Как измерить толщину волоса при помощи лазерной указки / Хабр

Строение волос

Волосы, как и растение, имеют корень и стебель. В нашем случае это корень, который располагается в толще кожи в специальном волосяном мешочке. И как и корень растения, получает  питание от кровеносных сосудов, подходящих к волосяной луковице. Тут же подходит и нерв (это мы хорошо ощущаем при эпиляции) и дополнительная смазка из сальной железы.

1. Количество волос на теле человека насчитывается более 5 миллионов фолликулов на разной стадии развития. На голове человека насчитывается в среднем 130 тысяч волос.2. Диаметр или толщина человеческого волоса в микронах составляет от 80 до 110.3.

Из луковицы выходит собственно стержень волоса. Он может расти под разным углом к поверхности кожи. От 10 до 90 градусов.  И это первый факт. который влияет на внешний вид нашей прически.

Если волосы растут под маленьким углом. то поднять их в пышную прическу будет достаточно сложно. Если волосы как бы стоят дыбом, угол выхода стержня большой, то счастливым обладательницам такого богатства волноваться нечего – у них всегда будет пышная прическа.

Стержень волоса состоит из трех слоев:

1. “Сердцевина” (медулла) – центральная часть волоса. Состоит из клеток, не до конца ороговевших. Может быть частично заполнена воздухом, что помогает регулировать теплопроводность волоса. Медулла есть не во всех волосах. Например в пушковых она отсутствует.
2. Кортекс – это основное вещество волоса. Оно составляет до 85% массы волос. Устроено по типу кабеля. Кортекс – это белок, молекула которого является длинной нитью. Именно эти нити и собраны в тонкие пучки, которые соответственно собраны в более толстые пучки. Как в кабеле. И если белок ваших волос здоров, то и волос будет сильным. А кончики волос – не будут слоиться.
   Надо сказать, что ни какой шампунь убрать секущиеся кончики волос – не помогут. Здесь надо обратить внимание на правильное питание. Особенно страдают этим недугом дамы, сидящие на диетах.
3. Кутикула – защитный слой волоса. Состоит из 5-6 слоев клеток, уложенных в виде черепицы, направленной к концу волоса. Именно от этой черепицы зависит внешний вид Вашего волоса.
   Если “черепица” плотно прижата к кортексу, значит Ваш волос будет блестеть. Так как поверхность волоса будет хорошо отражать лучи света. Как только кортекс будет приподнят – отражение рассеивается – и волос выглядит тусклым.
   Не стоит напоминать, что приподнятая кутикула – это признак не здоровья.
   Чаще всего кутикула поднимается от неправильно ухода, например при мытье головы. При намокании волоса черепица поднимается. Особенно плохо переноситься щелочная среда, которой в большей мере обладает мыло. Но и шампунь в своем составе содержит отрицательно заряженные частицы, которые поднимают кутикулу. Что бы ее “уложить” на место – используйте бальзамы. Они содержать четвертичные амины, вещества с положительными частицами, которые снимают отрицательный заряд и делают волос гладким.

Что бы было более понятно – приведу такой пример – окрашивание волос. Краска, любая в своем составе содержит вещества, которые поднимают кутикулу. И в течении 25-30 минут, пока Вы держите краситель на голове, краска проникает в кортекс и заполняя там пустоты окрашивает Ваш волос.

А теперь вспоминаем – любой производитель в комплекте с краской обязательно предлагает бальзам, который Вы должны нанести на волосы. Он закрывает кутикулу и сохраняет в волосе пигмент краски. А через некоторое время, этот пигмент вымывается при мытье головы. Так как при каждой процедуре Вы поднимаете кутикулу и вымываете из кортекса краситель.

Как измерить толщину волоса при помощи лазерной указки

Этот красивый свет демонстрирует картину дифракции лазерного луча, освещающего человеческий волос

Вы можете измерить толщину единственного волоса в домашних условиях. Вам потребуется только тёмная комната, лазерная указка, картон, клейкая лента и немного математики. И, конечно, чей-нибудь волос. Для тех, кто любит обучающие ролики – статья составлена по мотивам видео от Frosbite Theater.

1. Необходимо изготовить небольшую картонную рамку, на которую нужно поместить волос. Я вырезал из картона квадрат со стороной около 15 см, а потом вырезал в его середине небольшой прямоугольник со сторонами около 1х4 см.

