Calcul d'un flux de photons reçus
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Calcul d'un flux de photons reçus



  1. #1
    Jen13

    Calcul d'un flux de photons reçus


    ------

    Bonjour , je suis en terminale STL et je dois calculer un flux de photons reçus en une seconde par une personne mais je ne comprend pas ...
    J'ai cette formule Fr= Fe*Sr/4pi*r2
    Je sais que le nombre de photons est de 0,16 photons par seconde. La personne est distante d'un mètre de la source. La surface de son corps est de 1m2 et l'énergie d'un photon est de 1,92.10^-13J.
    Et après je dois en déduire l'énergie ..

    Merci d'avance pour votre aide

    -----

  2. #2
    albanxiii
    Modérateur

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    Bonjour,

    Je suppose que votre source de photons les émets dans toutes les directions de l'espace. Le nombre de photons émis se conserve, et ils se déplacent tous à la même vitesse. Donc tous les photons émis à vont se déplacer et à on va tous les retrouver sur la surface d'une sphère centrée sur la source dont le rayon est égal à la distance qu'ils ont parcouru. Et le flux de photons émis est précisément ce nombre de photons qui va traverser cette sphère par unité de temps.

    Si on suppose qu'il y a photons émis par unité de temps, on va retrouver des photons sur une sphère de rayon un peu plus tard. Comme le flux est égal au nombre de particules qui passe à travers une unité de surface par unité de temps, le flux total de photons à travers une sphère de rayon (centrée sur la source) va être égal à ce divisé par la surface de la sphère et par unité de temps, soit . Mais ce est égal au nombre de photons émis par la source par unité de temps, c'est donc le flux de la source, .

    A la distance de la source, la flux de photons est donc .

    Maintenant, le flux reçu par une personne de surface va être égale à ce flux que multiplie précisément cette surface. Voyez-vous pourquoi ?

    Bonne soirée.
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  3. #3
    Jen13

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    Merci de votre aide qui m'a beaucoup éclairé !
    Mais pourquoi vous me dites que le flux de photons reçu par une personne de surface Sr=F*Sr ? Dans la formule il y a marqué F=Fe*Sr/4pir2

  4. #4
    Jen13

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    Je l'ai calculé, ça me donne 0,013 W.m-2. Après j'en ai déduis l'énergie en faisant 0,013xl'energie d'un photon donc 0,013x1,2=0,0156 MeV. Je l'ai converti en Joules et ça me donne 2,496.10^-15 J
    Maintenant dans l'exercice il est dit qu'on considere la même personne distante de la source de 1m aussi mais elle est protégée par un écran de plomb d'epaisseur 1cm.
    Questions posées :
    -quel est le flux de photons avant la traversée de la plaque en 1s?
    -calculer le flux de photons après la traversée de la plaque de plomb en 1s

    Dans ces questions il faut prendre quel flux ? Le flux du départ(0,16) ou le flux calculé juste avant (0,013)? Parce que moi au début je l'ai fais avec le flux du départ mais après il demande avec une personne distante de 2m et en prenant le flux du départ ça fait le même résultat c'est pas possible ... J'ai utilise cette formule F=F0*e^(-u*d)

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    invite07941352

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    Normalement, si mentalement, vous déplacez l'écran de plomb entre la personne et la source , cela ne change rien au résultat sur la personne .Mais il me semble que le calcul est plus simple si vous le mettez contre la personne . Vous n'avez pas à refaire des calculs d'angle solide .
    A 2m, il faut déjà refaire le calcul sans écran . Vous devez obtenir 4 résultats cohérents aux 2 distances, avec ou sans écran .

  7. #6
    Jen13

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    Oula j'ai pas très bien compris ... Oui j'ai trouvé pour la personne distante de 1m 0.013 W.m-2 et pour celle distante de 2m 0.0032 W.m-2 mais après ils demandent en mettant une plaque de plomb et dans l'exercice il est bien dit "calculer" :/

  8. #7
    albanxiii
    Modérateur

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    Bonjour,

    Je suis bien content que mon explication vous ai aidé.

    Citation Envoyé par Jen13 Voir le message
    Mais pourquoi vous me dites que le flux de photons reçu par une personne de surface Sr=F*Sr ? Dans la formule il y a marqué F=Fe*Sr/4pir2
    C'est tout simplement parce que mon vaut . C'est bien la même formule.

    Pour vos calculs, ça serait plus parlant si vous calculiez le nombre de photons reçu par la personne. Et ça me permettrait de voir d'un seul coup d'oeil si l'ordre de grandeur est correct (et à vous aussi d'ailleurs).

    Lorsqu'on ajoute un écran en plomb, cela ne change par la source, donc le flux émis par cette dernière est toujours le même. Par contre, la personne derrière la plaque de plomb va recevoir moins de photons que celle non protégée, puisque la plaque absorbe des photons. Mais si on ne vous donne pas son absorption, je ne vois pas comment vous pouvez faire les calculs.

    Bonne journée.
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  9. #8
    invite07941352

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    Oui bien sûr, il faut calculer !!! La façon simple, c'est de connaître la transmission de l'écran , pour des rayons parallèles et de l'appliquer à vos résultats et je répète, dans ce cas, peu importe où est placé l'écran par rapport à la personne .Quelle est l'énergie en Mev ( ça, c'est juste pour moi ) des photons ? Quelle atténuation trouvez vous dans le cas d'un faisceau parallèle ? Quelle donnée vous est fournie pour ce calcul , pour le plomb ?
    Après , si vous avez une source ponctuelle irradiant une personne située à 1 m , les rayons ne sont pas vraiment parallèles ... Est ce que ça vous paraît clair ?

