การหักเหของแสง 2 หา ด้วย รูป ความเร็ว แสง สังเกตุ

การหักเหของแสง
Click to rate this post!
[Total: 363 Average: 5]
เนื้อหา

การหักเหของแสง

 

การเคลื่อนที่และอัตราเร็วของแสง

แสงจะเกี่ยวข้องกับชีวิตของเราตลอด รวมทั้งปรากฏการณ์ต่าง ๆ ของแสง จากแหล่งกำเนิดหลากหลาย
ชนิด แต่เราทราบหรือไม่ว่า ธรรมชาติของแสงเป็นอย่างไร แสงเคลื่อนที่อย่างไร และเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วเท่าใด
การศึกษาแสงที่ตามองเห็น มีสมบัติเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่นเดียวกับ ไมโครเวฟ อุลตราไวโอเลต
ฯลฯ ในสุญญากาศแสงจะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงด้วยอัตราเร็วประมาณ 3×10^8 เมตรต่อวินาที เมื่อแสงเคลื่อนที่ได้เร็วมาก การเรียกระยะทางที่แสงเคลื่อนที่ได้ในสุญญากาศในเวลา 1 ปี จะเรียกว่า ระยะทาง 1 ปีแสง สำหรับอัตราเร็วของแสงในตัวกลางต่าง ๆ จะมีค่าไม่เท่ากัน และทุกอัตราเร็วจะมีค่าน้อยกว่าอัตราเร็วแสงในสุญญากาศ 

การสะท้อนแสงของแสง

กฎการสะท้อนของแสง

เมื่อแสงไปตกกระทบผิววัตถุใด ๆ ปกติแล้วแสงจะสะท้อนออกจากผิวของวัตถุนั้นได้ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าเป็นการสะท้อนได้ของแสง กฎการสะท้อนของแสง มีดังนี้
1. รังสีตกกระทบ รังสีสะท้อน และเส้นปกติ ต้องอยู่ในระนาบเดียวกัน
2. มุมตกกระทบต้องมีขนาดเท่ากับมุมสะท้อน
 

หักเหของแสง 1

 
 
 
ข้อควรรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการสะท้อนแสง 
1. ถ้ารังสีตกกระทบตกตั้งฉากกบผิวของวัตถุรังสีสะท้อนจะสะท้อนย้อนแนวเดิมออกมาโดยตลอด
2. หากรังสีสะท้อนอย่างน้อย 2 เส้น มาตัดกันจะเกิดภาพของวัตถุต้นกาเนิดแสงขึ้น ณ จุดตัดนั้น
 ระยะจากใจกลางผิวตกกระทบถึงวัตถุ เรียก ระยะวัตถุ (s )
 ระยะจากใจกลางผิวตกกระทบถึงภาพ เรียก ระยะภาพ ( s′)
 
หักเหของแสง 2
อัตราส่วนของระยะภาพต่อระยะวัตถุ หรือขนาดภาพต่อขนาดวัตถุของการสะท้อนหนึ่งๆ จะมีค่าคงที่ เรียกค่าคงที่นี้ว่า กําลังขยาย (m)
นั่นคือ  กําลังขยาย (m) = s/s′ = y/y′
เมื่อ s′= ระยะภาพ            s = ระยะวัตถุ
       y′= ขนาดภาพ          y = ขนาดวัตถุ
โดยทั่วไปแล้วการศึกษาการสะท้อนแสง จะใช้กระจกเป็นอุปกรณ์ในการศึกษา กระจกโดยทั่วไปนั้นจะมี 2 ชนิด
1. กระจกราบ
2. กระจกโค้ง ( กระจกโค้งเว้าและกระจกโค้งนูน )

ภาพที่เกิดจากกระจกเงาราบ

พิจารณาตามรูป เมื่อยิงแสงออกจากวัตถุต้นกำเนิดแสง ไปตกกระทบกระจกดังรูป รังสีของแสงสะท้อนเส้นที่ 1 และ 2 จะกระจายออกจากกัน ดังนั้นรังสีสะท้อนนี้จะไม่สามารถตัดกันและไม่ทําให้เกิดภาพที่ด้านหน้ากระจกได้ แต่ถ้าเราต่อแนวรังสีสะท้อนทั้งสองย้อนไปด้านหลังกระจก จะพบว่าเส้นสมมติที่ต่อออกไปนี้จะไปตัดกันได้ที่จุดจุดหนึ่ง การตัดกันของเส้นสมมตินี้จะทําให้เกิดภาพหลังกระจก เรียกภาพที่เกิดนี้ว่า ภาพเสมือน
 

