Raios-X, a habilidade de enxergar através de tudo!
Poucas descobertas influenciaram a medicina, tecnologia e ciência tanto quanto os raios-X. Em 8 de novembro de 1895, o físico alemão Wilhelm Conrad Röntgen acidentalmente descobriu este raio quando fazia experiências com raios catódios. Ele os chamou de Raios-X por causa de suas propriedades físicas desconhecidas. Mas ele então fez uma descoberta sensacional: os raios são eletromagnéticos, como luz ou onda de rádio. Eles também podem se refletir ou quebrar. Eles se diferem dos raios de luz, porque possuem alta energia fazendo com que penetrem em material sólido.
Em novembro de 1895, Rötgen apresentou as primeiras fotografias de raios-X: elas mostravam os ossos de uma mão, e causaram uma sensação mundial. A receptividade foi tão grande que foram instalados, por exemplo, equipamentos de Raios-X em sapatarias para que os clientes pudessem examinar os seus pés dentro dos sapatos.
O efeito nocivo do raio-X só foi reconhecido muito depois da sua descoberta. Muitas pessoas morreram da radiação ou adquiriram leucemia. Gradualmente, as pessoas começaram a se proteger contras estes raios.
Os raios-X podem ser gerados causando correntes de elétrons que colidem sob condições especiais. Uma carga de catódio quente negativa emite elétrons em um tubo vazio. Eles são acelerados em um campo elétrico e colidem com o ânodo carregado positivamente. Isso cria os raios-X que podem ser retratados em material fotográfico ou tela fluorescente.
Um tubo de raio-X e uma tela luminescente são os dois componentes mais importantes do equipamento de diagnóstico de raio-X. O objeto sendo examinado é colocado entre a fonte de raios e a tela. Quanto mais denso o material, mais radiação ele absorve. A imagem do objeto que aparece na tela (um osso, por exemplo) é escura. O oposto ocorre com materiais mais penetráveis como pele e músculos.
O diagnóstico de raio-X pode ajudar a detectar fraturas, câncer do osso ou osteoporose, uma doença que quebra o tecido ósseo.
Fonte: www.discoverybrasil.com
Os raios X foram descobertos em 1895, pelo físico alemão Wilhelm Konrad Rontgen (1845-1923, prêmio Nobel em 1901). Trata-se da energia emitida por um elétron quando este passa de uma órbita para outra mais interna. Atravessa vidro, papel e madeira.
Os raios-X são emitidos quando elétrons acelerados por alta voltagem se lançam contra uma chapa de tungstênio e sofrem frenagem, perdendo energia. Têm a mesma natureza da radiação gama, diferindo apenas pela origem. Os raios-X não saem do núcleo do átomo, e sim das transições de eletrons ao mudar de órbita. Por isso, não são energia nuclear. Os aparelhos de raios-X não são radioativos; só emitem radiação quando estão ligados (em operação).
a) produzem ionização dos gases que atravessam;
b) apresentam trajetória retilínea, não se desviando pela ação de campos elétrico e magnético, não sendo, pois, constituídos por partículas carregadas;
c) sofrem reflexão (voltar para trás), refração e difração, o que prova consistirem de radiação eletromagnética como a luz, porém, com comprimento de onda menor.
Fonte: www.sindicato.com.br
As transformações científicas e tecnológicas aconteciam de forma intensa no final do século XIX. Elas estavam presentes na vida de todos os indivíduos, mesmo aqueles que não eram cientistas. Para os cientistas, no entanto, as novidades eram mais freqüentes.
Em 8 de novembro de 1895, trabalhando em seu laboratório, na cidade de Lennep, Alemanha, Wilhelm Röntgen observou uma nova forma de radiação.
