头发衍射计算器

观察相干激光绕过发丝时产生的衍射，就能以非接触方式测量头发。虽然头发是不透明障碍物，而不是开放狭缝，但根据巴比涅原理，它的远场衍射图样与等宽狭缝具有相同的条纹间距。明暗相间的图样展开在远处屏幕上，其间距足以用于估算头发直径。 在小角度条件下，相邻条纹间距等于激光波长乘以头发到屏幕的距离，再除以头发直径。变形后可得：直径等于波长乘距离再除以条纹间距。本计算器接受以纳米表示的波长、以米表示的屏幕距离和以毫米表示的条纹间距。单位换算后，数值关系可简化为：波长的纳米数乘距离的米数，再除以间距的毫米数，所得结果以微米表示。 典型可见光激光的波长约为 400 至 700 纳米，人类头发直径通常约为 17 至 180 微米。例如，波长 650 纳米的红色激光、两米的屏幕距离和 20 毫米条纹间距，对应 65 微米的头发。头发越粗，条纹越密；屏幕距离或波长越大，图样展开得越宽。 测量方法会显著影响精度。将一根头发竖直固定在光束中，保持屏幕与光束垂直，并测量头发到屏幕的距离。不要只测一个很小的间隔，而应跨越多个相邻条纹间距测量，再除以间隔数量，以减少读尺误差。在昏暗房间操作，使图样清晰可见，且不要将宽大的中央区域误当成一个普通的相邻条纹间隔。 公式使用小角度近似，当屏幕距离远大于条纹间距及头发直径时效果良好。对于异常宽的图样，采用精确角度计算可能更合适。头发并非总是圆形或粗细均匀，因此转动发丝可能测得不同的表观直径。最重要的是，绝不要直视激光束，也不要将其指向他人、反光表面、车辆或飞机。请使用低功率教学激光器，控制反射，并遵守其安全说明。