Misura dello Spessore Di Un

Capello

ISTITUTO PROFESSIONALE STATALEINDUSTRIA ED ARTIGIANATO

“G.L.Bernini”

Scopo dell’esperienza Scopo dell’esperienza è la

determinazione sperimentale dello spessore di un capello mediante lo studio del pattern di diffrazione da esso prodotto per illuminazione con una sorgente laser.

Individuare una relazione tra la posizione del primo minimo e la distanza capello schermo.

Che cos’è la Diffrazione? La diffrazione è un

fenomeno fisico associato alla propagazione delle onde, come anche la

riflessione, la rifrazione,la diffusione e l'interferenza. È tipica di ogni genere di onda, come il suono, le

onde sulla superficie dell'acqua o le onde

elettromagnetiche, come la luce o le onde radio.

Si verifica ogni volta che una onda incontra

un’apertura o un ostacolo confrontabili alla sua lunghezza d’onda.

Descrizione del MaterialeAl fine di misurare lo spessore di un capello,

abbiamo utilizzato i seguenti materiali:- Banco Ottico- Laser He-Ne (lunghezza d’onda 632.8nm)- Supporto per capello- capello - schermo- Metro(sensibilità di un mm)- Carta Millimetrata- Matita a punta fine

Procedimento Per prima cosa abbiamo fissato il capello

verticalmente al supporto e successivamente abbiamo posizionato il supporto sul banco ottico misurandone la distanza dallo schermo.

Abbiamo puntato il laser sul capello e spento la luce perché era necessario operare in un ambiente buio.

Si poteva notare che l’ostruzione del capello al raggio laser produceva sul muro per effetto della diffrazione, una serie di puntini luminosi intervallati da punti scuri detti minimi, i cui intervalli spaziali risultavano diversi al variare della distanza dallo schermo.

Esecuzione delle misureA questo punto, bisognava calcolare la distanza tra

due minimi successivi.In che modo? E’ bastato misurare con righello la distanza

dal’ultimo minimo estremo a sinistra fino al minimo estremo di destra e dividerla per il numero di minimi totali visibili (circa dodici nel nostro caso). Questa misurazione è stata eseguita con l’aiuto della carta millimetrata che posizionata sullo schermo, ci permetteva di segnare su di essa i minimi visibili, rendendo la lettura più semplice.

Questo procedimento è stato eseguito per cinque volte al variare della distanza dallo schermo

Interpretazione dei Dati

Chiamiamo:

-D: distanza tra il capello e il muro

-Δy: Intervallo minimi (Misura complessiva / ordine dei minimi)

-λ: lunghezza d’onda della luce laser rossa.Grazie alla conoscenza di questi tre dati possiamo ricavare d=spessore del capello, infatti

d= λ*D/ Δy

Elaborazione dati

Con i dati raccolti abbiamo costruito un grafico riportando in ascissa la distanza D dallo schermo ed in ordinata la distanza del primo minimo 𝛥y mediante foglio elettronico. I dati sono risultati compatibili con una rappresentazione su una retta.

D (cm) dy (12 minimi) (cm) dy (minimo di ordine 1) (cm) Errore su dy (cm)83,9 10,4 0,866666667 0,016666667

90 11,3 0,941666667 0,016666667100 12,2 1,016666667 0,016666667110 13,6 1,133333333 0,016666667120 14,5 1,208333333 0,016666667

Grafico dei risultati

80 85 90 95 100 105 110 115 120 1250.8

0.850.9

0.951

1.051.1

1.151.2

1.25f(x) = 0.00946076003774947 x + 0.0798779367289407

D (cm)

dy (

cm)

Conclusioni I dati sperimentali hanno individuato

una relazione di diretta proporzionalità tra:

o La posizione relativa dei minimi e la distanza fenditura – schermo. La pendenza della retta ottenuta ci permette di trovare lo spessore del capello ,infatti avendo utilizzato un laser di lunghezza d’onda pari a 632,8nm :

o y = m * D + q o m = 0.0095± 0.0004 cmo q = 0.08 ± 0.04 cmPoiché l’intercetta q è prossima allo zero

con buona approssimazione possiamo considerare la retta passante per l’origine e quindi dy e D direttamente proporzionali

m = y/D, essendo d= λD/y risultam= λ/d = y/D da cui d = λ/m ;d = 67 ± 3 µm Come si può vedere il valore misurato è

compatibile con i valori noti.

Conclusioni

Componenti Gruppo Di LavoroAlunni IV OB:O Arena Giuseppe, Di Gennaro Alessandro, Di Napoli

Emanuela, Errico Carmen, Martinez Maria Rosaria, Musone Mara, Orsi Gaia, Riccardi Loredana, Vassallo Sara.

Alunni III OA:o Brunetti Stefano, Campanile Marco,

De Crescenzo Antonella, Patacca Giuliana, Ponzi Dario.

Prof. di Fisica e Laboratorio: Silvana IesceProf. di Ottica e Laboratorio: Paolo Ficara

Ipia Bernini – A.S. 2011/12Classe III OA, IV OB

Grazie per l’attenzione

Ipia Bernini – A.S. 2011/12Classe III OA, IV OB