Mesure de la taille du cheveu par diffraction 1 Dispositif La source lumineuse monochromatique utilisée est un laser de lumière rouge hélium-néon (He-Ne)
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Introduction :
Les enquêteurs ont retrouvé un cheveu sur la victime et veulent savoir s"il appartient à l"un des
suspects. Ils ont alors soumis cet échantillon à des experts afin d"en déterminer la provenance.
Afin de savoir si le cheveu appartient à l"un des 3, les enquêteurs ont fait un prélèvement de cheveux
sur eux. Votre travail consistera à analyser ces cheveux afin de déterminer la provenance du cheveu
retrouvé sur la victime.I. Mesure de la taille du cheveu au microscope
1. Objectif :
Réaliser, à l"aide de fils calibrés, une courbe d"étalonnage qui nous permettra de déterminer, par
comparaison, le diamètre des cheveux trouvés.2. Dispositif expérimental :
Choisir un objectif sur lequel est gravé des graduations (au dixième de millimètre) Orienter le miroir afin d"obtenir une bonne luminositéPlacer sur la platine un fil de diamètre connu
Abaisser l"ensemble objectif-oculaire à l"aide de la grosse vis de mouvement rapide pour faire parvenir l"objectif au plus près du fil en examinant l"opération sur le coté (schéma n°1)
Remonter progressivement l"ensemble avec la même vis en regardant à travers l"oculaire jusqu"à ce que l"image apparaisse nette. (schéma n°2) Affiner avec la petite vis de mouvement lent.Observer alors simultanément le fil et les graduations présente sur l"oculaire à travers le microscope.
On peut ainsi, en tournant légèrement l"oculaire, faire correspondre au diamètre " a », très petit du fil,
un nombre D de graduations (10 petites graduations correspondent à 1mm)3. Mesures
Réaliser des mesures pour différents fils calibrés et consigner les résultats dans le tableau ci-dessous :
a (m)D (graduations)
Réaliser les mesures de D pour les cheveux prélevés sur la scène de crime et sur les suspects
Victime / suspects
D (graduations)
a (m)4. Exploitation
Tracer sur REGRESSI (ou sur papier millimétré), la courbe d"étalonnage D = f(a), il s"agit de la
courbe donnant les variations de D en fonction de a. Tracer l"allure de la courbe sur votre feuille. A l"aide de cette courbe déterminer l"épaisseur des cheveux et compléter le tableau n°2CONCLURE
THEME : SCIENCE ET INVESTIGATION POLICIERE
ANALYSE DE L"INDICE N°3 : LE CHEVEU MPS 2ndeD ~ 1 m
filLASER Ecran
d=quelques D L/2II. Mesure de la taille du cheveu par diffraction
1. Dispositif
La source lumineuse monochromatique utilisée est un laser de lumière rouge hélium-néon (He-Ne) dont la longueur d"onde dans le vide vaut llllR. Un écran est
placé perpendiculairement à la direction du faisceau laser, de telle sorte que la tache lumineuse se forme au centre de l"écran. A environ 10 cm de la source, on interpose sur le trajet du faisceau laser un fil vertical de diamètre a. L"écran, placé à la distance D de la fente, est unpapier millimétré calque observé avec une caméra. L"image est renvoyée sur un écran de télévision.
Ne jamais regarder directement le faisceau laser sous peine de détérioration de la rétine. Ne jamais le diriger vers les yeux d"un expérimentateur2. Figure observée
Le phénomène observé ici s"appelle la diffraction de la lumière par un fil. La figure observée est la figure de diffraction.Décrire à l"aide d"un schéma la figure
observée. La figure observée dépend elle du diamètre du fil? En quoi le phénomène est-il en contradiction avec la propagation rectiligne de la lumière ?3. Mesures
On interpose entre le laser rouge et l"écran des fils calibrés de différents diamètres a. L"écran est placé
à la distance D =
1m du fil.
Pour chaque diamètre de fil, mesurer la largeur L de la tache centrale et compléter le tableau ci-
dessous : a (m) L (m) q = L2D (rad)
1 a (m-1)Réaliser les mesures de L pour les cheveux prélevés sur la scène de crime et sur les suspects et
compléter les deux premières lignes du tableauVictime / suspect :
L (m) q = L2D (rad)
1 a (m-1) a (m)4. Exploitation
Tracer sur REGRESSI la courbe q = f(())
1 a, évolution de l"écart angulaire q en fonction de l"inverse de la largeur a du fil. Tracer l"allure de la courbe sur votre feuille.Repérer sur la courbe l"écart angulaire obtenu avec les cheveux de la victime et des suspects et en
déduire l"épaisseur " a » des cheveux. Compléter le tableau n°2