Ventura Dokument
Contents
1. LEYBOLD Fiches d exp riences de physique Mat riel 1 appareil rayons X 554811 1 tube compteur fen tre pour rayonnements a B yetX 55901 Suppl ment 1 PC avec Windows 95 98 ou Windows NT Le but de l exp rience est la d composition de cette structure fine par r flexion de Bragg sur un monocristal de NaCl dans des ordres de diffraction sup rieurs D apr s la loi de la r flexion de Bragg il existe le rapport n x 2 d sin 11 n ordre de diffraction d 282 01 pm cartement des plans du r seau du NaCl entre la longueur d onde du rayonnement caract ristique incident et l angle de brillance en dessous duquel il faut s attendre un maximum d intensit Fig 2 Etude de la d finition de la largeur angulaire 58 et de la distance angulaire AS entre deux maxima d intensit Conseils de s curit L appareil rayons X respecte les consignes relatives la construction d un appareillage rayons X pour l enseigne ment et d un appareil protection totale et est homologu en tant que tel d apr s le r glement allemand sur les rayonnements X Gr ce aux mesures de protection et de blindage incorpo r es par le constructeur le taux de dose hors de l appareil est r duit moins de 1 Sv h une valeur d un ordre de grandeur correspondant la dose d irradiation naturelle M Avant la mise en service s assurer du bon tat de l appareil r2. alisation de la disposition de Bragg Certains d tails importants pour le montage exp rimental sont repr sent s sur la fig 4 La marche suivre est la suivante voir aussi mode d emploi de l appareil rayons X LEYBOLD Fiches d exp riences de physique Placer le collimateur dans le logement du collimateur a faire attention la rainure de guidage Fixer le goniom tre sur les barres de guidage d de ma ni re avoir une distance s d environ 5 cm entre le dia phragme fente du collimateur et le bras de cible Enficher le c ble plat c pour la commande du goniom tre Enlever le capuchon protecteur du tube compteur fen tre placer le tube compteur fen tre dans le logement du capteur e et brancher le c ble du tube compteur la douille GM Tube En d pla ant le porte capteur b r gler une distance s gt d environ 6 cm entre le bras de cible et le diaphragme fente du logement pour capteur Fig 4 Montage exp rimental en disposition de Bragg Monter le porte cible avec le plateau pour cible f Desserrer la vis molet e g poser le cristal de NaCl plat sur le plateau pour cible soulever prudemment le plateau pour cible avec le cristal jusqu la but e et serrer la vis molet e en faisant bien attention visser bien dans l axe _ Eventuellement ajuster la position z ro du goniom tre voir mode d emploi de l appareil rayons X N B Les cristaux de N
3. et valeur litt raire pour les longueurs d onde caract ristiques cf tab 1 R sultat de mesure Valeur litt raire Doublet de raies a pm pm Ka 71 0 71 08 Kg K 63 1 63 09 b Cinqui me ordre de diffraction Tab 4 R sultats de mesure du cinqui me ordre de diffraction et valeur litt raire pour les longueurs d onde caract ristiques cf tab 1 et 2 R sultat de mesure valeur litt raire Raie 5 A A pm pm pm Kal 355 71 0 70 93 Ka 357 71 4 71 36 Kg 316 7 63 34 63 26 Ky 310 3 62 06 62 09 D doublement du doublet K A 0 4 pm D doublement du doublet Kg K4 A 1 28 pm Valeur litt raire AX 1 17 pm Valeur litt raire AX 0 43 pm P6 3 6 1 R sultat Les raies caract ristiques K et Kg visibles dans le premier ordre de diffraction se d composent en doublets Le d dou blement peut tre observ dans le cinqui me ordre de diffrac tion La structure fine du doublet Ka est due la structure fine de la couche L Le doublet Kg se compose de la raie Kg pure et de la raie K Information suppl mentaire Les raies Kg et K pr sentent elles aussi vrai dire une structure fine due la structure fine des couches M et N La d composition est n anmoins si faible qu elle ne peut pas tre observ e avec les moyens disponibles Les valeurs moyennes pond r es des diff rentes raies de cette sous structure sont donn es dans
