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Du microscope électronique à la microscopie à champ proche
/ UTLS - la suite
/ 06-07-2001
/ Canal-U - OAI Archive
KLEIN Jean
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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
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Voyage au pays des ondes acoustiques
/ 09-11-2015
/ Canal-u.fr
IZBICKI Jean-Louis
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Les capteurs qui nous permettent d’échanger avec les autres sont d’une part la mise en vibration des cordes vocales et, d’autre part, la mise en vibration de la membrane du tympan. Entre les deux, un son qui se propage. Il en va ainsi de toutes les autres sources d’émission de vibrations. Mais ce son transporte une information ; sinon c’est un bruit !
L’ensemble de ces phénomènes fondamentalement liés à la physique et au traitement du signal recouvre de vastes champs d’applications dans des domaines très variés.
Cette conférence invite à un voyage au pays des ondes acoustiques. Partant des recherches contemporaines, elle propose un parcours dans l’histoire et l’évolution du son, tout autant phénomène physique que production sociale, analysé par les sciences. Mot(s) clés libre(s) : capteur, vibration, traitement du signal, ondes acoustiques, son, physique
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Le grand radiotélescope de Nançay
/ Eric DUVIVIER, CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique
/ 10-10-2000
/ Canal-U - OAI Archive
HEIDMANN Jean
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Présentation des principes de la radioastronomie et, parmi tous les équipements de l'Observatoire de Nançay, du grand radiotélescope. - Les principes de la réception des ondes radio venant de l'espace par des radiotélescopes simples ou assemblés en interféromètres. - Le grand radiotélescope, formé de deux immenses réflecteurs - le réflecteur plan, mobile, et le miroir sphérique - et d'antennes collectrices, au foyer de ce miroir : description du fonctionnement, des dimensions, de la structure de grille des réflecteurs...GénériqueRéalisateur : Eric Duvivier Auteur scientifique : Jean Heidmann (Observatoire de Paris, Meudon). Production : CNRS et Sciencefilm Diffuseur : CNRS Images. www.cnrs.fr/cnrs-images/ Mot(s) clés libre(s) : astre, observation du ciel, onde radioélectrique, radioastronomie, radiotéléscope, télescope, univers
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La physique quantique (Serge Haroche)
/ Mission 2000 en France
/ 31-07-2000
/ Canal-U - OAI Archive
HAROCHE Serge
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"La théorie quantique, centrale à notre compréhension de la nature, introduit en physique microscopique les notions essentielles de superpositions d'états et d'intrication quantique, qui nous apparaissent comme "" étranges "" et contre-intuitives. Les interférences quantiques et la non-localité - conséquences directes du principe de superposition et de l'intrication - ne sont en effet pas observables sur les objets macroscopiques de notre expérience quotidienne. Le couplage inévitable de ces objets avec leur environnement détruit très vite les relations de phase entre les états quantiques. C'est le phénomène de la décohérence qui explique pourquoi autour de nous l'étrangeté quantique est généralement voilée. Pendant longtemps, superpositions, intrication et décohérence sont restés des concepts analysés à l'aide d'" expériences de pensée " virtuelles, dont celle du chat de Schrödinger à la fois mort et vivant est la plus connue. À la fin du XXe siècle, les progrès de la technologie ont rendu réalisables des versions de laboratoire simples de ces expériences. On peut maintenant piéger et manipuler des atomes et des photons un par un et construire des systèmes de particules suspendus entre deux états quantiques distincts qui apparaissent ainsi comme des modèles réduits de chats de Schrödinger. Au delà de la curiosité scientifique et du défi que constitue l'observation de l'étrangeté quantique pour ainsi dire in vivo, ces expériences éclairent la frontière entre les mondes classique et quantique et ouvrent des perspectives fascinantes d'applications. " Mot(s) clés libre(s) : constante de Planck, décohérence, dualité onde-particule, infiniment petit, interférence quantique, intrication, non-localité, physique quantique, quantification, Schrödinger, superposition d'états
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Comment décoder les ondes (série Unithé ou café)
/ Elena Carvajal, INRIA (Institut national de recherche en informatique et automatique)
/ 17-01-2014
/ Canal-u.fr
Haddar Houssem
