Effet Compton & Détécteur Geiger Muller !

[invite392d7308]

Bonjour à toutes et tous !

Pour bien commencer le samedi matin, je viens vous soumettre une question !


Lors de l'effet compton, un photon vient faire une collision avec un electron périphérique : le photon incident transmet alors une partie de son energie cinétique incidente à l'électron. Il est alors diffusé, avec un angle différent. Le photon n'a donc plus la meme longueur d'onde quand il arrive et quand il repart ! Ca, on est Ok.
Et quand on compare la mesure expérimentale, avec la mesure théorique, on se rend compte que la valeur mesurée est TOUJOURS plus petite que la théorique et je n'arrive pas à me l'expliquer !!
Vous avez une idée vous ??
-----

[LPFR]

...
Et quand on compare la mesure expérimentale, avec la mesure théorique, on se rend compte que la valeur mesurée est TOUJOURS plus petite que la théorique et je n'arrive pas à me l'expliquer !!
Vous avez une idée vous ??

Bonjour et bienvenu au forum.
Première nouvelle.
D'où sortez-vous cette affirmation?
Au revoir.

[invite392d7308]

Merci pour le bienvenue ! Je sens que je vais me plaire ici...


D'une part, par l'expérience! Sur tous les groupes de TP, on a tous une valeur mesurée plus faible ! Et d'autre part, notre encadrant nous as bien dit qu'en principe ça DEVAIT être plus faible que la valeur théorique. Et c'est ce point précis qui me turlupine. Je ne comprends pas pourquoi !

[LPFR]

Re.
À moi aussi ça me turlupine. Pouvez vous nous décrire votre manip: qu'est ce que vous mesurez et quels sont les électrons utilisés? Mesurez vous uniquement la lumière et la longueur d'onde et l'angle ou mesurez-vous, en plus, l'électron diffusé?
Merci.
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite5e5dd00d]

Et quand on compare la mesure expérimentale, avec la mesure théorique, on se rend compte que la valeur mesurée est TOUJOURS plus petite que la théorique et je n'arrive pas à me l'expliquer !!
Vous avez une idée vous ??

Ca sent méchamment le décalage de la mesure (il est très difficile de mesurer une longueur d'onde avec précision, la seule chose précise et la différence entre les longueurs d'ondes).
Pour moi, il s'agit d'une erreur expérimentale. Mais quel modèle théorique utilises-tu?

[Radamanthe]

J'y vois aussi une erreur expérimentale, sans doute du à l'étalonnage du detecteur.

[invite392d7308]

Ok, alors je vous décrit un peu les faits :

Pour calculer le décalage de la longueur d'onde théoriquement, on utilise :

h
Y2-Y1=¨¨¨¨¨¨¨ (1-cos@) Y= longueur d'onde
me-*c



Et pour déterminer le décalage par l'effet compton avec un détecteur Geiger Muller, on balance un un rayonnement X et on mesure différents taux de comptage :

>Ro : le rayonnement X diffusé par une cible en aluminium


>R1, et R2 : le rayonnement X diffusé par la cible d'alu, mais cette fois, avec un filtre en cuivre attenuant le rayonnement une fois devant la cible, l'autre fois derriere la cible.

>R : c'est le taux de compage correspondant au bruit de fond.


Ensuite on nous donne une formule qui relie la transmission de l'absorbeur de cuivre avec la longueur d'onde :

Tcu=e^-a(Y/100)^n

et 2 formules qui relient les transmisions de l'absorbeur en cuivre devant et derriere la cible en alu, avec les taux de comptages
mesurés :

T1=R1-R/Ro-R et T2=R2-R/R0-R

Avec ces 2 relations, on fait sauter l'exponentiel avec un ln, et on se retrouve avec Y1 et Y2.




Voilà. Vous pensez que ça vient de l'absorbeur ?

[LPFR]

Bonjour.
Pour être sincère, ce que je trouve surprenant n'est pas que vos résultats ne collent pas trop bien avec la théorie, mais qu'ils collent un peu.
Il est évident que c'est le modèle théorique de votre expérience qui est en défaut.
Dans vos mesures et calculs je ne vois pas de différentiation entre la diffusion par les électrons et par les atomes complets, et qui sont du même ordre de grandeur.
Je ne vois pas non plus de différentiation entre l'effet Compton dû aux électrons (et atomes) de l'aluminium et celui des électrons et atomes des filtres de cuivre.
Je trouve que c'est déjà pas mal qu'avec une manip aussi primitive et rudimentaire, on arrive à quelque chose qui rappelle l'effet Compton.
Au revoir.

[invite392d7308]

Je suis d'accord, ça parait surprenant, je ne vois aucune différenciation aussi et ça me gene...j'aurais aimé qu'il y en ai une...
Merci pour vos réponses.

[KLOUG]

Bonsoir

Petite question : Votre compteur Geiger (si c'est bien d'un compteur Geiger dont on parle) fait-il la différence en énergie ?
Je doute qu'un GM fasse ce type de mesure..
Donc il est censé récupérer tous les photons quelle que soit leur énergie même si elle est dégardée - premier point.
Quant à mesurer une longueur d'onde, le modèle m'intéresse...

De plus mesurez-vous les électrons Compton après interaction dans l'écran ou ceux mis en route par les rayonnements électromagnétiques dans le compteur ?


Deux : quelle source de rayonnements utilisez-vous et quelle est l'énergie des rayonnements électromagnétiques.
Je ne vous le rappelle pas mais vous le savez... L'effet Compton est prépondérant entre 100 KeV et 5 MeV dans l'air.
Il est également privilégié dans les matériaux de faible densité. Il suffit d'avoir les courbes d'atténuation massique des matériaux. Je peux vous les fournir si vous n'avez pas ces données.
Pour vous donner les ordres de grandeurs des coefficients d'atténuation linéique à 100 keV :
alu µ = 0,437 cm^-1
cuivre µ = 3,8 cm^-1

Dont l'atténuation par le cuivre est bien plus importante (presque un facteur 10) à l'énergie indiquée bien entendue.
Le sens des dfférents filtres à obligatoirement une importance.


Trois : l'effet photoélectrique même s'il devient faible existe encore surtout si on est proche de 100 keV.


Quatre : la diffusion Compton (et les formules de calcul qui vont avec) dépend de l'énergie du photon incident.



Je rejoins un peu LPFR dans ces questions mais j'avoue avoir du mal à suivre le TP en question.

Si j'avais à monter ce TP j'utiliserai un spectromètre protable soit un détecteur Germanium (évidemment c'est cher) ou plus simplement un gros scintillateur NaI (qui lui est capable de faire la distinction en énergie).
D'ailleurs quand on fait de la spectro gamma on voit très bien le front Compton, le fond Compton, le pic d'absorption totale.


Désolé d'être un peu tatillon ou inquisiteur avec mes questions mais je suis toujours intéressé pour avoir des précisions.
Et comme je suis parfois indiscret je voudrais bien savoir où vous faites ce TP. Vous n'êtes pas du tout obligé de répondre à cette dernière interrogation.

Bonne continuation
KLOUG