Calendrier de l'Avent du Tutorat
Je regroupe ici les réponses des professeurs aux questions qui ont pu vous poser problème
QUESTION N°1: Pas mal d'étudiants m'avaient contacté à propos du QCM25 du tutorat n°3:
QCM 25 : On considère l’atome de Bore (Z=5) dont les niveaux d’énergie
selon le modèle de Bohr sont :
WK= -190 eV
WL= -7 eV
Donnez les affirmations justes.
A) On pourrait observer des photons de fluorescence d’énergie 190 eV et 183 eV.
B) On pourrait observer un photon de fluorescence d’énergie 7 eV.
C) On pourrait observer un électron Auger d’énergie cinétique 183 eV.
D) On pourrait observer un électron Auger d’énergie cinétique 176 eV.
E) Aucune de ces propositions n’est exacte
A ceci, les étudiants ont presque été "choqués" que la réponse C soit
comptée juste, étant donné que l'on n'avait pas enlevé deux fois
l'énergie de liaison de l'électron, comme ils auraient pu le voir dans
certains QCM des années précédentes.
Je leur ai alors répondu qu'après une ionisation sur la couche K, un
photon de fluorescence d'énergie E= 190eV pouvait être émis et que ce
photon pouvait expulser un électron de la couche L, l'électron Auger,
qui partirait avec une énergie cinétique T=190-7=183 eV.
A contrario, on aurait enlever deux fois l'énergie de liaison de
l'électron de la couche L, si nous avions eu une excitation par
passage d'un électron de la couche K à la couche L avec ensuite
émission d'un photon de fluorescence d'énergie E= 190-7=183 eV. Photon
de fluorescence qui pourrait expulser un électron de la couche L
(électron Auger) qui partirait avec une énergie cinétique T=E-7=
183-7=176 eV..
Réponse du Professeur Darcourt (en charge de l'enseignement de la biophysique les années précédentes, donc rédacteur des QCM que vous trouvez dans les annales : "J'ai bien relu vos questions et explications.
Votre raisonnement est parfaitement juste".
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QUESTION N°2: « Lorsqu'il y a deux corps en filiation radioactive (X*1 -> X*2 -> X3), si la période radioactive de X1 est plus grande que celle de X2, alors X1 va disparaître avant X2. »
Cet item est bien FAUX. En effet, à partir de Tmax le père et le fils vont décroitre en même temps en suivant une courbe exponentielle. Or une courbe exponentielle tend vers 0 quand x tend vers l’infini, sans jamais l’atteindre. Ce qui signifie que le père sera toujours en équilibre avec le fils : au bout d’une dizaine d’années, il pourrait très bien ne rester qu’un seul atome X1 qui serait en équilibre avec un atome X2. X1 et X2 disparaissent ainsi en même temps. __________________________________________________________________________________________________________
QUESTION N°3: La particule alpha serait attirée par l’anode, or il s’agit d’une particule de charge positive…
Ceci avait été corrigé en cours, il y a une erreur du texte et du schéma : la particule alpha, chargée positivement est attirée par la cathode (chargée négativement) __________________________________________________________________________________________________________
QUESTION N°4: "L’interaction électron-noyau aboutit au final à une accélération de l'électron incident" Item FAUX et explication confirmée par le professeur Magné.
Dans l’interaction électron noyau, nous avons en premier lieu une accélération de l’électron incident, accélération qui produit un rayonnement. Ce rayonnement enlève de l’énergie à notre électron qui se retrouve alors avec une énergie cinétique plus faible : au final, il est donc ralenti. Le piège dans cette interaction c’est qu’elle produit un rayonnement qui porte le nom de sa conséquence et non de sa cause ! L’interaction électron-électron crée un rayonnement par collision qui résulte d’une collision entre les deux électrons, alors que l’interaction électron-noyau crée un rayonnement par freinage qui résulte d’une accélération de l’électron incident et aboutit à un ralentissement (=freinage) de ce même électron.
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QUESTION N°5: "Le vide poussé entre l'anode et la cathode permet d'accélérer les électrons" Item compté FAUX et confirmé par le professeur.
C’est la haute tension qui accélère les électrons, le fait de faire le vide va entraîner une baisse de la « résistance » de l’air au passage des électrons et ainsi faciliter leur accélération. Ce n’est pas le vide qui les accélère, il permet seulement cette accélération.__________________________________________________________________________________________________________
QUESTION N°6: "Le flux d'énergie rayonnée dépend de l'intensité du courant de chauffage" Compté VRAI.
Dans la formule du flux d’énergie, le i représente le courant anodique. Or, le courant anodique dépend du courant de chauffage : si on augmente le courant de chauffage I, on augmente le courant anodique i jusqu’à obtenir une valeur maximale= courant de saturation Ic.__________________________________________________________________________________________________________
QUESTION N°7: " On choisit une cible à numéro atomique élevé pour augmenter le rendement en rayonnement de fluorescence " Compté FAUX. Pourquoi alors que r=kZU/2 ?
