microscope electronique

[Alexa-Gyndom]

Bonsoir,

Il y a une chose que je n'arrive absolument à comprendre, du moins surtout à l'imaginer. Aujourd'hui en classe (amphi), on a parlé de microscope electronique. J'ai entendu que les microscopes electroniques fonctionnent avec les électrons. "Fonctionnent avec les électrons" ??? Là j'ai du mal à imaginer comment ça peut fonctionner avec les électrons ! Il y a quelqu'un qui peut m'expliquer comment ça fonctionne? Oui, je sais, je suis allée plus loin là alors que personne n'a posé cette question en cours disant que tout est a apprendre... Moi, je veux juste comprendre, mais bien comprendre.

Merci a ceux qui me répondent.
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[phys4]

Bonsoir,

Un premier aspect de ce type de microscope c'est la préparation de l'objet qui doit être préparé en couche très mince. Ainsi les électrons pourront le traverser.

La déviation et le facteur de transmission des électrons permettra d'obtenir une image de cet objet qui sera une image de sa transparence aux électrons.

Il existe également un système par réflexion (ou diffusion) des électrons, les électrons n'ont pas besoin de traverser l'objet.

Une discussion en cours porte sur un exercice, mais comme il est assez difficile, sont auteur n'est pas encore allé au bout :
http://forums.futura-sciences.com/ph...teressant.html

[LAZAR]

Bonsoir,
il est je pense primordial de préciser pourquoi on utilise des électrons et pas plus des photons (lumière).
C'est une question de longueur d'onde, et donc d'énergie.
En gros la longueur d'onde de ce qu'on utilise pour "voir" doit être voisine de l'objet qu'on chercher à caractériser.
Passer une certaine échelle, je te laisse faire le calcul qui est très simple, la lumière visible (voir spectre correspondant) à une longueur d'onde trop grande pour descendre en résolution.
Pour les microscope optique on doit grimper à du X2000 voir un peu plus avec de bon système.

L'idée va donc être d'utiliser des électrons dont la longueur d'onde est "modulable" suivant l'énergie qu'on leur donne. Je te laisse regarder du côté de la relation de De Broglie pour comprendre ça. En accélérant un électron sous une différence de potentiel (quelques kVolts à 100kVolts et plus), on lui donne plus ou moins d'énergie. L'électron interagit avec l'échantillon et on peut récolter des tas de choses pour reconstruire une image, des électrons transmis, des électrons Auger, retrodiffusés etc
Avec ce genre de Microscope Electronique ( à Transmission par ex TEM), on peut avoir des grossissement pouvant atteindre X 1.000.000

En espérant ne pas m'être trop embrouillé,

Lazar

[Alexa-Gyndom]

Lazar ! Merci beaucoup pour la réponse...
Mais... (Plus j'obtiens des informations, plus j'ai des questions )
Tu viens de dire que "L'idée va donc être d'utiliser des électrons dont la longueur d'onde est "modulable" suivant l'énergie qu'on leur donne" mais d'ou viennent ces électrons ? De la lumière, bien sur, qui traverse l'échantillon. Mais... la lumière n'a pas seulement les électrons mais aussi les photons. Et comme je me souviens bien qu'on avait étudié en mécanique quantique (en terminale) que les photons possèdent une énergie (grâce à l'absorption lors du passage d'un état a l'autre, ça c'est super logique pour moi) et dire que les électrons possèdent de l'énergie... Là je me vois pas comment ils peuvent avoir une énergie ces électrons... Bref, plus je reflechis, plus je me perds !

[A voir en vidéo sur Futura]

[Chanur]

Non, les électrons en question n'on rien à voir avec la lumière : on les utilise pour remplacer la lumière.
On commence par produire un faisceau d'électrons et on l'envoie sur l'objet qu'on veut observer, en utilisant des électro-aimants en guise de lentilles.
L'énergie des électrons est leur énergie de masse au repos plus leur énergie cinétique.
Cette énergie permet de calculer la fréquence de l'onde équivalente au faisceau d'électron (c'est la relation de De Broglie dont parle LAZAR).
Pour pouvoir observer quelque chose, il faut que la longueur d'onde du faisceau d'électron soit plus petite que la taille de l'objet.

[Alexa-Gyndom]

D'accord Chanur, je crois que je comprends mieux maintenant: plus un éléctron est accéléré, plus il y aura d'énergie... Mais cette énergie, a quoi servira-t-elle ?

[LPFR]

Bonjour.
Je reprends d'un peu plus haut.
Les électrons sont fabriqués par un "canon à électrons" comme ceux que l'on utilisait dans les anciennes TV et les oscilloscopes à "rayons cathodiques" (CRT).
Cela consiste en une cathode chaude qui émet des électrons qui sont extraits par des électrodes positifs et focalisés à l'aide des électrodes avec la bonne forme et la bonne tension pour former un faisceau fin..
On donne assez d'énergie aux électrons pour qu'ils puissent traverser des échantillons épais de plusieurs couches atomiques.
Mais pas tellement pour diminuer leur longueur d'onde. Des tensions d'accélération de l'ordre de 100 V donnent des électrons avec des longueurs d'onde associées de l'ordre de dimensions d'un atome.
Puis on concentre ces électrons sur l'échantillon et on forme des images des électrons qui ont traversé, avec des lentilles magnétiques qui se comportent un peu comme celles d'un microscope optique. Sauf qu'elles ne sont pas de très bonne "qualité optique" et leur résolution est très loin de la limité théorique de leur longueur d'onde (comme c'est le cas dans les microscopes optiques).
On forme une image sur un écran fluorescent (comme celui de CRT), ou sur des plaques photographiques, ou sur ces capteurs spécialisés.
Au revoir.

[Alexa-Gyndom]

Super !!! Bien compris !!! Merci beaucoup LPFR pour tes explications super claires et aussi un grand merci aux autres: Chanur, Lazar et phys4.