MÖSSBAUER EFFET

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Rudolf Mössbauer

Rudolf Mössbauer
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Spectres d'émission et d'absorption

Spectres d'émission et d'absorption
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Spectre d'absorption

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L'origine physique de l'effet Mössbauer

Lorsqu'un noyau libre émet par désexcitation un photon gamma, il acquiert une énergie cinétique de recul ER = E02 / 2 mc2, E0 étant l'énergie de la transition nucléaire considérée, m la masse du noyau et c la vitesse de la lumière. D'après le principe de conservation de l'énergie, l'énergie Eγ du photon gamma émis est égale à la différence E0 − ER. Si le noyau appartient à un cristal, l'énergie de recul sert à réchauffer celui-ci, c'est-à-dire à augmenter l'énergie des vibrations du réseau cristallin. Toutefois, ce transfert d'énergie au cristal est nécessairement quantifié et ne peut s'effectuer que par création d'un nombre entier de quanta d'énergie de vibrations cristallines, ou phonons. En fait, lors de la désexcitation d'un grand nombre de noyaux identiques, les processus d'émission gamma accompagnés de création de zéro, d'un ou de plusieurs phonons coexistent, avec des probabilités différentes, et ce n'est qu'en moyenne que l'énergie de recul fournie au réseau cristallin est égale à l'énergie de recul ER du noyau libre. La « raie Mössbauer » correspond, dans le spectre d'émission gamma de cet ensemble de noyaux, aux processus à zéro phonon, c'est-à-dire à ceux qui ne mettent en jeu aucun échange d'énergie avec le cristal. C'est pourquoi le rayonnement gamma Mössbauer possède exactement l'énergie E0 de la transition nucléaire. La largeur de la raie Mössbauer est donc égale à l'incertitude naturelle sur la valeur de E0, qui est elle-même celle du niveau excité du noyau (généralement inférieure à 10−7 eV). Au contraire, les processus d'émission avec transfert d'énergie au cristal donnent dans le spectre d'émission gamma une raie d'énergie plus faible que E0 et environ un milli[...]

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LAMB WILLIS EUGENE (1913-2008)

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  • Bernard PIRE
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  • Bernard PIRE
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Dans le chapitre «  Spectroscopie nucléaire »  : […] La spectroscopie Mössbauer résulte de l'absorption extrêmement sélective des photons produits par un noyau radioactif inclus dans le réseau cristallin et réabsorbé par un autre noyau de même nature. L'absorption est très sensible à l'environnement électromagnétique du noyau, à la nature de la liaison chimique, à la stéréochimie. Cette technique […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/spectroscopie/#i_14411

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Pour citer l’article

Pierre IMBERT, « MÖSSBAUER EFFET », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le . URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-mossbauer/