Cristal-Ô-graphie !

Quel est le point commun entre un diamant, le sel de cuisine, des turbines d'avion, des panneaux solaires, le chocolat noir, les roches, un comprimé d'aspirine, une huitre, la craie, une façade en béton, la neige, la Joconde ou encore les puces de nos appareils électroniques ? Ils sont tous constitués, en partie ou totalement, de cristaux. Si on veut étudier, comprendre et modeler la matière qui nous entoure, il est donc indispensable de s'intéresser à la science des cristaux : la cristallographie. Avec l'atelier proposé, divisé en trois sous-ateliers thématiques, nous aborderons différents aspects de cette science et nous découvrirons le monde fascinant des cristaux. Sous atelier 1, cristallisation. Le but de cet atelier est de découvrir la présence des cristaux dans la vie de tous les jours, de voir et de comprendre comment ils se forment et enfin de fabriquer soit même des cristaux ! Quelques exemples d’expériences : - cristal/pas cristal ? Trouver où sont les cristaux parmi différents objets de la vie de tous les jours - création d’arbres cristallins (découpe des modèles, préparation des solutions, trempe…) - cristallisation de l’acide benzoïque (un conservateur) pour obtenir des cristaux en quelques secondes ! - cristallisation du sulfate de cuivre pour obtenir de beaux cristaux bleus - exposition d’échantillons cristallins - explication des phénomènes Sous atelier 2, ordre et symétrie. Cet atelier a pour but de comprendre les notions d’ordre et de symétrie, et les appliquer au monde des cristaux. Nous visualiserons les symétries sur des modèles en bois et en carton (ou papier) pour comprendre comment on classe les minéraux en fonction de leurs formes. Nous comparerons ensuite les modèles aux cristaux réels. Manipulations proposées : - construction de modèles moléculaires de cristaux (diamant/graphite/fullérène…) : structures et propriétés - construction des modèles 3D papier de polyèdres afin de visualiser les symétries et classes cristallines - pavage d’une surface avec différentes formes symétriques : est-ce possible en mélangeant toutes les formes ? - Exposition d’échantillons cristallins, comparaison avec les modèles papier Sous atelier 3, diffraction. Au cours de cet atelier nous essaierons de comprendre les phénomènes de diffraction/interférence et leurs applications aux rayons X et aux structures ordonnées (les cristaux) pour voir l’invisible ! Les manipulations proposées : - diffraction de structures ordonnées à l’aide d’un banc optique (diapositives, pointeur laser 5mw) - explication du phénomène - reconstitution de l’objet ’invisible’ par calculs simples à partir de son image obtenue par diffraction - reconstitution d’une expérience historique datant de 1953 : le premier cliché de diffraction de l’ADN à l’aide d’un simple ressort et de pointeurs laser - et un cheveu, ça donne quoi ? Expérience sur le banc optique