Physique atomique et nucléaire
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1. tat de l appareil rayons X avant de le mettre en marche et contr ler la coupure de la haute ten sion l ouverture des portes coulissantes voir mode d emploi de l appareil rayons X e Tenir l appareil rayons X l abri des personnes non autoris es Eviter toute surchauffe de l anode dans le tube rayons X Mo e Ala mise en marche de l appareil rayons X v rifier le bon fonctionnement du ventilateur dans la partie tube Le goniom tre est exclusivement r gl par le biais de moteurs pas pas lectriques e Ne pas bloquer le bras de cible ni le bras de capteur du goniom tre et ne pas forcer pour en modifier le r glage Lors de l utilisation de m taux lourds ou d allerg nes issus des jeux de cibles respecter le mode d emploi correspon dant Description de l exp rience La fluorescence X survient lorsque des lectrons sont ject s de la couche interne proche du noyau d un atome L atome ainsi ionis pr sente alors une vacance trou d lectron dans une sous couche pr alablement close Ces trous laiss s peuvent tre combl s par des lectrons issus d autres couches plus p riph riques la couche K peut par ex tre compl t e par la transition d un lectron de la couche L Une telle transition provoque l mission d un by LD DIDACTIC GmbH Leyboldstrasse 1 D 50354 Huerth www ld didactic com LD Lo nipacric Tel 49 2233 604 0 Fax 49 2233 604 222 E Mail info ld didactic de Technische2. jeu de cibles Raies de fluorescence K 554 844 1 d tecteur d nergie de rayonnement X 559 938 1 c ble HF 1m 501 02 1 PC avec Windows XP Vista 7 8 Montage exp rimental voir sch ma e Faire passer le c ble de raccordement de l alimentation portable travers le canal vide de l appareil rayons X et le brancher la douille Mini DIN du d tecteur d nergie de rayonnement X e Fixer le porte capteur avec le d tecteur d nergie de rayonnement X mont au bras de capteur du goniom tre e Connecter la sortie du signal du d tecteur d nergie de rayonnement X la douille BNC SIGNAL IN de l appareil rayons X l aide du c ble BNC fourni e Faire en sorte que le c ble de raccordement soit ins r sur une longueur suffisante pour permettre le pivotement complet du bras de capteur e Enfoncer le bouton poussoir SENSOR et r gler manuellement l angle du capteur sur 90 l aide du bouton de r glage ADJUST e R gler respectivement sur 5 6 cm la distance entre la fente du collimateur et l axe de rotation ainsi que celle entre l axe de rotation et la fen tre d entr e du d tecteur d nergie de rayonnement X e Appuyer sur le bouton poussoir TARGET et r gler manuellement l angle de la cible sur 45 l aide du bouton de r glage ADJUST e Brancher le Sensor CASSY l ordinateur et enficher l adaptateur AMC e Utiliser le c ble BNC pour relier la sortie SIGNAL OUT de la zone de connexion de l appareil rayons X l
3. nderungen vorbehalten 297 CASSY Lab 2 photon Ce rayonnement pr sente seulement certaines nergies photoniques discr tes qui correspondent aux diff rences d nergie des niveaux concern s Il est caract ristique pour chaque l ment chimique Les d signations des raies caract ristiques des rayons X sont constitu es du symbole de la couche atomique K L M etc et d une lettre grecque a B y etc la couche atomique consid r e tant celle qui tait ionis e avant le transfert lectronique C est ainsi que la d signation raie Ka repr sente la transition de la couche L vers la couche K raie Kg la transition de la couche M vers la couche K Les raies La et Lg d signent les transitions de la couche M et N vers la couche L Pour les nergies E des raies caract ristiques Moseley non a en 1913 la loi FE 1 1 RS PHP y M M avec le num ro atomique Z la constante de blindage o la constante Ry mee 8 0 h 13 6 eV et les nombres quantiques principaux n4 et n des couches atomiques concern es n4 lt no Dans la pr sente exp rience il s agit de d terminer les nergies des raies caract ristiques Ka et Kg pour Ti Fe Ni Cu Zn Zr Mo et Ag de v rifier la loi de Moseley et de d terminer les constantes de blindage et og Mat riel requis 1 Sensor CASSY 524 010 ou 524 013 1 CASSY Lab2 524 220 1 adaptateur AMC 524 058 1 appareil rayons X avec tube rayons X Mo 554 801 ou 554 811 1
