A figura abaixo apresenta as regiões de predominância das três principais formas de interação da radiação eletromagnética com a matéria, em função do número atômico (Z) e da energia do fóton (MeV).Assinale a alternativa que indica, correta e respectivamente, o processo predominante nas regiões 1, 2 e 3.
AEfeito fotoelétrico – Espalhamento Compton – Produção de pares.
BEspalhamento Compton – Produção de pares – Efeito fotoelétrico.
CEfeito fotoelétrico – Produção de pares – Espalhamento Compton.
DEspalhamento Compton – Efeito fotoelétrico – Produção de pares.
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GabaritoA — Efeito fotoelétrico – Espalhamento Compton – Produção de pares.
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Interação da radiação eletromagnética com a matéria
Gabarito: letra A. A figura ilustra o mapa de predominância das interações fóton-matéria: a região 1 (baixas energias) é dominada pelo efeito fotoelétrico, a região 2 (energias intermediárias) pelo espalhamento Compton, e a região 3 (altas energias) pela produção de pares.
O comportamento da radiação ao interagir com a matéria depende criticamente da energia do fóton incidente () e do número atômico () do material absorvedor. A física das radiações estabelece três mecanismos principais de atenuação para fótons:
Efeito Fotoelétrico (Região 1): Predomina em baixas energias e altos números atômicos. O fóton é totalmente absorvido, e um elétron é ejetado do átomo.
Espalhamento Compton (Região 2): É o processo dominante em uma ampla faixa de energias intermediárias (tipicamente entre 0,1 MeV e 10 MeV), sendo menos dependente do número atômico do material.
Produção de Pares (Região 3): Ocorre apenas para energias superiores a 1,02 MeV (limiar teórico), tornando-se o processo predominante em energias muito altas, especialmente em materiais de alto .
Baixa energia
Alta energia
Baixo Z
Efeito fotoelétrico
Produção de pares
Alto Z
Efeito fotoelétrico
Espalhamento Compton
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Alternativa A — ✅ Correta ⟵ Gabarito
Esta alternativa descreve corretamente a sequência de predominância observada no gráfico: fotoelétrico (baixa energia), Compton (energia intermediária) e produção de pares (alta energia).
Alternativa B — ❌ Incorreta
Inverte a ordem dos processos. O espalhamento Compton não é o processo de baixa energia, e o efeito fotoelétrico não é o de alta energia.
Alternativa C — ❌ Incorreta
Troca a posição da produção de pares com a do espalhamento Compton. A produção de pares exige energias muito superiores às do espalhamento Compton.
Alternativa D — ❌ Incorreta
Coloca o espalhamento Compton na região de baixa energia (1), onde o efeito fotoelétrico é, na verdade, o mecanismo dominante.
PEGA ESSA DICA!
Para memorizar a predominância, observe o eixo horizontal (energia): o efeito fotoelétrico "morre" rápido com o aumento da energia, o Compton domina o "meio de campo" e a produção de pares só "nasce" após o limiar de 1,02 MeV, crescendo rapidamente com a energia.
Assinale a alternativa que indica, correta e respectivamente, o processo predominante nas regiões 1, 2 e 3.