iências da Natureza
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Ficha de Estudo
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Tema
Origem e evolução do Universo, do planeta e da vida
Tópico de estudo
Radiações.
Entendendo a competência
Competência 6 – Apropriar-se de conhecimentos da física para, em situações problema, interpretar, avaliar ou planejar
intervenções científico-tecnológicas.
A Física está presente em nosso dia a dia, seja por meio da utilização da tecnologia, seja por possibilidades de explicações dos diversos fenômenos que nos cercam. Você consegue se lembrar de quando acreditava que vivia no interior da
Terra? Ou quando quis saber por que os objetos caem? Ou como se produz um raio?
Os conhecimentos produzidos no interior da Física nos permitem perceber o funcionamento do universo e propor soluções tecnológicas para a saúde, o transporte, a produção de alimentos ...
Procure, ao aprender todos os conceitos, relacionar com o que você observa em seu dia a dia. Dessa forma, seu aprendizado será mais significativo e duradouro.
Desvendando a habilidade
Habilidade 22 – Compreender fenômenos decorrentes da interação entre a radiação e a matéria em suas manifestações em processos naturais ou tecnológicos, ou em suas implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais.
Muito preconceito está envolvido quando o tema é radiação. Logo as pessoas pensam em coisas nocivas à saúde e
têm medo. Por isso, essa habilidade é tão importante para a Física! Há uma grande quantidade de radiações e saber
o que cada uma delas pode fazer quando interage com a matéria pode ajudar a prevenir inconvenientes ou até salvar
vidas. Portanto, esteja atento para pesquisar os benefícios e os malefícios que determinada radiação pode provocar. Em
grande parte, você verá que, se as intensidades das radiações forem adequadas, mesmo aquelas mais temidas podem
salvar vidas. É isso que iremos tratar nesta ficha.
Situações-problema e conceitos básicos
Você já ficou exposto à radiação alguma vez em
sua vida? Se a sua resposta foi “não”, é possível que
você tenha pensado em radioatividade, raio X, usinas nucleares ou coisas do gênero. Mas, cuidado: o
conceito científico de radiação é muito mais amplo!
Radiação é a propagação da energia, seja por meio
de partículas ou de ondas eletromagnéticas. Dessa
forma, acredito que você esteja querendo, agora,
mudar sua resposta.
As ondas eletromagnéticas são aquelas que podem se propagar, inclusive, no vácuo. Elas podem
ser organizadas em grupos em função da frequência
da onda. Essa classificação recebe o nome de espectro eletromagnético.
Curso Pré-ENEM
Extraído de http://geoblogger10.blogspot.com.br/2011/03/
espectro-eletromagnetico.html. Acesso em 20.mai.2012
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Ciências da Natureza
Cada faixa de radiações desse espectro interage com a matéria de forma diferente.
1) As ondas de rádio possuem frequências relativamente pequenas e grandes comprimentos de onda. Dessa
forma, algumas dessas ondas – sobretudo as ondas de rádio AM – podem contornar obstáculos (difração) e, assim,
apresentar um alcance bem significativo. Algumas dessas ondas podem ser refletidas em uma camada da atmosfera
– a ionosfera – o que provoca, também, um alcance significativo. Sintonizar uma estação de rádio significa construir
um circuito elétrico que oscila em uma frequência igual à da onda, provocando uma ressonância.
2) Há um tipo de micro-onda que interage bem com a matéria. Essa microonda possui uma frequência igual
à de vibração das moléculas de água. Isso faz com que haja uma grande absorção de energia (ressonância) e,
com isso, os alimentos podem ser aquecidos no Forno de Micro-ondas. Os celulares operam em frequências
de micro-ondas e por elas transmitem as informações. Essas ondas eletromagnéticas não possuem uma boa
penetração em superfícies metálicas e, por isso, celulares que estejam dentro de caixas metálicas, gaiolas, etc
não funcionam bem.
3) O infravermelho é um tipo de onda associado às emissões térmicas. Todos nós emitimos termicamente (na
verdade, todos os corpos fazem isso). O problema é que não vemos essa radiação e, por isso, precisamos de ajuda de
outras radiações para vermos as coisas. Mas, as câmeras que conseguem filmar/fotografar no escuro são sensíveis
ao infravermelho. O corpo humano, quando absorve essa radiação, tende a aumentar a temperatura, o que só não
acontece por causa no nosso mecanismo de termorregulação. Há tratamentos musculares que se valem da radiação
infravermelha.
