Laboratório virtual de Física Moderna: atenuação da radiação pela matéria

Resumo

Este artigo descreve como foi implementada uma simulação computacional de um sistema de detecção de radiação ionizante semelhante ao encontrado em tradicionais laboratórios de física moderna. A simulação modela um sistema composto por uma "fonte" de fótons com energias que podem ser escolhidas arbitrariamente, um "detector" de comportamento semelhante a um detector Geiger-Müller e o efeito de diferentes materiais atenuadores de espessura variável posicionados entre a fonte e o detector. São discutidos os detalhes do processo de cálculo da atenuação da radiação utilizando  dados  do  National   Institutes   of   Standards  and  Technology (NIST) dos EUA e, a partir deles, são exploradas peculiaridades da interação da radiação com a matéria, de seções de choque a flutuações estatísticas; também são apresentados exemplos de uso e sugestões de atividades exploratórias. A simulação foi utilizada com duas turmas do curso de licenciatura em física a distância da UFSC no início de 2011, associadas à realização do experimento real. Permeando o texto são discutidas as motivações e os problemas do uso das simulações nesse contexto. À guisa de conclusão, é discutido como o trabalho se relaciona às principais metas dos laboratórios introdutórios de física, segundo um comitê da American Physical Society, especificamente constituído para isso.