หน่วยที่ 3 แสงเชิงรังสี

- 35 - บทที่ 3 แสงเชิงรังสี ครูผู้สอน ครูขนิษฐา ปิ่ นทอง โรงเรียนเทศบาล ๑ กิตตขิ จร

- 36 - บทท่ี 3 แสงและทศั นอปุ กรณ์ การเคลอื่ นท่ีของแสงและอตั ราเรว็ ของแสง แสงจะเกย่ี วขอ้ งกบั ชวี ติ ของเราตลอด รวมทงั้ ปรากฏการณ์ต่าง ๆ ของแสง จากแหล่งกาเนดิ หลากหลายชนิด แตเ่ ราทราบหรอื ไมว่ า่ ธรรมชาตขิ องแสงเป็นอยา่ งไร แสงเคล่อื นทอ่ี ยา่ งไร และ เคล่อื นทด่ี ว้ ยอตั ราเรว็ เท่าใด การศกึ ษาแสงทต่ี ามองเหน็ มสี มบตั เิ ป็นคล่นื แม่เหลก็ ไฟฟ้า เช่นเดยี วกบั ไมโครเวฟ อุลตราไวโอเลต ฯลฯ ในสุญญากาศแสงจะเคลอ่ื นที่เป็นเส้นตรงด้วยอตั ราเรว็ ประมาณ 3.00 x 108 เมตรต่อวินาที เม่อื แสงเคล่อื นทไ่ี ดเ้ รว็ มาก การเรยี กระยะทางทแ่ี สงเคล่อื นทไ่ี ดใ้ น สุญญากาศในเวลา 1 ปี จะเรยี กวา่ ระยะทาง 1 ปีแสง สาหรบั อตั ราเรว็ ของแสงในตวั กลางต่าง ๆ จะมคี ่า ไม่เท่ากนั และทุกอตั ราเรว็ จะมคี ่าน้อยกว่าอตั ราเรว็ แสงในสุญญากาศ 3.1 การสะท้อน จากการศกึ ษาคล่นื แสงเกย่ี วกบั การ สะทอ้ น การเลย้ี วเบน การอธบิ ายปรากฏการณ์ เหล่าน้ี พบวา่ การเขยี นเสน้ ตรงแสดงหน้าคล่นื และใชร้ งั สแี สดงทศิ ทางจะทาใหเ้ ขา้ ใจดี ดงั รปู การศกึ ษาสมบตั ขิ องแสงโดยอาศยั รงั สแี ละวชิ าเรขาคณิตในการวเิ คราะห์ เรยี กว่า ทศั นศาสตร์ เชงิ เรขาคณิต การสะทอ้ นของแสง เม่อื แสงเคล่อื นทผ่ี ่านตวั กลางทม่ี คี วามหนาแน่นสม่าเสมอ แสงจะเคลอ่ื นทเ่ี ป็นแนวตรง และถา้ แสงเคลอ่ื นทไ่ี ปกระทบวตั ถุตา่ งชนิดกนั แลว้ เป็นวตั ถุทบึ แสงทม่ี ผี วิ ขดั มนั แสงจะเปลย่ี นทศิ การเคล่อื นท่ี ณ ตาแหน่งบนผวิ ทแ่ี สงกระทบและเคล่อื นทย่ี อ้ นกลบั ในตวั กลางเดมิ เรยี กการเปลย่ี นทศิ การเคล่อื นท่ี ของแสงน้วี ่า การสะท้อน ตามปกตเิ มอ่ื แสงตกกระทบวตั ถุใด วตั ถุสว่ นมากจะ ดดู กลนื แสงไวส้ ว่ นหน่งึ และแสงสว่ นทเ่ี หลอื จะสะทอ้ นทผ่ี วิ วตั ถุ สาหรบั วตั ถทุ เ่ี ป็นกระจกเงา แสงจะสะทอ้ นเกอื บทงั้ หมด โดยทวั่ ไปลกั ษณะการสะทอ้ นของแสงขน้ึ กบั ลกั ษณะผวิ ของ วตั ถุ ดงั รปู ครูขนษิ ฐา ปิ่นทอง

- 37 - การสะทอ้ นของแสงทเ่ี กดิ ขน้ึ บนวตั ถใุ นแตล่ ะผวิ จะใหผ้ ล เชน่ เดยี วกนั คอื รงั สตี กกระทบ รงั สี สะทอ้ นและเสน้ แนวฉาก จะอยบู่ นระนาบเดยี วกนั นอกจากน้ี มุมตกกระทบ i และมุมสะทอ้ น r ในแตล่ ะ กรณกี ม็ คี ่าเท่ากนั ดงั รปู จงึ สรุปเป็น กฎการสะท้อนของแสง ทผ่ี วิ วตั ถใุ ด ๆ ไดด้ งั น้ี 1. ณ ตาแหน่งท่ีแสงตกกระทบ รงั สีตกกระทบ รงั สีสะท้อน และเส้นแนวฉาก อยูใ่ น ระนาบเดียวกนั 2. มุมตกกระทบ i เท่ากบั มมุ สะท้อน r ภาพในกระจกเงาราบ ภาพของวตั ถใุ นกระจกเงา ราบ จะอย่หู ลงั กระจก ถา้ วตั ถนุ นั้ มลี กั ษณะเป็นจุด ภาพกเ็ ป็นจุด วตั ถทุ ม่ี ี ขนาด ภาพกม็ ขี นาด โดยมี ขนาดภาพเทา่ กบั ขนาดวตั ถเุ สมอ และระยะภาพจะเท่ากบั ระยะวตั ถุดว้ ยเมอ่ื วดั จาก กระจกเงาราบ ภาพ ทเ่ี กดิ ขน้ึ ในลกั ษณะน้ี จงึ เรยี กว่า ภาพเสมอื น เราสามารถแสดง ตาแหน่งและขนาดของภาพ ทเ่ี กดิ หลงั กระจกได้ โดยใชก้ ฎการสะทอ้ นของแสง ดงั ต่อไปน้ี ครูขนษิ ฐา ปิ่นทอง

