Laboratório virtual de física moderna: sistema para espectrometria gama

Resumo

O 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 “fontes” radioativas emissoras de fótons com energias bem definidas e de um “detector” de comportamento semelhante a um sistema de espectrometria de fótons (cintilador + fotomultiplicadora + analisador multicanal). Como em um sistema real, além de escolher a fonte, é possível ajustar a tensão na fotomultiplicadora, o ganho do amplificador e o ganho de conversão do analisador multicanal, observando-se o efeito disso nos “dados” adquiridos. São apresentados e discutidos resultados obtidos com o simulador para alguns roteiros de experimentos (calibração em energia, identificação de energias desconhecidas, determinação da resolução em energia etc.). A simulação foi utilizada com duas turmas do curso de licenciatura em física a distância da UFSC em 2011 e em 2014, associadas à realização do experimento real. Permeando o texto são discutidas as motivações e os problemas do uso das simulações neste 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.