I-2. Interaction des électrons avec la matière
:
Les électrons sont des particules légères
porteuses d'une charge électrique élémentaire,
négative
pour les « négatons » et positive pour les
« positons ».
Un électron traversant un milieu matériel perd de
l'énergie par :
"Collisions", c'est-à-dire interactions coulombiennes
avec les électrons des atomes du milieu traversé, Ce qui conduit
à l'ionisation ou à l'excitation de ces atomes, deux cas de
figure peuvent se présenter: les électrons agissent soit avec les
électrons des atomes constituant le milieu, soit avec leur noyau.
Dans le cas d'une interaction «
électron-électron », on parlera de collision. Il en existe
deux types : l'ionisation et l'excitation ; dans le cas d'une interaction
«électron-noyau », on parlera de sur les rayonnements de
freinage. [2]
I-2-1. Phénomène d'excitation et d'ionisation
:
Ces interactions sont les plus probables. L'électron
incident transfère une partie de son Énergie cinétique a
l'électron atomique ; selon la valeur de la quantité
d'énergie transférée, l'une ou l'autre de ces
réactions aura lieu :
Notons EC l'énergie cinétique
de l'électron incident et WL l'énergie de
liaison de l'électron de l'atome cible.
Selon que EC est suffisante ou non pour éjecter
l'électron de son orbite, deux phénomènes peuvent se
produire :
Si EC = WL : l' de la cible est
éjecté de son orbite avec une énergie cinétique
(EC-WL), et il se produit une ionisation de
l'atome cible. L'électron éjecté, dit électron
secondaire, peut à son tour créer d'autres ionisations si son
énergie cinétique est suffisante.
Figure I.2 : Phénomène
d'ionisation
Si EC < WL : le transfert
d'énergie EC ne peut produire aucune ionisation mais,
peut porter l'électron cible à un niveau
énergétique supérieur, avec excitation de
l'atome cible.
Figure I.3: Phénomène
d'excitation.
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Si EC << WL : cette excitation aboutit
à une dissipation thermique (par augmentation de l'énergie de
translation, de rotation ou de vibration des molécules cibles. [3]
I-2-2. Rayonnement de freinage :
Plus rarement, les électrons incidents peuvent interagir
avec les noyaux des atomes de la substance traversée. Ils subissent
l'influence du champ coulombien du noyau : ils sont alors dévies et
cèdent une partie de leur énergie au noyau.
Cela se manifeste par un ralentissement ou freinage.
L'énergie perdue est émise sous la forme de rayonnements X, dits
de « freinage ».
Dans la littérature, on emploie aussi le terme de «
bremsstrahlung » (rayonnement de
freinage, en allemand). Ce phénomène n'est
important que dans le cas d'électrons de forte énergie
(supérieure a 1MeV) traversant une matière constituée
d'atomes lourds (numéro atomique Z élevé).
Figure I.4 : Phénomène de
freinage.
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