Electrons d'auger et calcul d'énergie

[Fab117]

Coucou!!

Ma question est peut etre bete mais n'étant pas hyper a l'aise dans tout ce qui est physique ou biophy je me lance ^^

C'est a propos du calcul de l'énergie des électrons d'auger j'ai cru comprendre que lorsque que l'on calculais leur énergie, il fallait faire par exemple [WK] - [WJ] - [WJ].

Je comprend pas pourquoi on soustrait 2 fois WJ et il me semble que ce n'est pas toujours le cas selon la situation

Je suis un peu perdu a ce niveau la ^^

Mercii

[MaudLG]

Yo!
Rentre toi dans la tête qu'il n'y a pas de questions bêtes!
On est là pour que vous soyez le plus à l'aise possible donc posez toutes les questions qui vous passent par la tête et vous perturbent

Regarde cette réponse que j'avais déjà faite ailleurs et dis moi si elle te convient, si ce n'est pas le cas, je te réexplique avec plaisir

Il faut vraiment que vous imaginez le truc, et pas que vous appliquiez les formules bêtement!
Pour avoir l'énergie cinétique de l'électron Auger on soustrait (UNE FOIS) son énergie de liaison à l'énergie du photon de fluorescence incident qui provoque son départ.

Ce photon de fluorescence c'est les photons de fluorescence qui permettent les réarrangements que vous connaissez. Il peut soit intervenir après une ionisation ou après une excitation.
Dans le cas de l'ionisation l'énergie du photon de fluorescence sera: E=|Wi|
Dans le cas de l'excitation l'énergie du photon de fluorescence sera E=|Wi|-|Wj|

Pour obtenir l'énergie cinétique de l'électron Auger, on prend l'énergie de notre photon de fluoresence (|Wi| ou |Wi|-|Wj|) et on enlève l'énergie de liaison de notre électron.
On obtient alors:
-après une ionisaiton: T=|Wi| - |Wélectron auger|
-après une excitation: T=|Wi|-|Wj|- |Wélectron auger|

J'esssaye de tourner ça dans tous les sens possibles pour que vous compreniez, et je recommencerai encore si ce n'est pas clair, mais s'il vous plait, faites juste un effort d'imagination

Bonne journée et happy halloween !

Bonne journée!

[Fab117]

Super explication, c'est ok pour cette histoire d'électron d'auger

Une autre petite question lorsque l'on aura ionisation sur la couche K, l'energie du photon de fluorescence ne sera pas forcement egale a K non?
Car si on ionise et qu'on se retouve avec une case laissé vide sur la couche K, un electron des couches L, M ou N... pourra combler cette case dans ce cas la on.

Je donne un exemple ^^: couche K = -284 ev, couche L = -24, couche M = -2

On ionise notre electron sur la couche K et on pourra obtenir des raies de fluorescence de 284, 260 ou 282 ev.
Si on prend la raie de 260 ev on obtiendra ( 284 - 20 = energie du photon fluo - 20(energie couche L) = energie de l'electron d'auger)

Ce que je me posais comme question c'est que le calcul qu'on utilise pour l'excitation peut-il aussi etre utilisé pour l'ionisation ?

Enfin dernière question , est-ce qu'un photon fluorescent qui a provoquer l'expulsion d'un electron d'auger peu énergique ( 12 ev) peut continuer sa route (avec l'energie soustraite E= hv- 12) et expulser d'autre electrons ?

Et par rapport aux questions betes c'est juste que le programme avance beaucoup et que de poser des question comme celle-ci alors que le programme est quasi fini ca fait bizarre

[Cloud]

Salut,

Une autre petite question lorsque l'on aura ionisation sur la couche K, l'energie du photon de fluorescence ne sera pas forcement egale a K non?

Il faut que la somme des énergies des photons de fluorescence soit égale à l'énergie de la couche de l'électron éjecté.

Car si on ionise et qu'on se retrouve avec une case laissé vide sur la couche K, un electron des couches L, M ou N... pourra combler cette case dans ce cas la on.

En fait, un électron d'une couche plus externe peut venir combler cette vacance, tout en créant une nouvelle vacance sur la couche dont est issu l'électron. A partir de là, soit on répète ce scénario, soit c'est un électron libre qui viendra combler cette vacance.

Je donne un exemple ^^: couche K = -284 ev, couche L = -24, couche M = -2
1/On ionise notre electron sur la couche K et on pourra obtenir des raies de fluorescence de 284, 260 ou 282 ev.
2/Si on prend la raie de 260 ev on obtiendra ( 284 - 20 = energie du photon fluo - 20(energie couche L) = energie de l'electron d'auger)
3/Ce que je me posais comme question c'est que le calcul qu'on utilise pour l'excitation peut-il aussi etre utilisé pour l'ionisation ?