4. par glisser d poser e Pour finir d terminer le centre de gravit de la raie Ka du Mo 7 me spectre et galement l inscrire gauche e Faire passer la repr sentation sur nergie par ex par glisser d poser de E4 vers le graphe Exploitation Plus le num ro atomique Z est grand plus l nergie des raies caract ristiques augmente ainsi que la dissociation entre les composantes a et B de la s rie spectrale K Pour une analyse quantitative il est possible de d terminer les nergies de chacune des raies e S lectionner le spectre dans le graphe e S lectionner Placer une marque Ligne verticale dans le menu contextuel du graphe touche droite de la souris pour placer deux lignes verticales peu pr s au niveau des raies Ka et Kg e Dans le menu contextuel du graphe s lectionner Fonction de mod lisation Courbes de Gauss de m me lar geur et marquer le domaine des pics souhait s marquer une surface suffisamment grande e Relever les positions d termin es pour les pics dans la ligne d tat et les inscrire avec le num ro atomique Z du Ti Z 22 du Fe Z 26 du Ni Z 28 du Cu Z 29 du Zn Z 30 du Zr Z 40 du Mo Z 42 et de l Ag Z 47 dans la repr sentation Energie cliquer avec la souris par ex en les transf rant de la ligne d tat par glisser d poser L expression VE Ry est automatiquement calcul e pour chaque raie et repr sent e dans la repr sentation Moseley en fonction du num ro a
5. CASSY Lab 2 2013 06 07 Physique atomique et nucl aire tude de spectres Rayons X caract ristiques en fonction Spectroscopie d nergie de rayons X du num ro atomique de l l ment Les couches K Description tir e de CASSY Lab 2 Pour charger des exemples et des param trages merci de bien vouloir utiliser l aide de CASSY Lab 2 by LD DIDACTIC GmbH Leyboldstrasse 1 D 50354 Huerth www ld didactic com LD Lo oinacric Phone 49 2233 604 0 Fax 49 2233 604 222 E mail info ld didactic de Technical alterations reserved CASSY Lab 2 Loi de Moseley fluorescence X raies K N nie h ih i LL TH H RONTGENGERAT ERAY APPARATUS Convient aussi pour Pocket CASSY Remarques de s curit L appareil rayons X est conforme de par sa conception et construction un dispositif rayons X destin l ensei gnement et un appareil de protection int grale r pondant aux r glementations sur les rayons X Il est homologu comme appareil rayons X l usage des tablissements scolaires et comme appareil de protection int grale con form ment au r glement allemand sur la radioprotection BfS 05 07 V Sch R V ou NW 807 97 R Gr ce aux dispositifs de protection et de blindage int gr s en usine le taux de dose hors de l appareil rayons X est r duit moins de 1 uSv h soit une valeur d un ordre de grandeur correspondant la dose d irradiation naturelle e V rifier le bon
6. adap tateur AMC Proc dure exp rimentale E Charger les param trages e Brancher l alimentation portable au r seau le t moin lumineux passe au vert au bout d env 2 min et le d tec teur d nergie de rayonnement X est op rationnel Placer la premi re cible Ti du jeu de cibles Raies de fluorescence K sur le support pour cible R gler une haute tension du tube U 35 kV un courant d mission 1 00 mA et brancher la haute tension Lancer le relev du spectre avec Pour finir relever les spectres pour l autres cibles Fe Ni Cu Zn Zr Mo et Ag du jeu de cibles Raies de fluores cence K talonnage nerg tique L talonnage nerg tique des spectres est r alis sur les raies Ka du fer Fe et du molybd ne Mo e Ouvrir l talonnage nerg tique dans les param trages EA s lectionner talonnage nerg tique global cette entr e puis inscrire droite les nergies de la raie Ka du Fe 6 40 keV et de la raie Ka du Mo 17 48 keV by LD DIDACTIC GmbH Leyboldstrasse 1 D 50354 Huerth www ld didactic com LD Lo pipacric Tel 49 2233 604 0 Fax 49 2233 604 222 E Mail info ld didactic de Technische nderungen vorbehalten 298 CASSY Lab 2 e Dans le menu contextuel du graphe s lectionner Calcul valeur principale du pic marquer la raie Ka du Fe 2 me spectre et inscrire le r sultat gauche dans l talonnage nerg tique par ex en le transf rant de la ligne d tat
7. tomique Z C est la m me chose pour les constantes de blindage o et og et la repr senta tion Blindage Dans la repr sentation Moseley il est possible de tracer la droite th orique pour les raies Ka qui co ncide bien avec les valeurs mesur es en proc dant une mod lisation libre avec la formule x 1 sqr 3 4 La repr sentation Blindage montre pour les raies Ka que l cart de la constante o 1 th oriquement attendue aug mente au fur et mesure que le num ro atomique Z augmente Ceci s explique par le fait que l influence des lec trons externes augmente au fur et mesure que le nombre d lectrons augmente Les constantes de blindage og pour les raies Kg ont des valeurs num riques og 2 ce qui comme escompt t moigne d un plus grand blindage effectif de la charge nucl aire pour les transitions lectroniques du niveau sup rieur No S by LD DIDACTIC GmbH Leyboldstrasse 1 D 50354 Huerth www ld didactic com Lo pipacric Tel 49 2233 604 0 Fax 49 2233 604 222 E Mail info ld didactic de Technische nderungen vorbehalten 299
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