Effet Compton VS Effet Photoélectrique

[isozv]

Bonjour,

Je pose plusieurs questions aujourd'hui :

1. Qu'est-ce qui différencie exactement par définition l'effet Compton et l'effet photoélectrique

2. L'effet photoélectrique ne s'observe-t-il qu'avec des photons incidents ? (cela m'étonnerait)

3. L'effet photoélectrique ne s'observe-t-il qu'avec des photons monochromatiques comme c'est écrit dans la majorité des bouquins ? (cela m'étonne...)

4. Par définition l'effet photoélectrique n'a-t-il lieu qu'avec des métaux (car ce qui nous intéresserait ne serait que la création d'un courant utilisable dès lors) ?

5. L'énergie des photons incidents (supposée suffisamment élevée pour arracher au moins un électron de matériau considéré) est-elle totalement absorbée dans un cas idéal ou une partie est elle réfléchie, aborbée, diffractée ou autre ? Faut-il ainsi considérer la section efficace du photon incident et de l'atome cible, la probabilité de présence de l'électron en un point de l'espace ?

6. Pour un matériau donné, une énergie incidente donnée, est-ce nécessairement seulement toujours les électrons de la même couche qui sont arrachés (s'il y en a qui sont arrachés) ?

Ce sera tout. Merci pour vos interventions elles sont importantes. En attendant je vais chercher un peu sur Google.
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[isozv]

je souhaite préciser ma question (1).

L'effet photoélectrique est-il en "compétitioin" avec l'effet Compton ou est-ce que par définition, l'effet photoélectrique EST l'effet Compton mais si et seulement si l'énegie du photon incident est totalement absorbé.

PS: je suis au courant pour les électrons Auger si jamais...

[isozv]

ah oui... un septième...

7. Lors de l'étude structurelle de matériaux par rayons X. à quel niveau l'effet photoélectrique perturbe-t-il les mesures ?

[invite143758ee]

Lors de l'étude structurelle de matériaux par rayons X. à quel niveau l'effet photoélectrique perturbe-t-il les mesures ?

salut, j'ai déjà une simulation numérique de la chose, et d'éaprès mes souvenir l'effet photo-électrique intervient à toute énergie.

Par définition l'effet photoélectrique n'a-t-il lieu qu'avec des métaux (car ce qui nous intéresserait ne serait que la création d'un courant utilisable dès lors) ?

les détecteurs que j'ai vu sont fait par des semi-conducteurs où le gap est la limite inférieur de détection (je n'ai pas le coeur à vérifier...ah , vacances quand tu nous tiens...)

Qu'est-ce qui différencie exactement par définition l'effet Compton et l'effet photoélectrique

expérimentalement, je ne crois pas possible d'isoler les deux phénomènes, mais numériquement, les deux distribution sont très différentes genre un pic photo_électrique, et la fameuse distribution poiur la diffusion compton.

maintenant, pour ce qui est de les différencier théoriquement, je pense que tu sais déjà que l'un est une diffusion avec tous les angles possibles, et que l'autre est un vrai phénomène quantique, et l'énergie absorbé par le détecteur a une distribution assez bien centrée autour de l'energie du faisceau incident.
bon, voilà, je sais pas trop plus que ça, et bon courage pour tes recherches de docs.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Floris]

Bonjour, effectivement je me suis posé cette question de la diférences entre l'effet photo électrique et l'effet Compton. Justement quelqu'un aurai t'il la jentilesse de me donner quelques précisions?

Aussi, une dernère question sur l'effet photo électrique, suposont que je dispose d'un métal qui est sensible à une certaines longueurs d'onde. Suposont, dès qu'il est exposer à une lumière rouge, il lache des électrons, esque mon matiriaux le fera avec un rayonement par exemple bleu ou UV ou X... ? Si non, pourait'on me préciser pourquoi. Je connai l'histoire des niveau d'énergie, cepandant j'aimerai revenir a ce problem de la quantité de mouvement. Merci de votre jentilesse.
floris

[isozv]

Floris pour répondre à ta question... il deux possibilités :

Première possibilité (cas de figure) :

Supposons que la réponse à l'une des miènes est : le terminologie "effet photoélectrique" est utilisée si et seulement si il y absorption totale.

Dès lors le rayonnement émis par l'atome un faisceau incident de fréquence constante sera un photon de fluroescence dont la fréquence sera déterminée par le niveau d'énergie de l'électron Auger émis et in exsteno, le photoélectron. Au fait, mathématiquement il faut faire la démarche inverse :

E1. Je connais la fréquence incidente (ie. l'énergie) et l'ai subtilement choisie

E2. Connaissant le modèle de couches de mon matériau je sais pour quel électron il y aura absorption totale (effet photoélectrique)

E3. J'en déduis de par ma connaissance de la structure de mon modèle en couches, le type de réorganisation du nuage électronique qui s'ensuit et donc l'émission d'un photon dit de "fluorescence" et du possible électron Auger ejecté.

