UCS Medicina · Verão 2022.1 — Física com resolução

Física em Conhecimentos Gerais · Prova tipo A · gabarito conferido

Q5
Física moderna — Fótons — Natureza da radiação gama

Um certo filme de terror de baixo orçamento chamado “A Maldição do Homem Vitruviano”, título que remete ao famoso desenho do gênio italiano Leonardo da Vinci, tinha, em seu cartaz de divulgação, a seguinte frase: “Cuidado com o Homem Vitruviano: parado é arte, em movimento é morte”. Resumidamente, no enredo, um cientista bombardeia a obra original de o Homem Vitruviano com radiação gama, fazendo com que, de tempos em tempos, o desenho ganhe vida, saia da folha e ataque pessoas. O diretor e roteirista do filme, Domenico Sapporo, admitiu que a inspiração para a história surgiu quando ele percebeu que, caso o Homem Vitruviano pudesse oscilar apenas seus braços e suas pernas entre as duas posições desenhadas de ambos, o conjunto em movimento lembraria o símbolo da energia nuclear (imagem ao lado), utilizado como alerta sempre que houvesse elementos radioativos em um determinado local.

Símbolo de alerta de radiação ionizante, com três pás em torno de um círculo central.
Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/geografia/energia-nuclear.htm. Acesso em: 17 set. 2021. (Parcial e adaptado.)

Por sua natureza eletromagnética, pode-se afirmar que a radiação gama é composta

A)somente de prótons com elevada energia cinética.
B)somente de nêutrons com elevada energia cinética.
C)por conjuntos de dois prótons e dois nêutrons.
D)de fótons com os maiores valores de frequência possíveis.
E)por elétrons produzidos pela conversão de um próton em um nêutron.
D
Resolução comentada

A imagem mostra o símbolo de alerta de radiação ionizante. Ele faz parte da história do filme e pode sinalizar diferentes tipos de radiação. A informação que permite identificar a composição dos raios gama está na pergunta: sua natureza eletromagnética.

Os raios gama são formados por fótons. A energia de um fóton é proporcional à frequência da radiação.

$$E=hf,$$

em que \(E\) é a energia em joules, \(h\) é a constante de Planck em \(\mathrm{J\,s}\) e \(f\) é a frequência em hertz. Os raios gama ocupam a região de frequências muito altas do espectro eletromagnético, o que explica sua energia elevada por fóton.

Dois prótons e dois nêutrons formam uma partícula alfa, e elétrons podem ser emitidos no decaimento beta menos. A expressão “maiores valores de frequência” na alternativa D indica a região de altas frequências do espectro. Ela não estabelece um limite máximo universal.

Alternativa D.