Ventura Dokument
Contents
1. r flexion 9 Les rayons r fl chis sur les divers plans r ticulaires interf rent de mani re constructive lorsque leurs diff rences de marche A sont des multiples entiers de la longueur d onde A n X avecn 1 2 3 1 Comme le montre la fig 1 pour deux plans r ticulaires adja cents cart s de d on a pour les diff rences de marche A e des rayons incidents et r fl chis sous l angle A A d sin et ainsi pour toute la diff rence de marche A 2 d sin 11 D apr s I et II on a la loi de la r flexion de Bragg n x 2 d sin Ill L angle est appel angle de brillance 0308 Ste Pour v rifier la loi de la r flexion de Bragg on tudie la diffraction de rayons X sur un cristal de NaCI dont les plans r ticulaires sont parall les aux faces du cube des cellules unitaires du cristal L cartement des plans r ticulaires d du d LEYBOLD r N P6 3 3 1 LEYBOLD Fiches d exp riences de physique Mat riel 1 Appareil rayons X 554811 1 Tube compteur fen tre pour rayonnements a yetX 55901 Mat riel suppl mentaire 1 PC avec Windows 95 98 ou Windows NT cristal de NaCI cubique faces centr es vaut la moiti de la constante de r seau ag On a donc 1 2 d a 564 02 pm Les mesures sont r alis es avec le goniom tre int gr dans l appareil rayons X 554811 Pour mettre les rayons X en viden2. l appareil rayons X N B Les cristaux de NaCl sont hygroscopiques et fragiles ranger le cristal bien au sec viter autant que possible les sollicitations m caniques ne toucher que les faces avant du cristal Si le taux de comptage est trop faible il est possible de r duire un peu la distance s entre la cible et le capteur Mais l carte ment ne devra pas tre trop faible tant donn que sinon la r solution angulaire du goniom tre ne suffit plus pour la s pa ration des raies caract ristiques K et Kg Pr paration de l acquisition des valeurs mesur es avec le PC Relier la sortie RS232 et le port s rie du PC en g n ral COM1 ou COM2 par le c ble V24 9 p les inclus au mat riel 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 et s lectionner la langue d sir e R alisation Lancer le programme Appareil rayons X v rifier si l appareil rayons X est branch correctement et si besoin est effacer des donn es de mesure existantes avec le bouton ou la touche F4 Choisir la haute tension du tube U 35 0 kV le courant d mission 1 00 mA le temps de mesure par pas angulaire At 10 s et le pas de progression angulaire AB 0 1 Activer le bouton poussoir Coupled pour le couplage 28 de la cible et du capteur puis r gler la valeur limite inf ri
3. la touche gauche de la souris marquer chaque fois les pics sur leur largeurtotale si besoin est reporter dans le graphe la valeur principale B d termin e et la largeur de pic avec Alt T puis noter la valeur principale sous forme d angle de brillance dans un tableau de mesure Voir tab 3 et 4 Enregistrer les mesures et les exploitations sous un nom appropri avec le bouton ou la touche F2 A partir de l angle de brillance calculer la longueur d onde d apr s la loi de la r flexion de Bragg IV en utilisant l cartement des plans r ticulaires d 282 01 pm voir tab 3 et 4 Etablir les moyennes des longueurs d onde d termin es pour les divers ordres de diffraction voir tab 5 Tab 3 Angles de brillance mesur s de la raie K du molyb d ne et longueurs d onde calcul es partir de ceux ci pour les trois premiers ordres de diffraction n Ka MK pm 1 7 24 71 08 2 14 60 71 09 3 22 20 71 04 Tab 4 Angles de brillance mesur s de la raie Kg du molyb d ne et longueurs d onde x calcul es partir de ceux ci pour les trois premiers ordres de diffraction n Kg AKB pm 1 6 42 63 07 2 12 94 63 15 3 19 58 63 01 P6 3 3 1 Tab 5 Valeur moyenne et valeur litt raire 2 de la longueur d onde caract ristique A Ka A Kg pm pm Valeur moyenne 71 07 63 08 Valeur litt raire 71 08 63 09
