Exercice n° 7 de physique atomique, série de travaux dirigés, année 2006, Université Joseph Fourier Grenoble, France
Exercice n° 8 de physique atomique, série de travaux dirigés, année 2006, Université Joseph Fourier Grenoble, France
Sections efficaces
1. Dans un tube cathodique TV, un faisceau d’électrons est produit, accéléré à une énergie de l’ordre du keV, et dévié au moyen de champs magnétiques en direction de l’écran situé à 10cm de la source.
Quelle doit être au maximum la pression dans le tube (en µbar) si l’on veut que 99% des électrons atteignent l’écran sans que leur trajectoire soit affectée par une collision avec l’air résiduel
l’ordre de grandeur de la section efficace de collision d’un électron de 1keV avec les molécules d’azote ou d’oxygène : σ~10-20m2.
On rappelle que dans les conditions habituelles (pression atmosphérique de 1bar et température ambiante 300°K), la concentration de molécules est 2,5.1025 molécules/m3.
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Exercice n° 9 de physique atomique, série de travaux dirigés, année 2006, Université Joseph Fourier Grenoble, France
2. La courbe ci-dessous représente le temps caractéristique de déclin de la fluorescence d’atomes de sodium excités dans les états 3P à l’intérieur d’une lampe à vapeur de sodium, en fonction de la pression d’un gaz « tampon », en l’occurrence de l’argon à une température de 130°C.
Quelle est la pression à ne pas dépasser pour que le rendement de fluorescence reste supérieur à 50%
Comment tirer de cette courbe la valeur de la constante d’extinction (« quenching ») de la fluorescence par collision avec les atomes d’argon ?
Exprimer cette constante en fonction d’une section efficace effective.
3. La section efficace de diffusion de la lumière par des particules diélectriques petites devant la longueur d’onde varie comme a6 où a est le rayon des particules (diffusion Rayleigh). En déduire que lorsque les particules en suspension dans un liquide s’agrègent la préparation devient trouble.
Supposons qu’au départ une suspension de nanoparticules atténue la lumière de 1% sur la longueur d’une cuve. Que devient cette atténuation lorsque ces particules s’agrègent par 13 en paquets de structure icosaédrique? (assimiler l'agrégat obtenu à une sphère de rayon a')
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