Quatre expériences du palais de la découverte illustrent- d’une part le comportement corpusculaire de la lumière et celui ondulatoire d’électrons en mouvement- d’autre part l’influence d’un aimant sur la trajectoire d’un faisceau d’électrons. La notion de lentille électrostatique est introduite.Pour en savoir plus, des exposés sur ces thèmes sont proposés aux visiteurs du palais de la découverte.Générique :Réalisation : Samia SerriImage et son : David BentoMontage et animation : Thierry MaillotMoyens techniques : Université Paris Diderot / Palais de la découverteDirectrice de production : Michèle Brédimas
Mot(s) clés libre(s) : Broglie, diffraction des électrons, effet photoélectrique, fentes de Young, force de Laplace, force électromagnétique, lentille électrostatique, lumière, microscope électronique, nature ondulatoire des électrons, photon, théorie corpusculaire newtonienne

Film de synthèse destiné à récapituler la structure précise de la cellule tant animale que végétale. Etude de la membrane, du cytoplasme et des organites cytoplasmiques, étude du noyau à l'aide des données obtenues en microscopie électronique. Générique Réalisation : Gérard Bouhot et Jean Valérien Production : ENS Diffusion SFRF
Mot(s) clés libre(s) : Cellule, microscopie électronique

L'homme a toujours cherché à observer le monde de l'infiniment petit qui l'entoure, le monde invisible à l'oeil nu. Pour cela, il invente la loupe (XVe siècle), puis le microscope optique (XVIIe siècle) pour observer des cellules sanguines ou des bactéries, mais il semble impossible d'observer les éléments ultimes dont est faite la matière : les atomes. Il faut attendre la découverte de la mécanique ondulatoire pour que l'espoir renaisse. Les particules qui constituent la matière peuvent se comporter comme des ondes de longueur d'onde très petite : 0,1 nm (10-10 mètre), c'est-à-dire de la taille d'un atome. De cette dualité onde-corpuscule va naître le microscope électronique - où l'éclairage par une source lumineuse utilisé dans le microscope optique est remplacé par une source d'électrons. L'observation d'atomes reste encore indirecte et s'appuie sur des phénomènes de diffraction. Mais voici, qu'en 1982, un nouveau type de microscope - le microscope à effet tunnel, est inventé par Gerd Binnig et Heinrich Rohrer, ouvrant un champ très vaste d'investigations scientifiques et des nouveaux horizons technologiques. Cette nouvelle technique utilisant une sonde très locale permet l'observation directe et aisée d'atomes et de structures atomiques de surfaces conductrices dans une large variété d'environnements (air, eau, huile, vide). Depuis l'invention du microscope tunnel, d'autres microscopies à sonde locale ont été développées, et notamment le microscope à effet de force atomique (1986) qui permet d'imager non seulement des surfaces conductrices mais aussi des surfaces isolantes. En plus, les progrès les plus récents ont montré la possibilité de manipuler les atomes à l'aide de ces microscopes - ainsi les premières structures artificielles à l'échelle atomique ont été élaborées. Ces inventions préfigurent peut-être l'aube d'une révolution " nano " industrielle.
Mot(s) clés libre(s) : effet tunnel, infiniment petit, longueur d'onde, microscope à force atomique, microscope électronique, microscopie optique en champ proche, nanotechnologie, spectroscopie

Un lien vers un dossier thématique du CEA sur les nouveaux instruments de microscopie : microscope électronique à balayage, microscope à force atomique, spectromètre à temps de vol, spectromicroscope de photo-électrons...
Mot(s) clés libre(s) : microscope, microscopie, microscope électronique à balayage, microscope à force atomique, AFM, ToFSIMS, spectromètre, spectromètre de masse, PEEM, PhotoElectron Emission Microscope

GénériqueProduction : CO Prod CSI /Alto-média / ex-nihilo / Aune production DPA / Livrozet Maud
Mot(s) clés libre(s) : alumine, céramique, microscope électronique, oxyde d'aluminium, science des matériaux, structure moléculaire