2. Возьмите человеческий волос – со своей головы, или с головы добровольца. Убедитесь, что он достаточно длинный, чтобы его можно было приклеить лентой с обеих сторон внутреннего прямоугольника. В моём случае, длина волос должна была составлять не менее 5 см, чтобы я мог приклеить их с обоих концов.

3. Приклейте волос как можно прочнее с обеих сторон рамки, так, чтобы волос проходил посередине вырезанного окошка.

4. В тёмной комнате встаньте дальше, чем в метре, от пустой стены. Держите рамку с волосом перед собой и посветите лазерной указкой на стену, расположив указку сразу за волосом, так, чтобы свет падал на него.

5. Вы увидите, как свет рассеивается с обеих сторон волоса, когда вы на него светите.

Волос вызывает дифракцию света лазера. Дифракция – это изгибание пути световой волны, проходящей рядом с объектом – с человеческим волосом или через щель в бумаге. Свет может вести себя, как волна, и когда он встречает волос, то разбивается на рисунок из повторяющихся линий. Этот рисунок можно будет увидеть на стене. Его размер связан с размером объекта, вызвавшего рассеяние. А это значит, что измерив размер рассеяния, можно, применив немного математики, узнать толщину волоса.

6. Измерьте в сантиметрах расстояние от вашего волоса до стены, на которую светит указка.

7. Узнайте длину волны света, производимого указкой. Красная указка будет выдавать свет с длиной волны порядка 650 нм, а зелёный – порядка 532 нм. Обычно это указано на самой указке.

8. Измерьте рассеяние света на стене. Нужно померить расстояние от центральной точки до первой видимой тёмной полосы. Нужно либо закрепить указку и рамку с волосом, либо попросить кого-то их подержать во время измерений.

И теперь у вас есть все данные, необходимые для расчёта толщины волоса. Убедитесь, что все ваши измерения сделаны в одних и тех же единицах. У меня, к примеру, получились следующие цифры:

Затем я подставил эти значения в уравнение, взятое из видео:

В этом уравнении D – диаметр волоса, m = интервал рассеивания. Я проводил измерения до первой тёмной полосы, поэтому m = 1. λ — длина волны лазера, то есть 0,000065 см. sin θ — угол рассеивания. Его можно подсчитать, разделив измерение рассеяния на расстояние от волоса до стены. В моём случае это будет среднее рассеяние в 2,2 см, делённое на 187 см.

В числовом виде уравнение получилось таким:

И я получил D = 0,005831 см или 58 мкм. Толщина волос людей обычно находится в промежутке от 17 до 180 мкм, и наши волосы отлично уложились в него, хотя оказались немного тоньше среднего.

Попробуйте это дома и поделитесь результатами в комментариях.

Дифракция

. Искривление волн при встрече с объектом. Рисунок, который выдают волны при дифракции, можно использовать для определения структуры маленьких объектов – например, толщины человеческого волоса.

Лазер. Устройство, создающее плотный луч когерентного света одного цвета. Лазеры используют для проделывания отверстий, резки, выравнивания, в качестве направляющих, а также в хирургии.

Физика. Научное изучение природы и свойств материи и энергии.

Длина волны. Расстояние между двумя пиками или провалами соседних волн в последовательности. В видимый свет, который, как и всё электромагнитное излучение, представляет собой волну, входят волны длиной от 380 нм (фиолетовый) до 740 нм (красный). Излучение с меньшими, чем у видимого света, длинами волн – это гамма-лучи, рентген и ультрафиолет. С большими длинами – инфракрасный свет, микроволны и радио.

Цвет волос

Каждый человек имеет свой цвет волос, который передается ему по наследству от родителей. Но это не совсем так. Передается не цвет, а количество пигмента меланина, который содержится в кортексе. Чем больше этого пигмента, тем темнее у Вас волосы.

С возрастом меланин разрушается и его место занимают пузырьки воздуха. Они и придают седой цвет волосам. При окраске волос, эти пустоты заполняются пигментом. Но не каждый пигмент может вытеснить воздух. Поэтому производитель на коробочке с краской обязательно указывает, может ли данная краска окрасить седые волосы.

Считается, что самое большое количество волос   у блондинок. Второе место занимают рыжеволосые, а последнее, третье – брюнетки.

