Bonjour,
L'autre jour, en cours de SVT, on voyait les types de microscopes et la prof nous a dit qu'il était impossible de voir un atome ou une molécule.
J'avais pourtant entendu parler des microscopes à effet tunnel (mécanique quantique) mais je ne sais pas s'ils permettent de donner une image précise des atomes.
En bref, j'espère que vous pourrez m'éclairer sur le sujet de l'observation des atomes.
Cordialement,
Tu ne peux pas voir un atome avec un microscope optique et d'ailleurs, cela n'aurait pas de sens. Parce que pour "voir" quelque chose au sens où tu l'entends, il te faut de nombreux photons et que les atomes n'en émettent pas spontanément et quand ils le font, c'est 1 à 1 (je simplifie mais c'est l'idée).
Par contre, avec un microscope à effet tunnel, on arrive à localiser les atomes et même à les déplacer mais cela utilise des technologies très différentes de ton microscope optique.
Tout dépend de ce qu'on appelle "voir".
Si c'est au sens avec des photons visibles, la réponse est non. Les longueurs d'onde de ces photons sont trop grandes.
Si c'est avec des photons X ou gamma, la réponse est oui. On peut aussi faire la même chose avec un microscope électronique ou des électrons remplacent les photons. Dans ces deux cas, compte tenu des énergies nécessaires pour avoir les bonnes longueurs d'onde, la vision au niveau des atomes est théoriquement possible, mais serait plutôt destructive....
Par contre, les "microscopes" à effet tunnel utilisent une mesure électrique sur une pointe très fine (quelques atomes) permettant de retrouver une image des nuages électroniques des atomes observés, et d'en donner une représentation en 3D, obtenue par balayage lent sur les deux axes x, y. C'est un peu flou, mais cela donne une bonne idée des positions des atomes eux-même.
Peux-tu développer ?quand ils le font, c'est 1 à 1
Donc on ne peut pas observer d'atomes parce que les photons ne sont pas assez nombreux, mais les microscopes à balayage peuvent nous donner une représentation géométrique en 3D ?
Les microscope électroniques à balayage utilisent comme sonde un faisceau d'électrons (et non des photons). Ils ne permettent pas de visualiser les atomes. Je me souviens pas contre, avant l’avènement des microscopes à effet tunnel, qu'on avait des photos d'atomes provenant de microscope électronique à transmission.
Voir ici : La microscopie électronique à très haute résolution et les images directes de structures atomiques.
Le principe de la formation d'images de structures cristallines en microscopie électronique à transmission à très haute résolution : on obtient sur l'écran final une image d'interférences entre les différents faisceaux diffractés identifiables dans le plan de la diffraction. Les contrastes de points noirs et blancs sur l'image (voir par exemple l'encart relatif à un nanocristal de ZnO) correspondent à la projection des colonnes atomiques individuelles orientées parallèlement au faisceau incident (cliché N.Brun, Orsay).
Parcours Etranges
Au niveau atomique, on utilise la mécanique quantique. Un atome ne peut absorber que certaines fréquences, cela provoque l'excitation d'un électron qui va changer de niveau d'énergie.Envoyé par PFSimple
A un moment donné, il va perdre cette énergie et réémettre un photon.
Je ne commenterais pas ce que Resartus a écrit.
Bonjour.
Si mes souvenirs sont bons, la première image d’atomes a été obtenue avec le field ion microscope, en 1955.
La longueur d’onde des électrons dans les microscopes électroniques est largement suffisamment petite pour voir les atomes. Mais la résolution est pourrie par les optiques (à vérifier) de lentilles magnétiques.
On arrive à tricher en filtrant les ordres de diffraction élevés dans le plan adéquat. Mais c’est à se demander si ce que l’on voit ce sont bien les atomes du cristal.
Au revoir.
Le 1 pour 1 veut dire que pour voir des détails de l'ordre de l'atome, il faudrait une énergie du même ordre de grandeur qui va détruire ce qu'on veut observer.