- 38 - จะเหน็ ไดว้ ่า สาหรบั กระจกเงาราบขนาดของภาพเท่ากบั ขนาดของ วตั ถเุ สมอ สรปุ เกี่ยวกบั วตั ถทุ ่ีอยู่หน้าผิวสะท้อนราบได้ว่า 1. ระยะภาพเท่ากบั ระยะวตั ถุ 2. ขนาดภาพเท่ากบั ขนาดวตั ถุ ภาพท่ีเกิดจากการสะท้อนของแสงบนกระจกผิวโค้งทรงกลม ภาพทเ่ี กดิ จากการสะทอ้ นของแสงบนกระจกผวิ โคง้ ทรงกลม จะเกดิ ภาพทอ่ี ยไู่ ดท้ งั้ ดา้ นหน้า กระจกและหลงั กระจก ในลกั ษณะทงั้ หวั ตงั้ และหวั กลบั ระยะภาพอยใู่ กลห้ รอื ไกลจากกระจกเมอ่ื กบั กบั ระยะวตั ถุ และขนาดของภาพเลก็ กวา่ หรอื ใหญก่ ว่าวตั ถุ ภาพทไ่ี ดเ้ ป็นเชน่ น้เี น่อื งจากการสะทอ้ นของแสง และลกั ษณะความโคง้ ของกระจก ทาใหเ้ หน็ ภาพลกั ษณะต่าง ๆ กนั ออกไป ดงั นนั้ การอธบิ ายภาพท่ี เกดิ ขน้ึ จงึ ตอ้ งเขา้ ใจสว่ นต่าง ๆ ของกระจกเงาโคง้ และชนดิ ของกระจกเงาโคง้ กระจกเงาโคง้ ทรงกลม จะมี 2 ชนดิ คอื 1. กระจกเวา้ 2. กระจกนูน สว่ นตา่ ง ๆ ของกระจกทค่ี วรทราบ C คอื ศนู ยก์ ลางความโคง้ ของกระจก R คอื รศั มีความโค้งของกระจก เป็นเสน้ ตรงทล่ี ากจดุ ยอดถงึ ศนู ยก์ ลางความโคง้ ของกระจก V คอื จดุ ยอดของกระจกโคง้ เส้นแกนมุขสาคญั เป็นเสน้ ตรงทล่ี ากผ่านจดุ ยอด V และจดุ ศนู ยก์ ลางความโคง้ C F คือ จดุ โฟกสั เป็นจดุ รวมของรงั สสี ะทอ้ น ทส่ี ะทอ้ นมาจากรงั สตี กกระทบทข่ี นานกบั เสน้ แกนมขุ สาคญั f คอื ความยาวโฟกสั เป็นระยะจากจุดยอดของกระจกถงึ จดุ โฟกสั ครูขนิษฐา ปิ่นทอง

