Questão 2
UFU 2019
(UFU - 2019 - 2ª FASE)
Os raios-X compreendem uma faixa do espectro de radiação eletromagnética de alta frequência e comprimentos de onda que variam de 1 picômetro (10 -12 m) até 1 nanômetro (10 -9 m). Um esquema simplificado de um aparelho de raios-X está indicado na figura abaixo. Nele, elétrons são acelerados por meio de uma alta diferença de potencial, a partir de um catodo constituído de um filamento metálico aquecido por corrente elétrica, em direção ao anodo, que é constituído de um sólido maciço. Quando os elétrons colidem com o anodo e sua velocidade se reduz drasticamente, ocorre a produção de
raios-X.
A) Supondo-se que a diferença de potencial entre o anodo e o catodo é de 30.000 volts, desprezando as dissipações e a velocidade inicial dos elétrons, qual é a energia cinética que os elétrons irão colidir com o anodo? A carga do elétron em módulo é 1,6 x 10 -19 C.
B) Os raios-X são de grande importância para a humanidade apesar de serem classificados como radiações ionizantes. Cite e explique um exemplo de uso de raios-X e um possível efeito negativo de seu uso.
Gabarito:
Resolução:
a) O trabalho realizado pela força elétrica é igual à variação da energia cinética tal que:
Substituindo os dados, em módulo:
b) O raio X apresenta grande penetração em tecidos. Ademais, um dos efeitos negativos é o potencial oncogênico do mesmo quando o organismo for exposto à altas doses da radiação.