Na época em que Röntgen fez sua descoberta, diversos cientistas investigavam fenômenos relacionados com descargas elétricas em gases. Um equipamento padrão era o tubo de Crookes, que consiste em um tubo de vidro evacuado até que uma pressão muito baixa seja produzida em seu interior, e no qual dois eletrodos são submetidos a uma alta tensão elétrica. Nestas condições observa-se o surgimento dos chamados "raios catódicos", que hoje são interpretados como um fluxo de elétrons. Sabia-se que estes raios catódicos não atravessavam o vidro ou outros materiais (mas que podiam passar por folhas metálicas muito finas) e que mesmo no ar não conseguiam percorrer mais do que poucos centímetros antes de serem absorvidos. Sabia-se também que eram defletidos por um ímã.
O aparato experimental de Röntgen consistia em um tubo de Crookes protegido por papel preto - para que a luz emitida pelo tubo não interferisse em suas observações e um anteparo de papel pintado com platino cianeto de bário, que servia como detetor da radiação emitida.
Em sua experiência Röntgen encontrou resultados inesperados. Aumentando a tensão aplicada aos eletrodos do tubo, ele observou um curioso fenômeno: um anteparo situado próximo ao tubo ficou fluorescente. Quando a corrente foi cortada esse fenômeno desapareceu. A seguir, Röntgen observou que esse efeito acontecia mesmo recuando o anteparo de alguns centímetros, o que certamente não poderia ser provocado por raios catódicos. Intrigado com este fenômeno e buscando compreender melhor essa nova radiação, Röntgen continuou suas experiências interpondo entre o tubo de Crookes e o anteparo fluorescente diversos objetos, constatando que eles eram "transparentes" aos Raios X. Röntgen então, chamou essa radiação de Raios X.
Um aspecto interessante sobre a descoberta dos raios X foi o fato dela não ter ocorrido antes, visto que vários cientistas, altamente capacitados e mesmo mais conhecidos do que Röntgen, vinham trabalhando com tubos de descarga há muitos anos. Lenard, que realizou experiências para verificar se os raios catódicos podiam ser detectados fora do tubo, foi possivelmente o que chegou mais próximo da descoberta, mas não se deu conta de que a radiação observada seria uma mistura de raios catódicos e raios X, pensando trata-se apenas dos primeiros.
O fato de renomados cientistas não terem notado que estavam às voltas com um novo fenômeno tem a ver com a dificuldade de se "observar" aquilo que não se espera teoricamente. Por outro lado, como bem observou o conhecido historiador e filósofo da ciência Thomas S. Kuhn, é justamente a existência de investigações guiadas por paradigmas (um conjunto de problemas, expectativas teóricas, métodos e técnicas experimentais aceitas pelas comunidades científicas) que possibilita e mesmo conduz ao surgimento de anomalias, ou seja, "falhas" na natureza em se conformar inteiramente ao esperado.
A Röntgen cabe o mérito de ter "visto" aquilo que outros "olharam" mas não perceberam e de ter concentrado seus esforços e habilidades na investigação do novo fenômeno, cujas repercussões fizeram-se sentir de forma imediata e estrondosa. Não sem razão , portanto, foi lhe atribuído o primeiro Prêmio Nobel de Física, no ano de 1901.
Em sua primeira comunicação - Sobre Um Novo Tipo de Raios, uma comunicação preliminar - publicada em dezembro de 1895, na Alemanha, Röntgen escreveu:
"a mais impressionante característica desse fenômeno está no fato de que um agente ativo (RX) aqui passa através de um cartão preto o qual é opaco aos raios ultra-violeta e visíveis provenientes do sol ou do ARCO ELÉTRICO. Este agente também tem o poder de produzir uma ativa fluorescência, então resolvemos primeiro investigar a questão sobre quais os outros corpos que também possuíam essa propriedade.
Descobrimos que todos os corpos são transparentes a esse agente, mesmo em graus muito diferentes"
Röntgen experimentou o efeito dessa radiação em vários corpos, de materiais com espessuras e características diferentes: papel, um livro de aproximadamente 1000 páginas, folhas de latão, grossos blocos de madeira, placas de alumínio, placas de borracha. Esses materiais e alguns outros são, em maior ou menor grau, transparentes aos Raios X. Mas,
"...Placas de vidro de mesma espessura comportam-se de modo um pouco diferente caso tenham uma camada de chumbo ou não; as primeiras são muito menos transparentes que as últimas. Se a mão é colocada entre o tubo e a tela, a sombra escura dos ossos é vista dentro de uma sombra mas clara da mão propriamente dita (...) os resultados das experiências (...) conduzem à conclusão que a transparência das várias substâncias, para a mesma espessura, depende sobretudo da DENSIDADE dos corpos..."
