Détermination de l'épaisseur d'un cheveu par diffraction

TP : DETERMINATION DE L’EPAISSEUR D’UN CHEVEU
Un cheveu est trop fin pour pouvoir mesurer son épaisseur à l’aide d’une règle.
Pour effectuer cette mesure, nous allons utiliser un phénomène optique : le phénomène de diffraction.
I) OBTENTION D’UNE FIGURE DE DIFFRACTION
Montage :
Obstacle
LASER
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>
Ecran
D = 2 a 3 m
l=quelques cm
LASER : ATTENTION AUX YEUX !
NE JAMAIS METTRE SON ŒIL SUR LE TRAJET DU RAYON LUMINEUX.
II) CONSTRUCTION D’UNE COURBE D’ETALONNAGE
Matériel : 4 fils de différents diamètres d : d1, d2, d3, d4 en µm
1°) Positionner le matériel comme sur la figure et ne plus toucher les réglages. Penser à noter les mesures D et l.
2°) Observer les figures de diffraction pour les 4 fils de diamètres connus notés «d » :
Discussion et conclusion.
3°) Mesurer, pour chaque fil de diamètre connu «d » , la largeur « L » de la tache centrale de diffraction. Les introduire
dans un tableau.
4°) Tracer la courbe L = f ( d ), c’est à dire les variations de « L » en fonction de «d ».
III) DETERMINATION DU DIAMETRE D’UN CHEVEU
La courbe d’étalonnage construite précédemment va nous permettre de déduire le diamètre inconnu du cheveu.
1°) Fixer le cheveu à mesurer dans le cache diapo
2°) Former sur l’écran la figure de diffraction que donne le cheveu.
3°) Mesurer la largeur « L » de la tache centrale de diffraction.
4°) Se reporter à la courbe d’étalonnage pour lire d du cheveu.
5°) En déduire le diamètre « d » du cheveu.
6°) Vérification mathématique : d = (2D) / L où  est la longueur d’onde du laser. (La valeur de la longueur d’onde
du laser est à lire sur le boîtier, face avant, coté étiquette jaune)