2 - Concepts de base
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Les photons peuvent arracher des électrons du cortège électronique. Pour cela il faudra
une influence directe du photon sur l’électron puisque le photon n’est pas chargé. Selon
qu’il y a disparition ou non du photon, l’appellation de l’effet sera différente.
2.1.2.1. Atténuation des photons, les effets prédominants
Effet photoélectrique
C’est l’interaction d’un photon avec un électron du cortège électronique (Figure 2.2). Cette
interaction se traduit par la disparition, pour l’atome cible, de l’un de ses électrons qui
devient libre. Ce mécanisme conduit à la création d’une paire d’ions comprenant l’atome
ionisé (chargé positivement) et l’électron mis en mouvement (de charge négative).
Le photon a donc cédé toute son énergie. Une partie de cette énergie est cédée sous forme
d’énergie cinétique à l’atome et, du fait de la grande différence de masse entre électron et
noyau, on peut considérer que l’intégralité de cette énergie est emportée par l’électron.
L’énergie cinétique de l’électron T eph sera alors :
L’énergie de liaison des électrons E l sur les couches les plus profondes varie selon la nature
de l’atome (plus le Z de l’atome est élevé, plus l’énergie de liaison des électrons est forte) :
de 13,6 eV pour l’hydrogène à 142 keV pour le fermium.
C’est cet électron qui créera des ionisations dans la matière, le photon n’a pour sa part
provoqué directement qu’une seule ionisation.
Figure 2.1. Répartition des ondes électromagnétiques en fonction de l’énergie.
Figure 2.2. Effet photoélectrique.
Electron éjecté
Interaction
Photon
T eph E ␥ E l
Ϫ
ϭ
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Les photons peuvent arracher des électrons du cortège électronique. Pour cela il faudra
une influence directe du photon sur l’électron puisque le photon n’est pas chargé. Selon
qu’il y a disparition ou non du photon, l’appellation de l’effet sera différente.
2.1.2.1. Atténuation des photons, les effets prédominants
Effet photoélectrique
C’est l’interaction d’un photon avec un électron du cortège électronique (Figure 2.2). Cette
interaction se traduit par la disparition, pour l’atome cible, de l’un de ses électrons qui
devient libre. Ce mécanisme conduit à la création d’une paire d’ions comprenant l’atome
ionisé (chargé positivement) et l’électron mis en mouvement (de charge négative).
Le photon a donc cédé toute son énergie. Une partie de cette énergie est cédée sous forme
d’énergie cinétique à l’atome et, du fait de la grande différence de masse entre électron et
noyau, on peut considérer que l’intégralité de cette énergie est emportée par l’électron.
L’énergie cinétique de l’électron T eph sera alors :
L’énergie de liaison des électrons E l sur les couches les plus profondes varie selon la nature
de l’atome (plus le Z de l’atome est élevé, plus l’énergie de liaison des électrons est forte) :
de 13,6 eV pour l’hydrogène à 142 keV pour le fermium.
C’est cet électron qui créera des ionisations dans la matière, le photon n’a pour sa part
provoqué directement qu’une seule ionisation.
Figure 2.1. Répartition des ondes électromagnétiques en fonction de l’énergie.
Figure 2.2. Effet photoélectrique.
Electron éjecté
Interaction
Photon
T eph E ␥ E l
Ϫ
ϭ