Cara mengukur ketebalan rambut dengan laser pointer

Cahaya yang indah ini menunjukkan pola difraksi dari sinar laser yang menerangi rambut manusia.

Anda bisa mengukur ketebalan satu rambut di rumah. Anda hanya perlu ruangan gelap, laser pointer, kardus, lakban dan beberapa matematika. Dan, tentu saja, rambut seseorang. Bagi mereka yang suka video pendidikan - artikel ini didasarkan pada video dari Frosbite Theatre .


1. Anda perlu membuat bingkai karton kecil untuk meletakkan rambut. Saya memotong persegi dari karton dengan sisi sekitar 15 cm, dan kemudian memotong persegi panjang kecil di tengahnya dengan sisi sekitar 1x4 cm.

2. Ambil rambut manusia - dari kepala Anda, atau dari kepala sukarelawan. Pastikan itu cukup panjang sehingga bisa dilem dengan selotip di kedua sisi persegi panjang bagian dalam. Dalam kasus saya, rambut harusnya setidaknya 5 cm sehingga saya bisa menjepitnya di kedua ujungnya.

3. Tempelkan rambut sekencang mungkin di kedua sisi bingkai, sehingga rambut melewati bagian tengah jendela yang terpotong.

4. Di ruangan gelap, berdiri lebih jauh dari satu meter dari dinding kosong. Pegang bingkai dengan rambut di depan Anda dan bersinar dengan laser pointer di dinding, menempatkan pointer segera setelah rambut sehingga cahaya jatuh di atasnya.

5. Anda akan melihat bagaimana cahaya tersebar dari kedua sisi rambut ketika Anda bersinar di atasnya.


Rambut menyebabkan difraksi sinar laser. Difraksi adalah pembengkokan jalur gelombang cahaya yang lewat di dekat objek - dengan rambut manusia atau melalui celah di kertas. Cahaya dapat berperilaku seperti gelombang, dan ketika bertemu rambut, ia pecah menjadi pola garis yang berulang. Gambar ini bisa dilihat di dinding. Ukurannya terkait dengan ukuran objek yang menyebabkan hamburan. Dan ini berarti bahwa dengan mengukur ukuran hamburan, Anda dapat, menggunakan sedikit matematika, mencari tahu ketebalan rambut.

6. Ukur dalam sentimeter jarak dari rambut Anda ke dinding tempat penunjuk bersinar.

7. Cari tahu panjang gelombang cahaya yang dihasilkan oleh pointer. Pointer merah akan memberikan cahaya dengan panjang gelombang sekitar 650 nm, dan hijau - sekitar 532 nm. Ini biasanya ditunjukkan pada pointer itu sendiri.

8. Ukur hamburan cahaya di dinding. Adalah perlu untuk mengukur jarak dari titik pusat ke strip gelap pertama yang terlihat. Anda harus memperbaiki penunjuk dan bingkai dengan rambut, atau meminta seseorang untuk memegangnya selama pengukuran.

Dan sekarang Anda memiliki semua data yang diperlukan untuk menghitung ketebalan rambut. Pastikan semua pengukuran Anda berada di unit yang sama. Misalnya, saya mendapat nomor-nomor berikut:

• Jarak antara rambut saya dan dinding adalah 187 cm.
• Panjang gelombang laser adalah 650 nm, atau 0,000065 cm.
• Rata-rata hamburan cahaya diperoleh dengan mengukur tujuh rambut: 2,2 cm.

Lalu saya mengganti nilai-nilai ini dalam persamaan yang diambil dari video:

$$

$$D = {{m \ lambda} \ over {sin \ theta}}$$

Dalam persamaan ini, D adalah diameter rambut, m = interval dispersi. Saya melakukan pengukuran pada pita gelap pertama, jadi m = 1. λ adalah panjang gelombang laser, yaitu 0,000065 cm. Sin θ adalah sudut hamburan. Ini dapat dihitung dengan membagi pengukuran hamburan dengan jarak dari rambut ke dinding. Dalam kasus saya, ini akan menjadi hamburan rata-rata 2,2 cm dibagi dengan 187 cm.

Dalam bentuk numerik, persamaannya adalah sebagai berikut:

$$

$$D = {{1 (0,000065)} \ lebih dari {2,2 / 187}}$$

Dan saya mendapat D = 0,005831 cm atau 58 mikron. Ketebalan rambut manusia biasanya berkisar antara 17 hingga 180 mikron, dan rambut kita sangat cocok dengan itu, meskipun ternyata sedikit lebih tipis dari rata-rata.

Coba ini di rumah dan bagikan hasilnya di komentar.

Kata kunci

Difraksi . Lengkungan ombak saat bertemu dengan suatu benda. Pola yang dihasilkan oleh gelombang selama difraksi dapat digunakan untuk menentukan struktur benda kecil - misalnya, ketebalan rambut manusia.

Laser Perangkat yang menghasilkan sinar padat cahaya yang koheren dengan warna yang sama. Laser digunakan untuk membuat lubang, memotong, meluruskan, sebagai panduan, serta dalam operasi.

Fisika Studi ilmiah tentang sifat dan sifat materi dan energi.

Panjang gelombang . Jarak antara dua puncak atau kemiringan gelombang yang berdekatan secara berurutan. Cahaya tampak, yang, seperti semua radiasi elektromagnetik, adalah gelombang, termasuk gelombang dengan panjang mulai dari 380 nm (ungu) hingga 740 nm (merah). Radiasi dengan panjang gelombang lebih pendek dari cahaya tampak adalah sinar gamma, sinar-x dan sinar ultraviolet. Dengan panjang panjang - cahaya inframerah, gelombang mikro dan radio.