As notícias já podiam correr mundo rapidamente com a melhoria das comunicações. O Brasil recebeu bem precocemente a notícia da descoberta .
Hoje sabemos que os chamados raios catódicos são constituídos por elétrons de alta energia emitidos pelo catodo. Ao se chocarem violentamente com o anodo, os elétrons são rapidamente desacelerados. Pelo princípio da conservação da energia, a energia cinética perdida por cada elétron nessa colisão é convertida em energia radiante radiação eletromagnética de alta freqüência conhecida como raios X.
Desde a época de Röntgen, a questão de identificar a natureza dos raios X e da sua produção estava colocada. Em seus primeiros passos para identificar a natureza dos raios X, ele usou um sistema de fendas para mostrar que os raios X se propagam em linha reta e não possuem carga elétrica, pois não são desviados pela ação de campos elétricos ou magnéticos. Este comportamento é muito semelhante ao da luz visível e não poderia ser diferente, pois se trata de radiação eletromagnética como aquela. A teoria eletromagnética clássica dava conta de explicar o fenômeno ao menos parcialmente, porque já se sabia que cargas elétricas aceleradas (neste caso com aceleração negativa, ou desaceleração) emitem radiação eletromagnética. Entretanto, Röntgen não observou o fenômeno da DIFRAÇÃO, já que seu sistema de fendas tinha dimensões muito maiores que o comprimento de onda associado aos raios X.
Mais tarde, em 1905, C. G. Barkla realizou experimentos sobre ESPALHAMENTO dos raios X, isto é, o resultado da colisão destes raios com os átomos da rede cristalina de uma determinada substância. Observou-se claramente um comportamento semelhante ao da luz. No artigo de Max Von Laue, físico alemão, sobre a difração dos raios X, publicado em 1912, ele começa se referindo aos experimentos de Barkla. Este último havia mostrado que, enquanto parte da energia da radiação incidente iria produzir radiações características dos espalhadores (os átomos), a outra parte era espalhada sem qualquer variação no seu comprimento de onda, exatamente como a luz, que é espalhada pela atmosfera, e é responsável pelo azul do céu. Laue argumentava que, quando os raios X passam através de um cristal, os átomos tornam-se fontes de ondas secundárias, como as linhas de uma rede de difração, embora esses efeitos tenham um padrão mais complexo devido ao arranjo tridimensional dos átomos.
A descoberta dos raios X, em 1895, foi o primeiro resultado de pesquisas no campo da física que teve uma grande repercussão no campo científico bem como na sociedade, além de ter proporcionado um avanço significativo em outra ciência, a medicina, que imediatamente utilizou seus resultados mais práticos para diagnósticos. No entanto, a utilização indiscriminada dos exames radiológicos e mesmo experiências realizadas para saciar a curiosidade que a novidade despertou, desconhecendo as conseqüências biológicas da exposição sistemática a este tipo de radiação levaram a alguns efeitos na saúde das pessoas envolvidas.
Apesar da utilização médica dos raios X ser a mais comum na vida do cidadão, existem outras utilizações de importância relevantes: verificação de soldas, caracterização de redes cristalinas, além de aplicações nos campos da Astrofísica e da Astronomia.
Fonte: www.cbpf.br
As transformações científicas e tecnológicas aconteciam de forma intensa no final do século XIX. Elas estavam presentes na vida de todos os indivíduos, mesmo aqueles que não eram cientistas. Para os cientistas, no entanto, as novidades eram mais freqüentes.
Em 8 de novembro de 1895, trabalhando em seu laboratório, na cidade de Lennep, Alemanha, Wilhelm Röntgen observou uma nova forma de radiação.
