OPTIQUE CRISTALLINEDiffraction par les cristaux

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Radiations électromagnétiques : longueurs d'onde

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Loi de Bragg

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Longueur d'onde des radiations électromagnétiques

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Diffraction par une rangée

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Le phénomène de diffraction de la lumière par un réseau est bien connu. Il suffit, pour s'en convaincre, de regarder la lumière d'une lampe à travers un voilage. Pour que ce phénomène soit important, il faut que la longueur d'onde du rayonnement et le pas du réseau soient du même ordre de grandeur. La propriété caractéristique de la matière cristallisée est d'être la répétition d'un motif atomique par les translations d'un réseau triplement périodique. Elle doit donc pouvoir diffracter les rayonnements dont la longueur d'onde est de l'ordre des distances interatomiques dans la matière.

Cette expérience fondamentale a été effectuée pour la première fois en 1912 par W. Friedrich et P. Knipping sous la direction de M. von Laue. À cette époque, la nature réticulaire des cristaux était connue mais non les valeurs des distances interatomiques, non plus que la nature exacte des rayons X, découverts par Röntgen en 1895. Friedrich, Knipping et von Laue envoyèrent un pinceau de rayons X sur un cristal de sulfure de zinc et constatèrent la présence de taches de diffraction sur une plaque photographique placée derrière le cristal. La nature ondulatoire des rayons X était ainsi démontrée et, la nature réticulaire des cristaux confirmée, il devenait possible d'évaluer les distances atomiques en fonction des valeurs des longueurs d'onde des rayonnements diffractés. Cette expérience, qui a valu à M. von Laue le prix Nobel en 1914, a eu une importance déterminante pour l'étude des propriétés des matériaux.

La diffraction des rayonnements est en effet le meilleur outil pour la détermination de l'arrangement des atomes et des molécules dans les matériaux solides, cristallisés ou amorphes, liquides et gazeux, des défauts de cet arrangement, des quantités relatives des différentes phases dans un état à plusieurs phases, des transformations de phase, etc. La diffraction des rayons X permet d'atteindre non seulement les dimensions de la maille, mais encore la nature des liaisons chimiques et la [...]

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Écrit par :

  • : professeur de minéralogie à l'université Pierre-et-Marie-Curie, Paris-VI

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Pour citer l’article

André AUTHIER, « OPTIQUE CRISTALLINE - Diffraction par les cristaux », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 16 juin 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/optique-cristalline-diffraction-par-les-cristaux/