1/Tu as oublié de mentionner plusieurs photons de fluorescence : 24 ; 22 et 2 eV
2/C'est bien ça

3/Rappelle-toi de la formule de l'énergie cinétique d'un électron expulsé : Ec = |énergie du photon incident| - |énergie de liaison de l'électron expulsé| = |E| - |W|
L'énergie du photon incident correspond soit à l'énergie du photon de fluorescence lié à une excitation (E = |Wi|-|Wj|) soit à l'énergie du photon de fluorescence lié à une ionisation (E = |Wi|)

Enfin dernière question , est-ce qu'un photon fluorescent qui a provoquer l'expulsion d'un electron d'auger peu énergique ( 12 ev) peut continuer sa route (avec l'energie soustraite E= hv- 12) et expulser d'autre electrons ?

Dans tous les cas je dirais non car:
-la situation que tu décris correspond à l'effet Compton où le photon incident transmet une partie de son énergie à un électron (sous forme d'énergie cinétique électron Auger) et l'autre partie à un photon diffusé ( différent du photon incident) qui pourra lui-même provoquer d'autres ionisations. Par contre je ne sais plus si l'effet Compton concerne aussi les photons de fluorescence.
-dans le cas où il n'y pas d'effet Compton, toute l'énergie est transmise à l'électron, ce qui veut dire que si celui a une faible énergie cinétique, il devait avoir une grande énergie de liaison Pas de possibilité d'avoir un électron faiblement lié avec une faible énergie cinétique + le photon qui continue sa route.

Et par rapport aux questions betes c'est juste que le programme avance beaucoup et que de poser des question comme celle-ci alors que le programme est quasi fini ca fait bizarre

Il n'y a pas de question bêtes, et puis si t'as des question poses-les tant qu'il en est encore temps

[MaudLG]

Alors!
Je confirme la très bonne explication de Cloud! En fait, il faut partir du principe que dès que nous avons un photon de fluorescence, celui ci peut expulser un électron (et donc libérer un électron Auger), tant que l'énergie de ce photon de fluorescence est supérieure à l'énergie de liaison de l'électron

Ce qui m'amène à ta dernière question.
C'est techniquement pas possible. En fait, un électron Auger, c'est un photo-électron expulsé par effet photo-électrique. Ce qui implique que toute l'énergie du photon incident est transmise à l'électron Auger. D'ailleurs, l'électron Auger part avec une énergie cinétique T= E(photon incident) -|Wélectron auger|, donc il ne reste rien du photon incident! Toute son énergie à été utilisée pour:
1) Expulser l'électron
2) Lui donner une énergie cinétique T qui représente ce qu'il reste de l'énergie du photon incident après qu'elle ait arraché l'électron
C'est donc un transfert total d'énergie. Après expulsion de l'électron Auger le photon incident n'existe plus!

Voilà, j'espère que ça va mieux !

[Fab117]

VOUS ETES TOP !!!!!!!!!!!!!!! donc si je retiens que les photons de fluorescence qui expulsent l'électron auger ont effet photo electrique sur celui-ci c'est good ?

Et pour les photons de fluorescence j'en oublie toujours

[MaudLG]

Oui c'est good: électron auger= photo-électron expulsé par effet photo-électrique!

[Fab117]

Oki super !! j'en profite que je suis la pour poser mes petites questions ^^:

Quand il parle de la puissance rayonné et du rendement d'un tube a rayon X, j'arrive pas a voir a quoi correspond le grand "K" et le petit "k" ?

[Cloud]

Puissance rayonnée = kiZU²/2 = KiZU²
Rendement = kZU/2 = KZU

K = k/2 avec k la constante caractéristique du tube

[Fab117]

A d'accord parce que sur la fiche du tutorat c'est pas précisé que k est la constante du tube, bref y a justement un item qui traite dee cette puissance rayonnée qui est le suivant (avec sa correction) :



Ce que je comprend pas c'est d'ou sort le 2*10*10^3 car pour le kv je suis d'accord qu'il faut mettre le *10^3 mais pour le mV je comprend pas ?

Edit: aller une derniere pour la forme : dans le cas d'une désintéfration B+, pourquoi rajoute 2 fois la masse en u d'un electron pour le calcul de la perte de masse ?

et la petite derniere :



J'arrive pas a voir quel calcul il faut faire pour trouver que 150Kv = 0.06045 u Perso j'aurais fait 0.150/ 931.5, mais je tombe pas sur ça ^^

Petite aparté: Lorsque l'on voit les calculs qu'il nous ai demandé de réaliser en physique/biophysique, je me demande si il s'agit d'etre fort en calcul mental (j'adore mais desfois c'est chaud quand meme ) ou éxiste t'il plutot des moyen techniques pour faciliter les choses ?

