MicroscopieLa microscopie est un ensemble de techniques d' des objets de petites dimensions. Quelle que soit la technique employée, l'appareil utilisé pour rendre possible cette observation est appelé un . Des mots grecs anciens mikros et skopein signifiant respectivement « petit » et « examiner », la microscopie désigne étymologiquement l'observation d'objets invisibles à l'œil nu. On distingue principalement trois types de microscopies : la microscopie optique, la microscopie électronique et la microscopie à sonde locale.
Microscopie à sonde localeLa microscopie à sonde locale (MSL) ou microscopie en champ proche (MCP) ou scanning probe microscopy (SPM) en anglais est une technique de microscopie permettant de cartographier le relief (nano-topographie) ou une autre grandeur physique en balayant la surface à imager à l'aide d'une pointe très fine (la pointe est idéalement un cône se terminant par un seul atome). Le pouvoir de résolution obtenu par cette technique permet d'observer jusqu'à des atomes, ce qui est physiquement impossible avec un microscope optique, quel que soit son grossissement.
Microscope optique en champ procheLe microscope optique en champ proche (MOCP, ou SNOM pour scanning near-field optical microscope ou NSOM pour near-field scanning optical microscopy) ou microscope optique à sonde locale (MOSL) est un type de microscope à sonde locale qui permet d'imager des objets à partir de la détection des ondes évanescentes confinées au voisinage de leur surface (détection en champ proche optique). Le MOCP permet de compenser la diffraction, une des limitations de la microscopie optique.
Microscope optiqueLe microscope optique ou microscope photonique est un instrument d'optique muni d'un objectif et d'un oculaire qui permet de grossir l'image d'un objet de petites dimensions (ce qui caractérise sa puissance optique) et de séparer les détails de cette image (et son pouvoir de résolution) afin qu'il soit observable par l'œil humain. Il est utilisé en biologie, pour observer les cellules, les tissus, en pétrographie pour reconnaître les roches, en métallurgie et en métallographie pour examiner la structure d'un métal ou d'un alliage.
Microscopie à super-résolutionLa microscopie à super-résolution est un ensemble de techniques permettant d'imager en microscopie optique des objets à une résolution à l’échelle nanométrique. Elle se démarque par le fait que la résolution obtenue n'est plus limitée par le phénomène de diffraction. Du fait de la diffraction de la lumière, la résolution d’un microscope optique conventionnel est en principe limitée, indépendamment du capteur utilisé et des aberrations ou imperfections des lentilles.
Microscopie par excitation à deux photonsvignette|350px|Microscopie par excitation à 2 photons de l'intestin d'une souris. Rouge: actine. Vert: noyaux des cellules. Bleu: mucus des cellules caliciformes. Obtenu à 780 nm avec un laser Ti-sapph. La microscopie par excitation à deux photons (M2P, TPEF ou 2PEF en anglais, aussi appelée « microscopie 2 photons ») est une technique d'imagerie optique combinant les principes de microscopie à fluorescence et de l'absorption à deux photons, faisant partie de la famille des microscopies multiphotons.
Microscopic scaleThe microscopic scale () is the scale of objects and events smaller than those that can easily be seen by the naked eye, requiring a lens or microscope to see them clearly. In physics, the microscopic scale is sometimes regarded as the scale between the macroscopic scale and the quantum scale. Microscopic units and measurements are used to classify and describe very small objects. One common microscopic length scale unit is the micrometre (also called a micron) (symbol: μm), which is one millionth of a metre.
HistologieL’histologie (du grec ancien ἱστός, « tissu », et λόγος, « étude »), autrefois appelée anatomie microscopique, est la branche de la biologie et de la médecine qui étudie les tissus biologiques. Elle se situe au carrefour de la biologie cellulaire, de l'anatomie, de la biochimie et de la physiologie. Elle a pour objectif d’explorer la structure des organismes vivants, les rapports constitutifs et fonctionnels entre leurs éléments fonctionnels, ainsi que le renouvellement des tissus.
Microscopie électronique à balayagethumb|right|Premier microscope électronique à balayage par M von Ardenne thumb|right|Microscope électronique à balayage JEOL JSM-6340F thumb|upright=1.5|Principe de fonctionnement du Microscope Électronique à Balayage La microscopie électronique à balayage (MEB) ou scanning electron microscope (SEM) en anglais est une technique de microscopie électronique capable de produire des images en haute résolution de la surface d’un échantillon en utilisant le principe des interactions électrons-matière.
Microscope à force atomiquethumb|350px|Le premier microscope à force atomique du monde, au musée de la Science de Londres. Le microscope à force atomique (AFM pour atomic force microscope) est un type de microscope à sonde locale permettant de visualiser la topographie de la surface d'un échantillon. Inventé en 1985, par Gerd Binnig, Calvin Quate et Christoph Gerber, ce type de microscopie repose essentiellement sur l'analyse d'un objet point par point au moyen d'un balayage via une sonde locale, assimilable à une pointe effilée.
