Física · FUNDATEC · 2025 | Questão sqc-qg469514

FísicaFísica Atômica e Nuclear

Código: qg469514
Banca: FUNDATEC
Órgão: FUNDATEC
Ano: 2025
Nível: Superior

Cargo: Residência Multiprofisisonal - Profissão: Física Médica

Um elétron energético ao atravessar a matéria pode interagir com elétrons orbitais e núcleos atômicos, sofrendo perdas de energia ou desvios em sua trajetória. Sobre esses processos, assinale a alternativa correta.

AA interação do elétron com o núcleo do átomo está associada apenas ao espalhamento, sem contribuição significativa para perdas energéticas.
BO poder de freamento colisional, (S/ρ)col, está relacionado às interações do elétron com núcleos, enquanto o poder de freamento radiativo, (S/ρ)rad, está associado às interações com elétrons orbitais.
CA emissão de radiação de Bremsstrahlung ocorre principalmente quando o parâmetro de impacto b é muito menor que o raio atômico, sendo mais intensa em átomos de maior número atômico.
DNo regime de energias diagnósticas (~100 keV), a emissão de fótons de Bremsstrahlung ocorre preferencialmente no sentido do feixe incidente, apresentando forte anisotropia para a frente.

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GabaritoC — A emissão de radiação de Bremsstrahlung ocorre principalmente quando o parâmetro de impacto b é muito menor que o raio atômico, sendo mais intensa em átomos de maior número atômico.

Comentário gerado por IA. É um apoio ao estudo, ancorado em fontes, mas pode conter imprecisões — confira sempre na fonte oficial (lei, súmula, edital e gabarito da banca). Encontrou um erro? Use “Reportar”.

Interação de elétrons com a matéria — Bremsstrahlung e poder de freamento

Gabarito: letra C. A emissão de radiação de Bremsstrahlung ocorre quando um elétron é desacelerado no campo elétrico do núcleo atômico, sendo mais intensa para pequenos parâmetros de impacto (b << raio atômico) e para átomos de maior número atômico (Z). É o processo dominante de perda de energia radiativa em altas energias.

A alternativa C está correta porque descreve com precisão as condições para a emissão de Bremsstrahlung: o parâmetro de impacto pequeno garante uma forte aceleração, e a intensidade escala com Z². As demais alternativas incorrem em erros conceituais ou trocam os papéis das interações.

Processo / Característica	Interação com elétrons orbitais	Interação com núcleos
Poder de freamento colisional ( $(S/\rho)_{\text{col}}$ )	Responsável (ionização e excitação)	Não é o agente principal
Poder de freamento radiativo ( $(S/\rho)_{\text{rad}}$ )	Não é o agente principal	Responsável (Bremsstrahlung)
Emissão de Bremsstrahlung	Não ocorre	Ocorre (desaceleração no campo nuclear)
Espalhamento (Rutherford)	Não é o principal	Ocorre (desvio, com perda energética pequena)
Dependência com Z	Menos intensa	Escala com Z² (mais intensa em alto Z)
Parâmetro de impacto para Bremsstrahlung	—	b << raio atômico (forte aceleração)

Interação elétron-matéria

1Com elétrons orbitais
- Perda colisional (ionização/excitação)
- Poder de freamento colisional (S/ρ)col
2Com núcleo atômico
- Espalhamento (desvio)
- Perda radiativa (Bremsstrahlung)
  - Parâmetro de impacto b ≪ raio atômico
  - Intensidade ∝ Z²
  - Poder de freamento radiativo (S/ρ)rad

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Alternativa A — ❌ Incorreta

Afirma que a interação elétron-núcleo só causa espalhamento, sem perdas significativas de energia. Na verdade, essa interação é responsável pela emissão de Bremsstrahlung (perda radiativa) e também pode transferir energia por recuo nuclear (embora pequena). O espalhamento elástico (Rutherford) desvia o elétron, mas a radiação de freamento é uma perda energética relevante, especialmente em materiais de alto Z.

Alternativa B — ❌ Incorreta

Inverte os conceitos: o poder de freamento colisional ( $(S/\rho)_{\text{col}}$ ) deve-se às interações com elétrons orbitais (ionização e excitação), enquanto o poder de freamento radiativo ( $(S/\rho)_{\text{rad}}$ ) decorre das interações com núcleos (Bremsstrahlung). A banca troca deliberadamente os agentes.

Alternativa C — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Define corretamente a condição de parâmetro de impacto $b \ll r_{\text{átomo}}$ para emissão significativa de Bremsstrahlung, e destaca a dependência direta com o número atômico $Z$ . Quanto maior o Z, mais intensa a radiação, pois o campo elétrico nuclear é mais intenso.

Alternativa D — ❌ Incorreta

Embora a emissão de Bremsstrahlung seja preferencialmente no sentido do feixe incidente para energias altas (MeV), no regime diagnóstico (~100 keV) a anisotropia não é tão acentuada. A distribuição angular é ainda moderadamente isotrópica, com leve predominância para frente, mas a expressão "forte anisotropia para a frente" é exagerada. Para energias de 100 keV, os elétrons não são relativísticos ( $v \approx 0,2c$ ), e a emissão não é fortemente direcionada.

NÃO CAIA NESSA!

A alternativa B troca os tipos de interação — colisional (com elétrons) e radiativo (com núcleos). Memorize: colisional → ionização/excitação; radiativo → Bremsstrahlung. A pegadinha explora a inversão dos sujeitos.

PEGA ESSA DICA!

Para questões de interação radiação-matéria, lembre-se da dependência com $Z$ : Bremsstrahlung $\propto Z^2$ , efeito fotoelétrico $\propto Z^4/Z^5$ , espalhamento Compton $\propto Z$ . Sempre relacione o tipo de interação com a partícula alvo (elétron orbital vs. núcleo).

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