Le principe du balayage montré par gilgamesh est qu'on utilise des électrons avec une énergie beaucoup plus faible que celle qui permettrait de "voir" l'atome
et qui est donc moins destructrice. Les images sont donc très floues. Mais comme on en superpose des nombres importants, on finit par avoir une image plus fine. C'est un peu comme en astronomie, où en utilisant des multitudes d'images et de calculateurs on peut améliorer progressivement la précision et par exemple supprimer les perturbations de l'atmosphère.
C'est un peu le même principe pour l'effet tunnel (qui n'a rien à voir avec le microscope électronique, même si on l'appelle aussi microscope). Là c'est une aiguille très fine qu'on positionne au dessus d'une surface, et on fait en sorte de maintenir l'aiguille à une distance constante du nuage électronique (la distance telle que l'effet tunnel produise un courant précis). En déplaçant latéralement cette aiguille, elle monte ou elle descend de qq dixièmes de nanomètres.
Cela permet de mesurer la hauteur du nuage à chaque point. C'est donc une image du "relief" électronique de la surface. Et comme on utilise des courants très faibles, les atomes ne sont que peu perturbés par cette mesure.
On peut tout au moins voir 35 atomes formant le sigle I B M!
https://en.wikipedia.org/wiki/IBM_%28atoms%29
Oui, d'où la remarque qu'on peut les déplacer.
De mémoire, c'est suite à une erreur, une pression trop forte de la pointe du microscope qu'ils ont découvert cette possibilité.
Bonjour,
Il y a moyen d'utiliser des rayons X pour observer des atomes ou alors comme le dit Resartus, le technique de STM (scanning tunneling microscope) permet de faire de la topographie du nuage électronique avec une résolution plus faible que le nanomètre. Ces deux techniques ne sont pas exactement "voir" des atomes à proprement parler.
En optique en lumière visible, la technique de microscopie en champ proche est ce qu'on fait de mieux, on est à 20 nm de résolution (donc non, pas d'atome visible). La technique est d'approcher une pointe très fine de l'objet, et sans contact on va venir perturber le champ évanescent de la lumière. Les principaux avantages sont que l'objet n'est pas forcément métallisé, on peut mesurer le champ lointain (ce qui est plus facile), et surtout que l'on peut faire des énormes changement d'échelle (avec le STM ce n'est pas évident de venir trouver notre échantillon invisible au microscope classique)
Si cette dernière technique vous intéresse, voici une explication un peu (beaucoup) plus détaillée :
http://www.femto-st.fr/fr/Departemen...ls/Generalites
Bonjour.
Je ne connaissais pas la méthode.
Mais je n’ai pas compris les explications données dans le lien.
La page de Wikipedia en anglais est bien plus claire :
https://en.wikipedia.org/wiki/Near-f...cal_microscope
Au revoir.
J'aurais peut-être dû regarder ce que disait wikipedia, les explications sont souvent très clair (quoi qu'en sciences parfois je ne trouve pas du tout, mais bref). J'ai cité une page internet de ce labo car c'est une de leurs équipes qui a publié les premiers résultats de cette technique (il y a aussi des chercheurs de Dijon à quelques mois d'écart), mais cela rend peut être l'explication trop pointu ou du moins pas suffisamment détaillée pour quelqu'un en dehors du domaine.
Attention, certaines très grosses molécules sont observables au microscope comme l'ADN.
Re : Est-il possible de voir un atome avec un microscope ?
Bonjour à toi,
Je vais tenter de répondre à ta question une fois pour toute de façon claire, de façon à ce que ceux qui cherchent une réponse la trouvent !
Pour voir des objets aux dimensions invisibles à l'oeil nu, les humains utilisent une "prothèse" qu'on appelle le microscope.
Le schéma de principe repose sur le fait que les particules, interagissant avec la matière, se trouve modifiées après avoir rencontrer un objet physique !
