“Nada está parado;
tudo se move; tudo vibra.” — O CAIBALION
Quando falamos em radiação a
primeira coisa que nos vem à cabeça são os acidentes radioativos e o famoso
símbolo do trifólio ou o “trevo de três folhas” (ver figura abaixo). De fato, a radiação se tornou
conhecida pela sua periculosidade e os infortúnios ocorridos ao longo do século
XX, como o desastre da usina nuclear de Chernobyl e o acidente radiológico de
Goiânia, onde pessoas foram contaminadas pelo césio-137.
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| Trifólio, símbolo internacional da radiação. Fonte: Museu de Ciências Nucleares |
O que muitas pessoas não sabem é
que a radiação está presente das mais variadas formas no nosso dia a dia. Somos
capazes de enxergar os objetos ao nosso redor, conectar nossos celulares ao
wi-fi, aquecer nossos alimentos num forno de micro-ondas e de realizar diversas outras
atividades graças à radiação, mais especificamente à radiação eletromagnética.
Quando falamos em radiação
eletromagnética, estamos falando de ondas formadas pela combinação de um campo elétrico e de um campo magnético. Tais campos sofrem oscilações em
planos perpendiculares (90°) entre si, conforme mostra a figura abaixo.
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| Representação de uma onda eletromagnética. Observe que os campos elétrico e magnético são perpendiculares entre si. Fonte: UFC Virtual - Universidade Federal do Ceará |
Uma onda (ou radiação) eletromagnética é
conhecida por ser capaz de se propagar no vácuo, diferentemente das ondas
mecânicas, como as ondas na superfície da água. Existe ainda outro tipo de
radiação que provém do desprendimento de subpartículas atômicas oriundas do
núcleo do átomo, como a radiação alfa e a radiação beta. Essas radiações são
altamente perigosas, mas apresentam menor poder de alcance, uma vez que as
partículas são mais "pesadas", havendo maior chance de colisão com outras partículas ao longo do caminho.
Alguns tipos de radiação são conhecidos
pelo poder de transformar átomos em íons em virtude do arrancamento de elétrons durante a colisão. Radiações desse tipo são também
conhecidas como radiação ionizante. Os exemplos mais comuns incluem as partículas alfa, as partículas beta, os raios gama e os raios X.
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| Penetrabilidade de alguns tipos de radiação. Fonte: Eliezer de Moura Cardoso (CNEN) |
Quanto à radiação eletromagnética,
esta também pode ser de diferentes tipos, de acordo com a frequência de onda. Vale lembrar que a frequência corresponde ao número de oscilações
que a onda realiza por segundo, sendo dada em hertz (Hz). 1 Hz equivale a 1
oscilação por segundo.
De acordo com a equação fundamental da ondulatória, podemos afirmar que a velocidade de propagação de uma onda equivale ao produto comprimento de onda x frequência.
Matematicamente, temos:
v = λ . f
onde λ é o comprimento de onda em metros (m) e f é a frequência em hertz (Hz).
A velocidade na fórmula acima é dada em m/s.
Toda radiação eletromagnética apresenta a mesma velocidade e essa
velocidade equivale àquela encontrada para a luz (uma forma de radiação
eletromagnética), sendo de, aproximadamente, 3,0 x 108 m/s. Isso equivale a dizer que em 1 segundo a luz pode percorrer uma distância de cerca de 300.000 km!
Os diferentes tipos de radiação eletromagnética podem ser organizados de
acordo com as diversas frequências e comprimentos de onda em um esquema conhecido
como espectro eletromagnético (veja a figura abaixo).
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| Espectro eletromagnético. Fonte: ResearchGate |
Conforme provado pelo experimento do prisma de Newton, a luz branca é
composta por diferentes cores (agrupadas de forma simples nas sete cores do
arco-íris). Cada cor do arco-íris corresponde a uma onda luminosa com frequência
específica. A cor que apresenta menor frequência é o vermelho. Já aquela que
apresenta a frequência mais elevada é o violeta.
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| Fenômeno da dispersão da luz branca em um prisma. Fonte: TK Designer |
Ondas com frequência acima do violeta, como a radiação ultravioleta, não
podem ser percebidas pelo nosso cérebro através da visão. De forma análoga, ondas com frequência
abaixo do vermelho, como a radiação infravermelho, também não podem ser
detectadas por meio de nossos olhos.
