— “Técnico, esses scanners de segurança que usam radiação terahertz podem causar danos internos?” perguntou…

Questão

— “Técnico, esses scanners de segurança que usam radiação terahertz podem causar danos internos?” perguntou uma passageira. O operador explicou que o feixe de ondas terahertz opera em frequências entre 0,1 e 10 THz, com intensidade média de 50 mW/cm2. Estudos indicam que a maior parte da energia é absorvida na camada superficial da pele, sem ionizar moléculas, pois a energia de cada fóton (em torno de 1 meV) é insuficiente para quebrar ligações químicas. Além disso, a profundidade de penetração das ondas decresce com o aumento da frequência, limitando os efeitos ao epitélio cutâneo. Analise o texto-base e identifique qual afirmação explica corretamente, com base em princípios físicos, por que as ondas terahertz não penetram profundamente no corpo humano?

1. A) A energia de cada fóton em torno de 1 meV impede a ionização e, juntamente com a alta frequência, limita a profundidade de penetração.
2. B) A ausência de reflexão nos tecidos impede que as ondas penetrem além da epiderme.
3. C) A alta frequência reduz o comprimento de onda, aumentando o potencial de ionização, mas as moléculas impedem a penetração.
4. D) O efeito do inverso do quadrado da distância faz com que a energia no corpo seja insuficiente para atravessar camadas mais profundas.
5. E) A baixa intensidade média de 50 mW/cm2 garante que o feixe de terahertz atravesse apenas a camada superficial.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

1. O enunciado pergunta por que as ondas terahertz não penetram fundo no corpo. O texto dá duas pistas: a energia do fóton (cerca de 1 meV) é insuficiente para quebrar ligações químicas ou ionizar moléculas, e a profundidade de penetração diminui com o aumento da frequência. Resolvi a questão a partir desses dados. Passo 2: A alternativa A reúne exatamente esses dois elementos: a energia do fóton impede a ionização e a alta frequência limita a profundidade de penetração. Passo 3: A alternativa B está errada, porque a ausência de reflexão não explica a penetração limitada; o que limita o feixe é a absorção da energia pelos tecidos. Passo 4: A alternativa C está errada, porque o comprimento de onda menor não aumenta o potencial de ionização de forma relevante aqui, e a justificativa com as moléculas é vaga e não explica a penetração. Passo 5: A alternativa D está errada, porque o efeito do inverso do quadrado da distância é de dispersão geométrica e não descreve a absorção do feixe pelo tecido. Passo 6: A alternativa E está errada, porque a intensidade média não determina a profundidade de penetração; ela indica quanta potência chega à pele, não até onde a onda vai. Passo 7: Observação crítica: a ideia da alternativa A é a melhor entre as opções, mas a energia do fóton explica a ausência de ionização e não diretamente a penetração limitada. A causa física principal é a forte absorção da radiação pela água presente nos tecidos, pois a água tem ressonâncias de rotação e vibração nessa faixa de frequência. O gabarito está correto no conjunto, mas a formulação ideal mencionaria a absorção pela água.

💡 Dica: Analise a relação entre energia do fóton, frequência e penetração das ondas.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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