A travers les siècles, l'homme a toujours cherché à observer le monde de l'infiniment petit qui l'entoure, le monde invisible à l'oeil nu. Pour cela, il invente la loupe (XVe siècle), puis le microscope optique (XVIIe siècle) pour observer des cellules sanguines ou des bactéries ..., mais il semble impossible d'observer les éléments ultimes dont est faite la matière : les atomes. Il faut attendre la découverte de la mécanique ondulatoire de Louis de Broglie(1923) pour que l'espoir renaisse. Les particules qui constituent la matière peuvent se comporter comme des ondes de longueur d'onde très petite : 0,1 nm (10-10 mètre), c'est-à-dire de la taille d'un atome. De cette dualité onde-corpuscule va naître le microscope électronique en 1933 (E.Ruska) - où l'éclairage par une source lumineuse utilisé dans le microscope optique est remplacé par une source d'électrons. L'observation d'atomes reste encore indirecte et s'appuie sur des phénomènes de diffraction. Les applications de la microscopie électronique sont nombreuses et le développement instrumental est aujourd'hui très sophistiqué que ce soit au niveau des appareillages ou au niveau du traitement informatique des données. Les domaines explorés sont très divers,la biologie moléculaire et cellulaire ,la cristallographie, la métallurgie, et les sciences des matériaux.La résolution des microscopes électroniques permet d'atteindre l'échelle atomique mais il faut noter un point fondamental,on n'observe pas le relief des surfaces observées mais une vue projetée.Les ondes associées aux électrons qui permettent l'obtention d'images sont des ondes progressives et l'on se trouve dans le cadre du champ lointoin.Cet inconvénient est entièrement levée dans le cas des microscopies en champ proche. En 1982, un nouveau type de microscope - le microscope à effet tunnel, est inventé par Gerd Binnig et Heinrich Rohrer, ouvrant un champ très vaste d'investigations scientifiques et des nouveaux horizons technologiques. Cette nouvelle technique utilisant une pointe très fine terminée par un atome permet l'observation directe et aisée d'atomes et de structures atomiques de surfaces conductrices dans une large variété d'environnements (air, eau, huile, vide). Depuis l'invention du microscope tunnel, d'autres microscopies à sonde locale ont été développées, et notamment le microscope à effet de force atomique (1986) qui permet d'imager non seulement des surfaces conductrices mais aussi des surfaces isolantes.Enfin une autre microscopie en champ proche optique donne des images pour lesquelles les critères de Rayleigh. En plus, les progrès les plus récents ont montré la possibilité de manipuler les atomes à l'aide de ces microscopes - ainsi les premières structures artificielles à l'échelle atomique ont été élaborées.Toutes ces techniques d'observation et d'élaboration de nanostructures ont données naissance à une nouvelle physique,la nanophysique et aussi à de nouvelles nanotechnologies qui préfigure l'aube d'une révolution "nano" industrielle. Au cours de cette exposé nous présenterons les différents types de microscopes électroniques et les résultats les plus spectaculaires obtenus dans le domaine des sciences puis les trois familles de microscopies en champ proche et les applications surlesquelles elles débouchent naturellement.
Mot(s) clés libre(s) : effet tunnel, infiniment petit, longueur d'onde, microscope électronique, microscopie à force atomique, microscopie en champ proche, résolution d'image, sonde électronique, spectroscopie

Les Molécules-machines C. Joachim, CEMES-CNRS, Toulouse A la fin du 19eme siècle, J.C. Maxwell rêvait déjà de machines de la taille d'une molécule avec son célèbre démon. Nous montrerons que de nos jours, nous pouvons manipuler les molécules une par une, échanger de l'information avec une seule et même molécule dûment identifiée et que la synthèse chimique a atteint une extraordinaire maîtrise de la forme et de la fonctionnalité à donner à cette molécule. Nous présenterons des molécules qui remplissent, chacune, le rôle de dispositifs que nous connaissons bien: interrupteurs ou transistors moléculaires pour l'électronique, roues et cliquets moléculaires pour la mécanique. Quelles soient manipulées dans le vide, sur une surface ou dans un liquide, nous pourrons bientôt synthétiser et contrôler des machines ultra-miniaturisée faite d'une seule molécule comme des nano-machines à calculer et des nano-robots moléculaires. Il nous faudra bien sur progresser dans la manière dont nous échangeons de l'information avec une seule molécule. Enfin, nous montrerons comment la demande technologique du siècle passé pour des machines miniatures a ouvert un nouveau champ à la science contemporaine avec la réalisation de nano-expériences en manipulant les atomes un par un et avec la conception de nano-appareils de mesure de la taille d'une molécule. Ref : La Recherche, n° de Novembre 2001 Pour La Science, n° de Décembre 2001 « Nanocomposants et Nanomachines » Volume Arago 26, OFTA 2001
Mot(s) clés libre(s) : effet tunnel, ingénierie moléculaire, microscope électronique, nanomatériaux, nanosciences, nanotechnologies, nanotube, science des matériaux