En fait, le rendement en rayonnement de fluorescence n’a rien à voir avec le rendement du tube donné par cette formule. Les rayonnements de fluorescence ce sont les raies que l’on peut voir sur le spectre énergétique et qui ne sont qu’une partie infime du spectre énergétique des rayons X qui est un spectre d’énergie continu. L’item : choisir une cible à numéro atomique élevé permet d’augmenter le rendement d’un tube à rayons X, aurait été juste par contre ! __________________________________________________________________________________________________________
QUESTION N°8: Petite mise au point sur la masse atomique :
Masse atomique= masse d’une mole d’atome= exprimée en grammes Masse d’un atome= exprimée en unité de masse atomique (u)= exprimée par la même valeur que la masse atomique mais dans ce cas, on vire le g et on le remplace par u. __________________________________________________________________________________________________________
QUESTION N°9:Correspondance masse-énergie:
En biophysique/physique, une masse et une énergie c’est la même chose ! L’eV peut ainsi très bien être considéré comme une unité de masse (on peut très bien vous demander une masse et vous donner un résultat en MeV !...) __________________________________________________________________________________________________________
QUESTION N°10: Est-ce que « x varie dans le même sens que y » est considéré comme équivalent à « x proportionnel à y » ?
OUI ! Ainsi, si on prend y=x^2, on peut dire que x et y sont proportionnels ! __________________________________________________________________________________________________________
QUESTION N°11: Dans les qcm du livre, un redressement de la haute tension ne permet pas d’augmenter le rendement, pourquoi ?
Alors en fait, c’est une notion que le professeur n’a pas abordé dans ses cours mais je vous fait vite fait un topo de la looooongue explication qu’il nous a donné. La haute tension que l’on applique à notre tube à rayons X est une tension alternative : elle est donc un coup positive, un coup négative. Lorsqu’elle est négative, nous avons inversion des polarités : l’anode devient cathode. Les électrons sont donc envoyés dans le sens inverse (repoussés par la cathode qui est chargé négativement) et vont s’écraser sur le filament et le faire exploser ! Et ça c’est pas bon du tout ! Du coup quand on crée des rayons X, on fait en sorte que la tension ne devienne pas négative, on s’arrange même pour qu’elle reste positive tout le temps. Et pour ce faire, on REDRESSE la tension : toutes les courbes qui étaient négatives sont redressées et passées en positif. La tension est alors dans le temps davantage positive : tous les instants qu’elle passait dans les valeurs négatives, elle les passe maintenant dans les valeurs positives. Le flux, et ainsi le rendement sont augmentés. SEULEMENT, ils sont augmentés sur un temps donné ! Par exemple on applique une tension alternative pendant 10s, elle est positive 5s puis négative 5s. Le rendement est de x. On redresse notre tension, elle devient alors positive pendant 10s, le rendement est alors multiplié par 2 sur cette période de temps !
Donc en fait, pour que l’item soit juste, il manquait juste la notion de temps. Le redressement de la haute tension permet d’augmenter le rendement mais seulement sur une période de temps fixée.
Bref, n’apportez aucune importance à ce détail, retenez juste par contre, que si on augmente la haute tension (sa valeur hein), on augmente le rendement !
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QUESTION N°12: Mise au point sur les particules arrêtées ou atténuées après la traversée d'une épaisseur de matériau:
Les particule chargées: Quand les particules chargées (alpha et ß-) vont interagir avec la matière (qui est neutre: autant de charges + que de charges -), elles vont être atténuées totalement et donc arrêtées. Pourquoi? Parce que le fait qu'elles se fassent atténuer n'est pas une probabilité mais une certitude! Les particules non chargées: Quand les particules non chargées (neutrons, photons, rayonnement gamma...) vont traverser la matière, elles vont être atténuées mais JAMAIS arrêtées! Pourquoi? Parce que leur atténuation relève de la probabilité: elle suit alors la loi d'atténuation avec le fameux coefficient (qui représente une probabilité d'interaction ) et est représentée par une courbe exponentielle. Or comme on l'a déjà dit, la courbe exponentielle tend vers 0 sans jamais l'atteindre donc ces particules ne seront jamais totalement atténuées donc jamais arrêtées. 
Le professeur tient vraiment cette notion à coeur, faites attention! __________________________________________________________________________________________________________
QUESTION N°13: A propos du concours, vous allez les manger à quelle sauce ?
Aigre douce ! Le professeur Magné nous a garanti qu’il serait gentil et que vous ne serez pas surpris par ses QCM : pas de piège, des choses déjà abordées (au tutorat, dans les exemples…) etc…Citation du professeur: "Le étudiants qui m'ont écouté seront privilégiés, mais je les embêterai pas sur des petits détails à la con"
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S'il vous reste des interrogations, n'hésitez pas à nous en faire part, le professeur Magné est vraiment disponible et heureux de pouvoir nous et vous aider !
