No experimento descrito a seguir, dois corpos, feitos de um mesmo material, de densidade uniforme, um…

Questão

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 [IMAGEM] [FUVEST 2013 - Questão 15] FUVEST - 2013

1. A) [Gráfico a]
2. B) [Gráfico b]
3. C) [Gráfico c]
4. D) [Gráfico d]
5. E) [Gráfico e]

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Identifique o fenômeno. Os raios X são atenuados pelo material que atravessam, e a atenuação segue a lei exponencial I = I0 e^(-mu d), em que d é a espessura de material percorrida pelo feixe e mu é o coeficiente de atenuação, que depende apenas do material. Como os dois corpos são feitos do mesmo material, a intensidade medida depende somente da espessura atravessada em cada posição.
2. Relacione a espessura à posição. Ao deslocar o conjunto gerador-detector ao longo de x (ou de y), o feixe passa por regiões com diferentes comprimentos de material. Fora dos corpos o feixe não encontra material, então a intensidade é máxima (I0). Dentro de um corpo, a espessura atravessada cresce e depois diminui, e a intensidade cai e volta a subir, formando um vale.
3. Analise a forma do vale para cada corpo. No paralelepípedo, ao longo de uma direção, a espessura atravessada é constante por um trecho (a largura da face), o que produz um patamar de intensidade reduzida com bordas bem definidas. No cilindro, a espessura atravessada varia continuamente como uma corda de círculo, o que produz um vale arredondado, com mínimo no centro e subida suave nas bordas.
4. Verifique a alternativa correta. A alternativa D é a única que mostra, em cada direção, a intensidade mínima onde o feixe atravessa mais material, com a forma de vale compatível com o corpo atravessado, e com intensidade máxima fora dos corpos. Por isso ela representa corretamente as medidas nas direções x e y.
5. Por que as outras estão erradas. A alternativa A inverte a relação entre intensidade e espessura. A alternativa B usa uma queda linear, ignorando a atenuação exponencial. A alternativa C faz as duas direções iguais, ignorando que as formas dos corpos mudam o perfil. A alternativa E mostra uma sombra com intensidade nula, o que não corresponde à atenuação parcial dos raios X.

💡 Dica: Analise como a intensidade dos raios X varia ao atravessar os corpos e relacione com suas formas e posições.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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