Questões de Física - Eletromagnetismo
Em um aparelho de ressonância magnética, o paciente fica posicionado dentro de um scanner que forma um forte campo magnético em torno da área a ser imageada. Na maioria das aplicações médicas, os tecidos contendo moléculas de água criam um sinal que é processado para formar uma imagem do corpo. Primeiro, a energia de um campo magnético oscilante é aplicada ao paciente na frequência de ressonância apropriada. Os átomos de hidrogênio do corpo da pessoa são excitados e emitem um sinal de radiofrequência (ondas de rádio) que é detectado por uma bobina receptora. O contraste entre diferentes tecidos é determinado pela taxa com que os átomos excitados retornam ao estado de equilíbrio.
O sinal de radiofrequência, emitido pelos átomos de hidrogênio, são ondas
A Física pode ser percebida em diversas áreas da Medicina, assim como na realização de exame por imagem. Os exames de tomografia computadorizada, densitometria óssea e mamografia são realizados por radiação eletromagnética devido a seu grande poder de penetração no tecido. Por outro lado, existem outros exames que utilizam as ondas mecânicas. Quando transmitidas para o corpo, são refletidas pelos tecidos internos e são capazes de transmitir uma imagem tridimensional de um bebê em tempo real no período de gestação.
Os exames realizados pela radiação eletromagnética e por onda mecânica, respectivamente, são conhecidos como
A partir da frequência do ultravioleta no espectro eletromagnético, a radiação eletromagnética tem energia suficiente para deslocar elétrons de ligação em tecidos biológicos, se apresentando como potencial risco de dano molecular aos seres vivos. Observe a seguir uma representação do espectro eletromagnético.
Fonte: https://www.khanacademy.org/science/physics/light-waves/introduction-to-light-waves/a/light-and-the-electromagneticspectrum
Considere as seguintes fontes de radiação eletromagnética:
• Aparelho de radiografia emitindo radiação eletromagnética com comprimento de onda 𝜆 = 2𝑛𝑚 (2.10 -9 m)
• Antena de internet 5g emitindo radiação eletromagnética com frequência 𝑓 = 24𝐺𝐻𝑧 (24 .109 Hz)
• Forno micro-ondas emitindo radiação eletromagnética com comprimento de onda 𝜆 = 5𝑐𝑚
Das fontes citadas, emite(m) radiação que oferece risco de dano molecular:
Uma partícula de carga elétrica q é lançada em um campo magnético uniforme de intensidade B com velocidade V, sendo perpendicular a conforme a figura abaixo.
Determine a direção e o sentido da força magnética que atua na partícula.
Fonte: https://gauchazh.clicrbs.com.br/tecnologia/noticia/2023/06/ pesquisadora-gaucha-e-a-primeira-brasileira-a-vencer-premiointernacional-de-astronomia-clidn37rr00dg01563an1sllw.html. Acesso em: 02 jun. 2023.
A seguir, destacamos alguns trechos da entrevista realizada pela GZH com a astrônoma Marina Bianchin, que cursou graduação, mestrado e doutorado em Física na UFSM.
“— Ter recebido esse prêmio é importante para mostrar que a universidade pública no Brasil consegue fazer pesquisa de qualidade mesmo com todos os cortes no orçamento. É uma prova que conseguimos competir com pessoas do mundo inteiro — diz a jovem.
— A ideia é estudar nuvens de gás molecular que podem ser ejetadas da região próxima de buracos negros que estão no centro das galáxias. A localização e velocidade dessas nuvens podem influenciar na formação de novas estrelas e na evolução das galáxias
— resume a pesquisadora.”
Fonte: https://gauchazh.clicrbs.com.br/tecnologia/noticia/2023/06/ pesquisadora-gaucha-e-a-primeira-brasileira-a-vencerpremio-internacional-de-astronomia-clidn37rr00dg01563an1sllw.html. Acesso em: 02 jun. 2023. (Adaptado)
Em uma de suas publicações, Marina cita alguns elementos químicos identificados em seus objetos de estudo e seus respectivos comprimentos de onda [Fe II] λ5,34 μm e [Ar II] λ6,99 μm.
Em seus estudos, a cientista utiliza dados obtidos pelos telescópios espacial James Webb e Keck, localizado no Havaí. A alternativa que apresenta o processo físico pelo qual a radiação eletromagnética emitida pelas galáxias chega até os telescópios citados é
Países independentes precisam ter laboratórios nacionais do tipo Sirius, localizado em Campinas, cuja essência da produção de radiação, em um amplo espectro eletromagnético, está associada ao processo de acelerar elétrons até atingirem valores de velocidades relativísticas. Isso se obtém graças a ação de campos elétricos e magnéticos sobre os elétrons, em alto vácuo, fazendo que as suas trajetórias sofram curvaturas.
Para exemplificar esse processo, a figura a seguir mostra a situação em que elétrons de uma fonte termiônica sob a ação de um potencial ε = 400 V atingem uma velocidade constante v e entram em uma região de campo magnético B, homogêneo, cuja direção é perpendicular ao plano xOy. Sob a ação do campo B, os elétrons percorrem uma trajetória de um quarto de círculo, deslocando-se a uma distância s = 5 cm na direção do eixo-y, sentido positivo.
Tendo como referência essas informações e considerando a razão carga-massa do elétron e/m = 1,75 × 1011 C/Kg, julgue o item que se segue.
Nessa situação, como o campo magnético B tem direção perpendicular ao plano xOy, de acordo com ao regra da mão direita, ele aponta no sentido positivo.