Principe de fonctionnement du microscope électronique à transmission. Méthode de préparation des coupes ultrafines. Observation. Techniques de contraste, cryofracture. Microscope électronique à balayage ; principe et mise en Suvre. Les principes sont expliqués grâce à des schémas animés.GénériqueAuteurs, réalisateurs : Michel Descamps, Marie-Chantal Fabre, Bernard Lassalle et Roger Marcel Producteur : SABCA (Service Audiovisuel de Biologie Cellulaire et Animale) - Université de Lille 1 © 1990
Mot(s) clés libre(s) : bobine d'objectif, canon à électron, condenseur, coupe fine, lentille de projection, MEB, MET, microscope à balayage, microscope à transmission, microscopie électronique, structure cellulaire

Aujourd'hui, même à l'heure du tout génétique, comprendre le fonctionnement de notre corps passe encore et toujours par l'observation des cellules. Les chercheurs de l'unité INSERM 514, dans le cadre d'un programme sur les maladies respiratoires, décryptent les interactions entre les cellules. Les scientifiques parlent, ici, de sociologie cellulaire. Ainsi ces recherches déboucheront sur des thérapeutiques nouvelles pour aider à soigner la mucovicidose et les cancers de l'appareil respiratoires. Les progrès de l'imagerie biologique, avec bientôt la visualisation en trois dimensions, contribuent à ces avancées.GénériqueRéalisateur : Marcel Dalaise Producteur : C.S.I. / Science actualités Copyright Cité des Sciences et de l'Industrie 2001
Mot(s) clés libre(s) : cellule, imagerie biologique, microscope confocal, microscope électronique, microscopie, sociologie cellulaire

La microscopie électronique à balayage (MEB ou SEM pour Scanning Electron Microscopy en anglais) est une technique de microscopie basée sur le principe des des intéractions électrons-matière. Un faisceau d'éléctrons balaie la surface de l'échantillon à analyser qui, en réponse, réémet certainesparticules. Différents détecteurs permettent d'analyser ces particules et de reconstruire une image de la surface. Aujourd'hui, un grand nombre de constructeurs proposent des microscopes à balayage de série équipés de détecteurs d'électrons secondaires et dont la résolution se situe entre 1nm à 20 nm. Stephan Borensztajn, présente le fonctionnement de ce microscope, analyse des images en électrons secondaires, en éléctrons rétrodiffusés ainsi qu'une analyse en selection d'energie ou EDS.GénériqueRéalisation : Samia Serri Présentation : Stephan Borensztajn (Laboratoire Interfaces et Systèmes Electrochimiques) Image et son : Jean-Paul Flourat Montage et animation : Thierry Maillot Photos : Stephan Borensztajn Musique originale Jérémy Hank Gravier Responsables science en cours : Michèle Brédimas, Jean-Marie Blondeau Moyens Techniques : Studio Vidéo : Université Paris Diderot Remerciements : Luc Beaunier (Laboratoire Interfaces et Systèmes Electrochimiques) Copyright : Université Paris Diderot / Université Pierre et Marie Curie / Juillet 2007
Mot(s) clés libre(s) : canon à électrons, éléctron rétrodiffusé, électron secondaire, intéraction électron-matière, microscope électronique à balayage, résolution d'image, sonde électronique