Détermination du diamètre d'un cheveu

TP n°3 (Physique)

 Objectifs du TP :-  Utiliser une propriété de la lumière lorsque celle-ci rencontre un obstacle de très petite dimension.

  - Construire une courbe d’étalonnage

  - Imaginer une méthode pour mesurer l’épaisseur d’un cheveu.

  Attention ! : Il ne faut jamais regarder directement le faisceau de lumière d’un laser (risque de lésion de la rétine entraînant

                       la cécité).

  I°) Etude qualitative :

 * Chaque binôme éclaire un écran avec un laser, placé à environ 2 m.

    Observer et interpréter.

 * L’écran est éloigné : que se passe t-il ?

 Justifier l’intérêt d’utiliser un laser (au vue des observations ci-dessus)

 * Interposer un fil de cuivre de diamètre connu, sur le trajet du faisceau laser, à quelques centimètres de la source (cf

    schéma ci-dessus).

 * Regarder la figure obtenue.

                                                                              D= 2 à 3 m                                                           écran

                                       fil de cuivre

   laser                    

       quelques cm

 - Représenter le montage précèdent vu de dessus (dessiner uniquement la source lumineuse, le fil de cuivre (sans

   son cadre) et l’écran).

   - En utilisant les connaissances du cours « Lumière et mesure de distances (chapitre 2 de physique) », dessiner la

    figure que vous pensiez obtenir sur l’écran (en vous servant de la vue de dessus).

  - Essayer de donner une explication de la figure obtenue.

 II°) Etude quantitative  :

Durant toutes ces manipulations la distance entre les différents objets devra rester constante. Vous ne pouvez que déplacer

 les objets perpendiculairement aux bords de la table.

* Chaque binôme réalisera deux mesures concernant la largeur L de la tache centrale. :

- l’une avec un fil de cuivre de diamètre connu.

- l’autre avec un cheveu tendu sur un cadre de

diapositive dont on a ôté le film.

* Surtout ne pas toucher le fil de cuivre (très fragile) .

* Assurer vous que le fil comme le cheveu sont bien sur le trajet du faisceau laser.

* Chaque binôme ira reporter ses 2 mesures sur le tableau de la classe.

    Remplir le tableau ci-dessous :

       -   Faire le graphique donnant L (largeur de la tache) en fonction du diamètre des fils de cuivre (L en ordonnée ,le

           diamètre en abscisse).

      - On souhaite utiliser cette courbe pour mesurer le diamètre d’un cheveu. Proposer un mode opératoire (le faire

        valider par le professeur) puis le réaliser.

      - En déduire le diamètre du cheveu que vous avez utilisé.