หักเหของแสง 3

 
 
สําหรับภาพที่เกิดจากกระจกราบ จะได้ว่า
         ระยะภาพ (s) = ระยะวัตถุ (s′)
และ  ขนาดภาพ (y) = ขนาดวัตถุ (y′)
ดังนั้น กาลังขยายของกระจกราบ (m) = s′/s = y′/y = 1

ภาพที่เกิดจากกระจกเงาทรงกลม

กระจกเงาทรงกลม หรือกระจกโค้ง จะแบ่งได้เป็ น 2 ชนิดย่อย ได้แก่ กระจกโค้งเว้า และกระจกโค้งนูนกระจกแต่ละแบบจะมีจุดต่างๆ ซึ่งต้องรู้จักเป็นพื้นฐานดังรูป
 
หักเหของแสง 4
ถ้าเราให้รังสีของแสงขนานกับเส้นแกนมุขสําคัญมาตกกระทบกระจกเว้า จะพบว่ารังสีสะท้อนของรังสีขนานเหล่านี้จะไปตัดกันที่จุดกึ่งกลางระหว่าง จุด C กับจุด V เสมอ จุดตัดนี้เรียกว่าจุดโฟกัส (F) และระยะห่างจากจุด V ถึงจุด F เรียกความยาวโฟกัส (f) แต่กระจกนูนจะเป็นกระจกกระจายแสง กล่าวคือ เมื่อรังสีของแสงขนานกับเส้นแกนมุขสําคัญไปตกกระทบกระจกนูน รังสีสะท้อนจะกระจายออกจากกัน
ดังรูป แต่ถ้าต่อแนวรังสีสะท้อนย้อนไปด้านหลังกระจก จะพบว่าเส้นสมมุติเหล่านั้น จะไปตัดกนที่จุดกึ่งกลางระหว่างจุด C กับจุด V ด้านหลังกระจก จุดตัดนี้เรียกว่าจุดโฟกัส (F) และระยะห่างจากจุด V ถึงจุด F เรียกความยาวโฟกัส (f) แต่เป็นจุดโฟกสและความยาวโฟกัสเสมือนเท่านั้น
ที่สําคัญ f = R/2 เสมอ
 
การเกิดภาพโดยกระจกโค้งเว้า
 

หักเหของแสง 5

 
 
การเกิดภาพโดยกระจกนูน
ภาพที่เกิดจากกระจกนูน จะเป็นภาพเสมือนหัวตั้งขนาดภาพเล็กกว่าขนาดวัตถุอยู่หลังกระจกและระยะภาพสั้นกว่าระยะวัตถุเสมอ 
ลักษณะของภาพจริงที่เกิดจากการสะท้อน
1. หัวกลับ
2. เกิดหน้ากระจก
3. เอาฉากมารับได้ 
ลักษณะของภาพเสมือนที่เกิดจากการสะท้อน
1. หัวตั้ง
2. เกิดหลังกระจก
3. เอาฉากมารับไม่ได้ แต่เห็นได้ด้วยตาเปล่าผ่านกระจก

การหักเหของแสง

กฎการหักเหของแสง

เมื่อแสงผ่านจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางหนึ่งซึ่งมีความหนาแน่นไม่เท่ากน จะทําให้อัตราเร็ว (v) แอมพลิจูด (A)และความยาวคลื่น (λ) ของแสงเปลี่ยนไป แต่ความถี่ (f )จะคงที่
ในกรณีที่แสงตกกระทบพุ่งเข้าตกตั้งฉากกับแนวรอยต่อตัวกลาง แสงที่ทะลุลงไปในตัวกลางที่ 2 จะมีแนวตั้งฉากกับแนวรอยต่อตัวกลางเช่นเดิม แต่หากแสงตกกระทบตกเอียงทํามุมกับแนวรอยต่อตัวกลาง แสงที่ทะลุลงไปในตัวกลางที่ 2 จะไม่ทะลุลงไปในแนวเส้นตรงเดิม แต่จะมีการเบี่ยงเบนไปจากแนวเดิมดังรูป ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า การหักเหของแสง
 
 

หักเหของแสง 6

 
 

หักเหของแสง 7

 
 
