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Synthèse et caractérisation de pérovskites à  base de lanthane

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par Yazid BOUZNIT
Université de JIJEL - Ingénieur d'état 2007
  

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1I.4.1 Description microscopique des interactions

Deux types d'interactions entre photon X et matière sont envisageables : l'effet photoélectrique et l'effet Compton. L'effet photoélectrique prédomine aux faibles énergies. L'effet photoélectrique : le photon entre en collision avec un électron des couches internes de l'atome. L'énergie E du photon incident est transférée à l'électron qui est éjecté de sa couche. Une partie de cette énergie est utilisée pour «extraire» l'électron interne (énergie de liaison W); l'excédent d'énergie se retrouve sous forme d'énergie cinétique Ec de l'électron éjecté. Par conséquent, E = W+Ec. L'effet photoélectrique ne peut avoir lieu que si l'énergie du photon incident est supérieure à l'énergie de liaison de l'électron.

L'énergie cinétique du photo-électron est finalement transférée au milieu lors d'ionisations ultérieures. Le retour de l'atome à l'état fondamental s'accompagne d'une émission d'énergie sous forme d'un photon de fluorescence ou d'un électron Auger (fig.II.2).

Fig.II.2 Effet photoélectrique.

Le photon de fluorescence est émis lorsqu'un électron des couches supérieures prend la place laissée vacante par l'électron éjecté. Parfois, pour des milieux de Z petit, le photon de fluorescence produit un nouvel effet photoélectrique avec émission d'un électron: c'est l'effet Auger.

L'effet Compton : le photon entre en collision avec un électron libre ou faiblement lié auquel il cède une partie de son énergie. Un photon d'énergie plus faible est diffusé dans une direction différente de la direction initiale (fig.II.3). Pour les photons X étudiés ici, la majeure partie de l'énergie est emportée par le photon diffusé. [8]

Figure II.3 Effet Compton : il s'agit de la diffusion d'un photon par un électron.

II.4.2 La loi d'atténuation du rayonnement X :

Un faisceau unidirectionnel de photons monoénergétiques traverse un écran matériel. Soit I(x) l'intensité du faisceau (nombre de photons franchissant l'unité de surface normale au faisceau par unité de temps) à la position x. Appelons -dI la variation d'intensité sur une épaisseur infiniment petite dx. L'expérience montre que -dI est proportionnel à l'intensité incidente et à l'épaisseur x :

-dI = m (E, M) I dx. (II.1)

Le coefficient de proportionnalité m(E, M), appelé coefficient d'atténuation linéaire, dépend de l'énergie E des photons incidents et du milieu M. Il a la dimension de l'inverse d'une longueur. L'intégration de la relation (II.1) donne la loi d'atténuation d'un faisceau parallèle monoénergétique de rayonnement électromagnétique en fonction de l'épaisseur x:

I(x) = I0 exp [-m (E, M) x] (II.2)

I(x) est l'intensité du faisceau après avoir traversé une épaisseur x de matière et I0 l'intensité du faisceau incident [I0 = I(x = 0)].

L'intensité d'un rayonnement électromagnétique décroît exponentiellement en fonction de l'épaisseur de matière traversée. Le coefficient d'atténuation varie fortement en fonction de la matière et de l'énergie des photons. De manière générale, il croît en fonction du numéro atomique du milieu et décroît en fonction de l'énergie du rayonnement.

La pénétration du rayonnement à travers la matière est souvent caractérisée par l'épaisseur de demi atténuation, épaisseur de matière telle que l'intensité du faisceau incident est réduite de moitié.[7]

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