- 39 - จะได้ ความสมั พนั ธ์ระหวา่ ง ความยาวโฟกสั และรศั มคี วามโคง้ ของกระจก คอื f = R/2 การหา ตาแหน่งภาพของวตั ถมุ ขี นาดทอ่ี ยหู่ น้ากระจกเวา้ สรุปเป็นหลกั ทใ่ี ชใ้ นการเขยี นรูปแสดงการเกดิ ภาพ ดงั น้ี 2R 1. เขยี นรงั สตี กกระทบจากปลายวตั ถุถงึ ผวิ กระจกในแนวซง่ึ มขี นานกบั เสน้ แกนมุขสาคญั จะได้ รงั สสี ะทอ้ นจากผวิ กระจกผา่ นโฟกสั 2. เขยี นรงั สตี กกระทบจากปลายวตั ถผุ ่านโฟกสั ถงึ ผวิ กระจก จะไดร้ งั สสี ะทอ้ นจากผวิ กระจก ขนานกบั แกนมุขสาคญั 3. เขยี นรงั สตี กกระทบจากปลายวตั ถผุ ่านศูนยก์ ลางความโคง้ ถงึ ผวิ กระจก จะไดร้ งั สสี ะทอ้ นจาก ผวิ กระจกยอ้ นกลบั ทางเดมิ จากรปู ขา้ งบน แสดงการเขยี นภาพของวตั ถุ QP โดยเขยี นรงั สตี กกระทบจากจุดปลายวตั ถุ Q ตาม หลกั การเขยี นรปู แสดงการเกดิ ภาพดงั กล่าวขา้ งตน้ ไดร้ งั สสี ะทอ้ นทงั้ สามรวมกนั ท่ี Q/ สว่ นรงั สอี ่นื ๆ จาก Q เม่อื สะทอ้ นจากกระจกกจ็ ะผ่านจดุ Q/ ดว้ ย ดงั นนั้ Q/ เป็นภาพของจดุ ปลาย Q อาจแสดง ลกั ษณะเดยี วกนั ไดว้ ่า ภาพของจุดวตั ถุทงั้ หลายทอ่ี ย่ตู ่าลงมาในชว่ ง QPกจ็ ะอยใู่ นช่วง Q/P/ ดงั นนั้ Q/P/ คอื ภาพของ QP จากรปู ก. รงั สสี ะทอ้ นทงั้ หลายตดั กนั จรงิ หน้ากระจกเวา้ ภาพทเ่ี กดิ เป็น ภาพจริง ท่ี สามารถใช้ ฉากรบั ภาพได้ พบวา่ ถา้ วตั ถอุ ยหู่ า่ งจากกระจกเวา้ ไกลกว่าความยาวโฟกสั f จะเกดิ ภาพ จรงิ ทกุ ครงั้ ไป แต่ถา้ วตั ถุอย่รู ะหว่างจดุ โฟกสั กบั ขวั้ กระจก การเขยี นรงั สขี องแสงสะทอ้ น พบวา่ รงั สี สะทอ้ นเสมอื นตดั กนั หลงั กระจกเวา้ ภาพทเ่ี กดิ หลงั กระจกจงึ เป็น ภาพเสมอื น ดงั รูป ข. สาหรบั ขนาด ของภาพมที งั้ ใหญ่กว่า เท่า และเลก็ กวา่ วตั ถุ เรยี กการเปรยี บเทยี บขนาดของภาพกบั ขนาด ของวตั ถวุ า่ การขยาย ให้ M แทนการขยาย จะได้ สาหรบั การเกดิ ภาพของกระจกนูน อาจแสดงไดใ้ นทานองเดยี วกนั ดงั รูป ขา้ งลา่ งน้ี พบวา่ ภาพ จาก กระจกนูนเป็น ภาพเสมอื นท่ีมีขนาดเลก็ กวา่ วตั ถทุ งั้ สิ้น ครูขนษิ ฐา ปิ่นทอง

- 40 - การหาตาแหน่งภาพ นอกจากจะใชว้ ธิ เี ขยี นรงั สขี องแสงตกกระทบและรงั สขี องแสงสะทอ้ นแลว้ ยงั สามารถใชว้ ชิ าคณิตศาสตรค์ านวณหาตาแหน่งภาพได้ จากสมการ แบบฝึ กหดั ท่ี 3.1 ข้อ 1. เทยี นไขสงู 20 เซนตเิ มตร ตงั้ อยบู่ นแกนมุขสาคญั ของกระจกเวา้ ทม่ี คี วามยาวโฟกสั 10 เซนตเิ มตร ทาใหเ้ กดิ ภาพหน้ากระจกเวา้ ณ ทห่ี า่ งจากกระจกเวา้ 15 cm จงหาวา่ เทยี นไขอยหู่ ่างจาก กระจกเวา้ กเ่ี ซนตเิ มตร และเกดิ ภาพสงู กเ่ี ซนตเิ มตร ข้อ 2. จากขอ้ 1 ถา้ วางเทยี นไขห่างกระจกเวา้ 5 เซนตเิ มตร ภาพเทยี นไขเป็นภาพชนดิ ใด และอย่หู า่ ง กระจกเวา้ เท่าใดเขยี นภาพประกอบ ครูขนิษฐา ปิ่นทอง

- 41 - ข้อ 3. วางวตั ถุไวห้ น้ากระจกนูนทม่ี รี ศั มคี วามโคง้ 24 เซนตเิ มตร ใหห้ ่างกระจก 20 เซนตเิ มตร ก ) ภาพ เกดิ ขน้ึ ทใ่ี ด และเป็นภาพชนิดใด ข ) การขยายของภาพเป็นเท่าใด 3.2 การหกั เหแสง เม่อื มองแท่งไมท้ จ่ี มุ่ อย่ใู นน้า ดงั รปู 1 จะเหน็ แท่งไม้ จะไม่เป็นแท่งตรง และเหน็ แท่งไมส้ ว่ นทอ่ี ย่ใู นน้าอยทู่ ต่ี าแหน่งสงู กว่าเป็นจรงิ แสดงว่า แสงจากแท่งไมเ้ ดนิ ทางเขา้ สู่ ตา ผดิ ไปจากแนวเดมิ ปรากฏการณ์ทเ่ี กดิ ขน้ึ เรยี กวา่ การหกั เหของแสง เราอาจ จะใหค้ าจากดั ความ การหกั เหของแสงไดว้ ่า เป็น การเปลย่ี นทศิ ทางการเคลอ่ื นทข่ี อง แสง ซง่ึ เป็นผลจากการเคล่อื นทข่ี องแสงจากตวั กลางหน่ึงไปยงั อกี ตวั กลางหน่งึ โดยมที ศิ ทางการ เคลอ่ื นทข่ี องแสง รปู 2 การหกั เหของแสงเมอ่ื ผา่ นตวั กลางตา่ งกนั ครูขนิษฐา ปิ่นทอง

