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    <title>Interaction rayonnement-matière</title>
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      <id>30401976</id>
      <timestamp>2008-06-07T14:30:22Z</timestamp>
      <contributor>
        <username>Deep silence</username>
        <id>126287</id>
      </contributor>
      <comment>Restauration des [[Projet:Restauration des ancres brisées|ancres brisées]]</comment>
      <text xml:space="preserve">{{à recycler|physique}}
Les '''interactions rayonnement-matière''' décrivent les effets d'un rayonnement sur un [[atome]].
Le terme « rayonnement » est à prendre dans son sens [[physique quantique|quantique]] :
* [[rayonnement électromagnétique]] ([[lumière]], [[rayon X]], [[rayon gamma]]) ;
* [[particule (physique)|particule]] ([[électron]], [[neutron]], [[rayonnement alpha]]).

Ces rayonnements sont utilisés pour analyser la matière. En effet, les atomes sont trop petits pour être visibles ou palpables, on ne peut donc les connaître que de manière indirecte ; on observe la manière dont ils perturbent un rayonnement incident. Ceci a donné naissance à deux types de méthodes d'analyse :
* les méthodes de [[diffraction]] : lorsque les atomes sont organisés de manière ordonnée ([[cristal]]), le rayonnement va être diffusé dans certaines directions de l'espace uniquement ; l'étude de cette répartition spatiale de l'intensité diffusée permet de caractériser l'organisation de la matière ;
* les méthodes [[spectrométrie|spectrométriques]] : les atomes vont absorber une partie des radiations incidentes et en réémettre d'autres, le spectre d'absorption et de réémission est caractéristique des énergies de liaison de la matière, et donc de sa nature chimique.

== Diffusion, ionisation ==

Le '''rayonnement incident''' peut interagir de plusieurs manières avec l'atome :
* il peut être diffusé, c'est-à-dire qu'il « rebondit » sur l'atome :
** diffusion élastique : le rayonnement rebondit sans perdre d'énergie ; si le rayonnement incident est électromagnétique (lumière, rayon X) on parle de [[diffusion Rayleigh]], si c'est un électron, on parle de [[électron rétrodiffusé|rétrodiffusion]] ;
** diffusion inélastique : le rayonnement provoque l'éjection d'un électron faiblement lié, il perd donc de l'énergie, c'est la [[effet Compton|diffusion Compton]] ;
* il peut être absorbé, en provoquant une transition électronique :
** si l'énergie incidente est faible, il provoque simplement le changement d'orbite d'un électron ;
** si l'énergie est suffisante, il provoque une ionisation ; si le rayonnement incident est électromagnétique, on parle d'[[effet photoélectrique]] et l'électron éjecté est un photoélectron ; si le rayonnement incident est un faisceau d'électrons, les électrons éjectés sont des [[électron secondaire|électrons secondaires]].

[[image:interaction_rayonnement_matiere_incidence.png|600px]]

== Relaxation ==

Dans le cas ou le rayonnement est absorbé, l'atome est dit « excité » car son état d'énergie n'est pas l'état minimal. Il s'ensuit donc une « relaxation » (ou « désexcitation ») : un électron d'une couche supérieure vient combler la case quantique laissée vacante par l'électron éjecté.

Si l'énergie de transition est modérée (c'est-à-dire si le rayonnement incident avait une énergie modérée), la relaxation provoque l'émission d'un photon de faible énergie (visible ou ultra-violet), c'est le phénomène de [[fluorescence]]. Si l'énergie de transition est élevée, on peut avoir deux cas :
* il y a émission d'un photon fluorescent, qui du fait de son énergie, est un photon X, on parle de [[spectrométrie de fluorescence X|fluorescence X]] ;
* ce photon X peut être recapturé par l'atome lui-même et provoquer l'éjection d'un électron périphérique, c'est l'[[électron Auger|émission Auger]].

[[image:interaction_rayonnement_matiere_relaxation.png]]

== Autre interactions ==

* [[spin]], [[Résonance paramagnétique électronique]], [[résonance magnétique nucléaire]] et [[imagerie médicale]]
* [[phonon]], [[spectrométrie Raman]]

== Applications ==

{| border
|+ Méthodes d'analyse utilisant un rayonnement incident électromagnétique

|-----
|
! colspan=&quot;3&quot; | rayonnement incident

|-----
! effet
! infrarouge
! visible, ultraviolet
! rayons X

|-----
! absorption
| [[spectroscopie et microscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF)]] || [[spectrométrie d'absorption]],&lt;br /&gt;[[oxymètre]] || [[radiographie]]&lt;br /&gt; [[absorption des rayons X]] ([[XANES]], [[EXAFS]])
|-----
! fluorescence
| 
| [[microscope laser confocal à balayage|microscope laser]]&lt;br /&gt; [[microscope à fluorescence]]
| [[spectrométrie de fluorescence X]]

|-----
! diffraction
|  ||  || [[diffraction de rayons X]]
|-----
! effet photoélectrique
|  ||  || [[XPS]], [[ESCA]]
|}

&lt;!-- *********************************** --&gt;

{| border
|+ Méthodes d'analyse utilisant un rayonnement incident particulaire

|-----
|
! colspan=&quot;3&quot; | rayonnement incident

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! effet
! électron
! neutron
! ion

|-----
! absorption
| [[microscope électronique en transmission]]
|  || 
|-----
! émission d'électron
| [[spectrométrie Auger]],&lt;br /&gt; [[microscope électronique à balayage]]
|  || 
|-----
! diffraction
| [[microscope électronique à balayage#Imagerie en diffraction d’électrons rétrodiffusés|EBSD]],&lt;br /&gt; [[microscope électronique en transmission]]
| [[diffraction de neutrons]] || 
|-----
! émission X
| [[microsonde de Castaing]] || 
| [[PIXE]]

|-----
! émiss

|}

== Liens externes==
* {{fr}} [http://materiaux.ecam.fr/savoirplus/meb/inter.html Interactions électrons/matière], laboratoire de matériaux, [[École catholique des arts et métiers]].
*[http://site.voila.fr/interaction Les interactions rayonnement/matière et la radioprotection]

{{Portail physique}}

[[Catégorie:Physique quantique]]</text>
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