Продолжим наш разговор за следующей чашечкой…

Жизненный цикл волоса

Срок жизни волоса колеблется от 2 до 5 лет, и этот жизненный цикл состоит из трех стадий. Каждый волосяной фолликул генетически запрограммирован на производство примерно 25-27 волос.

Каждый волос живет по своему «индивидуальному графику», а потому разные волосы в одно и то же время находятся на разных стадиях своего жизненного цикла:

Анаген — непрерывное деление клеток в матриксе волосяного фолликула, в результате которого новые клетки продвигаются к поверхности кожного покрова волосистой части головы. Это период активного роста продолжается в течение 2-5 лет.

Катаген — деление клеток матрицы замедляется и прекращается, волосяной фолликул «впадает в спячку». Волосяная луковица постепенно отсоединяется от волосяного сосочка. Эта фаза длится очень недолго — примерно 1-3 недели.

Телоген — обновление клеток прекращается приблизительно на 3 месяца (время, за которое восстанавливается связь между вновь синтезированной волосяной луковицей и волосяным сосочком, и новый волос входит в фазу анагена). Полностью отделившаяся от дермального сосочка телогеновая луковица приобретает вытянутую форму и начинает двигаться к поверхности кожного покрова волосистой части головы. В период телогена новый волос начинает расти, а старый выпадает.

На волосистой части головы каждого человека расположено в среднем от 100 до 150 тысяч волосяных фолликулов, в которых волосы образуются, растут и из которых затем выпадают. Зная процентное соотношения волос в разных фазах, можно подсчитать величину, характеризующую нормальное выпадение волое. В норме в день мы теряем в среднем 70-80 волос.

Поперечные связи между волокнами волоса

Длинные полипептидные цепи, расположенные в волокнах коркового слоя волоса параллельно друг другу, связываются между собой, образуя поперечные мостики. Если бы не эти ковалентные связи между определенными аминокислотными остатками соседних цепей, то цепи разошлись бы, и волокно распалось. Именно эти поперечные связи придают кератину его уникальные качества: прочность и эластичность.

Дисульфидные связи (связи между двумя атомати серы) являются наиболее прочными, в основном и обуславливая природную прочность волос. На разрыве и последующем восстановлении определенного процента этих связей основан принцип химической завивки волос.

Водородные связи намного слабее дисульфидных, зато их гораздо больше по количеству. Они образуются благодаря взаимному притяжению атомов водорода, расположенных на соседних полипептидных цепях. Эти связи играют важную роль в обеспечении эластичности волос.

Мы рассмотрели только основную информацию о структуре, составе и фазах жизни волоса. Как видите, простым строение волоса не назовёшь.

Материал подготовилЖитный Михаил Валерьевич

18.02.2022 г.

Строение волоса: стержень

В стержне волоса различаются три концентрических слоя.

1. Медулла — центральное мозговое вещество.
   Это центральная часть волосяного стержня, которая представлена у человека не во всех видах волос. Например, в пушковых волосах медулла отсутствует. Мозговое вещество заполняют пузырьки воздуха, благодаря этому волос обладает определенной теплопроводностью. Медулла не играет никакой роли в изменении как химических, так и физических свойств волоса.
2. Кортекс — корковый слой.
   Кортекс — основное вещество волоса (составляет от 80 до 85 процентов его объема), которое состоит из миллионов кератиновых волокон. Они закручены между собой и связаны прочными поперечными связями.
3. Кутикула — наружний слой (покровной, чешуйчатый).
   Кутикула выполняет защитную, барьерную функцию. Она образована шестью-десятью перекрывающимися слоями прозрачных пластинок кератина, связанных между собой как многочисленными поперечными связями, так и липидными прослойками. Кутикула препятствует механическим и физическим воздействиям на волос. Неповрежденная кутикула хорошо отражает свет; волосы блестят, эластичны и не ломаются.

Строение волоса: корень

Каждый волосяной фолликул является независимым образованием со своим собственным ростовым циклом. В разных фолликулах циклы эти не синхронны, иначе у нас выпадали бы все волосы одновременно, тогда как этот процесс протекает постепенно и незаметно.

Волосы состоят в основном из кератина — белка, построенного из аминокислот. Некоторые из этих аминокислот (цистин, метионин) содержат атомы серы.