- 42 - กฎการหกั เหของแสง เมอ่ื แสงเดนิ ทางจากตวั กลางหน่ึงไปยงั อกี ตวั กลางหน่งึ แสงจะเกดิ การ หกั เห และ เป็นไปตามกฎการหกั เหของแสง ดงั ต่อไปน้ี 1. รงั สหี กั เหอย่ใู นระนาบเดยี วกนั กบั รงั สตี กกระทบ และเสน้ แนวฉาก ณ จุดกระทบ 2. สาหรบั ตวั กลางคหู่ น่งึ อตั ราสว่ นระหว่างไซน์ของมุมตกกระทบ ( sin 1 ) กบั ไซน์ของมุม หกั เห ( sin 2 ) มคี ่าคงตวั เสมอ ความสมั พนั ธ์น้เี รยี กว่า กฎของสเนลล์ ความสมั พนั ธน์ ้ี เขยี นได้ ดงั น้ี ถา้ แสงเคล่อื นทด่ี ว้ ยอตั ราเรว็ v1 และ v2 ในตวั กลาง 1 และตวั กลาง 2 ตามลาดบั จากความรู้ เรอ่ื ง การหกั เหของคล่นื ( แสงจะแสดงคณุ สมบตั ขิ องคลน่ื ดว้ ย ) จะได้ ถา้ ตวั กลาง 1 เป็นสญุ ญากาศ และตวั กลาง 2 เป็นตวั กลางใด ๆ ให้ c เป็นอตั ราเรว็ ของแสงใน สุญญากาศ v เป็นอตั ราเรว็ ของแสงในตวั กลางใด ๆ เมอ่ื อตั ราสว่ นระหว่างไซน์ของมุมตกกระทบ ( sin 1 ) กบั ไซน์ของมุมหกั เห ( sin 2 ) มคี า่ คงตวั เสมอ ดงั นนั้ แสดงว่า จะตอ้ งเป็นคุณสมบตั เิ ฉพาะตวั ของตวั กลางค่นู นั้ ซง่ึ คุณสมบตั นิ ้เี รยี กวา่ ดรรชนีหกั เห ของตวั กลาง หรอื อาจกล่าวไดว้ า่ ดรรชนีหกั เหของตวั กลาง คือ อตั ราส่วนระหวา่ ง อตั ราเรว็ ของแสงใน สญุ ยากาศกบั อตั ราเรว็ ของแสงในตวั กลางนัน้ ถา้ ให้ n แทน ดรรชนีหกั เห ของตวั กลาง ครูขนิษฐา ปิ่นทอง

- 43 - แบบฝึ กหดั ที่ 3.2 ข้อ 4. แสงเดนิ ทางออกจากแกว้ คราวน์สอู่ ากาศ ทามุมตกกระทบ 30 องศา ทผ่ี วิ รอยต่อระหว่างแกว้ คราวน์กบั อากาศ มุมหกั เหเป็นเท่าใด กาหนดดรรชนีหกั เหของอากาศ เทา่ กบั 1.00 และดรรชนหี กั เห ของแกว้ คราวน์ เท่ากบั 1.52 ครูขนษิ ฐา ปิ่นทอง

- 44 - ข้อ 5.แสงความยาวคล่นื 589 nm. เดนิ ทางจากสุญญากาศเขา้ สซู่ ลิ กิ าดว้ ยอตั ราเรว็ 2.06 x 108 m/s ดรรชนหี กั เหของซลิ กิ าเป็นเท่าใด กาหนดอตั ราเรว็ ของแสงในสญุ ญากาศเท่ากบั 3.00 x 108m/s 3.3 ความลึกจริงความลึกปรากฏ นาแท่งพลาสตกิ ใสผวิ ระนาบวางทบั ตวั หนงั สอื ดงั รูป เม่อื มองดตู วั หนงั สอื ใตแ้ ทง่ พลาสตกิ จะ มองเหน็ ตวั หนงั สอื ทต่ี าแหน่งทไ่ี ม่ใชต่ าแหน่งจรงิ เป็นตาแหน่งทไ่ี ม่ใชต่ าแหน่งจรงิ เป็นตาแหน่งทส่ี งู ขน้ึ กว่าตาแหน่งเดมิ การเหน็ วตั ถใุ นลกั ษณะน้เี น่อื งจากอากาศมดี รรชนีหกั เหน้อยกว่าแกว้ ดงั นนั้ มุมหกั เห ในอากาศจึงมคี ่ามากกว่ามุมตกกระทบในแกว้ ภาพทม่ี องเหน็ จงึ เรยี กวา่ ความลกึ ปรากฏ สว่ นตาแหน่ง ของวตั ถจุ รงิ เรยี กวา่ ความลกึ จรงิ ดงั แสดงไดจ้ าก รปู ต่อไปน้ี ครูขนษิ ฐา ปิ่นทอง

