Spectrométrie Mössbauer
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2008-07-10T11:05:37Z
Alain r
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/* Décalage vers le rouge gravitationnel */
{{ébauche|physique}}
La '''[[spectrométrie]] Mössbauer''' est une méthode permettant de déterminer le [[degré d'oxydation]] et l'environnement d'élèments chimiques. L’[[effet Mössbauer]], sur lequel s'appuie ce spectromètre, a valu le [[prix Nobel]] de physique à son découvreur, [[Rudolf Ludwig Mössbauer]]. Cette technique est principalement connue pour l'étude du fer mais est également applicable à toute espèce chimique dont le [[noyau atomique]] présente un [[spin]] non nul.
== Principe ==
L'échantillon est excité par un [[Rayon gamma|rayonnement gamma]] (photons) dont on fait varier l'énergie autour d'une énergie de transition nucléaire. Pour cela, on dispose d'une source émettant un rayonnement continu, et on fait se déplacer la source par oscillations ; c'est l'[[effet Doppler-Fizeau]] qui produit la variation de l'énergie.
Un détecteur se trouve derrière l'échantillon. Lorsque l'énergie du rayonnement incident correspond à l'énergie de transition électronique, le rayonnement est absorbé, et donc l'intensité collectée est faible.
Il s'agit donc d'une [[spectrométrie d'absorption]].
Le spectre Mössbauer est constitué d'un ensemble de multiplets dont la forme et la position (déplacement chimique) est à la fois caractéristique du nombre d'oxydation, mais aussi de la nature et de la géométrie des plus proches voisins de l'élément chimique étudié.
== Applications ==
=== Corrosion aqueuse ===
Lors de la [[corrosion aqueuse]] du [[fer]] et de l'[[acier]], il se forment différentes phases qui donnent la [[rouille (oxyde)|rouille]]. La spectrométrie Mössbauer fait partie de l'étude de ces phases.
''Voir l'article [[Structures cristallines des hydroxydes, oxy-hydroxydes et oxydes de fer]].''
=== Spectromètre embarqué dans des sondes spatiales ===
Cet instrument équipe les sondes [[Mission Mars Exploration Rover|Spirit]], [[Mission Mars Exploration Rover|Opportunity]] et [[Beagle 2]] envoyées vers [[Mars (planète)|Mars]] en 2003.
Sa mission était en outre de :
* déterminer l'abondance et la composition des minéraux riches en [[fer]] pour d'éventuelles exploitations futures,
* mesurer le [[magnétisme]] de divers matériaux martiens ( sol, poussière, roches).
=== [[Décalage vers le rouge]] gravitationnel ===
La [[relativité générale]] prédit que la [[fréquence]] observée d'un signal émis à la surface d'un astre décroît si l'observation est effectuée loin de celui-ci. Intuitivement, c'est a traduction du fait que toute particule, y compris les [[photon]]s, perd de l'[[énergie]] pour s'extraire d'un [[champ gravitationnel]]. De même, un signal de fréquence ν émis en hau d'une tour sera capté en bas de cette tour de hauteur ''h'' avec la fréquence ν' donnée par
:<math>\nu' = \left(1 + \frac{g h}{c^2} \right) \nu</math>,
où ''g'' est l'[[accélération]] de la [[pesanteur]] [[terre]]stre et ''c'' la vitesse de la lumière. Pour une hauteur de 10 mètres, ν et ν' ne diffèrent que de 10{{exp|-15}}, une différence très difficile à mesurer. Historiquement, la première mise en évidence de cet effet en [[1960]] par [[R. V. Pound]] et [[G. A. Rebka]] utilisa l'effet Mossbauer découvert un an plus tôt<ref>{{en}} [[R. V. Pound]] and [[G. A. Rebka]], ''Apparent Weight of Photons'', ''[[Physical Review Letters]]'', '''4''', 337-341 (1960) [http://prola.aps.org/abstract/PRL/v4/i7/p337_1 Voir en ligne (accès restreint)].</ref>.
== Note ==
<references/>
{{Portail|chimie|physique}}
[[Catégorie:spectroscopie|Mossbauer]]
[[Catégorie:science des matériaux]]
[[da:Mössbauerspektroskopi]]
[[de:Mößbauerspektroskopie]]
[[en:Mössbauer spectroscopy]]
[[es:Espectroscopia Mössbauer]]
[[hr:Mössbauerova spektroskopija]]
[[nl:Mössbauerspectroscopie]]
[[uk:Мессбауерівська спектроскопія]]
[[vi:Phổ Mössbauer]]
[[zh:穆斯堡尔谱学]]