光的散射特性在工具痕迹检验中的应用分析

巢惠琴+杨振东

摘 要：现在的公安干警在进行破案的时候，要使用微型的破案工具，微小型的破案工具在破案的过程中是十分关键的，但是现在的给公安工作中微小型工具在使用的时候存在着很大的难题，尤其是在提取和检验上，有着很大的技术性难题。本文对光的散射特性在工具痕迹检验中的应用进行分析，为相关的研究提供借鉴。

关键词：光的散射；工具痕迹；应用分析

公安工作在我们的生活中是十分重要的，公安工作需要进行物证的提取和检验，物证的提取和检验工作在痕迹检查中非常关键，公安工作要想将物证的提取工作做好，就要利用微小型工具进行物证的提取和检验，但是我国的公安工作在利用微小型工具对物证的提取方面还存在着很大的缺陷，需要我们重视。本文就是利用光的散射特性对工具痕迹检验进行分析，主要是利用Beckmann光散射理论，将这一理论在工具痕迹检验中合理应用。

1 痕迹检验鉴定方法

在进行痕迹检查的时候，可以根据承痕体表面的粗糙程度不同，将承痕体分为两种，一种是光滑的承痕体，另外一种是粗糙的承痕体，这两种承痕体在痕迹检验的时候是十分重要的，图1和图2是对两种承痕体痕迹检验过程的一个基本的分析。

2 痕迹检验的理论基础

痕迹检验利用的理论是光的散射特性，光的散射特性在工具痕迹检验中是十分重要的，需要我们不断的关注和分析。光在很多的领域都被应用，如果光照照在了表面较为粗燥的物体上，那么粗糙的物体就会出现散射，在散射的过程中也会出现反射，这种情况是遵循着光学规律的，如果是表面较为粗糙的物体，那么有一部分的光就会发生反射，有一部分光发生散射，这部分光会散射到每一个方向，还要在镜面反射的方向上放置观察屏，观察屏主要是便于对这一现象进行观察，在镜面发生了反射的时候，观察屏上就会出现光带，这些光带并不是光单独形成的，而是由无数个光点构成的，这个过程就是由光带构成的粗糙表面的一种图谱。

粗糙的表面与光滑的表面是不同的，如果是光滑的表面，那么镜面散射的光会比较弱，但是需要注意的是其他位置上出现的散射光带较宽，相对于其他方向的光带来说宽度极大，因此可以知道，需要检测的物体，表面越光滑，那么镜面反射的光斑就会变得越来越亮，但是散射的光是相反的，会变得越来越暗，出现了这一情况的主要原因是被检测物体的表面的粗糙程度不同，这样就出现了光能的分布不同，光带也就不同，就是利用这一特性进行的工具痕迹检验。

3 在工具痕迹检验中光的散射特性

3.1 对粗大明显的痕迹进行检定

在对粗大明显的承痕体上进行检测，需要注意的是要对不同的情况分别进行检定，本文是对光滑的弧面、平面承痕体，还有表面粗糙的承痕体进行了研究，如果是弧面承痕体，那么选择的就是光滑的不锈钢杯，不锈钢杯的直径为120mm，如果是平面承痕体需要使用的就是光滑铝带，光滑铝带需要的是100mm×100mm×3mm的铝带，通过具体的实验可以知道，只要承痕体的表面是十分光滑的，那么散射条纹就会非常清晰，也就是说利用光的散射特性在工具痕迹检验中是可能的，利用光的散射原理对工具痕迹检验进行基本的分析，让公安共工作更加的方便，尤其是在案件的破获上，利用微小型工具进行痕迹的检验，使用管血特性进行基本的研究和分析，这样就可以让公安工作顺利的进行。利用光的散射特性，对承痕体进行检验，在使用的过程中是非常方便的，而且还能增加准确性，这就是物理原理的使用。

3.2 使用细小纹线进行对比

细小的纹线用肉眼是不能进行观察的，这样就需要通过特性的方法进行观察。在利用光的散射特性对一些细小的痕迹进行检查的时候，发生散射的条纹使用我们的肉眼是观察不到的，这时就需要使用接收器，接收器的使用就是利用转换原理进行基本的研究，这种方法是利用光电的转化来表现图谱，这种技术就是利用痕迹散射进行图谱的显示，这种转化需要工作人员对相关的知识进行全面的了解，只有合理的应用相关的知识，才能进行改进，否则是无法进行基本的改进的，也会给相关的工作造成影响。以钢板表面高度起伏轮廓曲线为例，假设基准高度是指钢板表面起伏轮廓的平均高度并设其为零，低于基准高度的轮廓用负值来表示，高于基准高度的轮廓用正直来表示。如果样本痕迹与检材痕迹是同一工具所留，则根据同一认定理论，检材痕迹的谱图与样本痕迹的谱图应当完全吻合。

4 检验鉴定的影响因素

本文的理论基础是Beckmann光散射理论，由这一理论可知影响光散射的因素有：承痕体表面粗糙度、入射光的波长、光的入射角度。所以，我们可以认为这三个因素也是影响利用光进行痕迹检验的因素。

4.1 承痕体表面粗糙度

我们运用光的散射特性来检验鉴定工具痕迹的理论基础是Beck-mann标量积分理论，然而Beckmann标量积分理论的物理基础是Helmholtz-Kirchhoff衍射积分。对于光滑表面的光散射，当假设表面粗糙度的均方根偏差σ比入射光波长λ小得多，或者表面是理想反射面时，Beckmann理论给出封闭式的解。上述假设包括的内涵有：首先，低散射假象是标量Helmholtz-Kirchhoff理论成立的前提；其次，这个假设表明，表面粗糙度的斜率远小于1，表面粗糙度的自相关长度远大于入射波长，这就保证了积分中与斜率有关的量、以及有斜率变化引起的入射角改变而导致表面菲涅尔系数的变化等都可以忽略，因而可以通过分部积分得出封闭式的解。

4.2 入射光的波长

根据Beckmann散射理论，表面粗糙度的自相关长度远大于入射波长是产生散射效应的一个重要条件，不同波长的光有不同的适用范围，只有采用适当波长的光进行检测，才可以准确、有效的进行检验鉴定。所以，应当结合痕迹的性质以及散射光采集的条件等多方面的实际情况来确定所使用的光源。

4.3 光的入射角度

散射光能量随入射角度的变化有着明显的变化，随着入射角度的增大，散射光强最大值变得越来越大，能量变得越来越集中。然而散射光强变大、能量变集中是有利于光信号采集的，故检测光源的入射角度对工具痕迹的光学检验有着很大的影响。于犯罪现场痕迹表面的情况千差万别，所以，入射角度也不能一概而论，对于不同情况下的不同痕迹表面，我们应该通过实验，最终确定其最适入射角。

5结论

综上所述，笔者认为应用光的散射特性进行工具痕迹的检验鉴定是可以实现的。一旦这设想得以应用到现实公安工作中，工具痕迹的检验鉴定工作步骤将得到极大地简化，检验精度会得到大幅度的提高。

参考文献

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