Diffraction des rayons X : physique du phénomène

Diffraction des rayons X :
physique du phénomène
I- Production des rayons X
--> Tubes à RX, anodes tournantes et synchrotron
Les RX ont été découverts par Röntgen en 1895 ; leur nature
ondulatoire fut mis en évidence en 1913 par Von Laue avec
les premières expériences de diffraction.
(limite γ ) 0.1 Å < λX < 100 Å (ultra-violet lointain)
0.1 keV --------------100 keV
En radiocristallo : λ --> 0.5 à 3 Å
Principe de la production : impact d’électrons sur une cible
appelée anticathode. Pb : le rendement est faible (≈ 10-9•Z •V)
Spectre d’une anticathode
Fond continu :rayonnement de
freinage
Spectre de raies : caractéristique
du métal de la cible
Le choix de la longueur d’onde est fonction des paramètres
de maille (taille de la molécule) et de la nature des atomes.
II- Absorption des rayons X
Définition du coefficient d’absorption
Lorsqu’un faisceau monochromatique (de section unité)
traverse un écran homogène, la perte d’énergie dI est
proportionnelle à m par unité de surface (dp) et à I incident :
dI = - µ•I • dp
I/I0 = e-µ p = e-µ ρ x
Le coefficient d’absorption µ varie de façon discontinue en
fonction de la longueur d’onde λ du faisceau incident et du
numéro atomique des atomes de l’écran
Fonction du numéro atomique
Fonction de la longueur d’onde :
possibilité de filtrer le faisceau incident
Exemple du filtre composé de Nickel métallique par
rapport aux rayonnements Kα et Kβ du cuivre
2 % de transmission
52 % de transmission
III- Détection des rayons X
Film, compteur photo-luminescent, à scintillation, etc… et
dispositif à couplage de charge (CCD) (D comme device)