RAYONS X

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Propriétés

L'interaction des rayons X et de la matière est conditionnée par les valeurs de leurs longueurs d'onde et de l'énergie du photon par rapport, d'une part, aux dimensions des atomes et, d'autre part, aux énergies de liaison des électrons atomiques.

Absorption des rayons X dans la matière

L'absorption des rayons X dans la matière se traduit par la diminution de l'intensité du faisceau traversant un écran. Les photons disparus du faisceau transmis ou bien ont été déviés par diffusion ou bien ont été transformés par choc sur les atomes, donc réellement absorbés par la matière par effet photoélectrique.

Le cœfficient massique μ d'absorption d'un écran est défini par :

dI est la variation de l'intensité du faisceau incident d'intensité I et dp est la masse par centimètre carré de l'écran.

L'absorption des rayons X est un phénomène atomique : pour un composé, elle est simplement la somme des absorptions des éléments constituants ; elle ne dépend donc pas de leurs modes de liaison. Ainsi, le plomb du cristal (verre au plomb) produit la même absorption qu'une lame de plomb métallique contenant la même quantité de plomb que le verre par unité de surface.

L'absorption de toute substance est donc aisément calculable à partir des tables donnant les cœfficients pour les éléments en fonction de la longueur d'onde. D'une façon générale, le cœfficient d'absorption croît avec le nombre atomique (à peu près comme Z3) et avec la longueur d'onde.

Les rayons durs, de courte longueur d'onde, peuvent traverser des épaisseurs de matière considérables sans être complètement éteints, et c'est cette propriété, jugée extraordinaire quand on ne connaissait que la lumière, qui a attiré d'abord l'attention sur les rayons X (découverte de Röntgen, 1895). Le tableau donne les épaisseurs des écrans en carbone, fer, plomb, qui réduisent l'intensité à 1/10 de la valeur de l'intensité incidente.

Wilhelm Conrad Röntgen

Photographie : Wilhelm Conrad Röntgen

Photographie

Le physicien allemand Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923) est célèbre pour sa découverte des rayons X, en 1895. Il reçut le premier prix Nobel de physique, en 1901. 

Crédits : SSPL/ Getty Images

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Absorption du faisceau

Tableau : Absorption du faisceau

Tableau

Quantité de matière en g . cm — 2 constituant l'écran absorbant 90 % du faisceau de rayons X. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Le coefficient d'absorption pour un élément donné présente des discontinuités en fonction de la longueur d'onde qui s'expliquent par le mécanisme de l' [...]


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Radiologie : un tube Coolidge

Radiologie : un tube Coolidge
Crédits : Collection Guy Pallardy

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Rayons X : l'expérience de Röntgen est étudiée

Rayons X : l'expérience de Röntgen est étudiée
Crédits : Collection Guy Pallardy

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Tube à rayons X : spectre continu

Tube à rayons X : spectre continu
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Longueurs d'onde déplacées

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Pour citer l’article

André GUINIER, « RAYONS X », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 12 octobre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/rayons-x/