MOLÉCULAIRES JETS & FAISCEAUX

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Dispositif pour des faisceaux d'énergie inférieure à 0,5 eV

Dispositif pour des faisceaux d'énergie inférieure à 0,5 eV
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Dispositif pour des jets faisceaux d'énergie comprise entre 0,01 et 40 eV

Dispositif pour des jets faisceaux d'énergie comprise entre 0,01 et 40 eV
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Faisceaux thermiques et supersoniques

Faisceaux thermiques et supersoniques
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Production

Faisceaux moléculaires thermiques (de 0,01 à 0,5 électronvolt)

La première réalisation de faisceau moléculaire a été faite en France par L. Dunoyer en 1911, à partir d'une source thermique. Son dispositif devenu classique comprend essentiellement trois chambres 1, 2, 3 maintenues sous vide et ne communiquant entre elles qu'à travers deux orifices O1 et O2. Un gaz ou une vapeur produite dans un four (par exemple de la vapeur de sodium dans l'expérience de L. Dunoyer) se trouve dans la chambre 1 à l'état de chaos moléculaire. Les molécules s'échappent à travers O1 par effusion thermique et rayonnent dans un angle solide de 2π. La répartition spatiale des flux est alors représentée par des vecteurs reliant O1 aux divers points d'une sphère tangente à l'ouverture O1. Les molécules continuent dans le vide leur parcours rectiligne soit pour rebondir sur les parois de la chambre 2, soit pour traverser la deuxième ouverture O2 et former un faisceau moléculaire bien défini en chambre 3. Ainsi, avec le sodium, Dunoyer avait obtenu sur une plaque froide P un dépôt à profil trapézoïdal déterminé par l'éclairement de la source O1 à travers O2, ce qui montrait bien pour la première fois qu'en l'absence de collisions les molécules se propagent en ligne droite. Les faisceaux moléculaires thermiques ont permis de grands progrès en physique jusque vers les années 1950. Ils sont cependant insuffisants avec leurs énergies cinétiques (proportionnelles à la température absolue du gaz en chambre 1) qui n'atteignent pas 0,05 eV à 300 K et donc 0,5 eV à 3 000 K. De plus, ces faibles énergies ont des dispersions très larges correspondant à des distributions de vitesses maxwelliennes à la température de la source. Enfin, les faibles intensités et densités réalisables dans ces faisceaux classiques ont découragé de nombreux expérimentateurs qui ont recherché de nouveaux types de faisceaux moléculaires.

Faisceaux thermiques et supersoniques

Faisceaux thermiques et supersoniques

Dessin

Comparaison des distributions de vitesses obtenues dans des faisceaux moléculaires thermiques et supersoniques produits avec un même gaz pris à la même température initiale. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Jets et faisceaux moléculaires supersoniques (de 0,01 à 40 électronvolts)

Dans une analyse théorique de 1951, A. Kantrowitz et J. Grey ont suggéré de remplacer l'effusion thermique par u [...]


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Écrit par :

  • : Ingénieur, École nationale supérieure de chimie de Paris, docteur ès sciences, chef de laboratoire au Commissariat à l'énergie atomique, directeur de recherche et thèses

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Pour citer l’article

Roger CAMPARGUE, « MOLÉCULAIRES JETS & FAISCEAUX », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 23 novembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/jets-et-faisceaux-moleculaires/