4. R sultat La bonne co ncidence entre les longueurs d onde trouv es exp rimentalement pour les raies caract ristiques et les va leurs litt raires du tab 5 confirme la validit de la loi de la r flexion de Bragg Cela confirme en m me temps la nature ondulatoire des rayons X puisque cette propri t tait sous entendue pour la formulation de la loi Information suppl mentaire Les raies caract ristiques K et Kg sont effectivement consti tu es de plusieurs raies adjacentes qu il est possible d obser ver s par ment avec des ordres de diffraction assez lev s voir feuille d exp rience P6 3 3 4 Les valeurs moyennes pon d r es des diverses raies de cette sous structure sont don n es dans le tab 1 Bibliographie 1 Handbook of Chemistry and Physics 52 me dition 1971 72 The Chemical Rubber Company Cleveland Ohio USA 2 C M Lederer et V S Shirley Table of Isotopes 7 me dition 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. ce on se sert d un tube compteur de Geiger M ller orient avec le cristal de NaCI en couplage 28 par rapport au rayonnement X incident c d que le tube compteur est chaque fois tourn d un angle deux fois plus grand que celui du cristal cf fig 2 Le rayon X est constitu dudit rayonnement de freinage conti nu et de plusieurs raies distinctes qui proviennent du rayonne ment X caract ristique de l anode de Mo et sont caus s par les transitions de K et Kg dans les atomes de Mo Pour v rifier la loi de la r flexion de Bragg c est surtout le rayonnement caract ristique qui convient Ses propri t s sont donn es dans l ouvrage 2 et r capitul es dans le tab 1 Les angles de brillance correspondants sous lesquel les maxima de diffrac tion du rayonnement caract ristique sont attendus en cas de diffusion sur un monocristal de NaCI d 282 01 pm d apr s la loi de la r flexion de Bragg sont indiqu s dans le tab 2 jusqu au troisi me ordre de diffraction Remarques de s curit L appareil rayons X satisfait aux 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 rayons X Gr ce aux dispositifs de protection et de blindage incor por s parle constructeur le taux de dose hors de l appareil est r duit moins de 1 Sv h une valeur d un ordre de grande
6. ch ma de principe pour la diffraction de rayons X sur un monocristal et pour le couplage 25 entre l angle du tube compteur et l angle de diffusion angle de brillance 1 collimateur 2 monocristal 3 tube compteur LEYBOLD Fiches d exp riences de physique Remarque pr liminaire Les mesures peuvent en principe tre r alis es dans les deux modes de service balayage manuel et balayage automat ique de l appareil rayons X voir mode d emploi de l appareil rayons X Le relev des valeurs mesur es peut se faire manuellement par lecture dans la zone d affichage et par inscription dans un tableau avec un enregistreur ou avec un PC La mesure qui prend le moins de temps est celle en mode de service balayage automatique avec une acquisition simulta n e des valeurs mesur es suivie d une exploitation avec un PC sous Windows 95 98 NT Elle est d crite dans la pr sente feuille d exp rience La transmission des donn es vers le PC est assur e via le port s rie RS232 de l appareil rayons X Le flux de donn es est acquis repr sent et exploit avec le programme Appareil rayons X livr avec les fournitures de l appareil rayons X Le programme tant lanc il est possible d appeler une aide exhaustive avec la touche F1 Pour de plus amples renseigne ments sur l installation veuillez vous r f rer au mode d emploi de l appareil rayons X Des possibilit s d acquisition des donn e
7. eure de l angle de la cible sur 2 la valeur limite sup rieure sur 25 Lancer la mesure et la transmision des donn es vers le PC avec le bouton poussoir SCAN Unefois la mesure termin e enregistrer la s rie de mesures sous un nom appropri avec le bouton ou la touche F2 Exemple de mesure La fig 4 montre le spectre de diffraction mesur P6 3 3 1 LEYBOLD Fiches d exp riences de physique IA R ntgenger t p6331 ol x oemel sa am Planck Transmission Moseley 1 K alpha 2000 1000 2 K alpha 2 K beta 3 K alpha 3 K beta by Leybold Didactic GmbH 1998 Ja R ntgenger t p6331 OI x ee sa am ri Planck Transmission Moseley log 35 1 K alpha 1 K beta 3 2 K alpha a 2 K beta 3 K alpha 2 3 K beta by Leybold Didactic GmbH 1998 Z Fig 4 Spectre de diffraction du rayonnement X pour la r flexion de Bragg jusqu au troisi me ordre sur un monocristal de NaCl en haut repr sentation lin aire du taux de comptage R en bas repr sentation logarithmis e du taux de comptage R Param tres du tube rayons X U 35 kV etl 1 mA LEYBOLD Fiches d exp riences de physique Exploitation Appeler les possibilit s d exploitation du programme Ap pareil rayons X en cliquant avec la touche droite de la souris et s lectionner le point de menu Calcul valeur principale du pic Avec
