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Questão FC784413

O físico médico deve ter conhecimento dos diferentes tipos de interações da radiação com a matéria. Sobre a interação de fótons com a matéria, assinale a alternativa correta.

Física Moderna

Instituto AOCP · 2021

O físico médico deve ter conhecimento dos diferentes tipos de interações da radiação com a matéria. Sobre a interação de fótons com a matéria, assinale a alternativa correta.

  1. No espalhamento Rayleigh, a energia absorvida no meio durante o processo é proporcional ao número atômico do meio.
  2. A atenuação fotoelétrica independe do número atômico do meio.
  3. O efeito fotoelétrico ocorre entre um fóton e um elétron “livre” do material.
  4. É mais provável ocorrer o espalhamento Rayleigh em materiais de alto número atômico e fótons de alta energia.
  5. No espalhamento Compton, em uma colisão frontal de um fóton com um elétron, o elétron percorrerá o trajeto a um ângulo de 0 graus \((\theta = 0º)\) após a colisão, recebendo máxima energia.
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Gabarito

Errado

Comentário do professor

Compton descreve a colisão entre um fóton e um elétron livre; a variação de comprimento de onda do fóton é dada por \( \Delta\lambda=\frac{h}{mc}(1-\cos\phi)\), onde \(\phi\) é o ângulo de espalhamento do fóton.

Essa expressão mostra que a transferência de energia do fóton para o elétron é máxima quando \( \phi=180^\circ\) (retroespalhamento do fóton), pois então \((1-\cos\phi)\) atinge seu valor máximo.

Da conservação de momento resulta que, para \( \phi=180^\circ\), o elétron recoila no sentido do fóton incidente, ou seja, com ângulo \(\theta=0^\circ\). Assim, na colisão frontal o elétron segue em \(\theta=0^\circ\) e recebe a energia cinética máxima.

A energia máxima transferida pode ser escrita como \(T_{max}=\dfrac{2E_\gamma^2}{m c^2+2E_\gamma}\), com \(E_\gamma\) energia inicial do fóton.

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