Flashcard: Spectroscopie des rayons X — 46 carte

Quand Wilhelm Conrad Röntgen a-t-il découvert les rayons X ?

En octobre 1895.

Qu'observe Röntgen qui mène à la découverte des rayons X ?

Une fluorescence du platinocyanure de baryum provoquée par un tube à rayons cathodiques.

Que sont les rayons X en termes d'ondes ?

Des ondes électromagnétiques de hautes fréquences.

Quelle est la plage de fréquences des rayons X ?

Entre 3×10^17 Hz et 3×10^19 Hz.

Quelle image célèbre Röntgen a-t-il radiographiée en premier ?

La main de sa femme.

Quels éléments sont nécessaires à la production des rayons X dans un tube de Coolidge ?

Une cathode, une anode métallique et un champ électrique.

Comment les électrons sont-ils émis dans un tube de Coolidge ?

Par effet thermoélectronique d'un filament chauffé au tungstène.

Quelle est la fonction de la différence de potentiel dans un tube de Coolidge ?

Accélérer les électrons de la cathode vers l'anode.

De quoi peut être constituée l'anode dans un tube de Coolidge ?

D'un disque de graphite recouvert d'un alliage de tungstène et de rhénium.

Pourquoi un cylindre chargé négativement entoure-t-il le filament ?

Pour focaliser les électrons et limiter leur divergence.

Pourquoi le tube de Coolidge est-il placé sous vide ?

Pour éviter que les électrons soient ralentis par des collisions avec des atomes de gaz.

Quelle part de l'énergie des électrons est convertie en rayons X dans l'anode ?

1 % de l'énergie est convertie en rayons X.

À quelle vitesse tourne l'anode tournante pour limiter sa détérioration ?

Entre 3000 et 9000 tours par minute.

Qu'est-ce qui cause le rayonnement de freinage dans les rayons X ?

La déviation et décélération des électrons par les noyaux de la cible.

Quelle est l'origine du rayonnement caractéristique dans les rayons X ?

Les transitions électroniques dans les atomes de la cible.

Que devient l'énergie cinétique perdue par l'électron lors du rayonnement de freinage ?

Elle est émise sous forme de photons X.

Que peut-il arriver à l'énergie cinétique restante de l'électron après émission de photons X ?

Elle peut rester sous forme d'énergie cinétique de l'électron.

Quelle est la formule du bilan énergétique du rayonnement de freinage ?

E_c(e^-) = h c/λ_X + E'_c(e^-).

Quelles composantes forme le spectre d’émission d’un tube à rayons X ?

Un fond continu et des raies caractéristiques.

Quelle est l’expression de l’énergie cinétique d’un électron accéléré sous une tension U ?

E_c(e^-) = eU.

Quelle formule donne la longueur d’onde minimale λ_min du spectre continu ?

λ_min = hc/(eU).

Pourquoi λ_min = hc/(eU) dans le spectre continu ?

Parce que l’énergie maximale du photon est E_max = eU quand l’électron est arrêté.

Pour quelle longueur d’onde λ le spectre continu atteint-il son intensité maximale ?

Pour λ = 3λ_min/2.

Quelle est la relation entre la longueur d’onde λ et la fréquence ν d’un photon ?

λ = c/ν.

Comment s’exprime l’énergie d’un photon en fonction de sa fréquence ν ?

E_photon = hν.

Comment exprime-t-on l’énergie d’un photon en fonction de sa longueur d’onde λ ?

E_photon = hc/λ.

Que fait un électron incident dans l'anode pour produire un photon X ?

Il arrache un électron d’une couche interne de l’atome cible.

Comment se forme un photon X de fluorescence dans l'anode ?

Un électron d’une couche supérieure comble la vacance en émettant un photon X.

Que produit la réorganisation électronique après une ionisation interne ?

Elle peut produire plusieurs raies caractéristiques en cascade.

Que signifie la lettre dans une notation comme Kα ou Lβ ?

Elle indique la couche d’arrivée de l’électron.

Que signifie la lettre grecque α, β ou γ dans une notation de raie ?

Elle indique la couche d’origine de l’électron supérieur immédiate, deuxième ou troisième.

De quoi dépendent les longueurs d’onde des raies caractéristiques ?

Elles dépendent du matériau de l’anode.

À partir de quelle tension les raies caractéristiques apparaissent-elles ?

Elles n’apparaissent qu’à partir de 25 kV.

Quelle est la formule de la puissance électrique consommée par le tube ?

P_elec = UI.

Comment s'exprime le rendement du tube en fonction des puissances ?

η = P_rayonnée / P_elec.

Comment s'exprime le rendement du tube en fonction des énergies ?

η = E_rayonnée / E_électrique.

Quelle est la formule de la chaleur absorbée par l’anticathode lors d’une élévation de température ?

Q = m C_matériau Δθ.

Que devient l’énergie cinétique des électrons dans un tube de Coolidge ?

Elle est absorbée par l’anode et transformée en chaleur.

Qu'impose une augmentation du courant sur le nombre d'électrons incidents ?

Elle augmente le nombre d'électrons incidents.

Qu'impose une augmentation du courant sur l'énergie individuelle des rayons X ?

Elle ne modifie pas l'énergie individuelle si la tension est constante.

Qu'impose une augmentation de la tension accélératrice sur l'énergie maximale des photons ?

Elle augmente l'énergie maximale des photons.

Qu'impose une augmentation de la tension accélératrice sur la longueur d'onde minimale λ_min ?

Elle diminue la longueur d'onde minimale λ_min.

Quelle différence caractérise les rayons X durs par rapport aux rayons X mous ?

Les rayons X durs ont une courte longueur d'onde et une énergie élevée.

Que contrôle le réglage en mAs dans la production de rayons X ?

Il contrôle la quantité de rayons X.

Quel risque présente un courant trop élevé lors du réglage en mAs ?

Il peut nuire au patient ou surexposer le film.

De quoi dépendent les raies caractéristiques dans le spectre des rayons X ?

Elles dépendent des niveaux d'énergie des atomes de l'anode et du métal utilisé.