Na época em que Röntgen fez sua descoberta, diversos cientistas investigavam fenômenos relacionados com descargas elétricas em gases. Um equipamento padrão era o tubo de Crookes, que consiste em um tubo de vidro evacuado até que uma pressão muito baixa seja produzida em seu interior, e no qual dois eletrodos são submetidos a uma alta tensão elétrica. Nestas condições observa-se o surgimento dos chamados "raios catódicos", que hoje são interpretados como um fluxo de elétrons. Sabia-se que estes raios catódicos não atravessavam o vidro ou outros materiais (mas que podiam passar por folhas metálicas muito finas) e que mesmo no ar não conseguiam percorrer mais do que poucos centímetros antes de serem absorvidos. Sabia-se também que eram defletidos por um ímã.
O aparato experimental de Röntgen consistia em um tubo de Crookes protegido por papel preto - para que a luz emitida pelo tubo não interferisse em suas observações e um anteparo de papel pintado com platino cianeto de bário, que servia como detetor da radiação emitida.
Em sua experiência Röntgen encontrou resultados inesperados. Aumentando a tensão aplicada aos eletrodos do tubo, ele observou um curioso fenômeno: um anteparo situado próximo ao tubo ficou fluorescente. Quando a corrente foi cortada esse fenômeno desapareceu. A seguir, Röntgen observou que esse efeito acontecia mesmo recuando o anteparo de alguns centímetros, o que certamente não poderia ser provocado por raios catódicos. Intrigado com este fenômeno e buscando compreender melhor essa nova radiação, Röntgen continuou suas experiências interpondo entre o tubo de Crookes e o anteparo fluorescente diversos objetos, constatando que eles eram "transparentes" aos Raios X. Röntgen então, chamou essa radiação de Raios X.
Um aspecto interessante sobre a descoberta dos raios X foi o fato dela não ter ocorrido antes, visto que vários cientistas, altamente capacitados e mesmo mais conhecidos do que Röntgen, vinham trabalhando com tubos de descarga há muitos anos. Lenard, que realizou experiências para verificar se os raios catódicos podiam ser detectados fora do tubo, foi possivelmente o que chegou mais próximo da descoberta, mas não se deu conta de que a radiação observada seria uma mistura de raios catódicos e raios X, pensando trata-se apenas dos primeiros.
O fato de renomados cientistas não terem notado que estavam às voltas com um novo fenômeno tem a ver com a dificuldade de se "observar" aquilo que não se espera teoricamente. Por outro lado, como bem observou o conhecido historiador e filósofo da ciência Thomas S. Kuhn, é justamente a existência de investigações guiadas por paradigmas (um conjunto de problemas, expectativas teóricas, métodos e técnicas experimentais aceitas pelas comunidades científicas) que possibilita e mesmo conduz ao surgimento de anomalias, ou seja, "falhas" na natureza em se conformar inteiramente ao esperado.
A Röntgen cabe o mérito de ter "visto" aquilo que outros "olharam" mas não perceberam e de ter concentrado seus esforços e habilidades na investigação do novo fenômeno, cujas repercussões fizeram-se sentir de forma imediata e estrondosa. Não sem razão , portanto, foi lhe atribuído o primeiro Prêmio Nobel de Física, no ano de 1901.
Em sua primeira comunicação - Sobre Um Novo Tipo de Raios, uma comunicação preliminar - publicada em dezembro de 1895, na Alemanha, Röntgen escreveu:
"a mais impressionante característica desse fenômeno está no fato de que um agente ativo (RX) aqui passa através de um cartão preto o qual é opaco aos raios ultra-violeta e visíveis provenientes do sol ou do ARCO ELÉTRICO. Este agente também tem o poder de produzir uma ativa fluorescência, então resolvemos primeiro investigar a questão sobre quais os outros corpos que também possuíam essa propriedade.