As ondas de rádio e as micro-ondas são conhecidas por apresentarem baixa
frequência e elevado comprimento de onda. Para se ter ideia, se fôssemos capazes
de visualizar uma micro-onda, a distância entre as cristas dessa onda seria de
aproximadamente 10 cm. No caso das ondas de rádio, essas ondas poderiam
apresentar um comprimento de onda da ordem de 1 m ou mais! Radiações de baixa
frequência são conhecidas por “agitarem” os átomos e moléculas, causando o
aquecimento de líquidos e superfícies de materiais sólidos. Ondas de baixa frequência também são
utilizadas para investigação de vida fora da Terra, através de radiotelescópios.
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| Conjunto de radiotelescópios para estudos astronômicos. Fonte: Caveman Chuck Coker |
Na outra ponta do espectro temos os raios X e os raios gama, de alta frequência. Essas
formas de radiação são perigosas aos seres vivos, pois podem causar alterações
em moléculas do nosso corpo, incluindo nosso DNA. Em pequenas doses, os raios X
podem ser utilizados para visualização de órgãos e tecidos internos, como
ossos e pulmões.
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| Imagem da primeira radiografia, realizada em 1895. Mão da esposa do descobridor dos raios X, Anna Bertha Röntgen. Fonte: Raios Xis |
É bom salientar que nem toda
radiação é potencialmente perigosa, nociva ou cancerígena. As formas de
radiação que oferecem maior periculosidade são aquelas que apresentam maiores
frequências e baixos comprimentos de onda.
Alguns elementos químicos, como o rádio e o polônio, também liberam radiação, devendo ser manejados com cuidado em virtude de sua potencial periculosidade aos seres vivos. Contudo, é bom deixar claro que esses elementos não estão presentes em altas quantidades na crosta terrestre.
Nem sempre o homem soube que os elementos químicos poderiam trazer riscos à saúde
em razão de sua radioatividade. Para se ter ideia, no início do século XX, após
a Primeira Guerra Mundial, mulheres trabalhavam em fábricas de relógios
utilizando rádio fosforescente, um produto altamente perigoso. Somente vinte
anos mais tarde é que foram constatar os efeitos deletérios que esse elemento
havia causado nos corpos dessas mulheres, as quais ficaram conhecidas como
garotas radioativas. Esse fato deu origem a um livro conhecido como “The Radium Girls”,
conforme destaca reportagem do jornal El País (link aqui).
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| Mulheres trabalhando em fábrica de relógios com material radioativo. Fonte: Jornal El País |
A própria pioneira nos estudos sobre elementos radioativos, madame Marie
Curie, ganhadora de dois prêmios Nobel, teve sua vida abreviada em virtude de uma leucemia, possivelmente decorrente de
sua constante exposição às fontes radioativas durante suas descobertas.
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| Madame Marie Curie, cientista e física polonesa. Fonte: Revista Super Interessante |
O que aprendemos com tudo isso?
Conforme se pôde constatar, dados os variados exemplos mencionados
acima, estamos cercados por radiação. Se pudéssemos visualizar todas as ondas
que nos cercam, iríamos nos deparar com um oceano delas! Nascemos expostos à
radiação e vivemos graças a ela (a energia do Sol que chega até nós também é
radiação!).
Por fim, podemos afirmar que sem a radiação eletromagnética não
poderíamos desfrutar da vida como ela é. Somos capazes de reconhecer o mundo à
nossa volta graças à radiação e é ela que nos proporciona formas eficazes de
nos comunicarmos e de investigarmos a constituição da matéria. Da próxima vez que tiver a oportunidade de presenciar um relâmpago ou um arco-íris num belo dia de chuva, lembre-se de que o Universo
também é onda, vibração e energia! 🌈🌩
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Fontes:
Pqp! Muito bom. Finalmente essa área da física está se abrindo mais pra mim. Estou compreendo, com maior clareza, como o universo funciona e, sem dúvidas, já o vejo de outra forma — digamos que de uma forma sistemática — quando saio à rua e vou a onde preciso ir. Com certeza este artigo, somado ao que já conheço sobre física nuclear, vai me proporcionar resultados benéficos lá na frente. Obrigado, física nuclear por existir e eu ter tido a sorte de ter nascido com um cérebro que adora estudar. Ah, claro! E um obrigado de coração, também, a quem escreveu este documento e, parabéns! (a leitura ficou tão satisfatória que eu li durante 1 hora sem parar, a não ser algumas vezes que tive de parar para pensar sobre alguns pontos sobre o que estava lendo.)
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