痕迹形成机理-痕迹检验光学基础

立体痕迹的形成机理，承痕客体受外力作用（加载），客体物质分子的正常排列受到压缩式伸张，分子间距发生了改变，客体产生弹性变形。在弹性极限值范围内，应力增加与应变增加成正比，外力取消（卸载），恢复原始形状，此时不形成明显的立体痕迹。但每种材料的应力都有一定的限度，当应力超过其屈服极限时，应变大大增加，承痕客体发生塑性变形，亦称永久变形，此时形成立体痕迹，如用铁锤打击木板形成的坑状痕。如果外力继续增加，超过承痕客体的强度极限值时，客体就会发生断裂或断离，如整体分离痕迹中的木棒受力产生的断裂或分离。不同的材料，其屈服极限值与强度极限值是不同的。因而，相同的外力作用在不同的客体上会造成不同的变形，同一客体受到不同的外力作用也会产生不同的变形。

平面痕迹的形成机理。平面痕迹是靠介质反映出来的，介质是呈现平面痕迹的物质。由于介质有液态的与粉尘状的，两者的物理性质、结构形态与形成痕迹的条件不同，其形成痕迹的机理亦不同。

1.1.2.1　液态介质形成的平面痕迹

第一，液态介质的变量。液态介质形成的平面痕迹，主要是由于液态介质的变量（或称流动）而形成的。当造痕客体表面的介质被承痕客体黏附而形成加层痕迹时，介质是从造痕客体的表面部分地流向承痕客体的表面；反之，承痕客体表面黏附的介质被造痕客体黏附而形成减层痕迹时，介质是从承痕客体的表面部分流向造痕客体的表面。

第二，液态介质变量的基本条件。①接触力。外力效应使造痕客体与承痕客体产生接触才形成痕迹。②液态与固态的分子间距离在分子引力内。根据分子物理学得知，在两个客体贴紧时，液态介质与承痕客体表面产生附着层。附着层受液固两种物质的分子力的共同作用，当液态与固态两者分子间距（作用半径）大于10－8 m时，其液、固之间的分子力表现为引力；而当液、固分子作用半径小于10－10 m时，分子表现为斥力，并且随着分子间距的进一步缩小，斥力将迅速上升。所以当液态与固态分子接触时，其作用半径的数量级应是10－10～10－8 m，发生黏附转移。③异相。异相可以使液、固物质更好地产生附着力，同相物质亦可使液态介质变量，但其变量条件低于异相物质。④液态分子的附着力大于内聚力。当液态介质与固态承痕客体接触时，液态分子的附着力应大于内聚力，这样才可以形成明显的痕迹。(www.xing528.com)

第三，液态介质的变量形式。①浸润型，即液态介质沿着固体表面形成附着层的现象，多出现在液态介质附着力较强承痕客体具有一定吸附力的固体物质上，如普通白纸光滑面上的新鲜的汗手印，其变量形式即是浸润型。②渗透型，即液态介质扩散在固体组织中的现象，如普通白纸上陈旧的手印，其变量形式即是渗透型。渗透的速度视痕迹形成时的条件而异，一般来说，浓度低扩散性高的液态介质渗透速度快；非匀质、不连续、对液态介质吸收能力强的物质渗透速度快。

1.1.2.2　粉尘介质形成的平面痕迹

粉尘介质形成的平面痕迹，主要是由于粉尘介质的变量所致。粉尘介质是粉尘微粒的聚集，之所以能聚集，主要是因为他们带有一定的电荷，相互间存在静电引力。在造痕客体没有接触承痕客体之前，粉尘介质微粒只与造痕客体间存在静电引力；当造痕客体与承痕客体接触后，承痕客体对粉尘介质亦产生静电引力。随着粉尘介质的微粒与承痕客体相互靠近作用半径r在缩小，静电引力加大，粉尘介质的微粒一部分或大部分就可以被承痕客体黏附过去，而显示出粉尘痕迹。静电引力F与电量Q的平方成正比，与作用半径r的平方成反比，即静电量越大，引力越大；两个客体贴得越紧，静电引力越大。