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Du macroscopique au microscopique

Posté par
palo
16-03-13 à 15:05

Bonjour!

Voici encore un nouvel exercice! ^^

1) Le fonctionnement d'un microscope à effet tunnel et le microscope à force atomique est-il comparable à celui d'un microscope optique? Expliquer.
Pour cette question j'aimerai dire non car le microscope optique fonctionne avec le phénomène de diffraction tandis que le MET fonctionne avec un courant électrique et dois être relié à un ordinateur afin de dessiner le relief de l'échantillon...
et pour l'AFM reprend à peu près le même principe mais avec quelques nuances...

2) Citer un élément qui limite la résolution de tels microscopes.
Je dirai qu'il s'agit de la pointe du microscope.

3)Dans le AFM quel est le rôle du laser et du photorécepteur?
Je dirai qu'ils servent à enregistrer les déplacements de cette pointe, ce qui permet à l'ordinateur de reconstituer une image de la surface de l'échantillon.

4) Peut-on "voir" au sens propre un atome?
Je dirai que non puisqu'un atome n'est pas visible à l'oeil nu mais ça peut être oui puisqu'on peut le voir avec l'AFM...

Ensuite j'ai une figure qui représente des atomes de tungstène "vus" au AFM.
Sur le document on nous précise que l'on peut visualiser 140 atomes de tungstène sur cette image.

1) Quelle est la surface en m² de cette image?
J'ai mesuré est cette image a pour dimensions 5,3cm*4,6cm et 1nm correspond à 2,2 cm
J'ai trouvé une surface de 12,19nm² mais je me suis confronté à un pbm de conversion... Je ne parviens pas à le mettre en mètres.

2) Calculer le nombre d'atomes de tungstène par m².
Pour celle-ci je pense qu'il suffit de se servir du résultat trouvé à la question précédente et de diviser 140 par ce nombre...

3) En déduire la valeur du rayon atomique d'un atome de tungstène.
Euh pour celle là je ne vois pas trop...

4) a- Calculer le nombre d'atome N de tungstène par m3.
Pour celle-ci je ne vois pas comment transformer ma surface plane en un volume...
   b- La masse volumique de tungstène est de p=19,3g.cm-3 à 20°C. La masse molaire du tungstène est de Mw=183,8g.mol-1.
A partir des ces données, déterminer le nombre d'atomes contenus dans une mole, valeur appelée constante d'Avogadro.
Soit N(X) désigne le nombre d'entités X d'un échantillon donné d'un corps pur, et n(X) désigne la quantité de matière d'entités X du même échantillon, on obtient la relation1 : NA= N(X)*n(X)
Après je ne visualise pas comment calculer N(X) et n(X)...

5) Compléter dans le tableau ci-dessous:

                                      Indique le domaine microscopique ou macroscopique                     Ordre de grandeur
                                          de la grandeur.    
Rayon d'un atome de Tungstène

Nombre d'atomes de tungstène
par m3  

Surface de l'image du document 3

Constante d'Avogadro


Bon voilà, ça peut paraître étrange mais je ne vois pas comment compléter ce tableau... =$

Merci pour votre aide.        

Posté par
palo
re : Du macroscopique au microscopique 17-03-13 à 16:19

Bon je vais vous recopier le texte qui va avec comme ça vous pourrez m'aider plus facilement:

   Les microscopes classiques (optiques) permettent d'accéder à des dimensions très petites: on peut ainsi observer des être vivants dont la taille est l'ordre de quelques dixièmes de micromètres. La résolution d'un tel microscope est limité car l'objet observé doit avoir une dimension supérieure à la longueur d'onde de la lumière permettant l'observation.
  
   D'autres types de microscopies permettent néanmoins d'accéder à des dimensions plus petites. Les microscopes dits "en champ proche", comme le microscope à effet tunnel (MET).