- 45 - แบบฝึ กหดั ท่ี 3.3 ข้อ 6. ปลาอย่ใู นน้าทร่ี ะดบั ความลกึ จากผวิ น้า 2 เมตร ความลกึ ปรากฏของปลาเป็นเท่าใด เมอ่ื ผสู้ งั เกต มอง ปลาในแนวดง่ิ ตรงตวั ปลา กาหนดดรรชนหี กั เหของอากาศ = 1.00 และดรรชนีหกั เหของน้า = 4/3 3.4 เลนสบ์ าง กลอ้ งจุลทรรศน์ กลอ้ งดดู าว และกลอ้ งถ่ายรปู ลว้ นเป็นอปุ กรณ์ทใ่ี ชเ้ ลนสช์ ่วยในการทาใหเ้ กดิ ภาพ โดย ใชห้ ลกั การหกั เหของแสง เลนสท์ าดว้ ยแกว้ หรอื พลาสตกิ ทม่ี ผี วิ โคง้ ทรงกลมสองขา้ งไม่ขนาน กนั เลนสม์ ี 2 ชนิด คอื เลนสน์ ูนและเลนสเ์ วา้ ดงั รปู 1 รปู 1 เลนสน์ ูนและเลนสเ์ วา้ แบบต่างๆ สว่ นสาคญั ของเลนสม์ อี ะไรบา้ ง เมอ่ื รงั สตี ่าง ๆ ผา่ นเลนส์ การหกั เหของรงั สจี ะเป็นอย่างไร เม่อื เลนส์ ทาใหเ้ กดิ ภาพ ภาพจะมลี กั ษณะอย่างไร สว่ นสาคญั ของเลนสม์ ดี งั น้ี 1. แกนมุขสาคญั คอื เสน้ ทล่ี ากผา่ น ศนู ยก์ ลางเลนส์ และศูนยก์ ลางความโคง้ ของผวิ ทงั้ สอง 2. ศนู ยก์ ลางเลนส์ O เป็นจุดบนเสน้ แกนมุขสาคญั ทห่ี ่างจากผวิ ทงั้ สองของเลนสเ์ ท่ากนั ครูขนษิ ฐา ป่ินทอง

- 46 - 3. ศูนยก์ ลางความโคง้ C1 และ C2 เป็นจดุ ศนู ยก์ ลางความโคง้ ของผวิ เลนสท์ งั้ สอง รปู ท่ี 2 สว่ นสาคญั ของเลนส์ รปู 3 แสงขนานกบั แกนมขุ สาคญั ผา่ นเลนสน์ ูน ทา ใหแ้ สงรวมกนั ทจ่ี ุดโฟกสั จากรปู 3 ถา้ มรี งั สขี นานกบั แกนมุขสาคญั ตกกระทบเลนสน์ ูน และถา้ รงั สเี หลา่ น้อี ย่ใู กลแ้ กนมุข สาคญั เมอ่ื ผา่ นเลนสน์ ูนจะหกั เหไปรวมกนั ทจ่ี ดุ ๆ หน่งึ บนแกนมขุ สาคญั ของเลนสน์ ูน จุดน้เี รยี กวา่ จดุ โฟกสั ระยะ f คอื ความยาวโฟกสั ในกรณขี องเลนสเ์ วา้ รงั สที งั้ หลายทข่ี นานกบั แกนมุขสาคญั เมอ่ื ผ่าน เลนสเ์ วา้ แลว้ รงั สจี ะเบนหรอื กระจายออก ถา้ รงั สเี หล่าน้ีถกู ต่อยอ้ นกลบั ไปกจ็ ะพบกนั ทจ่ี ุด F/ ดงั รปู 4 จุดน้ีจะเป็นจุดโฟกสั เสมอื นของเลนสเ์ วา้ และระยะ f กจ็ ะเป็น ความยาวโฟกสั ของเลนสเ์ วา้ นนั้ รปู 4 แสงขนานกบั แกนมุขสาคญั ผา่ นเลนสเ์ วา้ ทาใหแ้ สงกระจาย ภาพของวตั ถุทเ่ี กดิ จากเลนสน์ ูน หรอื เลนสเ์ วา้ จะมลี กั ษณะของภาพทแ่ี ตกต่างกนั โดยภาพท่ี เกดิ จะมขี นาดใหญ่ หรอื เลก็ กว่าวตั ถุ ขน้ึ อย่กู บั การวางวตั ถุนนั้ ไวท้ ต่ี าแหน่งใด เราสามารถแสดงใหเ้ หน็ ไดว้ ่า ภาพจะมลี กั ษณะใดโดยใชร้ งั สจี ากวตั ถเุ พยี ง 2 รงั สเี ท่านัน้ ในการเขยี นแผนภาพตามกฎการหกั เห ของแสง ดงั รปู 5 ภาพทเ่ี กดิ จากเลนสน์ ูน และ รปู 6 ภาพทเ่ี กดิ จากเลนสเ์ วา้ ดงั ตอ่ ไปน้ี เลนสน์ ูน 1. เขยี นรงั สตี กกระทบ QR ขนานกบั เสน้ แกนมุขสาคญั รงั สหี กั เหจะผา่ นโฟกสั 2. เขยี นรงั สตี กกระทบ QO ผา่ นศนู ยก์ ลางเลนส์ O รงั สหี กั เหจะผ่านเลนสอ์ อกไปในแนวเดมิ รปู 5 ภาพทเ่ี กดิ จากเลนสน์ ูน เลนสเ์ ว้า 1. เขยี นรงั สตี กกระทบ QR ขนานกบั เสน้ แกนมขุ สาคญั รงั สหี กั เหกระจายออก ถา้ ตอ่ ยอ้ นกลบั จะ ผ่านจุดโฟกสั เสมอื น 2. เขยี นรงั สตี กกระทบ QO ผ่านศนู ยก์ ลางเลนส์ O รงั สหี กั เหจะผ่านเลนสอ์ อกไปในแนวเดมิ ครูขนิษฐา ป่ินทอง

