diffraction des rayons X: rien compris

[membreComplexe12]

Bonjour tous,

En ce moment je suis en train de lite un livre de science des materiaux, il est pas mal mais je trouve qu'il ne detail pas assez....

J'ai essayé de comprendre le paragraphe sur la diffraction des rayonX mais j'ai rien compris,....

j'espere que vous pourrez m'aider à repondre à ces questions:

1°) A quoi cela sert elle cette technique? et pourquoi elle on l'utilise plutot que la microscopique optique ou electronique?

==> je pense que c'est car cette technique est plus precise que les 2 autres mais je ne sais pas qu'es ce qu'elle permet de déterminer...
elle permet de voir jusqu'au atomes? et donc observer la structure cristalline?

2°) Je ne comprends pas du tout le principe

==> On envoi des rayons X sur un materiaux, ces rayons X interferes avec les electrons de la couche externe des atome et renvoie une rayon diffracté.???

comment deduire quelque chose de ce rayon reflechie/diffracté???

3°) Sur mon livre on me donne la loi de Bragg mais elle est pas très bien commenté/expliqué

==> D'où vient elle????? je n'ai aucune explication la dessus à part le fait qu'elle permet de determiner l'angle d'incidence à choisir en fonction de la longueur d'onde
==> et le nombre n comment le determine t on?

4°) J'ai un petit schema sur le livre qui montre deux petites ondes envoyées directement sur deux electrons du cristal mais je ne comprends pas ce schema

==> La source rayonX envoi des ondes tres petites qui ne touche qu'un atome ou electron à la fois?
Moi je vois plutot la source comme une onde spherique qui vient reflechir sur toute la structure du materiaux es ce cela?

J'espere que vous purrez m'expliquer tout ceci clairement car pour moi rien n'ai clair...
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[inviteec07bcb2]

Tu n'as pas d'autre choix pratique que d'aller en B.U. emprunter un manuel de radiocristallographie, ou un manuel de métallurgie ou de minéralogie, qui aient le bon chapitre.

Je ne sais pas de source en ligne pour le cours de base.

Tes présupposés faux qui t'encombrent, et font conflit avec la réalité, sont nombreux.
Cela n'a guère d'importance qu'il s'agisse des électrons périphériques ou d'autres plus profonds. Il suffit que le réseau soit périodique, avec des plans diffractants équidistants. Des neutrons homocinétiques aussi sont diffractés par les réseaux cristallins, et pourtant la théorie dit qu'ils ne sont affectés que par les forces nucléaires.

Le front d'onde est pour chaque photon(/électron/neutron) incident est assez étendu pour toucher plusieurs dizaines (voire centaines) d'atomes du réseau.

Usage :
TOUTES les structures cristallines ne sont connues que par diffraction de rayons X, et rien d'autre. C'est une conquête qui a commencé dans les années trente. La loi de Bragg donne les équidistances de plans, et des raies présentes et éteintes dans le diffractogramme on déduit les symétries et le motif de la maille.

Rosalind Franklin a fait diffracter des RX sur des cristaux d'ADN, et c'est ce qui a prouvé la géométrie hélicoïdale.

En B.U. le manuel le plus complet est le Sirotine et Chaskolaskaïa, Fondements de la physique des cristaux, éditions Mir.
Pour donner les bases au juge, dans une affaire d'escroquerie, j'avais numérisé une vingtaine de pages du Manuel de sédimentologie, de Vartan, éditions Technip. L'éventail des sources raisonnablement accessibles, est large, mais surtout en cellulose, rarement électroniques.


En microscopique électronique par transmission sur lame mince, on utilise la diffraction électronique conjointement à la microscopie, en diaphragmant le faisceau sur l'inclusion qui nous intrigue, et en changeant la focalisation. On obtient un diagramme de Laue. Si on sait l'énergie des électrons, on sait leur longueur d'onde, et on en déduit la maille et le motif. C'est possible aussi en microscopie sur réplique carbonée, si un traitement chimique attaque la matrice de métal en laissant l'inclusion de carbure, sur laquelle on peut faire un diffractogramme de Laue.

[inviteec07bcb2]

Erratum :
André Vatan. Sédimentologie. Editions Technip 1967.

[membreComplexe12]

auriez vous au moins des liens très bien expliqués?

[A voir en vidéo sur Futura]

[mariposa]

auriez vous au moins des liens très bien expliqués?

