La diffusion dynamique de la lumière (en anglais, dynamic light scattering ou DLS) est une technique d’analyse spectroscopique non destructive permettant d’accéder à la taille de particules en suspension dans un liquide ou de chaînes de polymère en solution de 1 à 500 nm de diamètre environ.
Principe. Lorsque la lumière d’un laser atteint des petites particules dans une microcuvette, la lumière diffuse dans toutes les directions. Ce phénomène est principalement de la diffusion de Rayleigh, diffusion élastique où les particules sont plus petites que la longueur d’onde considérée. On peut mesurer l’intensité de la lumière diffusée par les particules à un angle considéré (90° typiquement) au cours du temps. Cette dépendance en temps vient du fait que les particules dans un liquide sont soumises au mouvement brownien à cause de l’agitation thermique. La distance entre diffuseurs (concentration locale) change ainsi sans cesse. Il en résulte des interférences constructives ou destructives et l’intensité totale mesurée contient des informations sur la vitesse de mouvement des particules.
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Tous les documents indiqués sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier nano (7) dls)
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On aborde (sans rentrer dans l’obscurité du traitement mathématique d’autocorrélation…) la méthode de mesure par diffusion dynamique de la lumière. Plusieurs documents peuvent donner lieu à un travail d’extraction et exploitation d’informations pertinentes pour une compréhension du principe en question.
Le Congrès de Karlsruhe de 1860 est un congrès scientifique international de chimie qui s’est tenu dans la ville de Karlsruhe du 3 au 5 septembre 1860. Initié par August Kékulé, ce congrès a réuni plus de 120 chimistes dont Stanislao Cannizzaro, Jean-Baptiste Dumas, Dimitri Mendeleiev pour discuter des notions d’atome, molécule, équivalence et s’accorder sur une harmonisation des notations employées. Ce Congrès est le premier de cette envergure dans le domaine de la chimie et est parfois également considéré comme la première conférence scientifique internationale moderne.
L’atomisme scientifique. La théorie atomique moderne, scientifique, à base expérimentale, est formulée par John Dalton, dans son ouvrage New System of Chemical Philosophy (1808-1827). Il donne la première représentation symbolique liée aux systèmes des atomes et un tableau des masses atomiques. Sa méthode pour déterminer la masse des atomes étant erronée, sa théorie est contestée par l’école équivalentiste (notations en équivalents fondés sur des rapports pondéraux de combinaison, sur des rapports volumiques ou sur des équivalents de substitution) de Marcellin Berthelot et William Hyde Wollaston, jusqu’à la publication en 1913 de Jean Perrin, Les Atomes.
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Marcelin Berthelot (1827 – 1907) : « Je ne veux pas voir la chimie dégénérer en religion. Je ne veux pas que l’on croie à l’existence réelle des atomes comme les chrétiens croient à la présence réelle de Jésus-Christ dans l’hostie consacrée. »
Henri Sainte-Claire Deville (1818 – 1881) : « L’hypothèse des atomes, l’abstraction de l’affinité, des forces de toute sorte que nous faisons présider à toutes les réactions des corps que nous étudions, sont de pures inventions de notre esprit, des noms que nous faisons substance, des mots auxquels nous prêtons une réalité […]. Je ne sais pas la définition qu’on peut donner du matérialisme dans la science ; mais ce qu’il y a de plus dangereux, c’est de mettre de l’esprit dans la matière : car alors on apporte le mysticisme et la superstition et alors on tombe dans ces étranges théories modernes dont on trouve des expressions dans les caricatures allemandes. »
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Si l’expérience usuelle ne nous présentait pas les divers phénomènes de la poussière, il est à présumer que l’atomisme n’eût pas reçu des philosophes une adhésion si prompte et qu’il n’eût pas connu un destin si facilement renouvelé. Sans cette expérience spéciale, l’atomisme n’aurait guère pu se constituer que comme une doctrine savante, toute spéculative, où le risque initial de la pensée n’est justifié par aucune observation. Au contraire, du seul fait de l’existence de la poussière, l’atomisme a pu recevoir, dès son principe, une base intuitive à la fois permanente et riche en suggestions. Ces suggestions initiales valent de toute évidence aussi bien pour expliquer le succès historique durable de l’atomisme que son succès pédagogique et ici plus qu’ailleurs la philosophie a intérêt à rapprocher les éléments pédagogiques des éléments historiques.
L’hypothèse atomique permet d’interpréter les lois des proportions définies et multiples issues de l’expérimentation. Mais ces lois ne prouvent évidemment pas l’existence des atomes…
Deux propositions d’étude à propos de la querelle historique qui oppose les atomistes et les équivalentistes :les proportions etle congrès de Karlsruhe de 1860.
L’exploitation des documents peut donner lieu à une mise en scène sous forme de jeu de rôle. A partir des documents disponibles, chaque groupe prépare l’intervention au congrès de l’un des personnages et délègue un « acteur » pour le « congrès ». Le jeu de rôle est suivi d’une discussion en grand groupe…
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