8. l l ne LEYBOLD Physique atomique et nucl aire Fiches d exp riences Rayons X de physique Physique du cort ge lectronique R flexion de Bragg Diffraction de rayons X sur un monocristal Objectifs exp rimentaux E Etude de la r flexion de Bragg sur un monocristal de NaCl avec le rayonnement X caract ristique du molybd ne M D termination de la longueur d onde pour le rayonnement X caract ristique Ka et Kg du molybd ne M V rification de la loi de la r flexion de Bragg M V rification de la nature ondulatoire du rayonnement X Notions de base D apr s une observation faite pour la premi re fois par H W et W L Bragg en 1913 la disposition r guli re des atomes et des ions dans un cristal peut tre interpr t e de mani re ce que les composants du r seau soient dispos s sur des plans r ticulaires parall les les uns par rapport aux autres Si des n 2dsin9 rayonnements X parall les incident sur un tel cristal et si on suppose qu ils ont une nature ondulatoire alors chaque composant du r seau situ dans un plan r ticulaire agit comme un centre de diffusion et met une onde sph rique D apr s Huygens les ondes sph riques se superposent pour former un front d ondes r fl chi La longueur d onde reste ici inchang e par rapport au front d ondes incident et les directions de rayonnement perpendiculaires aux deux fronts d ondes satisfont la condition angle d incidence angle de
9. s sous Windows 3 1 sont indiqu es dans le mode d emploi Montage Montage du dispositif de Bragg Certains d tails importants sur le montage exp rimental sont illustr s sur la fig 3 La marche suivre est la suivante voir aussi mode d emploi de l appareil rayons X Monter le collimateur dans le logement du collimateur a suivre la rainure de guidage Fixer le goniom tre aux barres de guidage d de mani re ce que la distance s entre le diaphragme fente du collimateur et le bras de cible soit d env 5 cm Enficher le c ble plat c pour la commande du goniom tre Fig 3 Montage exp rimental en disposition de Bragg P6 3 3 1 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 sur env 6 cm la distance s2 entre le bras de cible et le diaphragme fente du logement du capteur Installer le porte cible avec le plateau pour cible f Desserrerla vis molet e g poser bien plat le cristal NaCl sur le plateau pour cible prudemment soulever le plateau pour cible avec le cristal jusqu la but e puis resserrer la vis molet e avec pr caution pour viter de la tordre ne pas appuyer trop fort Eventuellement ajuster la position z ro du syst me de mesure du goniom tre voir mode d emploi de
10. ur correspondant la dose d irradiation naturelle M Avant la mise en service v rifier le bon tat de l appa reil rayons X et s assurer 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 service de l appareil v rifier si le ventila teur dans la partie tube fonctionne Le goniom tre s ajuste exclusivement par le biais de mo teurs lectriques pas pas 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 1 Repr sentation sch matique de la r flexion de rayons X sur les plans r ticulaires d un monocrista A1 A diff rences de marche angle de brillance d cartement des plans r ticulaires Tab 1 Energie E fr quence v et longueur d onde du rayon nement X caract ristique du molybd ne Valeurs moyennes pond r es 1 E v D keV EHZ pm Ka 17 443 4 2264 71 080 Kg 19 651 4 8287 63 095 keV 103 eV EHz 1018 Hz pm 10712 m Tab 2 Angle de brillance 8 du rayonnement X caract ristique du molybd ne pour la diffraction jusqu au troisi me ordre sur un monocristal de NaCl n SK SK 1 7 24 6 42 2 14 60 12 93 3 22 21 19 61 Fig 2 S
Download Pdf Manuals
Related Search