Примерный химический состав здорового волоса таков:

1. 15% воды;
2. 6% липидов;
3. 1% пигмента;
4. 78% белка;

Если волосы подвергались химическим или физическим воздействиям или обнаруживаются те или иные заболевания, состав волос может изменяться. Например, при частом окрашивании и химической завивке, неграмотном подборе средств для ухода за волосами, злоупотреблении термическими методами укладки, волосы могут терять большой процент влаги.

Виды волос

Мы привыкли при упоминании волос представлять красивую прическу. Но на нашем теле три вида волос:

1. Пушковые – их больше всего на нашем теле. Ребенок рождается только с пушковыми волосами. Длинна таких волос  – 1-1,5 мм. На 2-3 месяце жизни на голове эти волосики начинают замещаться “настоящими” или интердермальными. Это как бы промежуточные волосы.
   Я думаю. что каждая мама помнит, как она мучилась, стричь этот детский пушок или нет? Почему-то считалось, что если их рано подстричь, то “взрослые” волосы будут плохими…
2. Щетинистые.  С этими волосами ребенок может родиться, но в основном, они появляются на второй неделе жизни. Это ресницы, брови, ноздри. Это наша защита.
   Брови защищают от жидкостей, которые могут “литься” с головы – как бы отводят ее потоки.
   Волосы носа, защищают от попадания пыли в дыхательные пути.
   Но самые чувствительные ресницы, которые не только защищают. но и предупреждают о прикосновениях.
3. Терминальные или длинные волосы. Это волосы головы, бороды, груди, половых органов.  Именно этим волосам мы больше всего и уделяем своего времени.

Структура и рост волос

Волосы вырастают примерно на 1-2 сантиметра за месяц. Рост нового волоса начинается от волосяного сосочка, который находится в основании волосяной луковицы.

Клетки делятся внутри коркового вещества (оно образуется средней частью луковицы) — эта зона, прилежащая непосредственно к волосяному сосочку, называется матриксом. По мере продвижения к поверхности кожи головы фолликулярные кератиноциты постепенно теряют свои ядра, уплощаются и ороговевают, заполняясь твердым кератином (кератинизируются).

Среди клеток волосяной луковицы представлены и меланоциты, которые обусловливают естественный цвет волос. В устье волосяного фолликула открывается проток сальной железы, содержащей кожное сало — маслянистую субстанцию, которая выделяется на поверхность кожи волосистой части головы.

Кожное сало, наряду с отшелушенными корнеоцитами эпидермиса и нормофлорой, является основной защитной мантией кожи. Кроме того, оно смазывает волосы, придавая им эластичность, гладкость и, в определенной степени, водоотталкивающую способность.

Аминокислоты

Волосяной стержень по своему строению подобен канату или многожильному электрическому кабелю.

1. Аминокислоты, соединяясь между собой, образуют полипептидную цепь;
2. Полипептидные цепи переплетаются между собой, образуя нити;
3. Нити, объединяясь по несколько штук, формируют протофибриллы;
4. Протофибриллы, обвиваясь друг вокруг друга, образуют макрофибриллы;
5. Макрофибриллы формируют основные волокна кортекса (коркового слоя).

Таким образом, аминокислоты являются строительным материалом для роста здоровых волос.

Незаменимые аминокислоты и другие питательные вещества, необходимые для роста волос, поступают в наш организм с пищей. Они разносятся по всему телу кровотоком и по капиллярам достигают волосяного сосочка. Вот почему долгий путь к здоровым волосам и здоровой коже лежит через соблюдение правильного сбалансированного режима питания.

Что такое 1 мм в см?

Таблица перевода миллиметров в сантиметры

Сколько микронов в тысячной дюйма?

Тысячная часть дюйма – производная единица длины в системе единиц, использующей дюймы. Равная 1⁄1000 дюйма, тысячная часть обычно называется thou / ˈθaʊ / (используется как для единственного, так и для множественного числа) или, в частности, в Северной Америке мил (множественное число mils).

…

Что значит микрон?

Микрометр (международное написание, используемое Международным бюро мер и весов; символ СИ: мкм) или микрометр (американское написание), также широко известный как микрон, является производная единица измерения длины в системе СИ, равная 1 × 10-6 метр (Стандартный префикс СИ «микро-» = 10-6); то есть одна миллионная метра (или одна …

Какой размер 2 см в мм?

Таблица перевода сантиметров в миллиметры

Сколько микрон в микрометре?

