Les rayons X sont produits par l'interaction d'électrons avec une cible métallique (voir Sch.). Les électrons sont émis par un filament chauffé par effet Joule (électrons thermiques). Ces électrons sont accélérés par une différence de potentiel et dirigés vers une cible métallique (anode ou anticathode). La production de photons X est due à la décélération rapide des électrons lors de leur impact sur la cible. Remarquons que le rendement de production des rayons X est faible, typiquement de l'ordre de 0,2% ; le reste de l'énergie se dissipe sous forme de chaleur. Il est donc nécessaire d'évacuer cette chaleur (nécessité d'un système de refroidissement) et d'utiliser des matériaux de cible bons conducteurs thermiques et de point de fusion élevé (métaux réfractaires : tungstène, molybdène ou très bons conducteurs : cuivre).
Le Spectre de Rayons X
Supposons que l'on bombarde une cible de Mo avec des électrons accélérés sous des tensions croissantes. Étudions pour chaque tension d'accélération la répartition du spectre obtenu, c'est à dire l'évolution de l'intensité des rayons X émis en fonction de leur longueur d'onde (voir Sch.). Jusqu'à une tension de 20 kV, on obtient un spectre continu qui s'arrête vers les courtes longueurs d'onde. A partir de 25 kV, des raies d'émission très intenses apparaissent; elles se détachent du spectre continu : ce sont les raies caractéristiques.
Schéma du spectre du molybdène en fonction de la tension appliquée V
Le spectre continu
Le spectre continu est dû à la décélération des électrons incidents lorsqu'ils entrent en contact avec l'anticathode. Certains électrons, stoppés net par un seul choc, transmettent toute leur énergie et donnent naissance à des photons X dont l'énergie hν est égale à l'énergie eV des électrons incidents. où λm est la valeur limite de la longueur d'onde des photons X émis.
La longueur d'onde des photons émis ne peut être inférieure à λm qui décroît quand la tension croit. On remarque que cette