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确凿证据

表面计量技术如何揭示最细微的法医细节

法医学通过分析物证提供科学依据,在刑事司法体系中发挥着至关重要的作用。在调查过程中,证据会在犯罪现场或从相关人员处收集,随后在犯罪实验室进行分析,最后将分析结果提交法庭。

表面计量学(测量科学)可用于研究表面的最细微物理特征。这些最细微的信息可用于揭示表面是如何形成的。

宏观尺度弹道工具痕迹鉴定

当枪支发射子弹时,枪管内壁的特征痕迹会转移到子弹上,导致子弹发生塑性变形。击针击中子弹的底火帽,点燃底火,进而引发主推进剂的燃烧。主推进剂推动略大于枪管内径的子弹穿过枪管,在此过程中,子弹被枪管内壁的膛线痕迹塑形。 与此同时,弹壳会被推入枪管的膛口面,从而在弹壳底缘留下加工痕迹。最后,弹壳从枪械的膛室中被抽出,在弹壳上留下另一处压痕。

图1:每个弹痕所包含的各种空间尺度信息,与关于其发射枪支的信息组相关。大尺度的信息与枪支的加工工艺相关,因此可用于确定枪支的制造商。小尺度的空间信息可能仅属于某一把特定枪支,且源于该枪支的使用或存放过程。

当前的弹道工具痕迹鉴定技术依赖于使用灰度显微镜对这些工具痕迹进行成像,这可以说是一种主观且无法重复的方法。通过面采样技术,可以准确、客观地获取工具痕迹的高度信息。因此,在刑事诉讼中转向面采样技术将大有裨益,因为这样获取的信息准确性将无可置疑。

本文中,表面形貌信息是使用来自Polytec 的TopMap Pro.Surf 采集的。TopMap Pro.Surf 是一款配备宏观物镜的相干扫描干涉仪。该仪器具有宽广的视场,可在单次数据采集过程中测量整个物体,这在需要非接触式三维基底表面形貌测量时,能极大加快测量过程。其Z轴分辨率达到纳米级,可对最细微的细节提供高分辨率成像。

其数据采集技术可适应抛光、粗糙、深色及浅色等多种表面类型。墨盒末端表面同时存在上述所有表面特征。在墨盒的使用寿命期间,其末端表面会经历诸多变化,并在喷射瞬间发生最终的物理转变。该表面会经历抛光、推压、拉伸、碳涂层等过程,最终形成具有不同反射率和表面纹理类型的多面体表面。

图2:枪支鉴定是一种法医鉴定手段,用于协助法院判定两枚子弹是否出自同一枪管。在射击过程中,枪管内的膛线、制造缺陷和杂质会在子弹表面形成膛线痕迹。识别这些膛线痕迹以比对两枚子弹,是枪支鉴定的主要目标之一。

结论

适当且高精度的表面计量方法和设备对于法医学的发展至关重要。经证实可量化的证据不会受到质疑,并在任何司法诉讼程序中都可能发挥关键作用。

Polytec 提供的非接触式3D大面积表面形貌测量技术已被证实具有快速、稳定且可重复的特点。TopMap Pro.Surf 虽然传统上专为工业制造市场设计,但凭借其创新的光学测量技术,已证明非常适合应对具有挑战性的法医测量任务。

图片来源:除非另有说明,否则图片均由作者提供。封面图片:©D-Keine/iStock.com

我们的作者

Dr. Katie Addinall
哈德斯菲尔德大学未来计量中心
Joe Armstrong
德国Polytec GmbH公司国际表面计量业务部尺寸测量系统销售部
info@polytec.de

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