desenhado e invertendo o sentido da força por se tratar de carga negativa, o campo aponta para dentro do papel. O ganho de energia ocorre na região de campo elétrico. A análise utiliza o modelo clássico idealizado do enunciado.
Alternativa correta: 04.
Q27
Absorção e emissão no modelo de Bohr
A presença de Chumbo e de outros metais no sangue pode ser determinada pelo método de análise denominado de Espectrofotometria de Absorção Atômica. O método consiste em determinar a presença e quantidade de um determinado metal em uma solução qualquer, usando como princípio a absorção de radiação ultravioleta por parte dos elétrons que, ao sofrerem um salto quântico depois de devidamente excitados por uma chama de gás acetileno a 3000 graus C, esses devolvem a energia recebida para o meio, voltando assim para a sua camada orbital de origem. (ESPECTROFOTOMETRIA. 2013). Sobre o modelo de Böhr aplicado ao átomo de hidrogênio, cujas conclusões foram generalizadas, para átomos mais complexos, é correto afirmar:
01)O elétron que descreve órbita circular, com velocidade de módulo constante, em torno do núcleo, é destituído de aceleração.
02)O movimento do elétron em torno do núcleo de um átomo de hidrogênio produz apenas um campo magnético.
03)A lei de Coulomb, que descreve interação elétrica entre corpos macroscópicos eletrizados, perde validade no domínio da interação elétrica, que ocorre dentro de um átomo.
04)A quantidade de energia absorvida pelo elétron que passa de um nível de energia para outro superior é maior do que a quantidade de energia liberada em forma de radiação luminosa.
05)A passagem do elétron de um estado estacionário para outro ocorre mediante a absorção de energia igual a hf, sendo h a constante de Planck e f, a frequência do fóton.
Gabarito Consultec preliminar.
05
Resolução
Para uma transição ascendente, a energia absorvida coincide com a diferença dos níveis.
\[E_f-E_i=hf\]
Na transição inversa, a mesma diferença é emitida como fóton. O módulo da velocidade pode permanecer constante numa órbita circular, mas existe aceleração centrípeta.
\[a_c=\frac{v^2}{r}\]
A interação elétrica mantém seu papel no modelo de Bohr. Uma carga em movimento apresenta campo elétrico e também efeitos magnéticos. Ressalva de redação: a absorção se refere ao salto ascendente; saltos descendentes emitem energia.
