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PROFA. CAROLINA ABREU
22 DE NOVEMBRO DE 2018
Radiação e suas 
Interações
• Passando por materiais transparentes, a velocidade da luz (v) é
reduzida a uma fração de c , sendo esse seu índice de refração
(n), uma característica do material.
Radiação eletromagnética (REM)
Forma de energia que se propaga no espaço como onda, a
enorme velocidade e em linha reta.
• A velocidade da REM depende do meio em que se propaga.
No vácuo a velocidade da luz (c) é igual a 299.792.458m/s
n = c / v 
Radiação eletromagnética (REM)
O movimento ondulatório da REM é caracterizado por 
parâmetros como comprimento de onda, frequência, 
velocidade e amplitude. 
Comprimento de onda (λ) é a distância 
linear entre dois máximos ou mínimos 
de onda.
λ depende do meio onde a onda se 
propaga 
Radiação eletromagnética (REM)
Algumas definições:
• Freqüência (ν): número de oscilações do campo por segundo
(Hertz (Hz) ou ciclo/s).
• Velocidade (c): o produto da freqüência (ν) pelo comprimento de
onda (λ)dá a velocidade da radiação no meio.
c = ν . λ
• Número de Onda (ν): número de ondas por centímetro é igual a 1/ λ
(cm-1)
• Energia (E): a energia de um fóton depende da frequência da
radiação E = h . ν h = cte de Planck = 6,63 x 10
-34 J.s 
Um fóton de alta frequência (curto λ) é mais energético do que 
um de baixa frequência (longo λ)
Radiação eletromagnética (REM)
Algumas definições:
• Quando a radiação electromagnética tem energia maior que
a energia de ligação dos elétrons (maior que vários eV) ao
átomo, essa radiação tem a capacidade de libertar o átomo
desses elétrons. Essa radiação diz-se ionizante.
• Se a energia não é suficiente para ionizar ela diz-se não
ionizante.
• Em Física, muitas vezes o comportamento de uma onda
electromagnética é muito semelhante ao de uma partícula.
Nessas circunstâncias dizemos que temos um fóton.
Espectro eletromagnético
• Arranjo ordenado das radiações conforme seu comprimento de
onda.
“Sempre que uma solução for colorida seu λ estará entre 400 e 
700 nm” 
Espectro eletromagnético
Espectro eletromagnético
"RADIAÇÃO” → Energia transmitida por ondas eletromagnéticas ou
partículas subatômicas .
O QUE É RADIAÇÃO? 
CLASSIFICAÇÃO
CLASSIFICAÇÃO
"RADIAÇÃO” → Energia transmitida por ondas eletromagnéticas ou
partículas subatômicas .
O QUE É RADIAÇÃO? 
Espectro Eletromagnético
Interação da Radiação com a Matéria
• A radiação ao interagir com a matéria perde parte ou toda a
sua energia. À energia depositada na matéria (E) sob a forma
de radiação por unidade de massa (m), chama-se Dose (D):
A unidade de dose do sistema internacional (SI) é o J/Kg. Esta
unidade é conhecida como Gray (1 Gy = 1J/Kg).
Interação da Radiação com a Matéria
• A radiação electromagnética ionizante pode interagir com a
matéria de três formas diferentes:
• Efeito Fotoelétrico;
• Efeito Compton;
• Produção de Pares;
Interação da Radiação com a Matéria
• Efeito Fotoelétrico:
- O fóton cede toda a sua energia (E) a um elétron do átomo. 
- Parte da energia é utilizada para libertar o elétron (EL). 
- O resto da energia o elétron conserva sob a forma de energia cinética 
(EC)
- Em suma, o fóton foi completamente absorvido e um elétron foi absorvido 
localmente depois de uma série de colisões.
Efeito Fotoelétrico
Interação da Radiação com a Matéria
Efeito Fotoelétrico
Interação da Radiação com a Matéria
Raio X Característico
Interação da Radiação com a Matéria
• Efeito Compton:
-O fóton colide com um elétron atômico mais externo e segue segundo 
uma nova direção com menor energia. 
- A energia perdida pelo fóton é recebida pelo elétron sob a forma de 
energia cinética.
- É como se fosse uma colisão entre duas partículas.
- Uma diferença importante entre o efeito de Compton
e o fotoelétrico é que no primeiro o fóton não
desaparece. É desviado mas não é absorvido.
