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OBSERVER LE MOUVEMENT
BROWNIEN
Martial Aude et Jean-Claude Desarnaud
Professeurs
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Le mouvement Brownien est le
nom donné aux mouvements aléatoires de particules de petites dimensions (quelques
micromètres) sous l'effet des impacts des molécules du fluide dans lesquelles elles sont
en suspension.
Matériel
nécessaire à une observation collective :
- Caméscope connecté en direct sur un
téléviseur ou mini-caméra
- Microscope optique permettant un grossissement d'environ 400 x (objectif SP40 et
oculaire P.10x), équipé de sa source de lumière.
- Manchon en tissu sombre.
- Lame et lamelle de verre.
- Lait entier.
- Compte-gouttes.
Protocole
expérimental
Réglages du matériel d'observation
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Disposer sur la platine du microscope une
lame de verre portant une préparation quelconque qui servira aux réglages.
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Faire la mise au point à l'il, en choisissant des grossissement
croissants jusqu'à 400 fois.
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Fixer le caméscope sur un pied photographique et le raccorder à la prise
péritel du téléviseur ou d'un magnétoscope.
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Disposer son objectif tout contre l'oculaire du microscope en veillant à aligner les axes optiques des deux instruments.
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Pour éliminer les lumières parasites, entourer d'un manchon en tissu sombre le
raccord optique entre le microscope et le caméscope.
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Régler l'orientation, l'intensité et la focalisation de la source de lumière
du microscope.
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Jouer sur le zoom du caméscope pour tenter d'obtenir une image grande et
suffisamment lumineuse sur l'écran du téléviseur.
Préparation de l'émulsion
Le lait est une émulsion
qui contient en suspension, entre autres substances, de microscopiques globules de graisse
dont les dimensions vont de 1 à 10 µm.
Tel quel, le lait donnerait une préparation opaque : il faut
le diluer de 10 à 30 fois dans de l'eau distillée.
Déposer une goutte de lait dilué sur la lame, recouvrir avec
la lamelle et disposer la préparation sur le porte objet du microscope.
Affiner la mise au point de l'image grâce à la molette du
microscope.
Observation et enregistrement
| Généralement
on observe d'abord un mouvement d'ensemble des globules de graisse, ce mouvement est dû
à la convection provoquée notamment par le dispositif d'éclairage qui chauffe la
préparation.
A ce mouvement d'ensemble se superpose un mouvement aléatoire,
rapide et de faible amplitude de chacune des particules qui, lui, est dû aux chocs des
molécules d'eau sur les globules de graisse. |
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L'enregistrement du mouvement Brownien sur
le graphe ci contre a été obtenu en repassant l'enregistrement vidéo image par image
sur une durée de 3 secondes. L'origine du repère est lié à l'un des globules; on a
relevé pour chaque image la position relative d'un autre globule. |
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