Deuxième possibilité :

Si il y a diffusion Compton et non photoélectrique... dès lors mathématiquement tu peux calculer pour une valeur de l'angle d'incidence du photon et d'émission de l'électron quelle sera l'énergie et donc la fréquence du photon émis.

Ai-je répondu à ta question ?

[Floris]

Ah, merci beaucoup Isozv, pour ces explications. Dit moi, par exemple je dispose d'un athome transparent, il y la aussi une ré émission n'es pas?
Bien amicalement
floris

[isozv]

peux-tu définir ce qu'est un atome "transparent" ?

[invite143758ee]

c'est vrai qu'il existe des métaux transparent à certaine longueur d'onde...phénomène qui découle encore des équations de maxwell, et de la théorie de Drude des métaux...
je suppose que floris voulait parler de ça...

[isozv]

ouh la vache... n'ayant pas étudié de proche le sujet, je ne me prononcerai pas.

[invite143758ee]

sisi, véridique!!

[invite143758ee]

tiens, je vais compléter ma réponse au risque de me faire effacer mon message pour cause de non respect de la charte...

si tu as le aschroft mermin, c'est dans le chapitre I, où à mon avis ça vaut la peine d'être regardé.

sinon, si tu veux, j'ai des petits prog matlab concernant mes propos.

[invite143758ee]

pour ceux qui aime les simulations,
voici un aperçu de ce que peut donner un détecteur soumis à 3 sources de photons d'énergie différentes 1,2,3 Mev.

l'effet photo-électrique, création paire, compton sont pris en compte.

pour préciser aussi ce que tu dis floris:

Aussi, une dernère question sur l'effet photo électrique, suposont que je dispose d'un métal qui est sensible à une certaines longueurs d'onde

ce n'est pas toujours facile de parler dans le cas général...ie on prend un métal,etc, etc...
la nature, la géométrie du détecteur jouent beaucoup dans la détection, car théoriquement, tu vas pouvoir faire les théories que tu veux (...dans une certainement limite, bien sûr), mais il ne faut pas oublier que la physique des détecteurs que tu vas utiliser pour mesurer le phénomène est tout aussi importante...

[Floris]

Merci as tous pour ces explications, et merci "dupo" pour ton diagram. Donc, pour revenir à ma question, un matèriaux sensible a partire de tels longueurs d'onde pourra aussi émettres des élecrons à une longueurs d'onde plus courte. ainsi touts les matériaux métaliques exposer a des raayonements tels ques les rayons x doivent libbérer des électrons? Ese bien cela?
Merci pour tout.
Bien cordialement
Floris

[invite75a770b4]

Bonjour a tous,
Je dois dire que je suis toujours aussi confuse par rapport a la difference qu'il y a theoriquement entre les deux effets..
On vient d'apprendre a l'université que l'effet photoelecrique etait une absorption totale de l'energie d'un photon incident h.(nu) par un éléctron des couches profondes de l'atome cible (donc l'energie d'ionisation w=Einfini-En [ n est le nombre quantique principal] )
Cet effet est possible lorsque l'energie du photon est superieur a l'energie d'ionisation de l'electron.[ h(nu) > w ].. l'electron acquiert une Ec=Ephoton-w

L'effet ou diffusion Compton parcontre, se fait pour les electrons faiblement liés a leurs atomes [ éléctrons des couches peripheriques] ,
Dans ce cas, il y a absorption partiel de l'energie par l'electron cible, le reste de l'energie est emi sous la forme d'un second photon de moindre energie [ augmentation de la longueur d'onde]


Or, on nous a donné comme application du cours, une sorte d'exercie dans lequel on devait prouver qu'il est impossible dans l'effet compton, qu'il y ait absorption totale de l'energie du photon,
Par la conservation de l'energie totale et conservation de la quantité de mouvement, et en emettant l'hypothese qu'il n'y a pas emission du second photon , nous sommes arrivés a demontrer par l'absurde [ nous sommes arrivé a V= C , chose impossible ] que notre hypothese etait fausse, donc, Il est impossible qu'il y est absorption totale de l'energie du photon par l'electron lors de la diffusion de compton.

Si celà est impossible lors de l'effet compton, pourquoi est ce possible lors de l'effet photoelectrique ?
Est ce a cause de l'energie de liaison?
Car je vois que c'est la seule difference entre les deux..
D'apres notre prof de physique en tout cas.

[Thwarn]

Je crois qu'une des differences entre effet photo-electrique et diffusion compton est que dans le premier cas le photon est totalement absorbé etdans l'autre non (vu que c'est une diffusion ).
De plus, ces effets ne sont pas en competition car ils n'interviennent pas aux memes energies. On parle d'effet PE pour un atome, alors que dans la DC, on peut considerer l'electron libre car c'est un phenomene relativiste (dans le sens que l'energie du photon (souvent X ou Gamma) est tres grande devant l'energie de masse de l'electron.