Atténuation photons dans l'air

[Shakyra]

Bonsoir, je ne comprends pas trés bien mon cours qui dit : " Effet de l’atténuation dans l’air: faible pour les photons. Couche de Demi Atténuation (CDA) établie pour un faisceau de photons //. On utilise la loi d’atténuation pour des épaisseurs de milieux solides. Faisceaux de photons considérés comme //". Puis "Sur une distance macroscopique (quelques mètres), le modèle de « dilution dans l’espace »est le plus proche de la réalité. On utilise la loi du carré de la distance pour les distances de l’ordre de quelques mètres dans l’air : E2/E1 = (R1²/R2²)"

D’après ce que j'ai compris, pour des photons traversant de la matière solide on utilise la loi d'atténuation avec la CDA etc. Et pour des photons dans l'air, si la distance est courte on utilisera cette même loi pour calculer l'atténuation, mais si la distance est longue alors on utilisera la "loi du carré de la distance c'est à dire "E2/E1 = (R1²/R2²)" ?


Merci beaucoup d'avance!
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[KLOUG]

Bonsoir

Il y a là un mélange de genre dans votre cours.

Dans n'importe quel milieu sauf le vide, les photons subissent une atténuation. On peut définir une épaisseur moitié (ou CDA) épaisseur qui atténue de moitié les photons de même énergie en nombre.
La CDA varie selon les milieux ; plus faible pour l'air que pour l'aluminium ou le plomb à énergie égale.

Ensuite les photons subissent une variation en nombre en fonction du carré de la distance. C'est vrai pour toutes les particules d'ailleurs mais plus facile à mettre en évidence pour les photons.

C'est vrai que l'atténuation de l'air à 1 mètre pour des photons de 662 keV par exemple (photons émis par le césium-137) est négligeable quand on fait des calculs de dose.
A 25 mètres ce n'est plus vrai.

Je vous le signale à nouveau : venez faire un tour sur le site que je co anime (cliquez sur mon profil pour le trouver) et vous aurez des éléments de réponses à beaucoup de vos questions.

KLOUG

[PSR B1919+21]

Bonjour,
je me permets d'apporter une précision, si le faisceau de photons est // alors la loi des inverses carrés ne s'applique pas. De plus en écrivant E1/E2=(R2/R1)² il faut tout de même préciser que dans ce cas E1 et E2 sont les fluences aux distances R1 et R2. Ta notation peut laisser supposer qu'il s'agit de l'énergie !
PSR

[Shakyra]

Merci pour vos réponses, mais je ne comprends pas la réponse à ma question ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite07941352]

bonjour,
Il faut reprendre une phrase de Kloug, " c'est vrai que l'atténuation..." :
Je vous conseille donc de calculer l'atténuation d'un faisceau // de photons de 700 keV pour 1 mètre d'air : combien trouvez vous ?
On verra la suite ...

[LPFR]

Bonjour.
Comme disait KLOUG, que je salue, on mélange des genres.
L'atténuation par de la matière correspond à l'absorption de photons ou de l'énergie par de la matière.
Puis il y a la dispersion due à l'étalement du rayonnement, sans perte de puissance: Une lampe éclaire plus de près que de loin. Mais de près, la puissance est concentrée dans une petite surface et de loin sur une grande surface. L'intensité (la puissance par mètre carré) est différente, mais la puissance totale reste la même.
Alors qu'après avoir traverse de la matière, l'intensité diminue surtout parce que la puissance totale diminue.

Au passage, un faisceau strictement parallèle est physiquement impossible. Donc, la diminution de l'intensité avec le carré de la distance est toujours valable, sauf pour des distances comparables avec les dimensions de la source.
Au revoir.

[Shakyra]

Merci beaucoup pour vos réponses j'ai compris

[invitebed18b84]

"Au passage, un faisceau strictement parallèle est physiquement impossible."
Je me permet d'intervenir timidement et sans prétention, vu mes connaissances limitées...
Mais j'ai toujours été convaincu qu'un rayon LASER délivrait un faisceau de photons parallèles ???
N'est ce pas cette particularité qui a justifié le positionnement sur la lune de miroirs qui nous renvoient encore aujourd'hui les rayons lasers qui nous permettent de mesurer avec précision les variations de distance Terre-Lune ?

[obi76]

Bonjour,

Mais j'ai toujours été convaincu qu'un rayon LASER délivrait un faisceau de photons parallèles ???

pour vous convaincre que non, prenez n'importe quel laser et regardez le diamètre de la tache qu'il produit lorsque vous vous éloignez d'un mur. S'il était strictement parallèle, son diamètre serait parfaitement constant.

A cela 2 raisons :
- la première, ce n'est pas la faute du laser, mais celle de l'air (les gradients d'indice, donc de température contribuent à l'élargissement du faisseau). Pour ça il faudrait regarder dans le vide
- la seconde, c'est bien la faute du laser : même après 1 millions de reflexion des photons entre les miroirs alors qu'ils ne sont pas dans l'axe, il est possible qu'un photon sorte. C'est peu probable, mais pas impossible, et ça arrive . Il arrive aussi qu'un photon passe "du premier coup" le miroir semi reflechissant, même s'il n'est pas du tout dans l'axe...

En bref, strictement parallèle n'est pas possible, du moins certainement pas pour un laser

[LPFR]

Bonjour.
La première raison pour laquelle un rayon de lumière "parallèle" diverge est la diffraction.
N'importe quel endroit du faisceau peut être considéré comme une aperture. L'image de diffraction est celle du http://fr.wikipedia.org/wiki/Disque_d%27Airy]disque d'Airy[/url].
Pour un pointeur laser rouge dont le faisceau fait 0,5 mm de diamètre, le demi-angle de divergence du faisceau est :

À 10 m le faisceau aura un rayon de 1,5 mm.

Un diode laser seule, sans l'optique qu'on lui ajoute, est très petite (2 à 3 µm) et tire comme un fusil à canon scié (angles autour de 40°).
La caractéristique la plus remarquable des lasers n'est pas le parallélisme ni la monochromaticité qui sont un mythe, mais la puissance par m², qui est faramineuse. Et qui permet de faire des faisceaux presque parallèles en ajoutant une lentille.
Au revoir.