Ondas Eletromagnéticas
As ondas eletromagnéticas constituem-se da combinação entre o campo elétrico e o magnético, os quais transportam energia e se propagam no espaço. Este conceito foi previsto pelo físico escocês James C. Maxwell. Partindo das leis experimentais de Coulomb, Faraday, Ampère e de suas próprias concepções, Maxwell construiu um conjunto de equações que resumem os conhecimentos sobre o eletromagnetismo. Através das equações, ele provou que um distúrbio eletromagnético, causado pela superposição do campo elétrico e do campo magnético oscilando no tempo, apresenta características ondulatórias. Tal radiação eletromagnética também deveria sofrer, como a luz, os fenômenos da reflexão, refração, difração e interferência. Este distúrbio causado pelo campo elétrico e magnético foi então denominado de ondas eletromagnéticas.
Os campos elétricos e magnéticos são perpendiculares um ao outro e se propagam perpendicularmente às suas direções de oscilação, diferentemente de ondas mecânicas, cuja direção de vibração é a mesma da de propagação. O campo elétrico e o magnético podem ser estabelecidos na ausência de matéria, ou seja, no vácuo; logo a radiação eletromagnética pode se propagar no vácuo também.
Figura 1- Oscilação e propagação dos campos elétrico (E) e magnético (B) de uma Onda Eletromagnética senoidal.A velocidade de propagação da onda eletromagnética no vácuo é a velocidade da luz, c (3 x 10^8 m/s). O número de ondas que passam por um ponto do espaço em um determinado tempo define a frequência da radiação. A velocidade de propagação da radiação é constante em um dado meio. A onda eletromagnética pode ser também caracterizada pelo comprimento de onda, λ, que pode ser expresso pela equação: v = f λ
Define-se o espectro eletromagnético como o intervalo de freqüências de todos os tipos de radiação eletromagnética. Todas as ondas que compõem o espectro se propagam no vácuo com a mesma velocidade e podem ser originadas a partir da aceleração de cargas elétricas.
A faixa de luz visível ao olho humano também faz parte desse quadro de radiação eletromagnética; no entanto, sua faixa é muito pequena se comparada com a dos outros comprimentos de onda.
Define-se o espectro eletromagnético como o intervalo de freqüências de todos os tipos de radiação eletromagnética. Todas as ondas que compõem o espectro se propagam no vácuo com a mesma velocidade e podem ser originadas a partir da aceleração de cargas elétricas.
A faixa de luz visível ao olho humano também faz parte desse quadro de radiação eletromagnética; no entanto, sua faixa é muito pequena se comparada com a dos outros comprimentos de onda.
Figura 2 - Espectro Eletromagnético.Radiografia e Produção de Raio X
Os raios X podem ser gerados em um tubo a vácuo através de correntes de elétrons acelerados por altas tensões, que colidem, sob condições especiais, com um alvo de número atômico elevado. Os elétrons, vindos do cátodo, são acelerados em um campo elétrico e colidem com o ânodo carregado positivamente. Isso gera os raios X que podem impressionar material fotográfico ou tela fluorescente.
Figura 3 - Produção de Raios X.Os raios X são também ondas eletromagnéticas, exatamente como os raios gama, porém diferindo quanto à origem, pois os raios gama se originam dentro do núcleo atômico, enquanto que os raios X têm origem além do núcleo, devido à desexcitação dos átomos, ou ao freamento de elétrons de alta energia no campo elétrico de núcleos atômicos. As suas características são: interagem com a matéria, principalmente através do efeito Compton ou efeito do fotoelétrico, ou da produção de pares, e nesses efeitos são emitidos elétrons (ou pares elétron–pósitron), que por sua vez ionizam a matéria.
A radiografia é um método não destrutivo para detectar descontinuidades e heterogeneidades na matéria, e é obtida utilizando-se os raios X ou gama. Em um processo de inspeção radiográfica, a radiação penetrante, raios X ou gama, atravessa o espécime em ensaio. Uma parte da radiação é absorvida, outra é espalhada e a restante impressiona um filme fotográfico ou detector digital, podendo-se, então, visualizar toda a estrutura do corpo de prova ou parte dela. A escolha das características da radiação a ser utilizada depende de uma série de fatores, tais como: densidade e espessura do material, forma geométrica e distância ao objeto.
Um tubo de raios X, uma tela luminescente ou, um filme ou um sensor digital são os componentes mais importantes do equipamento de diagnóstico de raios X. O objeto a ser examinado é colocado entre a fonte de raios X e a tela. Quanto mais denso o material, mais radiação ele absorve. A imagem do objeto aparecerá na tela (ou no filme), conforme a atenuação provocada por este (um osso, por exemplo, aparece mais claro devido à maior atenuação da radiação, provocada pela maior densidade deste em relação aos tecidos que o cercam). O oposto ocorre com materiais mais penetráveis como pele e músculos.
Referências:
- OKUNO, E.; CALDAS, I.L.; CHOW, C.. Física Para Ciencias Biologicas e Biomedicas. 1 ed. S. Paulo, Brasil: Harper & Row do Brasil, 1982.
- Ondas Eletromagnéticas, disponível no site: http://fisicomaluco.com/wordpress/2009/11/23/ondas-eletromagneticas/ (acessado em 23/06/10)
- Figura 1, disponível no site: http://i188.photobucket.com/albums/z99/fisicomaluco/polar10.gif
- Figura 2, disponível no site: http://www.diaadia.pr.gov.br/tvpendrive/arquivos/Image/conteudos/imagens/fisica/3espect2.jpg
Nenhum comentário:
Postar um comentário