4. le tab 1 Bibliographie 1 C M Lederer and V S Shirley Table of Isotopes 7th Edition 1978 J ohn Wiley amp Sons Inc New York USA LEYBOLD DIDACTIC GMBH Leyboldstrasse 1 D 50354 H rth Phone 02233 604 0 Telefax 02233 604 222 Telex 17 223 332 LHPCGN D by Leybold Didactic GmbH Printed in the Federal Republic of Germany Technical alterations reserved
5. 1 LEYBOLD Fiches d exp riences de physique Exemple de mesure La fig 5 montre le spectre de diffraction mesur dans le premier ordre la fig 6 celui mesur dans le cinqui me ordre de diffraction a Premier ordre de diffraction de Appareil rayons X Ioj X Demel sa aw Planck Transmission Moseley Spectre de diffraction du rayonnement X avec la r flexion de Bragg dans le premier ordre sur un mono cristal de NaCI Param tres by Leybold Didactic GmbH 1998 _Z U 35kV 1 mA At 10s b Cinqui me ordre de diffraction pr Appareil rayons X olx 688 sa aw Bragg Planck Transmission Moseley R 5 i H K alphai al 14 4 Fig 6 Spectre de diffraction du rayonnement X avec la r flexion de Bragg dans le cinqui me ordre sur un 3 monocristal de NaCl Para m tres U 35 kV 1 mA At 400s K gamma by Leybold Didactic GmbH 1998 LEYBOLD Fiches d exp riences de physique Exploitation Appeler les possibilit s d exploitation du programme Ap pareil rayons X en cliquant dans la fen tre du graphe avec le bouton droit de la souris et activer Afficher les coordonn es Amener le pointeur de la souris sur les pics et relever les valeurs correspondantes n au coin en bas gauche de la fen tre d exploitation a Premier ordre de diffraction Tab 3 R sultats de mesure du premier ordre de diffraction
6. 2 0 1 2 Kat Kaz K 1 0 Y2 Tab 1 Energies de transition E longueurs d onde et frac tions relatives des raies caract ristiques K Kg et K du molybd ne valeurs moyennes pond r es selon 1 E A fraction keV pm relative Ka 17 44 71 08 1 000 Kg 19 60 63 26 0 170 Ky 19 97 62 09 0 027 Doublet Kg K 19 65 63 09 La structure fine de la raie K est due la structure fine de la couche L et donc finalement au couplage spin orbite des lectrons En effet la couche L est constitu e de trois sous niveaux d sign s par L Ly et Li en spectroscopie rayons X Des transitions de ces niveaux vers la couche K avec l mission de rayonnement X sont soumises aux r gles de s lection Al 1 Aj 0 1 1 pour le changement du moment angulaire orbital et du mo ment angulaire total j lors de la transition Deux transitions de la couche L sont donc permises vers la couche K celles ci tant d sign es parK 1 etK voir fig 1 Pour le molybd ne on trouve dans la litt rature les donn es figurant dans le tab 2 La diff rence de longueur d onde au sein du doublet K vaut alors seulement A 0 43 pm Tab 2 Longueurs d onde calcul es d apr s les valeurs litt raires 1 pour les nergies de transition et fractions rela tives du rayonnement K du molybd ne fraction Raie pm relative Kal 70 93 1 000 Ka2 71 36 0 525 P6 3 6 1
7. LEYBOLD Physique atomique et nucl aire Rayons X Physique du cort ge lectronique LEYBOLD Fiches d exp riences de physique Objectifs exp rimentaux Structure fine de rayons X caract ristiques d une anode en molybd ne M Etude du rayonnement X caract ristique du molybd ne par r flexion de Bragg sur un monocristal de NaCI dans le cinqui me ordre de diffraction M identification des raies caract ristiques Ka Kg et K M D composition de la structure fine de la raie K en doublet de raies et d termination de la diff rence de longueur d onde A dans le doublet Notions de base En regardant bien on se rend compte que les raies caract ris tiques Ka et Kg du rayonnement X du molybd ne s av rent tre des doublets Ces deux doublets peuvent tre d compos s par r flexion de Bragg du rayonnement sur un monocristal de NaCl si on mesure dans un ordre de diffraction sup rieur Ils n ont toutefois pas la m me nature physique Le doublet Kg se compose de la raie Kg pure donc de trans itions d atomes excit s de la couche M la couche K et de la raie K donc de transitions de la couche N la couche K La diff rence de longueur d onde A entre les deux raies vaut seulement 1 2 pm voir tab 1 celles ci ne peuvent donc tre observ es qu avec une bonne r solution Fig 1 Sch ma pour l tude de la structure fine de la raie caract ristique Ka nd j Lin 2 1 Li 2 1 Li