 
กฎของสเนลล์
sinθ1/sinθ2 = v1/v2 = λ1/λ2 = n21 = n2/n1
 
เมื่อ θ1 และ θ2 คือมุมระหว่างรังสีแสงกับเส้นปกติในตัวกลางที่ 1 และ 2 ตามลําดับ
       v1 และ v2 คือความเร็วแสงในตัวกลางที่ 1 และ 2 ตามลําดับ
       λ1 และ λ2 คือความยาวคลื่นแสงในตัวกลางที่ 1 และ 2 ตามลําดับ
       n1คือดัชนีหักเหตัวกลางที่ 1เทียบกับอากาศ เรียกสั้นๆ ดัชนีหักเหของตัวกลางที่ 1
       n2คือดัชนีหักเหตัวกลางที่ 2เทียบกับอากาศ เรียกสั้นๆ ดัชนีหักเหของตัวกลางที่ 2
       n21คือดัชนีหักเหของตัวกลางที่ 2 เทียบกับตัวกลางที่ 1
 

การสะท้อนกลับหมดของแสง

หักเหของแสง 8
หากยิงแสงจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากไปสู่ตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า เช่นยิงแสงจากพลาสติกไปสู่อากาศ จะเกิดการหักเหซึ่งมุมหักเหโตกว่ามุมตกกระทบเสมอดังรูป สําหรับมุมตกกระทบที่ทําให้มุมหักเหเป็นมุม 90 องศา มุมตกกระทบนั้นเรียก มุมวิกฤติ
ในกรณีที่มุมตกกระทบมีขนาดโตกว่ามุมวิกฤติ จะทําให้แสงเกิดการสะท้อนกลับเข้ามาภายในตัวกลางแรกทั้งหมดไม่มีการหักเหออกไปยังตัวกลางที่ 2 เราเรียกปรากฏการณ์นี้ว่าเป็น การสะท้อนกลับหมด

ความลึกจริง ความลึกปรากฏ

หักเหของแสง 9

 
 
พิจารณาตัวอย่างการมองวัตถุที่จมอยูใต้น้ำ เราจะเห็นวัตถุนั้นอยูตื้นกว่าความเป็นจริง ทั้งนี้เพราะแสงที่สะท้อนออกมาจากวัตถุนั้น เมื่อเคลื่อนที่ออกจากน้ำมาสู่อากาศแล้วเข้าตาเรานั้น แสงจะเกิดการหักเห แต่เนื่องจากสายตาของคนเราจะมองตรงเสมอ เราจึงมองเห็นวัตถุอยูตื้นกว่า ความเป็นจริงดังแสดงในรูป
ในกรณีที่เรามองวัตถุลงไปตรง ๆ (มองตั้งฉากกับผิวหักเห) เราสามารถคํานวณหาความลึกปรากฏได้จาก
ลึกจริง/ลึกปรากฏ = n1/n2
เมื่อ n1 คือดัชนีหักเหของตัวกลางที่ 1 ที่แสงอยู่
       n2 คือดัชนีหักเหของตัวกลางที่ 2 ที่แสงไป
กรณีที่เรามองวัตถุเอียงทํามุมกับผิวหักเห เราสามารถคํานวณหาความลึกปรากฏได้จาก
ลึกจริง/ลึกปรากฏ = n1 cosθ1/n2 cosθ2
เมื่อ n1 คือดัชนีหักเหของตัวกลางที่ 1 ที่แสงอยู่
       n2 คือดัชนีหักเหของตัวกลางที่ 2 ที่แสงไป
       θ1 คือมุมตกกระทบในตัวกลางที่ 1
 
       θ2คือมุมหักเหในตัวกลางที่ 2

เลนส์บาง

กล้องจุลทรรศน์ กล้องดูดาว และกล้องถ่ายรูป ล้วนเป็นอุปกรณ์ที่ใช้เลนส์ช่วยในการทำให้เกิดภาพ โดยใช้หลักการหักเหของแสง
เลนส์ คือ ตัวกลางโปร่งใสที่มีผิวหน้าเป็นผิวโค้ง ผิวโค้งของเลนส์อาจจะมีรูปร่างเป็นพื้นผิวโค้งทรงกลม ทรงกระบอก หรือ พาราโบลาก็ได้ เลนส์แบบง่ายสุดเป็นเลนส์บางที่มีผิวโค้งทรงกลม โดยส่วนหนาสุดของเลนส์จะมีค่าน้อยเมื่อเทียบกับรัศมีความโค้ง เลนส์แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ เลนส์นูน (Convex lens ) กับเลนส์เว้า (Concave lens )
เลนส์นูน คือ เลนส์ที่มีตรงกลางหนากว่าตรงขอบเสมอ เมื่อผ่านลำแสงขนานเข้าหาเลนส์จะทำให้รังสีตีบเข้าหากัน และไปตัดกันจริงที่จุดโฟกัสจริง ( Real focus ) ดังรูป
 
หักเหของแสง 10

 

