ISTITUTO PROFESSIONALE STATALE
INDUSTRIA 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 Materiale
Al 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 misure
A 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
D (cm)
83,9
90
100
110
120

dy (12 minimi) (cm) dy (minimo di ordine 1) (cm) Errore su dy (cm)
10,4
0,866666667
0,016666667
11,3
0,941666667
0,016666667
12,2
1,016666667
0,016666667
13,6
1,133333333
0,016666667
14,5
1,208333333
0,016666667
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.
Grafico dei risultati
y = 0.0095x + 0.0799
1.25
1.2
1.15
dy (cm)
1.1
1.05
1
0.95
0.9
0.85
0.8
80
90
100
110
D (cm)
120
130
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 :
Conclusioni
y = m * D + q
m = 0.0095± 0.0004 cm
q = 0.08 ± 0.04 cm
Poiché 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 risulta
m= 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.
o
o
o
Componenti Gruppo Di Lavoro
Alunni 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 Iesce
Prof. di Ottica e Laboratorio: Paolo Ficara
Ipia Bernini – A.S. 2011/12
Classe III OA, IV OB
Grazie per l’attenzione
Ipia Bernini – A.S. 2011/12
Classe III OA, IV OB