  10. #9
    Jen13

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    On me donne la CDA du plomb: 8.8 mm et avec la formule de la CDA=ln(2)/u j'ai calculé u et j'ai trouvé 86,6 m-1
    Pour une personne placée a 1 m de la source l'énergie en MeV que j'ai trouvé est 0,0156 MeV. Après l'énergie d'un photon est 1,2 MeV
    Je suis désolée d'être lourde mais je ne comprend toujours pas quel calcul il faut que je fasse et avec quoi ... J'arrive vraiment pas a comprendre la

  11. #10
    invite07941352

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    Avec vos valeurs, je trouve Mu = 78.8 m-1.
    Quelle est l'atténuation du faisceau de photons, considérés comme parallèles ,avec un écran de Plomb de 1 cm ?

  12. #11
    Jen13

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    Ah effectivement ! Je ne comprend pas ce que j'ai tapé pour que ça me donne ce résultat mais je trouve comme vous la.
    L'atténuation du faisceau ? C'est quoi ? On ne nous parle pas de ça

  13. #12
    invite07941352

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    C'est impossible que l'on vous ait donné cet exercice sans avoir vu l'atténuation des photons . A quoi sert Mu ???
    Vous pouvez faire une recherche, il y a plein d'exemples ...
    En résumé I (sortie) = I(entrée) . exp ( - Mu . d ) avec d : épaisseur de l'écran

  14. #13
    Jen13

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    Oui je l'ai cette formule ! Avec u= 78,8 m-1, d=1.10^-2 mais je n'arrive pas a comprendre quel flux je dois prendre pour I0.. Et je dois calculer I justement

  15. #14
    Jen13

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    Je vous envoie mon sujet
    Images attachées Images attachées  

  16. #15
    invite07941352

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    Alors, calculer le coefficient d'atténuation - je dis bien "coeff. d'atténuation" - nombre sans dimension de cet écran vis à vis des photons .

  17. #16
    Jen13

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    Mais on fait comment pour le calculer ? On ne m'a jamais parlé de ça. L'épaisseur seulement ne suffit pas ?

  18. #17
    Jen13

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    Comment on fait pour le calculer ? On ne m'en a jamais parlé je crois. L'épaisseur seulement ne suffit pas ?

  19. #18
    invite07941352

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    Appliquer I = I(o) . etc , avec i(o) = 1 , avec votre épaisseur et le Mu déjà trouvé .

  20. #19
    Jen13

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    Mais pourquoi i0=1? Pour la personne distante de deux mètres ce sera i0=2 alors ?

  21. #20
    invite07941352

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    Non, vous ne voulez " pas voir " l'atténuation, c'est pourtant le terme employé ...
    Je reprends : peu importe le nombre , la quantité, le flux , tout ce que voulez de photons . De combien, alors allons y en " pour cent " si ça vous paraît plus clair, le faisceau sera t il atténué avec la plaque de Plomb ?

  22. #21
    Jen13

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    Ah vous voulez dire que le flux est exprimé en pourcentage ? En faisant le calcul avec I0=1, je trouve 0,45 cela ferait alors 45%?

  23. #22
    invite07941352

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    OUI, l'atténuation est d'un facteur 0.45 . Attention, pour moi faisceau parallèle . Admettons le pour l'instant . Quelles conséquences sur vos résultats précédents ?

  24. #23
    Jen13

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    Les résultats précédent sont un flux reçu par la personne sans protection a 1m de la source. Et j'en ai un autre avec une personne a deux mètres de la source. Je fais ces flux la moins le facteur que je viens de trouver ? Ou je fais le nombre de photons émis par seconde moins ce facteur ? Ou il fait plutôt multiplier par ce facteur non en fait?!

  25. #24
    invite07941352

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    Oui, les facteurs sont multiplicatifs : A la sortie de l'écran , c'est comme si vous aviez un nouveau faisceau qui est le faisceau d'origine MULTIPLIé par 0.45 .
    Tous vos résultats précédents sont à multiplier par 0.45 sans refaire aucun calcul ... Du moins, pour moi, c'est ce que je ferai ;
    Et en faisant des approximations , peu importe où est placé l'écran .
    Mais si la source est ponctuelle , que la personne est à 1 m, vous voyez bien que le faisceau de photons n'est pas parallèle . Beaucoup de photons traversent en biais et voient une épaisseur plus grande surtout si l'écran est près de la source ; L'écran est encore plus efficace que ce qui a été calculé .

  26. #25
    Jen13

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    Mais je comprend pas, les flux que j'ai calculé avant sont des flux reçus par la personne et donc maintenant ces flux deviennent des flux émis que je multiplie par 0,45?

  27. #26
    invite07941352

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    Mais plus simplement, les flux reçus par la personne sont plus faibles du facteur 0.45 puisque le faisceau est plus faible du facteur 0.45 ...

  28. #27
    Jen13

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    Ah d'accord !! Mais alors a chaque fois que j'ai un exercice ou il y a pas de facteur d'atténuation il faut que je le trouve comme ça ? Je peux pas simplement mettre la valeur du flux recu par la personne sans protection comme un I0?

  29. #28
    invite07941352

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    Je comprends mal : sans écran , il n'y a pas de facteur d'atténuation dû à l'écran , c'est le cas de la première question mais il y a des effets géométriques que vous avez calculés . Si vous vous éloignez d'une source sans écran , ses effets sur vous diminuent géométriquement .

  30. #29
    Jen13

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    Ah d'accord. Et du coup après pour calculer l'énergie je fais le flux qu j'ai trouvé avec le facteur * l'énergie d'un photon ? Avec ce facteur j'ai trouvé 0,0060 W.m-2 pour la personne distante de 1 m

  31. #30
    Jen13

    Re : Calcul d'un flux de photons reçus

    À moins que l'énergie soit celle que j'ai trouve avant multipliee par le facteur d'atténuation ?

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