FÍSICA DAS RADIAÇÕES

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Mônica Chagas Medina
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1 FÍSICA DAS RADIAÇÕES Curso de Radiologia Escola Superior de Saúde de Faro 2008/2009 1º semestre Docente (aulas teóricas): Carla Quintão Silva DEPARTAMENTO DE FÍSICAF DA FACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA

2 PROGRAMA DA DISCIPLINA 1. Revisão de alguns conceitos de electricidade Força a de Coulomb Campo eléctrico Diferença a de potencial Campo magnético Corrente eléctrica Lei de Faraday Componentes eléctricos Transformadores 2. Equipamentos, Sistemas de medida e de controlo O uso de computadores nos equipamentos médicosm

Diferença a de potencial Campo magnético Corrente eléctrica Lei de Faraday

3 PROGRAMA DA DISCIPLINA 3. Estrutura atómica da matéria Breve contextualização histórica do aparecimento dos modelos atómicos Os modelos atómicos desde o de Thomson até à actualidade O espectro electromagnético tico Interacção da radiação com a matéria Atenuação da radiação ao atravessar os tecidos humanos O espectro de raios-x Lei do inverso do quadrado 4. Grandezas e unidades utilizadas em Radiologia

Os modelos atómicos desde o de Thomson até à actualidade O espectro electromagnético tico Interacção

4 PROGRAMA DA DISCIPLINA 5. Equipamentos de raios-x O tubo de raios-x Os detectores Grelhas ou colimadores Filmes Cintiladores Radiografia digital 6. Qualidade das imagens Factores geométricos Factores referentes ao sujeito Factores relativos ao receptor Movimentos indesejáveis

colimadores Filmes Cintiladores Radiografia digital 6.

5 PROGRAMA DA DISCIPLINA 7. Imagens radiológicas especiais Mamografia Fluoroscopia Radiologia interventiva TAC/CT 8. Radioactividade Núcleos instáveis Lei do decaimento radioactivo Leis de atenuação e do inverso do quadrado revisitadas Produção de radioisótopos Tipos de decaimento radioactivo

6 PROGRAMA DA DISCIPLINA 9. Tomografia Laser Princípios físicos f do funcionamento dos lasers Interacção da luz laser com os tecidos Princípios físicos f da tomografia laser

7 Força a de Coulomb F = ke qq r

8 Campo Eléctrico Uma é a carga que gera o campo a outra a carga de prova. E = ke r = r q r 2 F qe

9 Linhas de Campo Eléctrico O vector campo eléctrico é tangente às linhas de campo. O nº de linhas de campo por unidade de área que atravessam uma superfície perpendicular ao campo é proporcional à amplitude do campo nessa região. As linhas começam nas cargas positivas e terminam nas negativas (ou então começam ou acabam no infinito se a carga total não for nula). O nº de linhas que chegam ou partem de uma carga é proporcional à sua amplitude. As linhas não se cruzam.

10 Diferença a de Potencial e Energia Electrostática tica V =k q r V = Ed. V = Ed. V = U q

11 Campo Magnético Existência de ímans Observação de efeitos semelhantes quando se colocam cargas em movimento. Conjugação entre a área da electricidade e o magnetismo É também m necessário uma forma de provar a sua existência

12 Força a Magnética A amplitude da força a magnética a que a partícula fica sujeita é proporcional à sua carga e à sua velocidade. A amplitude da força a magnética é proporcional à amplitude do campo magnético. Se a velocidade da partícula for paralela à direcção do campo, a força a será nula. A força é perpendicular ao plano formado pela velocidade da partícula e pelo campo magnético. O sentido da força a sobre uma carga positiva é o oposto ao que fica sujeita uma carga negativa. A amplitude da força é proporcional ao seno do ângulo formado pela velocidade e pelo campo magnético.

Se a velocidade da partícula for paralela à direcção do campo, a força a será nula.

13 Força a Magnética r F mag = r qv r B Comparando a força a eléctrica com a magnética pode concluir-se que: A força a eléctrica é paralela ao campo eléctrico, a força magnética é perpendicular ao campo magnético; A força a eléctrica actua sobre cargas em repouso, enquanto que a força a magnética actua sobre cargas em movimento; A força a eléctrica realiza trabalho ao deslocar uma partícula, a força a magnética não (desde que o campo seja estacionário)

eléctrica actua sobre cargas em repouso, enquanto que a força a magnética actua sobre cargas em movimento; A

14 Força a Magnética

15 Corrente eléctrica I = q t O sentido convencional da corrente eléctrica nem sempre é o sentido real. No que respeita à capacidade de transportar corrente eléctrica os materiais podem ser: 1. Condutores - aqueles que possuem cargas eléctricas livres; 2. Isolantes - os que têm dificuldade em transportar carga eléctrica 3. Semi-condutores, aqueles que possuem propriedades intermédias.

Condutores - aqueles que possuem cargas eléctricas livres; 2.

16 Corrente eléctrica Quando a corrente é transportada em condutores (em geral, metais que exibem electrões livres) podem ser: 1. Contínua (DC) [1]. 2. Alternada (AC) [2]. Na primeira, o fluxo de electrões dirige-se sempre no mesmo sentido, no segundo caso o movimento dos electrões circulam ora num sentido ora noutro No caso particular dos equipamentos eléctricos a corrente utilizada é geralmente alternada sinusoidal [1] Do inglês Direct Current. [2] Do inglês Alternating Current.

Na primeira, o fluxo de electrões dirige-se sempre no mesmo sentido, no segundo caso o movimento dos electrões circulam

17 Corrente eléctrica alternada EFECTIVO MÉDIO

18 Campo Magnético Criado por uma Corrente Eléctrica Experiência de Oersted:

19 Campo Magnético Criado por uma Corrente Eléctrica Outras observações:

20 Sentido do Campo Magnético Criado por um Condutor Linear Percorrido por uma Corrente Eléctrica

21 Lei de Faraday

22 Lei de Faraday r Φ mag = r Bd. A fem = d Φ mag dt

23 Lei de Ohm e Resistências V = RI R 1 R 2 R 1 R 2 a) b)

24 Associação em série: Associação de Resistências R T = R 1 + R 2 Associação em paralelo: 1 1 = + R T R 1 1 R 2 Energia dissipada em calor: P=RI 2

25 Condensadores Q=CV +

26 Associação de Condensadores Associação em série: 1 1 = + C T C 1 1 C 2 Associação em paralelo: C T = C 1 + C 2 Energia de um condensador: E = 1 CV 2 2

27 Indutores O indutor é um componente que se opõe a mudanças na intensidade de corrente, de modo que a indutância, L, que mede essa oposição, é definida através da relação: V = L I t cker/physics51/induction.htm

28 Associação de Indutores Associação em série: L T = L 1 + L 2 Associação em paralelo: 1 1 = + L T L 1 1 L 2 Energia dissipada em calor: P=RI 2

29 Indução MútuaM

30 Campo Magnético no interior de um solenóide B = µni l /MoreInfo/2_2_4_MagneticSuction.html

31 O Transformador

32 O Transformador N s = N p fem I I p s = n d Tendo em conta a expressão que fornece o campo magnético de um solenóide Φ mag dt N s = N p V V s p Tendo em conta a generalização da Lei de Faraday para n espiras. Conclusões: A resistência equivalente do primário do transformador é diferente da resistência equivalente do secundário. Um transformador ideal é um equipamento que consegue aumentar ou reduzir a diferença de potencial, sem perda de potência.

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