RAYONNEMENT X DE FREINAGE

Rayonnement X de freinage

Les rayons X ont été obtenus pour la premiÈre fois par Röntgen en 1895 dans un tube à décharge alimenté à trÈs haute tension (10 jusqu'à 1000 kV).

L'analyse expérimentale des rayons X a montré que:

les rayons X ne sont pas déviés par les champs électriques ou magnétiques, alors ils n'ont pas de charge électrique

les rayons X produisent des impressions sur les plaques photographiques et produisent l'ionisation des gaz

dans de conditions adéquates, ils se réfractent ou se reflÈtent, peuvent interférer ou diffracter, polariser, en bref, ils se portent comme les rayons de lumiÈre

leur longueur d'onde varie entre 0,006 nm et 12 nm

les rayons X sont en fait des rayons électromagnétiques, comme les rayons lumineux

Les spectres des rayons X sont, généralement, des spectres continus, mais, parfois, sur le spectre continu se superpose un spectre de lignes, caractérisées par la présence des maxima d'intensité, correspondant à des longueurs d'onde spécifiques au matériau de l'anode

Les rayonnements à spectre continu s'appellent rayonnements X de freinage, et celles à spectre de lignes s'appellent rayonnements X caractéristiques.

Quelque chose de trÈs intéressant est que le spectre du rayonnement X de freinage est caractérisé par une limite inférieure de la longueur d'onde, qui dépend proportionnellement à l'inverse de la tension d'accélération des électrons du tube à décharge

L'apparition des radiations X de freinage peut Être justifiée en utilisant le modÈle des ondes:

Þ          les électrons en mouvement sont équivalents a un courant électrique qui engendre un champ magnétique

Þ          de la collision des électrons avec l'anode, il résulte le freinage des électrons et, par suite, la variation du champ magnétique associé au courant d'électrons

Þ          Le champ magnétique variable est la source des ondes électromagnétiques qui composent le rayonnement X

Þ          le spectre continu du rayonnement X de freinage pourrait Être expliqué par le fait que les accélérations de freinage varient d'un électron à autre, en formant ainsi un domaine continu de valeurs

Pourtant, cette explication ne peut offrir un motif raisonnable pour lequel les longueurs d'onde de la radiation X de freinage aient une limite inférieure! Par la suite, la théorie ondulatoire est incapable de justifier la relation entre la valeur minime de la longueur d'onde et la tension d'accélération des électrons.

Conformément à la théorie quantique, le rayonnement X est formé par des photons résultés au cours du freinage des électrons. Le processus est l'inverse de celui qui a lieu dans le cas de l'effet photoélectrique, c'est à dire qu'à l'interaction électron-cathode un photon est délivré et celui-ci assume une partie de l'énergie cinétique de l'électron (le reste est transformé en chaleur)

Puisque l'énergie cinétique des électrons est au plus égale au travail mécanique fait par le champ électrique d'accélération

et, conformément à la relation de Planck

il résulte que

ou

Cette expression théorique est en plein accord avec les observations expérimentales.

Le spectre caractéristique peut Être expliqué de la mÊme maniÈre que celle utilisée dans le cas de l'expérience Franck-Hertz: le rayonnement X caractéristique est le résultat de la désexcitation énergétique des atomes qui ont absorbé de l'énergie, suite à l'interaction avec les électrons.