Калькулятор дифракции волоса

Человеческий волос можно измерить бесконтактно, наблюдая дифракцию когерентного лазерного света вокруг него. Хотя волос — непрозрачное препятствие, а не открытая щель, принцип Бабине утверждает, что в дальней зоне расстояние между полосами такое же, как у щели равной ширины. На удалённом экране возникает чередование светлых и тёмных полос, по интервалу между которыми можно оценить диаметр волоса. При малых углах интервал между соседними полосами равен длине волны лазера, умноженной на расстояние от волоса до экрана и делённой на диаметр. После преобразования диаметр равен произведению длины волны и расстояния, делённому на интервал полос. Калькулятор принимает длину волны в нанометрах, расстояние в метрах, а интервал в миллиметрах. Перевод единиц упрощается: длина волны в нанометрах, умноженная на расстояние в метрах и делённая на интервал в миллиметрах, даёт численный результат в микрометрах. Типичный видимый лазер имеет длину волны примерно от 400 до 700 нанометров, а диаметр человеческого волоса часто составляет от 17 до 180 микрометров. Например, красный лазер с длиной волны 650 нанометров, экран на расстоянии двух метров и интервал 20 миллиметров дают диаметр 65 микрометров. Чем толще волос, тем ближе полосы; увеличение расстояния до экрана или длины волны раздвигает картину. Техника измерения сильно влияет на точность. Закрепите один волос вертикально поперёк луча, расположите экран перпендикулярно лучу и измерьте расстояние от волоса до экрана. Вместо одного малого интервала измерьте сразу несколько соседних и разделите на их количество. Это снижает погрешность отсчёта по линейке. Работайте при приглушённом освещении и не путайте широкую центральную область с одним обычным интервалом между соседними полосами. Уравнение использует приближение малых углов, хорошо работающее, когда расстояние до экрана намного больше интервала полос и диаметра волоса. Для очень широкой картины предпочтительнее точный угловой расчёт. Волос не всегда круглый и равномерный, поэтому при повороте его видимый диаметр может измениться. Главное — никогда не смотрите в лазерный луч и не направляйте его на людей, отражающие поверхности, транспорт или воздушные суда. Используйте маломощный учебный лазер, контролируйте отражения и соблюдайте инструкцию по безопасности.