 
เลนส์เว้า คือ เลนส์ที่มีตรงกลางบางกว่าตรงขอบเสมอ เมื่อผ่านลำแสงขนานเข้าหาเลนส์จะทำให้รังสีถ่างออกจากกันและ ถ้าต่อแนวรังสี จะพบว่ารังสีจะไปตัดกันที่จุดโฟกัสเสมือน (Virtual focus ) ดังรูป
 
หักเหของแสง 11

ปรากฏการณ์เกี่ยวกับแสง

การกระจายของแสง

พิจารณาส่องแสงอาทิตย์ผ่านแท่งแก้วสามเหลี่ยม(ปริซึม) แสงขาวของดวงอาทิตย์นั้นมีองค์ประกอบด้วยแสงสีต่างๆ 7 สี คือม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสด และแดง เมื่อผ่านปริซึม แต่ละสีจะเกิดการหักเหออกมาได้ไม่เท่ากัน สีแดงมีความยาวคลื่นมากที่สุดจะเกิดการหักเหน้อยที่สุด สีม่วงมีความยาว คลื่นน้อยที่สุดจะเกิดการหักเหมากที่สุด ส่วนสีอื่นๆ ซึ่งมีความยาวคลื่นแตกต่างกันก็จะเกิดการหักเหได้ไม่เท่ากันด้วย ลักษณะนี้จะทําให้แสงแต่ละสีที่หักเหออกมาเกิดการแยกออกจากกนัดังรูป เรียกว่า เกิดการกระจายของแสง

รุ้งกินน้ำ

หักเหของแสง 12

 
 
รุ้งกินนํ้ามักจะเกิดหลังฝนตกและเกิดในทิศซึ่งตรงกันข้ามกับพระอาทิตย์ ทั้งนี้เพราะหลังฝนตกในอากาศจะมีละอองน้ำอยู่มาก เมื่อแสงตกกระทบเข้าไปในละอองน้ำนี้ จะเกิดการสะท้อนกลับหมด และหักเห   ออกมาทําให้สีทั้ง 7 สี ของแสงขาวเกิดการกระจายออกจากกัน รุ้งกินน้ำมี 2 ชนิด ซึ่งปกติแล้วจะเกิดขึ้นพร้อมกัน ได้แก่
1) รุ้งทุติยภูมิ เป็นรุ้งกินน้ำซึ่งแสงจะเกิดการสะท้อนกลับหมดภายในละอองนํ้า 2 ครั้ง รุ้งแบบนี้จะเกิดในระดับความสูงมากกว่ารุ้งชนิดต่อไป แสงที่หักเหออกมาจากละอองนํ้าแต่ละละอองนั้นแสงสีแดงจะหักเหอยู่ด้านบนสีม่วง แต่สีที่มาเข้าตาเรากลับเป็นสีม่วงอยู่บนสีแดง 
2) รุ้งปฐมภูมิ เป็ นรุ้งกินน้ำซึ่งแสงจะเกิดการสะท้อนกลับหมดภายในละอองนํ้า 1 ครั้ง รุ้งแบบนี้จะเกิดในระดับตํ่ากว่ารุ้งทุติยภูมิ แสงที่หักเหออกมาจากละอองนํ้าแต่ละละอองนั้น แสงสีม่วงจะหักเหอยู่ด้านบนสีแดง แต่สีที่มาเข้าตาเรากลับเป็นสีแดงอยู่บนสีม่วง
 

หักเหของแสง 13

 
 

มิราจ

หักเหของแสง 14

 
 
ในบางครั้งคนซึ่งเดินทางในทะเลทราย จะมองเห็นต้นไม้เป็นสองต้นพร้อมกัน โดยต้นไม้ต้นหนึ่งคือต้นไม้ปกติ แต่อีกต้นหนึ่งจะเป็นภาพหัวกลับยอดชี้ลงใต้พื้นทราย ปรากฏการณ์นี้เรียกมิราจ ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเนื่องจากพื้นทรายถูกแดดจัดเผา ทําให้อากาศบริเวณใกล้พื้นทรายมีอุณหภูมิสูงและมีความหนาแน่นตํ่า แต่จุดซึ่งสูงขึ้นมาอีกเล็กน้อย อุณหภูมิจะลดลงอย่างมาก ทําให้ความหนาแน่นอากาศบริเวณนี้สูงขึ้น จึงเกิดความแตกต่างของความหนาแน่นของชั้นอากาศบริเวณนั้นและเมื่อแสงอาทิตย์สะท้อนออกจากยอดไม้ แสงบางส่วนจะพุ่งตรงเข้าตา ทําให้เห็นยอดไม้ชี้ขึ้นบนอากาศเป็นปกติ แต่แสงบางส่วนจะพุ่งลงข้างล่างแล้วเกิดการหักเหตามชั้นอากาศซึ่งมีความหนาแน่นต่างกันอยู่ แล้วย้อนขึ้นมาเข้าตา และเมื่อสายตามองตรงลงไป จะทําให้เห็นยอดไม้ชี้ลงไปใต้พื้นทรายนอกจากตัวอยางนี้ แล้ว ยังมีปรากฏการณ์มิราจให้เห็นได้อีก เช่นการเห็นนํ้าปรากฏบนพื้นผิวถนนที่ร้อนทั้ง ๆ ที่ถนนแห้งหรือเห็นเรือลอยควํ่าอยู่ในอากาศเหนือท้องทะเล เป็นต้น