Bonjour,

Il faut que tu étudies les généralités sur la diffraction optique sur un réseau. Le plus basique c'est une suite de fente régulièrement espacées dans un plan.

Il faut connaître le principe de Huygens.

[Etrange]

Salut,

Je pense savoir que l'idée de base est d'utiliser le fait que chaque atome préalablement excité va ré-émettre une onde pour revenir dans son état stable. Du coup, si tu envoies une onde plane sur la surface d'un cristal avec un certain angle d'incidence non nul, les atomes ne vont pas être excité en même temps. Certains recevront le front d'onde avant d'autres. La ré-émission ne sera donc pas synchronisée non plus. L'onde réfléchie sera donc la somme des ondelettes émises par tous les atomes du réseau. Dans certaines direction, ces ondes seront en opposition de phase et l'interférence sera destructrice, dans d'autres elle sera constructrice. On peut donc connaitre la distance entre les atomes du réseau car on connait la longueur d'onde de l'onde réfléchie ainsi que l'angle d'incidence et l'angle de réflexion.

@+

[mach3]

1°) A quoi cela sert elle cette technique? et pourquoi elle on l'utilise plutot que la microscopique optique ou electronique?

deux choses:
-identification d'une phase solide: un diffractogramme effectué sur une poudre est un peu son empreinte digitale. Sauf dans des cas isostructuraux, on peut reconnaitre une phase connue.
-obtention de la structure cristalline, ce qui a énormément d'applications (confirmation de la formule d'un composé, prédictions des propriétés thermiques, électriques, mécaniques, physico-chimiques...)

Contrairement à la microscopie qui donne une image "directe" de l'échantillon à une échelle supérieure à celle de l'atome (en microscopie électronique à transmission haute résolution on voit tout de même des colonnes d'atomes, mais elle ne fonctionne pas sur des isolants, notamment les matériaux organiques), la diffraction permet de reconstruire le réseau cristallin de l'échantillon.

2°) Je ne comprends pas du tout le principe

Connais-tu l'expérience de la diffraction de la lumière sur les fentes d'Young? Un réseau cristallin fait la même chose, sauf que les fentes (les atomes, la où est concentrée la densité électronique) sont disposés en 3D là où les fentes sont disposées en 1D (et que leur espacement est beaucoup plus faible que celui des fentes, d'où la nécessité d'utiliser des courtes longueurs d'ondes).

3°) Sur mon livre on me donne la loi de Bragg mais elle est pas très bien commenté/expliqué

Ça donne tout simplement les conditions d'angles pour avoir des interférences constructives entre les rayon diffractés. La démonstration de cette loi peut se limiter à de la simple géométrie.

As-tu regardé ici : http://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_de_Bragg

m@ch3

[mach3]

Je pense savoir que l'idée de base est d'utiliser le fait que chaque atome préalablement excité va ré-émettre une onde pour revenir dans son état stable.

Il ne s'agit pas d'absorption/émission à proprement parler, mais de diffusion de la lumière (les fentes d'Young n'ont pas d'états excités, pourtant elles diffractent la lumière comme un cristal car chacune d'elle diffuse la lumière qui la traverse dans toutes les directions).

m@ch3

[membreComplexe12]

Salut,

Je pense savoir que l'idée de base est d'utiliser le fait que chaque atome préalablement excité va ré-émettre une onde pour revenir dans son état stable. Du coup, si tu envoies une onde plane sur la surface d'un cristal avec un certain angle d'incidence non nul, les atomes ne vont pas être excité en même temps. Certains recevront le front d'onde avant d'autres. La ré-émission ne sera donc pas synchronisée non plus. L'onde réfléchie sera donc la somme des ondelettes émises par tous les atomes du réseau. Dans certaines direction, ces ondes seront en opposition de phase et l'interférence sera destructrice, dans d'autres elle sera constructrice. On peut donc connaitre la distance entre les atomes du réseau car on connait la longueur d'onde de l'onde réfléchie ainsi que l'angle d'incidence et l'angle de réflexion.
@+

ah ok, je vois déjà un peu mieux l'idée! merci

[membreComplexe12]

Bonjour,
Il faut que tu étudies les généralités sur la diffraction optique sur un réseau. Le plus basique c'est une suite de fente régulièrement espacées dans un plan.
Il faut connaître le principe de Huygens.

je vais jeter un coup d'oeil à cela merci

[membreComplexe12]

super mach, j'ai bien compris ce que tu voulais dire avec les fentes d'Young Merci