8. aCI sont hygroscopiques et fragiles Ranger le cristal dans un endroit aussi sec que possible viter si possible toute sollicitation m canique sur le cristal ne s em parer du cristal que par les fronts Si le taux de comptage est trop faible la distance s gt entre la cible et le capteur peut tre l g rement r duite mais elle ne doit pas tre trop petite sous peine d avoir une r solution angulaire du goniom tre qui ne suffirait plus Pr paration de l acquisition des valeurs mesur es avec le PC Relier la sortie RS232 et le port s rie du PC en principe COM1 ou COM 2 via le c ble V24 9 p les livr avec l appareil rayons X Eventuellement installer le programme Appareil rayons X sous Windows 95 98 NT voir mode d emploi de l appa reil rayons X puis s lectionner la langue d sir e P6 3 6 1 R alisation Lancer le programme Appareil rayons X s assurer que l appareil rayons X est bien branch et ventuelle ment effacer les donn es de mesure existantes avec le bouton Li ou la touche F4 S lectionner une haute tension du tube U 35 kV un courant d mission 1 00 mA et un pas de progression angulaire AB 0 1 Activer le bouton poussoir Coupled pour le couplage 28 de la cible et du capteur a Premier ordre de diffraction Pourle trac du premier ordre de diffraction r gler la valeur limite inf rieure de l angle de la cible sur5 5 la valeur limite
9. ayons X et v rifier que la haute tension est bien coup e l ouverture des portes coulissantes Voir mode d emploi de l appareil rayons X M Tenir l appareil rayons X l abri des personnes non autoris es Eviter une surchauffe de l anode dans le tube rayons X Mo M Ala mise en marche de l appareil rayons X v rifier si le ventilateur dans la partie tube fonctionne Le goniom tre s ajuste exclusivement par le biais de mo teurs pas pas lectriques M Ne bloquer nile bras de cible ni le bras de capteur du goniom tre et ne pas modifier le r glage par force Fig 3 Sch ma de principe pour la diffraction de rayons X sur un monocristal 1 collimateur 2 monocristal 3 tube compteur A la diff rence de longueur d onde A de deux raies corre spond donc une distance angulaire n A as 2 d cos qu qui augmente avec l ordre de diffraction Il faut distinguer la largeur angulaire d un maximum d intensit de la distance angulaire AS Elle devrait tre inf rieure la distance angulaire afin que les deux raies puissent s observer s par ment voir fig 2 La largeur angulaire est d termin e par la fente d ad mission du tube compteur voir fig 3 par son cartement du cristal ainsi que par la divergence du rayon X incident et reste constante m me pour des ordres de diffraction sup rieurs C est ainsi que la d composition du doublet K est possible dans l ordre de diffraction n 5 Montage R
10. sup rieure sur 8 0 et s lectionner un temps de mesure par pas angulaire At 10 s Actionnerle bouton poussoir SCAN pour lancer la mesure et le transfert des donn es vers le PC Apr s avoir termin la mesure pour la repr sentation du taux de comptage en fonction de la longueur d onde ouvrir la fen tre de dialogue avec le bouton f ou la touche F5 et inscrire l cartement des plans du r seau du NaCl Enregistrer la s rie de mesures sous un nom appropri avec le bouton ou la touche F2 b Cinqui me ordre de diffraction Pour le trac du cinqui me ordre de diffraction r gler la valeur limite inf rieure de l angle de la cible sur 32 5 la valeur limite sup rieure sur 40 5 et s lectionner un temps de mesure par pas angulaire At 400 s N B cause de la faiblesse du taux de comptage laquelle on peut s attendre un temps de mesure quant lui plut t long est n cessaire pour une pr cision statistique satisfaisante La mesure dure en tout 9 heures avec ce r glage Actionnerle bouton poussoir SCAN pour lancer la mesure et le transfert de donn es vers le PC Apr s avoir termin la mesure pour la repr sentation du taux de comptage en fonction de la longueur d onde ouvrir la fen tre de dialogue avec le bouton ou la touche F5 et inscrire l cartement des plans du r seau du NaCl Enregistrer la s rie de mesures sous un nom appropri avec le bouton ou la touche F2 P6 3 6
Download Pdf Manuals
Related Search