Le radiographie utilise un rayonnement électromagnétique. Le principe de fonctionnement est relativement simple : le patient est placé entre un émetteur et un film argentique. Le rayonnement traverse le corps, avant d'aller créer une impression sur le film placé derrière le patient.
On s'intéresse à un appareil de radiographie émettant une radiation de fréquence 2{,}00.10^{17} \text{ Hz}.
À quel domaine spectral correspond cette onde ?
Par définition, les rayons ont une fréquence comprise entre environ 10^{16} \text{ Hz} et 10^{19} \text{ Hz}.
Il s'agit de rayons X.
Quelle est la longueur d'onde de cette radiation ?
Donnée : La célérité de la lumière est c=3{,}00.10^8\text{ m.s}^{-1}.
La célérité d'une onde électromagnétique est égale au produit de sa longueur d'onde \lambda et de sa fréquence \nu :
c_{(\text{m . s}^{-1})}= \lambda_{(\text{m})} \times \nu_{(\text{Hz})}
D'où la relation pour la longueur d'onde :
\lambda = \dfrac{c}{\nu}
D'où l'application numérique :
\lambda=\dfrac{3{,}00.10^8}{2{,}00.10^{17}}
\lambda = 1{,}50.10^{-9} \text{ m}
\lambda = 1{,}50 \text{ nm}
Sa longueur d'onde est de 1,50 nm.
Quelle est l'énergie d'un photon associé à la radiation émise par cet appareil ?
Donnée : La constante de Planck est h=6{,}63.10^{-34} \text{ J.s}.
L'énergie d'un photon associé à une radiation est proportionnelle à la fréquence de cette radiation :
E_{\text{photon (J)}}= h_{(\text{J.s})} \times \nu_{(\text{Hz})}
D'où l'application numérique :
E=6{,}63.10^{-34} \times 2{,}00.10^{17}
E=1{,}33.10^{-16} \text{ J}
L'énergie d'un photon associé à cette radiation est de 1{,}33.10^{-16} \text{ J}.
Quelle est la valeur de cette énergie en électronvolts ?
Donnée : 1\text { eV} = 1{,}60.10^{-19} \text{ J}
Il suffit d'appliquer le facteur de conversion :
E=\dfrac{1{,}33.10^{-16}}{1{,}60.10^{-19}}
E=831\text{ eV}
L'énergie d'un photon associé à cette radiation est de 831 eV.
Le figure suivante présente la radiographie d'une main :
Pourquoi distingue-t-on les différentes parties de la main différemment ?
La peau, les os ou encore la chair, et plus généralement les atomes qui les composent, ne vont pas absorber de la même manière le rayonnement émis par l'appareil. C'est pour cela que l'on observe de manière différente les différentes parties de cette main.
Le rayonnement n'est pas absorbé de la même façon par les différentes parties.