Uma professora constrói um circuito simples constituído por uma bateria, uma lâmpada, fios e dois terminais livres, conforme representado na Figura 1. Quando os terminais são colocados em contato, o circuito é fechado e a lâmpada se acende, como mostra a Figura 2.

Para investigar as propriedades elétricas de diferentes materiais, a professora fornece aos estudantes quatro objetos fixados em uma placa: (I) uma borracha, (II) um pequeno grafite de lápis, (III) um prego de ferro e (IV) uma rolha, conforme representado na Figura 3. Os quatro objetos apresentam o mesmo comprimento e a mesma área de seção transversal nos trechos compreendidos entre os pontos X e Y.

Os estudantes devem encostar os terminais nos pontos X e Y de um mesmo objeto e observar o brilho da lâmpada.

Representando por B o brilho da lâmpada observado em cada teste, a relação esperada entre os resultados é

O fósforo-32 (³²P) é um radionuclídeo emissor beta negativo (β⁻) utilizado em aplicações médicas e biológicas. Considere o seguinte decaimento nuclear:

\( ^{32}_{15}\text{P} \rightarrow ^{32}_{\text{x}}\text{Y} + \beta^{-} + \overline{\nu} \)

Qual é o número atômico (x) do núcleo filho Y produzido nesse decaimento?

Durante o planejamento da blindagem de uma sala de radioterapia, o físico-médico precisa calcular a espessura da parede para garantir a segurança no ambiente externo. A parede interna é exposta a uma taxa de dose de 400 mGy/h, mas o limite máximo permitido do lado externo é de 25 mGy/h. Considerando que a camada semirredutora do material utilizado na blindagem é de 5 cm, qual deve ser a espessura total dessa parede para atingir o nível de segurança exigido?

O tecnécio-99m (^99mTc) é um dos radionuclídeos mais utilizados em Medicina Nuclear. Um frasco contendo ^99mTc apresenta atividade de 100 kBq às 20h. Sabendo que a meia vida física desse radionuclídeo é de 6 horas, qual era a atividade do frasco às 8h do mesmo dia?

A frequência da onda sonora utilizada na aquisição de imagens médicas é um parâmetro que pode ser selecionado conforme a região a ser imageada. Qual frequência deve ser empregada para a aquisição de imagens de ultrassom de alta resolução espacial de uma estrutura superficial?

A qualidade das imagens obtidas em exames de radiografia e tomografia computadorizada depende diretamente dos mecanismos de interação dos fótons de raios X com os tecidos biológicos. Diferentes fenômenos físicos contribuem para a atenuação da radiação e para o contraste da imagem radiográfica. Sobre os principais mecanismos de interação dos fótons com a matéria, é correto afirmar que:

Na terapia de câncer com partículas carregadas pesadas, como a protonterapia e a terapia com íons de carbono, o conhecimento da interação dessas partículas com a matéria é essencial para o planejamento do tratamento. Ao atravessar um tecido biológico, partículas carregadas pesadas perdem energia até serem completamente absorvidas. Sobre esse processo de interação, é correto afirmar:

A termoluminescência (TL) é amplamente utilizada em dosimetria da radiação ionizante. Durante a aquisição de uma curva TL, a amostra é aquecida de forma controlada para promover a liberação de cargas previamente aprisionadas. Em temperaturas elevadas, pode surgir um sinal de fundo que interfere na análise dos picos termoluminescente. Sobre a origem desse sinal espúrio, é correto afirmar:

A produção de pares constitui um importante mecanismo de interação dos fótons de altas energias com a matéria. Nesse processo, um fóton incidente interage com o campo elétrico coulombiano de um núcleo atômico e sua energia é convertida em massa e energia cinética de um par elétron-pósitron. Sobre esse processo, é correto afirmar:

Um espectrômetro gama, baseado em um cristal cintilador acoplado a uma fotomultiplicadora, converte a energia depositada pela radiação ionizante em pulsos elétricos. Após a interação de um fóton gama no cintilador, fótons de luz visível são produzidos e propagam-se em direção à fotomultiplicadora. O efeito fotoelétrico responsável pela liberação dos elétrons que iniciam a multiplicação eletrônica ocorre com maior probabilidade no