Compte Rendu sur l'épaisseur d'un cheveux

Introduction :

Dans le cadre du chapitre « Science et investigation policière », on cherche à mesurer l’épaisseur d’un cheveu dans le but de le comparer à celui du voleur de chocolat et ainsi de l’identifier. Nous utiliserons pour notre enquête un phénomène physique permettant indirectement la mesure en µm d’éléments microscopiques, la diffraction. On cherche donc à relier l’épaisseur d’un fil et la longueur de la tache principale correspondante.

Matériel :

- laser

- fils de différentes épaisseurs (40, 60, 80, 100 et 120µm)

- des supports de diapositive

- un écran (nous utiliserons une feuille blanche)

- le cheveu dont on souhaite connaître l’épaisseur

Précautions :

Ne pas regarder directement le faisceau laser ni placer sur le trajet un objet réfléchissant (montre, bague) ; le laser produit en effet un faisceau lumineux très directif et de forte puissance lumineuse susceptible d’altérer la rétine de manière irréversible.

Protocole :

- on interpose un fil d’épaisseur e connue sur le trajet du faisceau lumineux sur un support de diapositive

- on mesure la largeur de la tache centrale sur la figure obtenue sur l’écran à l’aide de différents crayons de couleur

- on répète l’opération avec d’autres fils dont on connaît e puis avec le cheveu de Brian, avec D inchangé (D=177cm étant la distance entre le fil et l’écran)

- on réalise un tableau avec les valeurs obtenues

- on réalise ensuite une courbe (voir Interprétation)

- on en déduit par lecture graphique l’épaisseur du cheveu de Brian

- on compare l’épaisseur de son cheveu avec celle du voleur

- PRENOM est-il le voleur de chocolat ?

Définition diffraction : « Phénomène par lequel les rayons lumineux effectuent une déviation lorsqu'ils rasent les bords d'un corps opaque. »

Résultats :

L(cm) e(µm)

1,8 120

2,5 100

3,2 80

3,8 60

6,4 40

Interprétation :

Lecture de données : « La largeur de la tache centrale observable sur la figure de diffraction d’un fil de 120µm est environ égale à 1,8 cm »

Ces données expérimentales nous ont permis de tracer une courbe sur le logiciel Regressi (notamment utilisé lors du lissage de la courbe et de sa modélisation) exprimant la variation de la largeur de la tache centrale en fonction de l'épaisseur du cheveu ou du fil de fer.

Bien que ces données soient cohérentes,

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