Introdução à
Radiação
Eletromagnética
Prof. Dr. Renato M.E. Sabbatini
Tópicos da Aula
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Matéria e energia: estrutura da matéria, o que é energia,
relação entre energia e matéria
Radiação: definições básicas, radiação eletromagnética
Ondas eletromagnéticas e suas propriedades
Espectro eletromagnético
Tipos de radiação
Efeitos da radiação sobre a matéria: ionização
Radiação ionizante x não ionizante
Efeitos da radiação não ionizante sobre a matéria
Energia do fóton e penetração na matéria
Efeitos térmicos da radiação eletromagnética
Efeitos não térmicos da radiação eletromagnética
Fontes emissoras de radiação eletromagnética
Lei do decréscimo da energia em função da distância
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A constituição elementar do
mundo físico
Matéria
Energia
3
Equivalência de
matéria e energia

E=mc
2
E = energia
M = massa
C = velocidade da luz
C = 300.000 km/s no vácuo
4
Estrutura da matéria
• Núcleo
• Prótons: carga positiva
• Nêutrons: carga neutra
• Nêutrons + Prótons = N.º de
massa
• Eletrosfera
• Elétrons: carga negativa
• Carga total do átomo igual a zero
• Íon: átomo com um desbalanço
de elétrons e prótons: carga total
diferente de zero
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O que é energia
A capacidade de fazer a matéria mudar ou
se mover
 Energia potencial
 Energia cinética




Átomos ou partículas aceleradas
Radioatividade
Energia térmica
Energia eletromagnética

Ondas
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Energia a partir do átomo
Elétrons
Prótons +
nêutrons
Pósitrons
Nêutron
Energia
Eletromagnética
= Fótons
7
Geração de energia
eletromagnética
1.
2.
3.
Absorção de energia
externa
Mudança do elétron
para um orbital
mais externo
(instabilidade)
Retorno ao orbital
mais interno, com
emissão de um
fóton
8
Definições básicas

O termo radiação vem do latim
RADIARE


Fenômeno básico em que a energia se
propaga através do espaço, podendo
ser interceptada pela matéria (átomos).
O termo irradiação vem do latim IN
e RADIARE

Interação entre a matéria e a energia
radiante.
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Propagação em ondas
•Onda é uma
variação de uma
grandeza física que
se propaga no
espaço a partir de
um ponto (fonte),
transmitindo energia
de um lugar para
outro.
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Onda eletromagnética
Uma carga elétrica em movimento (oscilação) gera
uma onda eletromagnética
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Elementos de uma onda
d=Distância
v=Deslocamento
λ=Comprimento de onda
γ=Amplitude
V
d
Onda eletromagnética sinusoidal
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Classificação das Radiações
CÓSMICA
EXTERNA
TERRESTRE
NATURAL
INTERNA
ORIGEM
ARTIFICIAL
ELETROMAGNÉTICA
ONDULATÓRIO
NATUREZA
MECÂNICA
CORPUSCULAR
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Fontes naturais de ondas
eletromagnéticas
Os planetas
Qualquer corpo
aquecido
O sol e as estrelas
A atmosfera
14
Fontes artificiais de ondas
eletromagnéticas
UV
IR
Luz
Lâmpadas
Antenas
Laser
Acelerador linear
Tubo de raios X
Magnetron
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Fontes artificiais de ondas
eletromagnéticas
Motores e geradores
elétricos
Eletrodomésticos
Celulares, telefone sem fio
Transformadores
Fiação elétrica
Circuitos eletrônicos
e computadores
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Campos Eletromagnéticos
DISTÂNCIA
Em
Miligauss
Em
mG
Forno de micro-ondas
Aspirador
Liquidificador
Secador de cabelos
Ventilador de teto
Copiadora
Luz fluorescente
Lavadora
Refrigerador
Ar condicionado
TV a cores
Monitor de vídeo
Ferro de passar
Aparelho de fax
MAGNETISMO TERRA
30 cm
200
200
100
70
50
40
30
30
20
20
20
6
3
2
500
1m
30
50
10
10
6
13
8
6
10
6
8
3
0
0
500
1,5 m
20
10
1
1
1
4
4
0
10
4
4
0
0
0
500
Grau de Exposição Diária
Energia de um Campo
Eletromagnético
Energia: medida em ergs, joules ou
elétron-volts
 Potência: medida em watts
 Densidade de potência: potência
distribuída por área unitária. Medida
em watts/cm2

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A Potência Diminui com o
Quadrado da Distância da Fonte
20
Potência de um Campo
Eletromagnético em Função da
Distância
Exemplo: estação rádio-base de telefonia celular
21
Superposição de ondas
Onda resultante
onda 1
Onda 2
Quando duas ondas estão no mesmo lugar, o
distúrbio resultante é a soma dos dois distúrbios
individuais
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Superposição de ondas
Interferência destrutiva: ondas fora de fase
x
Interferência construtiva: ondas em fase
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Espectro Eletromagnético
COMPRIMENTO
DE ONDA
(METROS)
ENERGIA (eV)
RADIAÇÕES
IONIZANTES
10-18
1.24.1012
10-14
1.24.108
GAMA
10-10
RAIOS
X
RAIOS CÓSMICOS
1.24.104
ULTRAVIOLETA
10-6
1.24
LUZ VISÍVEL
INFRAVERMELHO
10-2
1.24.10-4
102
1.24.10-8
106
1.24.10-12
MICROONDAS,
RADAR, TV
TV, ONDAS CURTAS,
RÁDIO
RADIAÇÕES NÃO
IONIZANTES
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Energia versus interação
• Todo tipo de radiação eletromagnética
perde energia nas interações com a
matéria
• Quanto maior a energia da radiação,
mais interações é capaz de produzir,
portanto maior o percurso até ser
totalmente freada, ou seja, maior o
alcance
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Classificação por efeito
sobre a matéria
Radiações ionizantes
 Radiações não-ionizantes

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Radiação Ionizante
Energia que, ao encontrar átomos pode produzir
íons (átomos ionizados) através da retirada de
elétrons de suas órbitas, resultando na formação
de um par iônico - o elétron livre (-) e o restante
do átomo (+)
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Radiação Ionizante
28
Radiação Não Ionizante
29
Micro-Ondas
300 MHz a 300 GHz
 Energia: 10 eV - insuficiente para
causar ionização com alterações
teciduais.
 Lesão:

Calor local
 Térmica

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