ตาและการมองเห็น

สายตาของคนปกตินั้นจะมองเห็นวัตถุได้ชัดเจนเมื่อวัตถุอยู่ในระยะใกล้สุด 25 เซนติเมตร และไกลสุดที่ระยะอนันต์ (Infinite) จากตา สําหรับคนสายตายาวหากวัตถุอยู่ที่ระยะ 25 เซนติเมตร จะเห็นไม่ชัด แต่อาจมองเห็นชัดที่ระยะไกลกวานี้ ดังนั้นต้องใช้แว่นตาเลนส์นูน เพื่อนําวัตถุซึ่งอยู่ที่ระยะ 25 เซนติเมตรนั้น ไปสร้างเป็ นภาพเสมือนตรงจุดใกล้ที่สุดที่เขามองเห็นได้ชัด สําหรับคนสายตาสั้น หากวัตถุอยู่ไกลจะเห็นได้ไม่ชัด แต่หากวัตถุอยู่ใกล้ ๆ จะเห็นชัด ดังนั้นต้องใช้แว่นตาเลนส์เว้า เพื่อนําวัตถุที่อยู่ไกล นั้น มาสร้างเป็นภาพเสมือนตรงจุดใกล้สุดที่เขา ยังสามารถเห็นได้ชัดเจน

ทัศนอุปกรณ์

แว่นขยาย

แว่นขยายทําจากเลนส์นูนโดยอาศัยหลักการว่า เมื่อวางวัตถุไว้ใกล้กว่าจุดโฟกัสของเลนส์นูน จะทําให้เกิดภาพเสมือนหัวตั้งขนาดใหญ่กว่าวัตถุ ซึ่งสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าย้อนผ่านเลนส์เข้าไป
 

หักเหของแสง 15

 
 

เครื่องฉายภาพนิ่ง

เครื่องฉายภาพนิ่งมีองค์ประกอบพื้นฐานดังแสดงในรูป
 
หักเหของแสง 16
เมื่อแสงจากหลอดไฟผ่านเลนส์รวมแสงแล้วผ่านสไลด์ จากนั้นแสงจะพุ่งผ่านเลนส์ฉายภาพแล้วเกิดการหักเหไปเกิดเป็นภาพจริงหัวกลับขึ้นที่ฉากรับภาพดังรูป เนื่องจากภาพที่เกิดบนฉากเป็นภาพหัวกลับ ดังนั้นเวลาใส่ฟิล์มจึงต้องกลับหัวฟิล์มลงเพื่อให้ได้ภาพหัวตั้งขึ้นบนฉากนั่นเอง

กล้องถ่ายรูป

กล้องถ่ายรูปจะมีองค์ประกอบพื้นฐานดังแสดงในรูป
 

หักเหของแสง 17

 
 
เมื่อแสงสะท้อนออกจากวัตถุที่จะถ่ายรูปแสงจะพุงผ่านเลนส์นูนหน้ากล้องแล้วหักเหไป เกิดภาพจริงหัวกลับบนฟิล์มในกล้อง จากนั้นแสงจะทําให้เกิดปฏิกิริยาเคมีบนฟิล์มเกิดเป็นรูปภาพที่ต้องการเก็บไว้นั่นเอง อุปกรณ์เสริมในกล้องถ่ายรูปปกติจะมีดังนี้วงแหวนปรับความชัด ใช้ปรับเลื่อนเลนส์ (ปรับโฟกส) เพื่อปรับความคมชัดของภาพ ไดอะแฟรม เป็นช่องกลมปรับย่อขยายขนาดได้ เพื่อปรับแต่งปริมาณแสงให้เข้ามากน้อยตามความพอดี ชัตเตอร์ เป็นแผนทึบแสงคอยกันแสงและปิดเปิดเมื่อต้องการถ่ายรูป หากปริมาณแสงมีมาก ต้องปรับความเร็วชัตเตอร์ให้ปิดเปิดอย่างรวดเร็ว หากปริมาณแสงมีน้อยต้องปรับความเร็วชัตเตอร์ให้ปิดเปิดอย่างช้าๆ