Classiquement le microscope photonique ou optique utilise la capacité de la matière à interagir avec des photons, il en existe de nombreuses sortes dont je ne vais parler puisque ce n'est pas la question.
La qualité d'un système grossissant peut être mesuré par la résolution (la distance minimale qui doit exister entre deux objets pour qu'ils puissent être discerné) ou le pouvoir de résolution (=1/rés) qui correspond à la taille minimale d'un objet discernable.
On sait que Rés=(0.61*lambda)/(n*sin(alpha))
Avec lambda la longueur d'onde, alpha l'angle du cône de vision et n l'indice du milieu.
L'utilisation des rayons IR (dans le microscope multiphotonique) est la longueur d'onde photonique la plus petite que l'on puisse utiliser ; cette technique est complexe et réservée à certaines applications (en biologie observation de protéines marquées par des fluorochromes)
Théoriquement, si on prend une longueur d'onde très faible telle que des rayons X ou gamma, il est possible d'observer des objets tels que des nucléons voire des quarks ! Malheureusement nous ne disposons d'aucun moyen pour infléchir la trajectoire de ces rayonnements (comme des lentilles dévient les photons)
Néanmoins, les électrons ont des longueurs d'onde faibles et nous savons les incurver au moyens de bobines électromagnétique ! La longueur d'onde dépend alors de la différence de potentiel utilisée ! Ceci correspond au microscope électronique qui peut aller jusqu'à une tension accélératrice de 1 000 000 de V ! Néanmoins la résolution pratique de tels microscope n'est que de 200 à 400 nm alors que l'atome est de la dimension de l'anstroem (10^-10)
Tu peux tout de même être sur qu'un jour nous arriveront à améliorer nos systèmes optiques (si ce n'est pas déjà fait ! Les connaissances évoluent tellement vite ... )
1 an plus tard...
Et c'est bien d'être ambitieux comme ça, de vouloir écrire le texte de référence sur la question pour un 1er post...
Salut,
je ne peux résister. En 2013 IBM créait le premier film (image par image) réalisé avec des atomes (des molécules de monoxyde de carbone) sur une surface de cuivre (les vagues, sont des vagues d'électrons).
Quelques détails supplémentaires sont donnés dans une courte vidéo complémentaire (https://www.youtube.com/watch?v=bZ6Hv_du2Zo&t=0s). Enjoy !
La voie ardue mais juste du révolutionnaire conservateur : bâtir en détruisant le minimum.
En fait, le cours que je suis en train de voir traite de ce sujet et je suis tombé sur ce forum en cherchant des informations complémentaires Accro
J'ai décidé de mettre mon grain de sel plus dans le but de m'expliquer les choses à moi même (expliquer aux autres fixe les idées vois-tu)
Aucune prétention dans ma réponse, néanmoins beaucoup disent des choses sans expliquer le fondement du raisonnement, ce qui en physique au lycée est courant, or en physique avoir des connaissances sans en comprendre les fondements est bien dommage !
Ainsi, il est essentiel de comprendre que l'on peut voir des objets microscopiques grâce à leur capacité à interagir avec des particules que nous, humain, sommes en mesure d'infléchir !
Et la variable sur laquelle nous pouvons jouer et la longueur d'onde de la particule utilisée, donc théoriquement, pas de limite, néanmoins je ne crois pas que les connaissances actuelles permettent de "voir un atome" de manière suffisamment claire pour pouvoir le décrire.
La vidéo que tu as publiée est très jolie, néanmoins on ne peux pas observer les nucléons ni les électrons (qui seraient bien difficiles à voir je te l'accorde), je serais ravi que tu me trouves une petite vidéo où on voit un atome "de plus près"
Comme je le disais, les vagues, sont des vagues électroniques. Je ne t'en montrerai pas plus ce soir, juste un proverbe : Bien souvent, une équation est la meilleure visualisation.
bonne soirée.
