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Laquelle des propositions suivantes pourrait être une source de rayonnement X ? (A) Mouvement thermique des atomes et des molécules. (B) Courants électriques alternatifs. (C) Électrons à grande vitesse entrant en collision avec une plaque de métal. (D) Noyaux atomiques en décroissance radioactive. (E) Aucune des réponses n’est correcte.
Avant de commencer, rappelons rapidement que le spectre électromagnétique est une plage continue de radiations que l’on peut classer en fonction de propriétés telles que l’énergie et la longueur d’onde. Et pour ce qui est du spectre, le rayonnement X a une énergie assez élevée, caractérisée par de très courtes longueurs d’ondes autour de 10 puissance moins 10 mètres ou dix milliardièmes de mètre.
Commençons maintenant par la proposition (A), le mouvement thermique des atomes et des molécules. Tout objet ayant une température supérieure au zéro absolu possède de l’énergie sous forme de mouvement thermique moléculaire. Ce mouvement thermique émet un rayonnement sous forme d’ondes infrarouges, qui ont des longueurs d’onde d’environ un centième de millimètre. Ici, on cherche à identifier une source d’ondes qui sont des milliers de fois plus courtes que cela, donc la proposition (A) est incorrecte. Le mouvement thermique émet des ondes infrarouges, pas des rayons X.
Passons à la proposition (B), et rappelons que le rayonnement électromagnétique est essentiellement causé par l’accélération de la charge électrique. Dans un courant alternatif, la charge est accélérée en continu, ce qui émet un rayonnement électromagnétique sous la forme de micro-ondes. Cependant, le rayonnement micro-onde est assez faible en énergie, avec des longueurs d’onde de l’ordre du centimètre. Ainsi, les courants électriques alternatifs ne sont pas une source de rayonnement X.
Ensuite, (C) concerne les électrons à grande vitesse entrant en collision avec une plaque de métal. Il s’avère qu’envoyer des électrons à grande vitesse sur du métal accélère les électrons dans le métal, ce qui émet des radiations électromagnétiques. Les ondes électromagnétiques qui en résultent sont d’énergie assez élevée et entrent dans le domaine du rayonnement X. En fait, c’est ainsi que les rayons X sont créés pour l’imagerie médicale. Les rayons X ont des longueurs d’onde si courtes qu’ils peuvent traverser les tissus du corps humain. Par conséquent, la proposition (C) semble bonne, et on peut donc éliminer (E).
Mais continuons néanmoins à vérifier la proposition (D). Les noyaux atomiques en décroissance radioactive se réfèrent au noyau d’un atome se fissurant. Ce processus, appelé fission nucléaire, peut libérer tellement d’énergie qu’il est utilisé dans les centrales électriques. La fission nucléaire émet des rayons gamma, qui sont catégoriquement le type de rayonnement électromagnétique ayant la plus forte énergie, avec des longueurs d’onde des milliers de fois plus courtes que celles des rayons X. Par conséquent, la décroissance radioactive des noyaux atomiques n’est pas une source de rayonnement X.
Ainsi, on a établi que la proposition (C) est correcte. Les électrons à grande vitesse qui entrent en collision avec une plaque de métal sont une source possible de rayonnement X.