กล้องจุลทรรศน์

กล้องจุลทรรศน์จะมีองค์ประกอบพื้นฐานดังแสดงในรูป
 

หักเหของแสง 28หักเหของแสง 29

 
 
 
เมื่อแสงสะท้อนออกจากวัตถุที่ต้องการส่องดู แสงจะพุ่งผ่านเลนส์ใกล้วัตถุแล้วเกิดเป็นภาพจริงหัวกลับ (i1) ในกล้องจุลทรรศน์ และเมื่อจัดให้ภาพที่เกิดนี้อยู่ใกล้กว่าจุดโฟกัสของเลนส์ใกล้ตาด้านบน เมื่อแสงหักเหผ่านเลนส์ใกล้ตาจะทําให้เกิดเป็นภาพเสมือนหัวตั้งขนาดใหญ่(i2) สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า

กล้องโทรทรรศน์

กล้องโทรทรรศน์เปนกล้องที่ใช้ส่องดูวัตถุที่อยูไกลๆ เช่นกล้องดูดาว กล้องส่องทางไกล เป็นต้น กล้องโทรทรรศน์จะมีองค์ประกอบพื้นฐานดังแสดงในรูป
 

หักเหของแสง 19

 
 
เมื่อแสงจากวัตถุซึ่งอยู่ไกลพุ่งผ่านเลนส์ใกล้วัตถุของกล้องโทรทรรศน์ แสงจะเกิดการหักเหทําให้เกิดภาพจริงหัวกลับ ขึ้นที่จุดโฟกัสของเลนส์ใกล้วัตถุนั้น และเมื่อแสงพุ่งผ่านเลนส์ใกล้ตาจะหักเหแล้วทําให้เกิดภาพเสมือน ขนาดใหญ่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า
ปัจจุบันเราสามารถทําให้ภาพเสมือนที่มองเห็นเป็นภาพหัวตั้ง โดยใส่เลนส์นูนตัวที่ 3 แทรกไว้ระหว่างเลนส์ใกล้วัตถุกับเลนส์ใกล้ตาดังรูป
 

หักเหของแสง 20

 
 
ความยาวของกล้องโทรทรรศน์จะมีค่าประมาณ
ความยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้วัตถุ + ความยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้ตา
กำลังขยายของกล้องโทรทรรศน์ สามารถหาค่าได้จาก 
กำลังขยาย = ความยาวโฟกัสเลนส์ใกล้วัตถุ/ความยาวโฟกัสเลนส์ใกล้ตา
เนื่องจากกล้องโทรทรรศน์จะมีขนาดที่ยาวมาก หากเราใช้ปริซึมเข้าช่วยจะสามารถลดความยาวของ
 
กล้องได้ดังรูป วิธีการนี้จะใช้กับกล้องส่องทางไกล
 

หักเหของแสง 21

 
 

ความสว่าง

ความสว่างบนพื้นผิวใด ๆ สามารถคํานวณหาค่าได้ จากสมการ
E = F/A  หรือ E = I/R^2
เมื่อ E คือความสว่าง (ลูเมน/เมตร^2 . ลักซ์)
      F คืออัตราการให้พลังงานแสง หรือ ฟลักซ์ส่องสวาง (ลูเมน) 
[ปริมาณพลังงานแสงที่ส่องออกมาจากแหล่งกําเนิดต่อหนึ่งหน่วยเวลา]
      A คือพื้นที่รับแสง (เมตร^2)
      I คือความเข้มของการส่องสว่าง (แคนเดลลา)
[ความสามารถในการเปล่งแสงออกจากแหล่งกําเนิด]
      R คือระยะจากแหล่งกำเนิดแสงวัดมาตั้งฉากกบพื้นที่ (เมตร)

แสงสีและการผสมสี

       แสงสีปฐมภูมิ คือ แสงสีพื้นฐานซึ่งมี 3 สี ได้แก่ แสงสีแดง แสงสีเขียว และแสงสีนํ้าเงิน เมื่อนําแสงสีปฐมภูมิมาผสมกัน จะเกิดเป็นสีอื่นๆ อีก ดังนี้
 

หักเหของแสง 22

 
 
