如何使用激光笔测量头发的厚度

这种美丽的光显示出照射人类头发的激光束的衍射图样。

您可以在家中测量一根头发的粗细。 您只需要一个黑暗的房间，一个激光指示器，纸板，胶带和一些数学工具。 当然还有某人的头发。 对于喜欢教育视频的人们-本文基于Frosbite Theatre的视频 。


1.有必要制作一个小的硬纸板框架以放置头发。 我从纸板上切出一个正方形，边长约15厘米，然后在中间切一个小矩形，边长约1x4厘米。

2.从您的头部或志愿者的头上取头发。 确保它足够长，以便可以在内部矩形的两侧用胶带粘贴。 就我而言，头发的长度至少应为5厘米，以便我可以将其两端都粘住。

3.尽可能牢固地将头发粘在框架的两侧，以使头发在切割窗口的中间通过。

4.在黑暗的房间里，离空的墙壁要比一米远。 将框架放在头发前面，然后用激光指示器照在墙上，将指示器立即放在头发后面，以使光线照在头发上。

5.当您照在头发上时，您将看到光如何从头发的两侧散射。


头发会引起激光衍射。 衍射是光波在物体附近（人发或通过纸缝隙）通过的路径的弯曲。 光线的行为就像波浪一样，当遇到头发时，它会分裂成重复的线条。 可以在墙上看到此图。 它的大小与引起散射的物体的大小有关。 这意味着通过测量散射的大小，您可以使用一些数学运算来找出头发的厚度。

6.以厘米为单位测量从头发到指针发光的墙壁的距离。

7.找出指针产生的光的波长。 红色指示器将发出波长约为650 nm的光，而绿色指示器将发出约532 nm的光。 这通常在指针本身上指示。

8.测量墙壁上的光散射。 有必要测量从中心点到第一个可见暗带的距离。 您需要用头发固定指针和框架，或者在测量过程中让某人握住它们。

现在，您已经拥有计算头发粗细所需的所有数据。 确保所有测量都在同一单位中。 例如，我得到以下数字：

• 我的头发和墙壁之间的距离是187厘米。
• 激光波长为650 nm或0.000065 cm。
• 通过测量七根头发获得的平均光散射：2.2厘米。

然后，将这些值替换为视频中的等式：

$$

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

在此等式中，D是头发直径，m =分散间隔。 我对第一个暗带进行了测量，因此m =1。λ是激光波长，即0.000065 cm。Sinθ是散射角。 可以通过将散射测量值除以从头发到墙壁的距离来计算。 就我而言，这是2.2厘米的平均散射除以187厘米。

以数字形式，等式如下：

$$

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

我得到D = 0.005831厘米或58微米。 人们的头发厚度通常在17到180微米之间，尽管事实证明它比一般的头发略薄，但我们的头发却完全适合其中。

在家尝试一下，然后在评论中分享结果。

关键词

衍射 。 与物体相遇时波浪的曲率。 衍射过程中由波产生的图案可用于确定小物体的结构，例如人发的厚度。

雷射 产生相同颜色的密集相干光束的设备。 激光用于制作孔，切割，对准，引导以及外科手术。

物理学 物质和能量的性质和性质的科学研究。

波长 。 序列中相邻波的两个峰或谷之间的距离。 像所有电磁辐射一样，可见光是一个波，它的波长范围从380 nm（紫）到740 nm（红）。 波长比可见光短的辐射是伽马射线，X射线和紫外线。 具有较长的长度-红外光，微波炉和收音机。