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Vague de pollution sur Paris. On parle de microparticules dans l’air… mais peut-on savoir ce qu’il y a à un niveau de taille encore inférieur, comme les nanoparticules ? Oui, grâce aux ondes électromagnétiques. Nous verrons que les ondes réagissent d’une manière particulière quand elles rencontrent un objet, comme les particules dans l’air. Analyser ces réactions permet de jouer les enquêteurs en remontant la piste à l’envers jusqu’à deviner quel objet a été rencontré ! Ceci devient plus complexe quand l’objet est de la même taille que la longueur d’onde. Mais cela peut avoir des applications dans des domaines très différents comme par exemple la détection de cellules cancéreuses, de fissures dans des pylônes, ou des mines enterrées dans le désert d’Atacama au Chili. Mot(s) clés libre(s) : rayon X, onde électromagnétique, problème inverse, optimisation topologique de forme, micro-onde, SAXS, algorithme numérique
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De l'acoustique à la perception : la psychoacoustique
/ Physique au Printemps 2009, ENS Lyon CultureSciences-Physique, Catherine Simand
/ 25-03-2009
/ Unisciel
Grimault Nicolas
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Une conférence de Nicolas Grimault, chercheur au Laboratoire
Neurosciences Sensorielles Comportement Cognition, CNRS / Université de Lyon,
présentée dans le cadre de "Physique au Printemps" 2009. Présentation de la
psychoacoustique, science expérimentale mettant en rapport le monde physique des
sons et le monde des sensations auditives. Notions de sélectivité fréquentielle et
de sonie, applications à l'aide auditive, aux implants et au codage MP3. Mot(s) clés libre(s) : son, onde sonore, audition, oreille, sélectivité fréquentielle, filtre auditif, cohlée, implant cochléaire, appareil auditif, MP3, sonie, dB, décibel, isosonie, dB A, dB C
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Sous le plus haut plateau du monde
/ Jean-François TERNAY, C.N.R.S Images, Cité des Sciences et de l'Industrie
/ 20-01-2000
/ Canal-U - OAI Archive
GRAPPIN Christiane, HIRN Alfred, de VOOGD Béatrice
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En septembre 1998, une cinquantaine de chercheurs et de techniciens chinois et français sont réunis à Gonghe, petite bourgade au nord du plateau tibétain, pour une des plus vastes opérations d'études sismologiques organisées en Chine : étudier la croute terrestre sur un trajet long de près de 1000 km. Dans des conditions difficiles, les deux équipes vont placer 240 stations sismiques tous les 5 km entre Gonghe et Yushu. Ces enregistreurs vont mémoriser les ondes produites par des tirs de plusieurs tonnes d'explosifs enterrés par forage. Parallèlement a lieu une autre expérience de sismologie : il s'agit d'enregistrer les ondes sismiques naturelles engendrées par les tremblements de terre ayant lieu n'importe où à la surface du globe. La réunion de ces deux expériences va permettre d'obtenir une image plus fine de l'ensemble croute terrestre-manteau supérieur. Le premier tir est parfaitement réussi. Le lendemain, l'équipe contrôle le bon enregistrement des signaux sur les sismomètres. L'analyse des résultats a lieu au retour à Paris. La corrélation entre toutes les ondes enregistrées permet de préciser la position du MOHO (l'interface entre la croute et le manteau), et de commencer à dessiner les hétérogénéités de la croute.GénériqueAuteurs : Christiane GRAPPIN, Alfred HIRN et Béatrice de VOOGD Réalisation : Jean-François TERNAY Production : CNRS Images media-FEMIS-CICT/Cités des Sciences et de l'Industrie Diffusion : CNRS Diffusion Mot(s) clés libre(s) : croûte terrestre, discontinuité de Mohorovicic, géologie, manteau supérieur, Moho, onde sismique, sismologie, Tibet, tremblement de terre
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Réflexion des ondes électromagnétiques sur un métal - Ondes guidées
/ SILLAGES
/ 19-01-2010
/ Unisciel
Granier Olivier
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Ce cours est composé de 2 parties : réflexion d'une OPPH sur un conducteur métallique, ondes guidées. Mot(s) clés libre(s) : propagation, ondes guidées, conducteur, réflexion, vecteur de Poynting
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Ondes électromagnétiques dans le vide
/ SILLAGES
/ 19-01-2010
/ Unisciel
Granier Olivier
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Ce cours est composé de 4 parties : les équations de propagations du champ EM dans le vide, ondes planes EM dans le vide, ondes planes progressives monochromatiques ou harmoniques, polarisation des ondes EM. Mot(s) clés libre(s) : propagation, Maxwell, ondes planes, vecteur de Poynting
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Ondes dans les plasmas
/ SILLAGES
/ 19-01-2010
/ Unisciel
Granier Olivier
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Ce cours est composé de 3 parties : propagation d'un onde électromagnétique dans un plasma, propagation d'un groupe d'ondes - vitesse de groupe, compléments : aspect énergétique et cas d'un milieu isolant dilué. Mot(s) clés libre(s) : propagation, plasma, Maxwell, paquet d'ondes
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