(Microsoft PowerPoint - F\315SICA DAS RADIA\307
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FÍSICA DAS RADIAÇÕES Curso de Radiologia Escola Superior de Saúde de Faro 2008/2009 – 1º semestre Docente (aulas teóricas): Carla Quintão Silva DEPARTAMENTO DE FÍSICA DA FACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA PROGRAMA DA DISCIPLINA 1. Revisão de alguns conceitos de electricidade • • • • • • • • 2. Força de Coulomb Campo eléctrico Diferença de potencial Campo magnético Corrente eléctrica Lei de Faraday Componentes eléctricos Transformadores Equipamentos, • • Sistemas de medida e de controlo O uso de computadores nos equipamentos médicos PROGRAMA DA DISCIPLINA 3. Estrutura atómica da matéria • • • • • • • 4. Breve contextualização histórica do aparecimento dos modelos atómicos Os modelos atómicos desde o de Thomson até à actualidade O espectro electromagnético Interacção da radiação com a matéria Atenuação da radiação ao atravessar os tecidos humanos O espectro de raios-X Lei do inverso do quadrado Grandezas e unidades utilizadas em Radiologia PROGRAMA DA DISCIPLINA 5. Equipamentos de raios-X • • • • • • 6. O tubo de raios-X Os detectores Grelhas ou colimadores Filmes Cintiladores Radiografia digital Qualidade das imagens • • • • Factores geométricos Factores referentes ao sujeito Factores relativos ao receptor Movimentos indesejáveis PROGRAMA DA DISCIPLINA 7. Imagens radiológicas especiais • • • • 8. Mamografia Fluoroscopia Radiologia interventiva TAC/CT Radioactividade • • • • • Núcleos instáveis Lei do decaimento radioactivo Leis de atenuação e do inverso do quadrado revisitadas Produção de radioisótopos Tipos de decaimento radioactivo PROGRAMA DA DISCIPLINA 9. Tomografia Laser • • • Princípios físicos do funcionamento dos lasers Interacção da luz laser com os tecidos Princípios físicos da tomografia laser Força de Coulomb q1q2 F = ke 2 r Campo Eléctrico Uma é a carga que gera o campo a outra a carga de prova. q E = ke 2 r r r F = qE 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. Diferença de Potencial e Energia Electrostática q ∆V = k r ∆V = E.d ∆U ∆V = q ∆V = E.d 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 necessário uma forma de provar a sua existência Força Magnética A amplitude da força magnética a que a partícula fica sujeita é proporcional à sua carga e à sua velocidade. A amplitude da força magnética é proporcional à amplitude do campo magnético. Se a velocidade da partícula for paralela à direcção do campo, a força será nula. A força é perpendicular ao plano formado pela velocidade da partícula e pelo campo magnético. O sentido da força 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. Força Magnética r r r Fmag = qv × B Comparando a força eléctrica com a magnética pode concluir-se que: A força eléctrica é paralela ao campo eléctrico, a força magnética é perpendicular ao campo magnético; A força eléctrica actua sobre cargas em repouso, enquanto que a força magnética actua sobre cargas em movimento; A força eléctrica realiza trabalho ao deslocar uma partícula, a força magnética não (desde que o campo seja estacionário) Força Magnética Corrente eléctrica q I= ∆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. Corrente eléctrica Quando a corrente é transportada em condutores (em geral, metais que exibem electrões livres) podem ser: 1. 2. Contínua (DC) [1]. 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. Corrente eléctrica alternada EFECTIVO MÉDIO Campo Magnético Criado por uma Corrente Eléctrica Experiência de Oersted: Campo Magnético Criado por uma Corrente Eléctrica Outras observações: Sentido do Campo Magnético Criado por um Condutor Linear Percorrido por uma Corrente Eléctrica Lei de Faraday Lei de Faraday Φ mag r r = ∫ B.dA fem = − dΦ mag dt Lei de Ohm e Resistências V = RI R1 R2 a) R1 R2 b) Associação de Resistências Associação em série: RT = R1 + R2 Associação em paralelo: 1 1 1 = + RT R1 R2 Energia dissipada em calor: P = RI 2 Condensadores Q = CV − + Associação de Condensadores Associação em série: 1 1 1 = + CT C1 C 2 Associação em paralelo: CT = C1 + C2 Energia de um condensador: 1 E = CV 2 2 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: ∆I V =L ∆t http://www.physics.sjsu.edu/be cker/physics51/induction.htm Associação de Indutores Associação em série: LT = L1 + L2 Associação em paralelo: 1 1 1 = + LT L1 L2 Energia dissipada em calor: P = RI 2 Indução Mútua Campo Magnético no interior de um solenóide B= µnI l http://macao.communications.museum/por/exhibition/secondfloor /MoreInfo/2_2_4_MagneticSuction.html O Transformador O Transformador Ns I p = N p Is fem = −n Tendo em conta a expressão que fornece o campo magnético de um solenóide dΦ mag dt N s Vs = N p Vp 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.