La voie ardue mais juste du révolutionnaire conservateur : bâtir en détruisant le minimum.
Message d'un néophite et assez récent lecteur de ce forum : bravo pour ce fil et ceux qui gèrent ce forum.
En quelques dizaines de posts on en apprend plus que ce que toute recherche personelle de 2 semaines sur le web peut apporter. Ce compliment ne vaut rien en valeur absolue puisqu'il émane de quelqu'un qui n'a pas de références "certifiées" pour juger de l'exactitude des différentes interventions, mais la qualité des réactions les uns aux autres ne trompe pas. MERCI à tous pour ce que vous faites de ce forum : une vraie référence en soi ouverte sur les connaissances constructives partagées.
Choom.
Bonjour.
Très bonne intention. Dans ce cas il vaut mieux bien dominer le sujet.
Le modèle « particule » (photon) n’est certainement pas le meilleur pour décrire l’interaction de la lumière avec la matière dans un microscope.
Car cette interaction n’a rien de quantique.
Non. La résolution est la distance entre deux objets « séparables ». C’est à dire deux objets que l’on voit comme deux objets et non somme un seul.
On peut voir des objets bien plus petits que la longueur d’onde (ultramicroscope), mais on les « voit » avec la taille apparente de la résolution.
Ça s’appelle « parachuter » une formule. Et non donner une explication.
Vous confondez la lumière UV et la lumière IR
On fait des miroirs convergents pour les rayons X. Ils sont utilises dans les satellites à rayons X. Ils sont basées sur la réflexion totale en incidence rasante sur les métaux.
On arrive à « voir » des atomes avec des microscopes avec des faisceaux de 1 MeV à condition d’éliminer les vibrations et de filtrer (avec un diaphragme) les harmonique élevés. Il y a plusieurs décennies j’ai vu un film de cette manip faite à Toulouse.
Au revoir.
Bonsoir ?
Quel est le grossissement maximum d'un microscope pour voir un atome ? Peut on voir un électron ? Un proton ? Un neutron ?
Bonjour,
de quel type ? Comme dit précédemment, les microscopes utilisent plusieurs technologies (électronique à balayage, optique, effet tunnel, etc.) ?
Clairement le microscope optique est très, très loin d'avoir la résolution nécessaire pour voir un atome.
\o\ \o\ Dunning-Kruger encore vainqueur ! /o/ /o/
Salut,
Pas avec les technologie actuelle (*).
Pour les microscope à effet tunnel on est de l'ordre du milliard. Mais évidemment, si tu affiche le résultat sur un écran géant ça augmenteOn préfère donc parler de résolution qui est de l'ordre de l'angström.
Pour le microscope électronique on peut aussi atteindre une telle résolution, voir par exemple le message de Gilgamesh plus haut, mais généralement on flirte plutôt avec la dizaine de nanomètres.
Et pour le microscope optique, on est autour du micron. Mais avec des dispositifs adaptés et des UV ou des rayons X on peut faire nettement mieux.
D'une manière générale, on peut atteindre de très hautes résolutions avec plusieurs technologies et le choix de la technologie dépend d'autres facteurs (vitesse de la mesure, composition et transparence des substances, coût).
EDIT (*) Mais on peut sonder la structure d'un proton par exemple avec des électrons à très haute énergie. Mais la "vue" est alors plus qu'indirecte, ce qui est mesuré c'est des sections efficaces et il faut des tonnes de calcul pour en tirer des infos. On ne parle pas du tout de microscopie dans ce type de situation (on a par exemple pu déterminer que les nucléons ont une surface assez bien délimitée, presque comme une bille dure, mais on ne s'amuse pas à en faire une "image", à quoi bon, c'est juste une sphère)
Dernière modification par Deedee81 ; 14/11/2018 à 08h09.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Merci mais du coup au microscope électronique comment on voit un atome ? Sans entrer dans les détails trop techniques, j'aimerais expliquer à un niveau collège/lycée.