   Ce dernier est constitué d'une pointe très fine (de la taille de quelques atomes), placée très près de l'échantillon à analyser (quelques dixièmes de nanomètres). L'échantillon est obligatoirement conducteur. Un très faible courant électrique traverse la pointe. Il est lié à la distance entre l'échantillon et la pointe. On fait défiler latéralement l'échantillon sous la pointe. Afin de maintenir la valeur du courant constant, il faut sans arrêt ajuster la position de la pointe à chaque instant. Grâce à un ordinateur qui traite ces données, on peut alors dessiner le relief de l'échantillon.

   Le microscope à force atomique (AFM) reprend à peu près le même principe, sauf qu'il ne nécessite pas que l'échantillon soit conducteur: il utilise le fait qu'à ces distances les atomes exercent des intéractions d'attraction et de répulsion. Une pointe très fine, montée sur un micro-levier, balaie la surface à analyser en reproduisant les irrégularités de la surface. Un ordinateur couplé à un système optique laser et à un photo-détecteur enregistre les déplacements (hauteur et position) de cette pointe, et peut ainsi reconstituer une image de la surface de l'échantillon. La pointe est un élément essentiel d'un tel microscope: elle est souvent composée de silicium et sa forme, plus ou moins effilée, détermine la résolution du microscope.

Voilà j'espère que vous pourrez me venir en aide! =)

Posté par
palo
re : Du macroscopique au microscopique 18-03-13 à 19:37

Help! =)

Posté par
palo
re : Du macroscopique au microscopique 23-03-13 à 13:35

...

Posté par
palo
DM de physique 23-03-13 à 22:29

Bonjour!

J'ai une figure qui représente des atomes de tungstène "vus" au AFM.
Sur le document on nous précise que l'on peut visualiser 140 atomes de tungstène sur cette image.

1) Quelle est la surface en m² de cette image?
J'ai mesuré est cette image a pour dimensions 5,3cm*4,6cm et 1nm correspond à 2,2 cm
J'ai trouvé une surface de 12,19nm² soit 1,219*10-17m².

2) Calculer le nombre d'atomes de tungstène par m².
114,8 atomes par m²

3) En déduire la valeur du rayon atomique d'un atome de tungstène.
Euh pour celle là je ne vois pas trop...

4) a- Calculer le nombre d'atome N de tungstène par m3.
Pour celle-ci je ne vois pas comment transformer ma surface plane en un volume...
   b- La masse volumique de tungstène est de p=19,3g.cm-3 à 20°C. La masse molaire du tungstène est de Mw=183,8g.mol-1.
A partir des ces données, déterminer le nombre d'atomes contenus dans une mole, valeur appelée constante d'Avogadro.
Soit N(X) désigne le nombre d'entités X d'un échantillon donné d'un corps pur, et n(X) désigne la quantité de matière d'entités X du même échantillon, on obtient la relation1 : NA= N(X)*n(X)
Après je ne visualise pas comment calculer N(X) et n(X)...

5) Compléter dans le tableau ci-dessous:

                                               Indique le domaine microscopique ou macroscopique                     Ordre de grandeur
                                               la grandeur.    
Rayon d'un atome de Tungstène

Nombre d'atomes de tungstène
par m3  

Surface de l'image du document 3

Constante d'Avogadro


Bon voilà, ça peut paraître étrange mais je ne vois pas comment compléter ce tableau... =$

Merci pour votre aide.        

*** message déplacé ***

Posté par
Coll Moderateur
re : Du macroscopique au microscopique 24-03-13 à 07:38

Bonjour,

Rappel : le multi-post n'est pas toléré dans ce forum.
 

Posté par
palo
re : Du macroscopique au microscopique 24-03-13 à 08:50

Je suis désolé j'ai juste voulu décomposé mon problème parce que personne ne me répond, je ne pensais pas que c'était interdit de faire comme ça...

Posté par
palo
re : Du macroscopique au microscopique 24-03-13 à 11:18

Bon sinon j'ai remarqué que tous les calculs de la deuxième partie sont faux...

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