Présentation
RÉSUMÉ
L’exploration de la matière se fait, notamment à l’échelle atomique, grâce à l’interaction entre les atomes et un rayonnement incident, qui peut être des photons X, des électrons lents, ou rapides, des neutrons, des rayonnements infrarouges, ultraviolets, hautes fréquences... Les techniques d’exploration présentées ici font essentiellement appel à la diffraction des électrons. Pour comprendre ces techniques, il faut avoir une première approche des interactions particules-atomes et quelques notions de cristallographie.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleAuteur(s)
-
Bernard JOUFFREY : Laboratoire MSS-Mat, UMR-CNRS 8579 - École Centrale Paris
-
Richard PORTIER : École nationale supérieure de chimie de Paris - Université Paris VI
INTRODUCTION
L’exploration de la matière se fait, notamment à l’échelle atomique, grâce à l’interaction entre les atomes (leur noyau ou leur accompagnement électronique) et un rayonnement incident (photons X, électrons lents, électrons rapides, neutrons, rayonnements infrarouges, ultraviolets, hautes fréquences…). Dans ce dossier, il sera essentiellement question de diffraction des électrons. Nous en verrons les principales particularités et ferons quelques références aux rayons X et aux neutrons.
Nous allons, dans cette première partie, présenter une approche des interactions particules-atomes et aborder quelques notions de cristallographie.
Dans une seconde partie , nous présenterons les lois de la diffraction appliquées à l’étude des structures atomiques et, en particulier, à celles des métaux et alliages métalliques.
Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95 % à découvrir.
Déjà abonné ? Se connecter
DOI (Digital Object Identifier)
Présentation
Quelques éléments de cristallographieArticle inclus dans l'offre
"Étude et propriétés des métaux"
(200 articles)
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.
Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.
Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.
Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.
3. Interactions particules-matière
Cette interaction est mise en évidence par l’expérience des fentes d’Young en optique photonique. Lorsque deux fentes parallèles, fines et rapprochées, sont illuminées de manière cohérente (c’est‐à‐dire que la phase est clairement définie) par la même source ponctuelle, on observe, sur un écran, la formation de franges larges, alternativement claires et sombres. On obtient des interférences équivalentes avec toutes les particules (électrons, neutrons, ions…). Il a été montré, par exemple, que chaque électron (son onde associée) interfère avec lui‐même (avec elle‐même) , on peut en déduire que le résultat de ces interférences obtenues avec de nombreux électrons successifs est la somme des probabilités de chaque événement et donc somme de processus indépendants. Si l’onde diffusée par les fentes a la forme ψ ( r ), le résultat observé correspond à ψ ( r ) · ψ * ( r ).
Si, maintenant, la même expérience est répétée, non plus avec deux fentes mais avec un réseau de fentes équidistantes et en grand nombre, l’image des franges s’affine et des maximums et minimums d’intensité parfaitement localisés apparaissent. Nous sommes en présence d’un phénomène bien connu d’interférences : chaque fente diffuse la lumière incidente qui, issue d’une source ponctuelle rejetée à l’infini, éclaire de manière cohérente le réseau. L’amplitude totale observée à l’infini résulte donc de la superposition des contributions individuelles des différentes fentes et s’obtient, par suite de la cohérence de l’éclairement, en prenant la somme des amplitudes individuelles diffusées par chaque fente. Il est nécessaire dans cette somme de tenir compte des déphasages qui existent entre les contributions des diverses fentes par suite des différences de marche entre les trajets optiques qui leur sont respectivement associés. Dans certaines directions de propagation, les amplitudes individuelles sont en phase et s’additionnent, il y a alors renforcement de l’intensité lumineuse et la...
Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95 % à découvrir.
Déjà abonné ? Se connecter
Interactions particules-matière
Article inclus dans l'offre
"Étude et propriétés des métaux"
(200 articles)
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.
Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.
Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.
Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GASKILL (J.D.) - Linear systems, Fourier transforms, and optics. - John Wiley & Sons (1978).
-
(2) - BORN (M.), WOLF (E.) - Principles of optics. - Pergamon Press (1975).
-
(3) - FRIEDRICH (W.), KNIPPING (P.), LAUE (M.) - * - Sitz. Bay. Akad. Wiss., 303 (1912).
-
(4) - BRAGG (W.L.) - * - Proc. Camb. Phil. Soc., 17, p. 43 (1913).
-
(5) - DAVISSON (L.), GERMER (L.H.) - * - Nature, 119, p. 558 (1927).
-
(6) - THOMSON (G.P.), REID (A.) - * - Nature, 119, p. 890 (1927).
-
(7) - JOUFFREY (B.) - Cours de physique des solides, partie « Électrons ». - École...
Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93 % à découvrir.
Déjà abonné ? Se connecter
Article inclus dans l'offre
"Étude et propriétés des métaux"
(200 articles)
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.
Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.
Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.
Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.
