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Le Topic de la Physique

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met cheveux font genre 35-40 cms , je peut donc facilement les manipuler

 

 

 

mais sinon , nan j'ai pas fait ca , j'ai mis au hazard , tout en restant logique

 

Modifié par mitkiln

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COMMENT MESURER L'ÉPAISSEUR D'UN DE VOS CHEVEUX ?


Voici vos réponses au sondage :


post-30360-0-08330100-1372621718_thumb.p


La majorité d'entre vous pense que l'on peut effectuer cette mesure avec un verre d'eau salée. Ce n'est pas la bonne réponse, il est impossible de mesurer l'épaisseur d'un cheveu comme ça :dtc:

La bonne réponse était : avec un pointeur laser.


Félicitations aux trois personnes qui ont répondu correctement !


C'est en effet avec un pointeur laser que l'on va mesurer l'épaisseur d'un cheveu. Vous vous demandez sans doute comment. En effet, cela peut sembler bizarre au premier abord.


C'est grâce à un phénomène optique appelé diffraction que l'on pourra effectuer cette mesure. Quand on place une fine fente ou un fil fin devant un faisceau laser (ou n'importe quelle autre source lumineuse d'ailleurs), le comportement du faisceau change. On pourrait penser que l'on observera juste un faisceau avec l'ombre du fil ou de la fente, mais non. On observe ce que l'on appelle des franges, c'est à dire des "traits" de lumière dont l'espacement dépend de la largeur du fil.


Q2-Single-Slit-Diffraction.jpg


Un faisceau laser diffracté


Ces franges de lumières sont d'une part assez grandes, nombreuses (faciles à mesurer donc), et surtout dépendent de l'épaisseur du fil/fente que l'on a placé devant le laser. Elles sont liées par une formule mathématique, ce qui permet de remonter à l'épaisseur de la fente/fil, dans notre cas à l'épaisseur du cheveu.


J'ai fait l'expérience pour vous :yes:


J'ai donc mis en place un "pointeur" laser, devant lequel j'ai attaché un de mes cheveux (avec du scotch), je pense que vous arriverez à le voir sur la photo ci-dessous. Le laser est placé à 2,70 m de l'écran. Voici la photo du laser éteint.


post-30360-0-70773400-1372621784_thumb.p

Pour info, mon laser a une longueur d'onde de 635nm et une puissance de 10-3 W. Voici ce que cela donne une fois le laser allumé (je pense que vous verrez mieux le cheveu sur cette photo :


post-30360-0-56212100-1372621872_thumb.p

On pointe ensuite le laser en direction de l'écran, et on fait le noir pour mieux voir. Comme attendu, on observe bien plusieurs franges :


post-30360-0-89247100-1372622078_thumb.p

Il ne reste plus qu'à mesurer la longueur de la tache centrale. Pour plus de précision, on mesure le maximum de taches possible. Je trouve 41,1 cm pour 21 taches. La taille de la tache centrale est donc de (8,22 x 10-1) / 21 m.


La relation est donnée par la formule suivante :

post-30360-0-35575800-1372622015.png


post-30360-0-87358100-1372622015.png

d est la longueur de la tache centrale, λ est la longueur d'onde du laser (ici, 635 nm), D est la distance entre le laser et l'écran et a est l'épaisseur du fil.


Il ne reste plus qu'à remplacer les lettres par les nombres :

 

post-30360-0-46543100-1372622016.png

Ceci nous donne un résultat de 87,6 µm. Donc c'est très fin :)


Voilà comment vous pouvez mesurer l'épaisseur de choses très fines très précisément.

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Je vous invite à la faire également :)

 

Vous pouvez même faire autre chose que des cheveux, ce n'est qu'un exemple. Un fil en nylon, une toile d'araignée, etc... Il n'est pas nécessaire de coller le fil au laser.

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