Encore merci de votre aide

[Cloud]

Perso, ici j'aurai fait 2 * 10 * 10^-3 * 74 * (50 * 10³)² / 2 = 10^-2 * 74 * 25 * 10⁸ = 1850 * 10⁶ = 1,85 * 10⁹ W
Le problème c'est qu'il n'y a pas de réponse correspondante

Pour l'émission bêta+, on a la réaction suivante : X(Z ; A) Y(Z-1; A) + e⁺
La masse du noyau est la masse de l'atome - la masse des électrons.
Le bilan s'écrit donc : dM = m(Z;A) - Zm_e - [m(Z-1;A) - (Z-1)m_e + m_e] soit m(Z;A) - m(Z-1;A) - Zm_e + (Z-1)m_e - m_e
D'où dM = m(Z;A) - m(Z-1;A) - 2m_e

Pour la dernière, voici la réponse de Maud.

Sinon, au concours, on aura des aides au calcul

Voilà

[Fab117]

Oulala les grandes opérations dans le genre ca m'embrouille mais j'aime bien que ca soit claire et net et y a des trucs sur lesquels je bloque encore



Et a propos de la conversion de 0.06045 si on multiplie par 931.5 on obtient pas 60.45 Mev ?
(A moins que ce ne soit pour faciliter les calculs que l'on multiplie par 1000? )

[Cloud]

Je vais un peu détailler ce qui te semble obscur :

1/ La masse du noyau X(A;Z) = masse de l'atome X(A;Z) - masse des Z électrons
M(A;Z) = m(A;Z) - Zm_e
M(A;Z-1) = m(A;Z-1) - (Z-1)m_e

La réaction de désintégration B+ est : X(A;Z) Y(A;Z-1) + e⁺ + neutrino
Le défaut de masse correspond à la masse du noyau père auquel on soustrait la somme des masses des particules formées = noyau(x) fils + électron/positon (car ils ont tous les 2 une masse qui se trouve être la même étant donné que le positon est l'antiparticule de l'électron).

Le défaut de masse est le suivant : dM = M(A;Z) - (M(A;Z-1) + m_e) (on ne prend pas en compte le neutrino car il n'a pas de masse !)
En remplaçant avec les formules ci-dessus, tu tombes sur dM = m(A;Z) - m(A;Z-1) - 2m_e

2/ -Zm_e + (Z-1)m_e - m_e = -Zm_e + Zm_e - m_e - m_e = 0 - 2m_e

3/Quand tu calcules la correspondance entre la masse et l'énergie, il faut multiplier le défaut de masse par 931,5.
Pour gagner du temps (et simplifier ton calcul), l'astuce consiste à multiplier par 1000 mais la vraie valeur sera légèrement inférieure au résultat calculé ainsi tout en étant très proche.
Là encore Maud a répondu ici

En espérant avoir dissipé tes doutes

[Fab117]

Merci de ton aide Cloud par contre je comprend pas pourquoi c'est seulement dans ce cas de désintegration qu'on prend en compte les electrons de l'atome car dans les autres dégradation il me semble pas avoir vu que l'on prenait en compte la masse de l'atome mais plutot que l'on comparait juste les différence de masse entre le noyau père et le noyau fils ?

[Cloud]

Je vais tous te les faire :

Radioactivité alpha :

Réaction : X(A ; Z) Y(A-4 ; Z-2) + He(4;2)
Bilan : M(A ; Z) - M(A-4 ; Z-2) - M(4;2)
(m(A ; Z) - Zm_e) - (m(A-4 ; Z-2) - (Z-2)m_e) - (m(4;2) - 2m_e)
m(A ; Z) - Zm_e - m(A-4 ; Z-2) + (Z-2)m_e - m(4,2) + 2m_e
m(A ; Z) - m(A-4 ; Z-2) - m(4;2) - Zm_e + (Z-2)m_e + 2m_e
m(A ; Z) - m(A-4 ; Z-2) - m(4;2) - Zm_e + Zm_e
m(A ; Z) - m(A-4 ; Z-2) - m(4;2)

Radioactivité bêta- :

Réaction : X(A ; Z) Y(A ; Z+1) + e^- + antineutrino
Bilan : M(A ; Z) - M(A ; Z+1) - m_e
(m(A ; Z) - Zm_e) - (m(A ; Z+1) - (Z+1)m_e) - m_e
m(A ; Z) - Zm_e - m(A ; Z+1) + (Z+1)m_e - m_e
m(A ; Z) - m(A ; Z+1) - Zm_e + Zm_e
m(A ; Z) - m(A ; Z+1)

Radioactivité gamma et conversion interne :

Ce sont des réactions isomériques (A et Z ne changent pas) il s'agit d'une désexcitation du noyau qui n'entraîne qu'une modification énergétique : le noyau reste exactement le même.

Bilan : M(A^{* ou m} ; Z) - M(A ; Z)
(m(A^{* ou m} ; Z) - Zm_e) - (m(A ; Z) - Zm_e)
m(A^{* ou m} ; Z) - m(A ; Z) - Zm_e + Zm_e
m(A^{* ou m} ; Z) - m(A ; Z)

N'hésite pas si tu as encore des doutes