- 47 - รปู 6 ภาพทเ่ี กดิ จากเลนสเ์ วา้ แบบฝึ กหดั ท่ี 3.4 ข้อ 7. เลนสน์ ูนมคี วามยาวโฟกสั 10 เซนตเิ มตร เมอ่ื วางวตั ถุอย่หู า่ งเลนสน์ ูน 30 เซนตเิ มตร ภาพท่ี เกดิ ขน้ึ เป็นภาพชนิดใด และอย่ทู ใ่ี ด และถา้ วตั ถอุ ยหู่ ่างเลนสน์ ูน 6 เซนตเิ มตร ภาพทเ่ี กดิ ขน้ึ เป็นภาพ ชนดิ ใด ครูขนษิ ฐา ป่ินทอง

- 48 - ข้อ 8 วางวตั ถุทย่ี าว 1.4 เซนตเิ มตร ในแนวตงั้ ฉากกบั แกนมขุ สาคญั หน้าเลนสเ์ วา้ ทม่ี คี วามยาวโฟกสั 20 เซนตเิ มตร โดยอย่หู ่างเลนสเ์ วา้ 15 เซนตเิ มตร ภาพทเ่ี กดิ ขน้ึ เป็นภาพชนดิ ใด และอย่หู ่างเลนสเ์ วา้ เทา่ ใด และภาพมขี นาดเทา่ ใด ข้อ 9. เลนสน์ ูน L1 และ L2 ซง่ึ มคี วามยาวโฟกสั 15 เซนตเิ มตร และ 30 เซนตเิ มตร ตามลาดบั อย่หู า่ ง กนั 20 เซนตเิ มตร วางวตั ถไุ วห้ น้าเลนส์ L1 ห่างจากเลนส์ 20 เซนตเิ มตร จงหาตาแหน่งของภาพ สดุ ทา้ ย 3.5 ปรากฏการณ์ที่เก่ียวกบั แสง การกระจายของแสง 1) การกระจายแสงผ่านปริซึม เมอ่ื ใหแ้ สงขาวซง่ึ ประกอบดว้ ยแสงหลายสผี ่านปรซิ มึ สามเหลย่ี ม พบวา่ แสงทห่ี กั เหออกมาจากปรซิ มึ จะไมเ่ ป็นแสงขาว แต่จะมสี ตี ่าง ๆ กนั แสงแต่ละสที ห่ี กั เหออกมาจะทามุมหกั เหตา่ ง ๆ กนั แสงแต่ละสจี งึ ปรากฏบนฉาก ณ ตาแหน่งต่าง ๆ กนั ดงั รปู 6 ปรากฏการณ์น้เี รยี กว่า การกระจายของแสง ครูขนิษฐา ปิ่นทอง

- 49 - รปู 6 การกระจายของแสง มมุ ทห่ี กั เหออกจากปรซิ มึ ทากบั รงั สตี กกระทบทผ่ี วิ แรกของปรซิ มึ เรยี กว่า มมุ เบย่ี งเบน จากรปู 6 V คอื มุมเบย่ี งเบนของแสงสมี ่วงซง่ึ มคี ่ามากทส่ี ดุ เพราะ มคี วามยาวคลน่ื สนั้ ทส่ี ุด สว่ นมมุ เบย่ี งเบน ของแสงสแี ดง R นนั่ มคี า่ น้อยทส่ี ดุ เพราะมคี วามยาวคลน่ื ยาวทส่ี ดุ ถา้ ใหป้ รซิ มึ น้รี บั แสงอาทติ ย์ แถบสี ทไ่ี ดก้ จ็ ะมลี กั ษณะเช่นเดยี วกบั ทใ่ี ชร้ บั แสงจากกล่องแสง เรยี กแถบน้วี า่ สเปกตรมั ของแสงขาว 2) การสะท้อนกลบั หมด เม่อื แสงจากตวั กลางหน่งึ ผา่ นเขา้ ไปในอกี ตวั กลางหน่งึ ซง่ึ มดี รรชนี หกั เหมคี า่ น้อยกว่าพบว่า มุมหกั เห 2 ในตวั กลางทด่ี รรชนหี กั เหมคี า่ มากกว่าจะใหญก่ วา่ มุมตกกระทบ 1 เช่น เม่อื แสงจากแท่งพลาสตกิ ผ่านเขา้ ไปในตวั กลางทด่ี รรชนหี กั เหมคี ่าน้อยกว่า เชน่ จากพลาสตกิ ไปยงั อากาศมุมหกั เห 2 จะมคี ่ามากกว่า มุมตกกระทบ 1 และมุมหกั เหน้ีจะสามารถมคี ่าไดเ้ ท่ากบั 90 องศา เมอ่ื ไดม้ ุมตกกระทบทร่ี ะดบั หน่ึง เรยี กมมุ ตกกระทบ ทท่ี าใหเ้ กดิ มมุ หกั เหเทา่ กบั 90 องศาน้วี ่า มมุ วกิ ฤต ( c ) และปรากฏการณ์น้เี รยี กวา่ การสะท้อนกลบั หมด ดงั รปู 7 รปู 7 การสะทอ้ นกลบั หมด แบบฝึ กหดั ท่ี 3.5 ข้อ 10. จงหามุมวกิ ฤตของแทง่ พลาสตกิ ดรรชนหี กั เหมคี ่าประมาณ 1.5 3) ร้งุ เป็นผลมาจากการกระจายของแสง การสะทอ้ นกลบั หมด และการหกั เหของแสง ซง่ึ มี สาเหตุเน่อื งมาจากการทแ่ี สงแดดสอ่ งผา่ นละอองน้าทม่ี อี ยมู่ าก กอ่ นหรอื หลงั ฝนตก แลว้ เกดิ การกระจาย ของแสง เกดิ การสะทอ้ นกลบั หมด ทาใหไ้ ดส้ เปกตรมั ของแสงขาว แลว้ หกั เหออกสอู่ ากาศเขา้ สตู่ าของผู้ สงั เกต รงุ้ ทเ่ี กดิ ขน้ึ มไี ด้ 2 แบบ คอื รงุ้ ปฐมภูมิ และรงุ้ ทุตยิ ภูมิ ดงั รปู 8 ครูขนษิ ฐา ปิ่นทอง

