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Questão 32 do ENEM 2009

1º dia · Ciências da Natureza · Física: Ondas eletromagnéticas e espectro

Considere um equipamento capaz de emitir radiação eletromagnética com comprimento de onda bem menor que a da radiação ultravioleta. Suponha que a radiação emitida por esse equipamento foi apontada para um tipo específico de filme fotográfico e entre o equipamento e o filme foi posicionado o pescoço de um indivíduo. Quanto mais exposto à radiação, mais escuro se torna o filme após a revelação. Após acionar o equipamento e revelar o filme, evidenciou-se a imagem mostrada na figura abaixo.

Radiografia em vista lateral da região do pescoço, evidenciando as vértebras da coluna cervical em tons claros, enquanto os tecidos moles e o ar ao redor aparecem em tons mais escuros.

Dentre os fenômenos decorrentes da interação entre a radiação e os átomos do indivíduo que permitem a obtenção desta imagem inclui-se a

  1. A
    absorção da radiação eletromagnética e a consequente ionização dos átomos de cálcio, que se transformam em átomos de fósforo.
  2. B
    maior absorção da radiação eletromagnética pelos átomos de cálcio que por outros tipos de átomos.
  3. C
    maior absorção da radiação eletromagnética pelos átomos de carbono que por átomos de cálcio.
  4. D
    maior refração ao atravessar os átomos de carbono que os átomos de cálcio.
  5. E
    maior ionização de moléculas de água que de átomos de carbono.
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Resolução comentada

A radiação com comprimento de onda bem menor que o do ultravioleta é o raio X. Ele tem energia alta e atravessa os tecidos moles, mas é absorvido em maior quantidade por átomos mais pesados, como o cálcio dos ossos.

O enunciado diz que o filme escurece quanto mais exposto à radiação. Assim:

  1. Onde a radiação é muito absorvida (ossos, ricos em cálcio), pouca radiação chega ao filme, que fica claro.
  2. Onde a radiação passa com facilidade (pele, músculos, ar, formados por átomos leves como C, H, O), muita radiação chega ao filme, que fica escuro.

A figura mostra as vértebras claras e o restante escuro, o que confirma que o cálcio absorve mais raios X do que os outros átomos do corpo.

Análise das alternativas: o cálcio não vira fósforo por ionização, pois ionizar é tirar elétrons e não muda o número atômico. O carbono absorve menos que o cálcio, então C está invertida. Refração não é o fenômeno que forma a imagem. A ionização da água não é maior que a do carbono de modo a explicar o contraste ósseo.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AA ionização retira elétrons e não transforma cálcio em fósforo; isso exigiria mudar o núcleo.
  • CInverte a relação: o carbono, mais leve, absorve menos raios X que o cálcio.
  • DA imagem se deve à absorção diferencial, não à refração, e não há razão para maior refração no carbono.
  • EA ionização da água não explica o contraste entre osso e tecidos moles, que decorre da absorção pelo cálcio.

Assunto: Ondas eletromagnéticas e espectro.

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