Micro-organismeUn micro-organisme ou microorganisme (du grec μικρός, mikrós, « petit » et de ὀργανισμός, organismós, « organisme ») ou microbe (du grec μικρός, mikrós, « petit » et βίος, bíos, « vie ») est un organisme vivant qui, individuellement invisible à l'œil nu, ne peut être observé qu'à l'aide d'un microscope. Ce sont tous des organismes unicellulaires. Les trois domaines du vivant sont représentés parmi les microorganismes : bactéries, archées et eucaryotes unicellulaires (protistes et champignons).
PhotonLe photon est le quantum d'énergie associé aux ondes électromagnétiques (allant des ondes radio aux rayons gamma en passant par la lumière visible), qui présente certaines caractéristiques de particule élémentaire. En théorie quantique des champs, le photon est la particule médiatrice de l’interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules chargées électriquement interagissent, cette interaction se traduit d’un point de vue quantique comme un échange de photons.
Densité électroniqueright|thumb|300px|Carte de densité électronique dans le plan [1-10] du diamant. En mécanique quantique, et en particulier en chimie quantique, la densité électronique correspondant à une fonction d'onde N-électronique est la fonction monoélectronique donnée par : Dans le cas où est un déterminant de Slater constitué de N orbitales de spin : La densité électronique à deux électrons est donnée par : Ces quantités sont particulièrement importantes dans le contexte de la théorie de la fonctionnelle de la densité : Les coordonnées x utilisées ici sont les coordonnées spin-spatiales.
Local-density approximationLocal-density approximations (LDA) are a class of approximations to the exchange–correlation (XC) energy functional in density functional theory (DFT) that depend solely upon the value of the electronic density at each point in space (and not, for example, derivatives of the density or the Kohn–Sham orbitals). Many approaches can yield local approximations to the XC energy. However, overwhelmingly successful local approximations are those that have been derived from the homogeneous electron gas (HEG) model.
Masse volumiqueLa masse volumique d'une substance, aussi appelée volumique de masse, est une grandeur physique qui caractérise la masse de cette substance par unité de volume. C'est l'inverse du volume massique. La masse volumique est synonyme des expressions désuètes « densité absolue », « densité propre », ou encore « masse spécifique ». Cette grandeur physique est généralement notée par les lettres grecques ρ (rhô) ou μ (mu). Leur usage dépend du domaine de travail. Toutefois, le BIPM recommande d'utiliser la notation ρ.
Densité d'états électroniquesEn physique du solide et physique de la matière condensée, la densité d'états électroniques, en anglais Density of States ou DOS, quantifie le nombre d'états électroniques susceptibles d’être occupés, et possédant une énergie donnée dans le matériau considéré. Elle est généralement notée par l'une des lettres g, ρ, D, n ou N. Plus précisément, on définit la densité d'états par le fait que est le nombre d'états électroniques disponibles, avec une énergie comprise entre et , par unité de volume du solide ou par maille élémentaire du cristal étudié.
Absorption à deux photonsL'absorption à deux photons (ADP) est l'absorption simultanée de deux photons de fréquences identiques ou différentes dans le but d'exciter une molécule dans un état donné (habituellement, l'état fondamental) à un état électronique de plus haute énergie. La différence d'énergie entre ces deux états est égale à la somme des énergies des deux photons. L'absorption à deux photons est un processus de second ordre, de plusieurs degrés de magnitude plus faible que l'absorption linéaire.
Antoni van LeeuwenhoekAntoni van Leeuwenhoek, né le à Delft et mort le dans la même ville, est un commerçant et savant néerlandais, connu pour ses améliorations du microscope et comme l'un des précurseurs de la biologie cellulaire et de la microbiologie. Il a de facto poursuivi l'œuvre de Jan Swammerdam, qui vivait à Amsterdam. Leeuwenhoek développe la technique pour fabriquer des lentilles de microscope d’une qualité et d’une puissance inconnues ailleurs dans le monde scientifique de son époque.
Two-photon physicsTwo-photon physics, also called gamma–gamma physics, is a branch of particle physics that describes the interactions between two photons. Normally, beams of light pass through each other unperturbed. Inside an optical material, and if the intensity of the beams is high enough, the beams may affect each other through a variety of non-linear effects. In pure vacuum, some weak scattering of light by light exists as well. Also, above some threshold of this center-of-mass energy of the system of the two photons, matter can be created.
Photon countingPhoton counting is a technique in which individual photons are counted using a single-photon detector (SPD). A single-photon detector emits a pulse of signal for each detected photon. The counting efficiency is determined by the quantum efficiency and the system's electronic losses. Many photodetectors can be configured to detect individual photons, each with relative advantages and disadvantages. Common types include photomultipliers, geiger counters, single-photon avalanche diodes, superconducting nanowire single-photon detectors, transition edge sensors, and scintillation counters.