- 50 - 3.1 รงุ้ ปฐมภูมิ เกดิ จากแสงแดดตกกระทบเขา้ มาทางดา้ นบนของละอองน้า แลว้ เกดิ การกระจาย ของแสงในละอองน้า และการสะทอ้ นกลบั หมดภายในละอองน้าหน่งึ ครงั้ จงึ หกั เหออกจากละอองน้าสู่ อากาศ ดงั รปู 8 ก. ดงั นนั้ รุง้ ปฐมภมู เิ กดิ การหกั เห 2 ครงั้ สะทอ้ น 1 ครงั้ ( หกั เห → สะทอ้ น → หกั เห ) รงุ้ ปฐมภูมมิ ี สแี ดงอยดู่ า้ นบน และสมี ่วงอยดู่ า้ นล่าง 3.2 รงุ้ ทตุ ยิ ภูมิ เกดิ จากแสงแดดตกกระทบเขา้ มาทางดา้ นลา่ งของละอองน้า แลว้ เกดิ การ กระจาย ของแสงภายในละอองน้า จากนนั้ กเ็ กดิ การสะทอ้ นกลบั หมดภายในละอองน้า 2 ครงั้ จงึ หกั เห ออกจากละอองน้า สอู่ ากาศ ดงั รปู 8 ข. ดงั นนั้ รงุ้ ทุตยิ ภูมเิ กดิ การหกั เห 2 ครงั้ และสะทอ้ น 2 ครงั้ ( หกั เห → สะทอ้ น →สะทอ้ น → หกั เห ) รงุ้ ทุตยิ ภูมมิ สี แี ดงอย่ดู า้ นล่าง และสมี ่วงอย่ดู า้ นบน 4 ) มิราจ เป็นปรากฏการณ์ธรรมชาตชิ นดิ หน่ึงทเ่ี กดิ จาก การ หกั เหของแสงในบรรยากาศในชนั้ ตา่ ง ๆ เพราะความหนาแน่น ของ อากาศในชนั้ ต่าง ๆ ไม่เท่ากนั มผี ลทาใหเ้ รามองเหน็ ภาพ 2 ภาพ พรอ้ ม ๆ กนั เชน่ คนในทะเลทรายอาจเหน็ ต้นไมต้ น้ หน่งึ เป็นสอง ตน้ พรอ้ ม ๆ กนั โดยเหน็ ตน้ เดมิ กบั ภาพ ทม่ี ยี อดตน้ ไมป้ รากฏอย่ใู ต้ พน้ื ทราย ดงั รปู 9 ซง่ึ มกั เกดิ ในบรเิ วณทอ่ี ากาศมคี วามหนาแน่น แตกตา่ งกนั มาก เชน่ ทะเลทรายหรอื ถนน ซง่ึ ถกู แดดจดั เพราะ บรเิ วณน้ี อุณหภูมขิ องอากาศ เหนือผวิ ถนนจะสงู มาก และจะลดลงอย่างรวดเรว็ ตามความสงู ทาใหด้ รรชนหี กั เห ของอากาศเพม่ิ ขน้ึ อยา่ งรวดเรว็ ตามความสงู ตวั อย่างของมริ าจนอกจากทก่ี ล่าวมาไดแ้ ก่ การเหน็ น้าปรากฏบนผิ ถนนท่ี รอ้ น ทงั้ ๆ ทถ่ี นนแหง้ การเหน็ เรอื ลอยคว่าอยใู่ นอากาศเหนือทอ้ งทะเล เป็นตน้ 3.6 ทศั นอปุ กรณ์ เราสามารถนาความรเู้ รอ่ื งการหกั เหของแสงผ่านเลนส์ มาสรา้ งอปุ กรณ์ตา่ ง ๆ ทเ่ี ป็นประโยชน์ ได้ หลายอย่าง เช่น เคร่อื งฉายภาพนิ่ง กลอ้ งถา่ ยรูป กลอ้ งจุลทรรศน์ กลอ้ งโทรทรรศน์ และกลอ้ งสอ่ ง ทางไกล เป็นตน้ หลกั การทางานของอุปกรณ์เหล่าน้เี ป็นอยา่ งไร ครูขนษิ ฐา ป่ินทอง

