Questão 15 da FUVEST 2013
No experimento descrito a seguir, dois corpos, feitos de um mesmo material, de densidade uniforme, um cilíndrico e o outro com forma de paralelepípedo, são colocados dentro de uma caixa, como ilustra a figura ao lado (vista de cima). Um feixe fino de raios X, com intensidade constante, produzido pelo gerador G, atravessa a caixa e atinge o detector D, colocado do outro lado. Gerador e detector estão acoplados e podem mover-se sobre um trilho. O conjunto Gerador-Detector é então lentamente deslocado ao longo da direção x, registrando-se a intensidade da radiação no detector, em função de x. A seguir, o conjunto Gerador-Detector é reposicionado, e as medidas são repetidas ao longo da direção y. As intensidades I detectadas ao longo das direções x e y são mais bem representadas por
- A
- B
- C
- D
- E
| Note e adote: |
|---|
| A absorção de raios X pelo material é, aproximadamente, proporcional à sua espessura, nas condições do experimento. |
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Resolução comentada
A absorção é proporcional à espessura de material atravessada, então a intensidade detectada é menor onde o feixe passa por mais material e igual à intensidade inicial onde não passa por nenhum corpo.\n\nVarredura em x (feixe vertical). Indo da esquerda para a direita:\n\n1. Primeiro o feixe passa só pelo ar, com I máxima.\n2. Depois atravessa o cilindro. A espessura cresce de zero até o diâmetro e volta a zero, então I cai em forma de arco, com mínimo no centro.\n3. Há um pequeno trecho sem material entre o cilindro e o paralelepípedo, com I máxima.\n4. Em seguida o feixe atravessa o paralelepípedo, que é alto e estreito na vista. Na vertical ele tem espessura grande e constante, então I fica num patamar baixo, mais baixo que o mínimo do cilindro.\n5. Por fim volta ao ar, com I máxima.\n\nVarredura em y (feixe horizontal). De baixo para cima:\n\n1. Ar, com I máxima.\n2. O feixe atravessa o paralelepípedo, que na horizontal é estreito. A espessura é pequena e constante, então I cai só um pouco, num degrau raso.\n3. O cilindro está mais alto que o paralelepípedo e sobrepõe-se a ele em y. Nessa faixa o feixe atravessa as duas peças, e a queda é em forma de arco somada ao degrau do paralelepípedo.\n4. Depois, só o degrau raso do paralelepípedo, até acabar a sua altura, e então volta ao ar.\n\nEsse conjunto é o do gráfico D: em x, arco seguido de patamar profundo; em y, degrau raso, arco e degrau raso.\n\nAlternativa D.
Pegadinha: As alternativas B, C e E apresentam picos de intensidade onde há material, o que engana quem confunde absorção com transmissão; A inverte os eixos x e y.
Por que as outras alternativas estão erradas
- Ainverte as direções: o gráfico em x mostra degraus rasos com arco, e o patamar fundo aparece em y.
- Bmostra a intensidade aumentando onde há material, quando a absorção deveria reduzi-la.
- Ctambém mostra a intensidade subindo onde há material, o que contraria a absorção.
- Emistura picos de intensidade com quedas, sendo incoerente com a absorção do material.
Assuntos: absorção de raios X, interpretação de gráficos.
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