4) A luz visível é nossa velha conhecida, não é? Todo o sentido da visão está associado a esse pequeno – mas
importante – pedaço do espectro eletromagnético. É aqui que temos as cores, que vão do vermelho (menores frequências) ao violeta (maiores frequências).
ATENÇÃO: daqui em diante temos as chamadas radiações ionizantes.
5) Uma aplicação interessante do ultravioleta é em relação ao bronzeamento. A ação dessa radiação sobre células especializadas da derme (melanócitos) é essencial para a produção da melanina. Por atingir camadas mais internas da pele e por poder alterar a sequenciação genética, a exposição prolongada ao ultravioleta pode ser causa do
câncer de pele. Além disso, o ultravioleta está associado à esterilização de alimentos e à indução de secagem rápida
de certos materiais utilizados pelos dentistas. Você já fez restauração de algum dente e o dentista usou um aparelho
que emite uma luzinha meio roxa?
6) Os raios X gerados em aparelhos específicos dos hospitais são gerados pela frenagem brusca de elétrons de alta energia. Ao serem freados, eles emitem ondas eletromagnéticas cuja energia está associada à
energia cinética que eles tinham. Em geral, essa radiação possui grande poder de penetração na matéria,
motivo pelo qual seu uso é restrito. As pessoas que trabalham com radiologia devem usar proteção especial
(roupas e paredes com chumbo), têm uma jornada de trabalho menor e se aposentam mais cedo que a maioria. Além disso, o raio X pode ser usado, também, para investigar a estrutura interna de materiais. Como
curiosidade, foi a análise de raios X difratados que permitiu a Watson e Crick a construção do modelo do
DNA como uma dupla hélice.
7) As radiações de maior frequência e, portanto, mais penetrantes na matéria são as chamadas radiações gama.
Elas podem ser emitidas, por exemplo, por núcleos radioativos como o Urânio ou o Polônio. Essas radiações são
muito perigosas e podem causar vários tipos de cânceres ou até matar rapidamente. Devido à capacidade de penetração e ao poder de destruição genética, essas radiações são utilizadas em tratamentos radioterápicos. Além disso,
podem ser utilizadas para aumentar a conservação de alimentos.
Outra forma de radiação são as partículas. Vamos discutir duas delas: as radiações alfa e beta.
Um núcleo atômico radioativo é instável porque possui mais energia que o mínimo necessário à sua estabilidade.
Essa instabilidade está na base das emissões radioativas. Lembre-se: as emissões radioativas são, sempre, nucleares. Dessa forma, raio X não é uma emissão radioativa!
Quando um núcleo emite radiação alfa, ele perde dois prótons e dois nêutrons. Você se lembra dos estudos de
química? Pois é, quem caracteriza um elemento químico é o número de prótons. Dessa forma, ao emitir dois desses
prótons, há mudança no elemento químico. Por exemplo, quando o Urânio 238 (92 prótons e 146 nêutrons) emite
uma partícula alfa, ele se transmuta em Tório 234 (90 prótons e 144 nêutrons). Essa radiação possui pouco poder de
penetração e, por isso, não é tão ofensiva ao nosso corpo.
Dentro de um núcleo radioativo, um de seus nêutrons pode sofrer uma quebra, dando origem a um próton e
um elétron. Por causa de forças muito intensas (chamadas, não é à toa, de Força Nuclear Forte) presentes, o próton
permanece ligado ao núcleo. Já o elétron é expelido com uma grande velocidade. Esse elétron é a partícula beta.
Note que, no processo, apareceu um próton a mais, o que indica que houve alteração no elemento químico. Por
outro lado, houve a perda de um nêutron e o ganho de um próton. Dessa forma, não houve alteração no número de
massa. Quando o Carbono 14 (6 prótons e 8 nêutrons) emite uma partícula beta, ele se transmuta em Nitrogênio 14
(7 prótons e 7 nêutros).
Curso Pré-ENEM
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