Interação da Radiação com a Matéria
Efeito Compton
Interação da Radiação com a Matéria
• Produção de Pares:
- Como um fóton é uma onda electromagnética, quando passa perto de
um átomo, é perturbado pela presença das cargas elétricas dos elétrons
e prótons.
- Essa perturbação pode iniciar uma transformação surpreendente.
- O fóton desaparece e transforma toda a sua energia em matéria e
energia cinética.
- A matéria assim obtida é um par elétron-pósitron.
- O excesso de energia que ele porventura tiver será
dividido igualmente pelas duas partículas.
- Assim que um pósitron reencontra um elétron os dois
aniquilam-se, desaparecendo, e fazendo surgir dois
fótons que se deslocam segundo a mesma direção
mas em sentido contrário.
Interação da Radiação com a Matéria
Produção de Pares
Probabilidade de Interação
Interação da Radiação com a Matéria
Probabilidade de Interação
Interação da Radiação com a Matéria
ATENUAÇÃO DOS FÓTONS NA MATÉRIA
PODER DE PENETRAÇÃO DA RADIAÇÃO
 Descreve o potencial de penetração em um meio material.
PODER DE PENETRAÇÃO DA RADIAÇÃO
 Atenuação dos fótons na matéria:
Radiação beta (β): trata-se de elétrons
dotados de alta energia emitidos de
núcleos atômicos instáveis em um
processo denominado de emissão beta.
→ Conversão nuclear de um próton
em um nêutron, um elétron e
um neutrino
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO
MEDIDAS
MEDIDAS
Radiação Eletromagnética e o Corpo Humano
Radiação Eletromagnética e o Corpo Humano
▪ Essa equação foi proposta por Einstein, que se baseou no conceito
de quantização introduzido por Max Planck.
Radiação Eletromagnética e o Corpo Humano
▪ Podemos agora definir intensidade de radiação
eletromagnética monoenergética (monocromática),
como o número de fótons N, multiplicado pela energia
de cada fóton, por unidade de área e tempo.
Radiação Eletromagnética e o Corpo Humano
▪ Podemos agora definir intensidade de radiação
eletromagnética monoenergética (monocromática),
como o número de fótons N, multiplicado pela energia
de cada fóton, por unidade de área e tempo.
Absorção da Radiação Eletromagnética
▪ Em um dado meio, quanto maior a energia da REM, maior
será a penetração da mesma.
▪ Em primeiro lugar, temos que considerar o meio.
→ Vidro: transparente às ondas de rádio e visível, mas razoavelmente
opaco às radiações UV e IV.
→ As micro-ondas penetram facilmente o vidro, mas são absorvidas pela
água.
Absorção da Radiação Eletromagnética
▪ Em um dado meio, quanto maior a energia da REM, maior
será a penetração da mesma.
▪ Como se pode observar, a penetração ou transmissão de um dado material não
é função monotonicamente crescente ou decrescente com a frequência da onda
eletromagnética.
▪ Quando a absorção é grande, é porque a probabilidade de interação é grande, e
em razão disso, a transmissão é pequena.
Absorção da Radiação Eletromagnética
▪ A transmissão de uma onda EM em um meio obedece, em termos gerais, a
uma lei exponencial.
▪ Por esse motivo, define-se a profundidade de penetração de uma onda
eletromagnética em um dado meio como a distância percorrida por ela até que
sua intensidade seja reduzida a 1/e (cerca de 36,8%) do valor de entrada, ou a
distância até a qual 63,2% da energia radiante é absorvida pelo meio.
Absorção da Radiação Eletromagnética
Absorção da Radiação Eletromagnética
Absorção da Radiação Eletromagnética
A máxima 
penetração na 
pele pode chegar 
a 5 mm para IVA, 
e diminui na região 
do IVB e IVC. 
Para luz visível na 
região do vermelho 
de 700 nm, a 
profundidade de 
penetração pode 
atingir ao redor de 
3 mm.
Absorção da Radiação Eletromagnética
A penetração da 
UV na pele é muito 
menor do que a 
RIV ou da luz 
visível, e é tanto 
menor quanto 
maior for a energia 
do fóton. 
Absorção da Radiação Eletromagnética
Atómos, Moléculas e Íons
Energia de Ionização (Energia de ligação)
13,6 eV
Energia de Ionização
(Energia de ligação)
Na medida que Z aumenta, BK e BL aumentam. O mesmo não ocorre para Wv
Atómos, Moléculas e Íons
Energia Média – Formaçãode Íons