      แสงสีแดง + แสงสีนํ้าเงิน ได้ แสงสีแดงม่วง
      แสงสีแดง + แสงสีเขียว ได้ แสงสีเหลือง
      แสงสีนํ้าเงิน + แสงสีเขียว ได้ แสงสีนํ้าเงินเขียว
      ทั้ง 3 แสงสีปฐมภูมิรวมกัน จะได้แสงขาว
 
หักเหของแสง 23
 
      สําหรับการมองเห็นวัตถุเป็นสีต่างๆ นั้น เกิดจากการที่วัตถุสะท้อนแสงสีนั้นๆ ออกมาเข้าตาเรา ตัวอย่างเช่น
      ถ้าเรามองเห็นวัตถุมีสีเขียว แสดงว่าวัตถุนั้นสะท้อนแสงสีเขียวออกมาเข้าตาเรา ส่วนแสงสีอื่นๆ จะถูกดูดกลืนหมดดังแสดงในแผนภาพ
 

หักเหของแสง 24

 
 
      ถ้าเรามองเห็นวัตถุมีสีเหลือง แสดงว่าวัตถุนั้นสะท้อนแสงสีแดงและเขียวออกมาเข้าตาเรา แล้วแสงสีทั้งสองเกิดการผสมรวมกันเป็นแสงสีเหลือง ส่วนแสงสีนํ้าเงินจะถูกดูดกลืน
      ถ้าเรามองเห็นวัตถุมีสีขาว แสดงว่าวัตถุนั้นสะท้อนแสงทุกสีออกมาเข้าตาเรา แล้วแสงสีทั้งหมดเกิดการผสมรวมกันเป็นแสงสีขาว 
      ส่วนการที่เรามองเห็นวัตถุเป็นสีดํา เป็นเพราะวัตถุนั้นดูดกลืนแสงทุกสีจึงไม่มีแสงสะท้อนมาเข้าตาเรา เราจึงมองเห็นวัตถุนั้นมืดดํานันเอง
 

การถนอมสายตา

 
       ตาเป็นอวัยวะที่มีความไวต่อแสง  การมองในบริเวณที่แสงมีความเข้มมากกับบริเวณที่มีความเข้มแสงน้อย อาจทำให้เกิดอันตรายต่อตา หรือทำให้สายตาเสียได้
 
       เรตินา เป็นส่วนของตาที่เสียหายได้ เมื่อได้รับแสงที่มีความสว่างเกินความสามารถของการรับรู้ของมัน เมื่ออเราดูวัตถุหรือสิ่งต่างๆ ที่วางอยู่กลางแดดหรือบนหาดทรายขาว เราจะรู้สึกตาพร่า หรือบางครั้งก็รู้สึกตามัวทั้งนี้เป็นเพราะว่า เราตินาของตาถูกกระตุ้นจนเกินไปทำให้การตอบสนองช้า ถ้าเราจ้องดูวัตถุที่มีความสว่างมากต่อไป การตอบสนองก็ยิ่งช้าลง สำหรับในกรณีที่ดูวัตถุที่มีความสว่างสูงมาก เรตินาจะถูกทำลายจนใช้การไม่ได้ตลอดไปคือ ตาคนๆ นั้นจะบอด
 

       การดูวัตถุที่มีความสว่างมาก

 

เช่นดวงอาทิตย์  แสงจากการเชื่อมโลหะ จะต้องไม่มองสิ่งเหล่านี้โดยตรงเพราะความเข้มแสงมากจนทำให้เกิดอันตรายร้าย แรงต่อตาได้  หรือมองวัตถุที่แสงสว่างไม่มากเกินไปแต่มองต่อเนื่องเป็นเวลานานก็สามารถ เกิดอันตรายต่อสายตาได้เช่นกัน  การป้องกันไม่ให้แสงที่มีความเข้มมากเข้าสู่ตาโดยตรงเป็นวิธีป้องกันดวงตา จากวัตถุที่สว่างมากๆ
 

หักเหของแสง 25

 
 
 

       การดูวัตถุที่มีความสว่างน้อย

 

การดูวัตถุที่มีความสว่างน้อยก็จะทำให้เกิดความเสียหายต่อสายตาได้เนื่องจาก จะต้องเพ่งสายตาเป็นเวลานาน เช่นการอ่านหนังสือในที่ที่มีแสงน้อยๆ จะทำกล้ามเนื้อตาเสื่อมเร็วกว่าปกติ  ดังนั้นจึงต้องอ่านหนังสือในบริเวณที่มีแสงสว่างเพียงพอ  เช่นมีการกำหนดความสว่างสำหรับห้องเรียนไว้  300-700 Lux  เป็นต้น
 

หักเหของแสง 26

 
 