Таблица микрон в микрометр

5 микрон больше 10 микрон?

Этот рейтинг фильтрует немного меньше, чем рейтинг 5 микрон. Фильтры с рейтингом 10 микрон могут удалять из жидкости некоторые невидимые материалы, но не бактерии или вирусы. Однако 10 микрон – это все еще очень маленький и могут принести пользу многим отраслям промышленности, от нефтяной до химической, благодаря своей способности фильтровать такой объем.

Как измерить микрон?

Есть много разных методов, которые можно использовать для измерения микрона. Самый простой из них требует использования оптический микроскоп и предметный столик (предметное стекло) микрометр. Включите источник света микроскопа и поместите предметный столик-микрометр на предметный столик. Поверните револьверную головку на минимальное увеличение микроскопа.

2 микрона лучше 10 микрон?

Racor рекомендует использовать только 2-микронный фильтр. используемый в фильтрах конечной или вторичной очистки, где топливо сначала фильтруется первичным фильтром. … Racor говорит, что 10-микронный фильтр можно использовать в качестве фильтра предварительной очистки для топлива, которое, как известно, имеет хорошее качество.

Что означает μ в математике?

μ = (Σ Xi ) / N. Символ μ обозначает среднее значение населения. Символ Σ Xi’представляет собой сумму всех баллов, имеющихся в популяции (скажем, в данном случае) X1 X2 X3 и так далее. Символ «N» обозначает общее количество особей или заболевших в популяции.

Что такое микроны в вакууме?

Микрон – это единица измерения, которая начинается с идеального вакуума (без давления) и выражается линейными приращениями. Один дюйм = 25,4000 микрон, таким образом один микрон = 1/25,400 XNUMX дюйма. Когда речь идет о вакууме в микронах, это относится к общему АБСОЛЮТНОМУ давлению, а не к МАНОМЕТРУ.

Как отмерить 10 мм?

Запишите номер последнего полного сантиметра измерения. Умножение этого числа на 10 преобразует единицу измерения в миллиметры и скажет вам, как долго ваш объект в миллиметрах до этого момента. Если последнее измерение в сантиметре показывает 1, умножая это на 10 даст вам 10, так как 1 см = 10 мм.

Что такое фильтр на 1 микрон?

Средний размер отверстий между кусками фильтрующего материала представлен в микронах. … Бактерии имеют размер от 0.2 до 2 микрон в ширину или диаметр и от 1 до 10 микрон в длину для несферических видов, поэтому фильтр с 1 микрон удалит большинство бактерий и кист.

Сколько микрон в сигарете?

Какого размера частицы табачного дыма? Наиболее распространенный диапазон размеров частиц табачного дыма (и, кстати, дыма марихуаны): 0.3 в 0.5 микроноднако большое количество наиболее вредных частиц имеют размер всего 0.1 микрона.

Что больше мм или см?

Миллиметр – это единица длины, равная одной тысячной метра, а сантиметр – это единица длины, равная одной сотой метра. … Хотя оба используют счетчик в качестве основного блока, сантиметр в десять раз больше миллиметра.

Сколько микрон в малярном фильтре?

В красках обычно используются фильтровальные мешки и фильтрующие картриджи для удаления частиц различного размера. от 0.5 до 70 мкм. Микрон представляет собой размер 0.001 миллиметра или 0.000039 дюйма.

Сколько микрон в топливном фильтре?

Фильтр тонкой очистки топливной системы (после насоса): 1 до 40 микрон. Производители высокопроизводительных топливных форсунок рекомендуют фильтр 10 микрон или более тонкой очистки.

Что такое 10 микрон?

10 мкм – Капля тумана или капля воды в облаке. 10 мкм – диаметр эритроцита человека. 10-12 мкм – Толщина полиэтиленовой пленки. 10-55 мкм – Толщина волокна овечьей шерсти.

Вы видите 5 микрон?

Размеры частиц

Один микрон равен одной миллионной метра или 1/26,000 дюйма. В среднем человеческий глаз не могу увидеть частицы размером менее 50–60 микрон.

Что такое микронный символ?

Микрометр. Микрометр, также называемый микроном, метрическая единица измерения длины, равной 0.001 мм или примерно 0.000039 дюйма. Его символ мкм.

Что больше 50 микрон или 100 микрон?

50 микрон меньше 100 микрон.