Descobrimos que todos os corpos são transparentes a esse agente, mesmo em graus muito diferentes"
Röntgen experimentou o efeito dessa radiação em vários corpos, de materiais com espessuras e características diferentes: papel, um livro de aproximadamente 1000 páginas, folhas de latão, grossos blocos de madeira, placas de alumínio, placas de borracha. Esses materiais e alguns outros são, em maior ou menor grau, transparentes aos Raios X. Mas,
"...Placas de vidro de mesma espessura comportam-se de modo um pouco diferente caso tenham uma camada de chumbo ou não; as primeiras são muito menos transparentes que as últimas. Se a mão é colocada entre o tubo e a tela, a sombra escura dos ossos é vista dentro de uma sombra mas clara da mão propriamente dita (...) os resultados das experiências (...) conduzem à conclusão que a transparência das várias substâncias, para a mesma espessura, depende sobretudo da DENSIDADE dos corpos..."
As notícias já podiam correr mundo rapidamente com a melhoria das comunicações. O Brasil recebeu bem precocemente a notícia da descoberta .
Hoje sabemos que os chamados raios catódicos são constituídos por elétrons de alta energia emitidos pelo catodo. Ao se chocarem violentamente com o anodo, os elétrons são rapidamente desacelerados. Pelo princípio da conservação da energia, a energia cinética perdida por cada elétron nessa colisão é convertida em energia radiante radiação eletromagnética de alta freqüência conhecida como raios X.
Desde a época de Röntgen, a questão de identificar a natureza dos raios X e da sua produção estava colocada. Em seus primeiros passos para identificar a natureza dos raios X, ele usou um sistema de fendas para mostrar que os raios X se propagam em linha reta e não possuem carga elétrica, pois não são desviados pela ação de campos elétricos ou magnéticos. Este comportamento é muito semelhante ao da luz visível e não poderia ser diferente, pois se trata de radiação eletromagnética como aquela. A teoria eletromagnética clássica dava conta de explicar o fenômeno ao menos parcialmente, porque já se sabia que cargas elétricas aceleradas (neste caso com aceleração negativa, ou desaceleração) emitem radiação eletromagnética. Entretanto, Röntgen não observou o fenômeno da DIFRAÇÃO, já que seu sistema de fendas tinha dimensões muito maiores que o comprimento de onda associado aos raios X.
Mais tarde, em 1905, C. G. Barkla realizou experimentos sobre ESPALHAMENTO dos raios X, isto é, o resultado da colisão destes raios com os átomos da rede cristalina de uma determinada substância. Observou-se claramente um comportamento semelhante ao da luz. No artigo de Max Von Laue, físico alemão, sobre a difração dos raios X, publicado em 1912, ele começa se referindo aos experimentos de Barkla. Este último havia mostrado que, enquanto parte da energia da radiação incidente iria produzir radiações características dos espalhadores (os átomos), a outra parte era espalhada sem qualquer variação no seu comprimento de onda, exatamente como a luz, que é espalhada pela atmosfera, e é responsável pelo azul do céu. Laue argumentava que, quando os raios X passam através de um cristal, os átomos tornam-se fontes de ondas secundárias, como as linhas de uma rede de difração, embora esses efeitos tenham um padrão mais complexo devido ao arranjo tridimensional dos átomos.
A descoberta dos raios X, em 1895, foi o primeiro resultado de pesquisas no campo da física que teve uma grande repercussão no campo científico bem como na sociedade, além de ter proporcionado um avanço significativo em outra ciência, a medicina, que imediatamente utilizou seus resultados mais práticos para diagnósticos. No entanto, a utilização indiscriminada dos exames radiológicos e mesmo experiências realizadas para saciar a curiosidade que a novidade despertou, desconhecendo as conseqüências biológicas da exposição sistemática a este tipo de radiação levaram a alguns efeitos na saúde das pessoas envolvidas.
Apesar da utilização médica dos raios X ser a mais comum na vida do cidadão, existem outras utilizações de importância relevantes: verificação de soldas, caracterização de redes cristalinas, além de aplicações nos campos da Astrofísica e da Astronomia.
Fonte: alexandria.cat.cbpf.br