       การดูผ่านทัศนอุปกรณ์

การใช้ทัศนอุปกรณ์อันได้แก่ กล้องส่องทางไกล กล้องโทรทรรศน์ดูวัตถุหรือแหล่งกำเนิดแสงที่มีความสว่างมาก จะทำให้เรตินาเป็นอันตราย เช่นเดียวกับการใช้ตาเปล่าดูวัตถุหรือแหล่งกำเนิดที่มีความสว่างมาก อุบัติเหตุที่เกิดขึ้นบ่อย คือ การดูดวงอาทิตย์ขณะเกิดสุริยุปราคาไม่ว่าจะด้วยตาเปล่า หรือด้วยกล้องส่องทางไกล ความสว่างที่เกิดจากการมองตรงเช่นนั้นมากเพียงพอให้เรตินาพิการอย่างถาวรได้ ดังนั้น ในการดูหรือถ่ายภาพดวงอาทิตย์เมื่อเกิดสุริยุปราคา จึงต้องทำด้วยความระมัดระวัง โดยดูผ่านแผ่นฟิล์มกรองแสง หรือดูโดยมีผู้เชี่ยวชาญด้านดาราศาสตร์ดูแลทั่วไป เมื่ออยู่กลางแจ้งที่มีความสว่างมากกว่า 10,000 ลักซ์ ควรใส่แว่นกันแดด เพื่อลดความสว่างของแสงที่เข้าตา
 

หักเหของแสง 27

 
 
 
ตาราง แสดงความสว่างบนพื้นบริเวณกลางแจ้ง
 
                                  สภาพอากาศ                                      ความสว่าง (ลักซ์)
                        เวลา 08.00 น. ท้องฟ้ามีเมฆเต็ม                         5,000-6,000
                        เวลา 10.00 น. ท้องฟ้ามีเมฆเต็ม                       17,000-20,000
                        เวลา 12.00 น. ท้องฟ้าแจ่มใส                       54,000-57,000
 
 

ข้อแนะนำสำหรับการถนอมสายตา

 
  • อ่านหนังสือในที่ที่มีแสงสว่างเพียงพอ และถือหนังสือห่างจากดวงตาประมาณ 1 ฟุต ไม่ควรอ่านหนังสือเป็นเวลาติดต่อกันนาน ๆ ควรพักสายตาประมาณ 30-45 นาที เมื่อรู้สึกปวดเมื่อยตา 
  • ดูโทรทัศน์ในที่ที่มีแสงสว่างเพียงพอ และควรนั่งห่างจากจอโทรทัศน์ประมาณ 5 เท่าของขนาดโทรทัศน์ 
  • ไม่ควรจ้องมองพระอาทิตย์เป็นเวลานานๆ 
  • ควรสวมแว่นตาทุกครั้งที่ต้องออกไปสัมผัสกับแสงแดด หรือขับขี่รถยนต์ 
  • หลีกเลี่ยงการมองหรือจ้องคลื่นแม่เหล็กจากเครื่องใช้ไฟฟ้า เช่น เตาไมโครเวฟ เครื่องถ่ายเอกสาร ฯลฯ 
  • เวลาที่เศษผงเข้าตา ห้ามขยี้ตาเด็ดขาด แต่ให้คุณล้างตาด้วยน้ำสะอาดหรือหยอดน้ำยาล้างตาแทน 
  • ทุกครั้งที่ลงเล่นน้ำในสระว่ายน้ำ ควรสวมใส่แว่นตาว่ายน้ำทุกครั้ง เพื่อป้องกันคลอรีนหรือเศษผงเข้าตา 
  • ควรระมัดระวังการละเล่นหรือทำกิจกรรมต่าง ๆ ที่จะก่อให้เกิดอันตรายต่อดวงตา 
  • เมื่อรู้สึกปวดเมื่อยตา ไม่ควรกดนวดดวงตา หรือกรอกดวงตาไปมา แต่ควรหลับตาประมาณ 20 ถึง 30 นาที 
  • ไม่ควรใช้ผ้าเช็ดหน้า แว่นตา ยาหยอดตา ร่วมกับผู้อื่น 
  • ควรปิดไฟนอน เพื่อเป็นการพักสายตา 
  • ในกรณีที่สารเคมีเข้าตา ควรล้างตาด้วยน้ำสะอาด แล้วไปพบจักษุแพทย์โดยด่วน 
  • ควรไปตรวจวัดสายตาเป็นประจำ อย่างน้อยปีละครั้ง 

ที่มา:http://lightgroup123.blogspot.com/p/blog-page_10.html


อัพเดทครั้งสุดท้าย เมื่อ 2 เมษายน 2022

Leave a Comment

Scroll to Top