- 51 - 1) เครือ่ งฉายภาพน่ิง เป็นพน้ื ฐาน ของ เครอ่ื งฉาย ภาพยนตรแ์ ละเคร่อื งฉายขา้ มศรษี ะ โดยใช้ หลกั ใหแ้ สงผา่ นวตั ถุ ( แผน่ สไลด์ แผ่นฟิลม์ แผน่ ใส ) เม่อื แสงจากวตั ถหุ กั เหผา่ นเลนสฉ์ าย ภาพ จะทาให้ เกดิ ภาพจรงิ ขนาดขยาย 2) กล้องถ่ายรปู มสี ว่ นประกอบทส่ี าคญั ดงั น้ี 1. ตวั กลอ้ ง ทาหน้าทเ่ี ป็นหอ้ งมดื ภายในทาสดี าเพอ่ื ป้องกนั แสง จาก ภายนอก และชว่ ยลดการสะทอ้ นแสงภายในกลอ้ ง 2. เลนสน์ ูน ทาหน้าทร่ี บั แสงจากวตั ถุทอ่ี ยไู่ กลเกนิ ระยะ 2f เพอ่ื ใหเ้ กดิ ภาพจรงิ ขนาดย่อบนฟิลม์ 3. วงแหวนปรบั ความชดั เป็นตวั ทใ่ี ชเ้ ลอ่ื นเลนสน์ ูนใหอ้ อกห่างหรอื เขา้ ใกลฟ้ ิลม์ เพอ่ื ใหไ้ ดภ้ าพ ชดั ตามตอ้ งการ 4. ไดอะแฟรม เป็นช่องกลม ทาหน้าทค่ี วบคุมปรมิ าณแสงทผ่ี า่ นเขา้ กลอ้ ง 5. ชตั เตอร์ เป็นแผ่นทบึ แสง ทาหน้าท่ี ปิด เปิด ใหแ้ สงเขา้ มาในกลอ้ ง ซง่ึ สามารถตงั้ ชว่ งเวลา การ ปิด – เปิด โดยการปรบั ความเรว็ ชตั เตอร์ ถา้ วตั ถุมคี วามสว่างมากตอ้ งลดขนาดชอ่ งของ ไดอะแฟรมหรอื เพมิ่ ความเรว็ ชตั เตอร์ แต่ถา้ วตั ถุมคี วามสว่างน้อย เราตอ้ งเพมิ่ ขนาดของ ไดอะแฟรมหรอื ลดความเรว็ ชตั เตอร์ 6. ฟิ ลม์ ทาหน้าทเ่ี ป็นฉากรบั ภาพ เมอ่ื แสงตกบนฟิลม์ จะเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมี และเมอ่ื นาฟิลม์ ไป ลา้ ง ตามขนั้ ตอน กจ็ ะไดภ้ าพจรงิ หวั กลบั ขนาดเลก็ กวา่ วตั ถุบนฟิลม์ 3) กล้องจลุ ทรรศน์ เป็นกลอ้ งทใ่ี ชส้ อ่ งดวู ตั ถุเลก็ ๆ เชน่ เชอ้ื โรค ให้ มขี นาดขยายใหญ่ขน้ึ มาก ๆ จน มองเหน็ ไดช้ ดั เจน กลอ้ งจุลทรรศน์ ประกอบดว้ ยเลนสน์ ูน 2 อนั คอื 1. เลนสใ์ กล้วตั ถุ เป็นเลนสท์ อ่ี ย่ใู กลว้ ตั ถุ มคี วามยาวโฟกสั สนั้ มาก และเป็นเลนสห์ นา เพอ่ื ใหม้ กี าลงั ขยายสงู ถา้ ปรบั เลนสใ์ กลว้ ตั ถุใหห้ ่าง จาก วตั ถมุ ากกวา่ ความยาวโฟกสั จะไดภ้ าพจรงิ ขนาดใหญ่กวา่ วตั ถุ ภาพน้จี ะ เกดิ ระหว่างเลนสท์ งั้ สอง 2. เลนสใ์ กลต้ า เป็นเลนสท์ อ่ี ย่ใู กลต้ า มคี วามยาวโฟกสั มากกว่า เลนสว์ ตั ถุ ทาหน้าทร่ี บั แสง จากภาพ ทเ่ี กดิ จากเลนสใ์ กลว้ ตั ถุ เพอ่ื ทาใหเ้ กดิ ภาพเสมอื นขนาดใหญ่ ซง่ึ เป็นภาพท่ี ตามองเหน็ 4 ) กล้องโทรทรรศน์ เป็นกลอ้ งทใ่ี ชส้ าหรบั สอ่ งดวู ตั ถทุ อ่ี ย่ไู กล ๆ เพอ่ื ใหเ้ หน็ ใกลเ้ ขา้ มา และมี ขนาด ใหญข่ น้ึ กลอ้ งโทรทรรศน์ประกอบดว้ ยเลนสน์ ูน 2 อนั คอื 1. เลนสใ์ กล้วตั ถุ เป็นเลนสท์ ม่ี คี วาม ยาวโฟกสั มาก ทาหน้าทร่ี บั แสงขนานจากวตั ถุทอ่ี ยไู่ กล ๆ แลว้ ทาใหเ้ กดิ ภาพจรงิ หวั กลบั 2. เลนสใ์ กล้ ตา เป็นเลนสท์ ม่ี คี วามยาวโฟกสั น้อย ทาหน้าทข่ี ยายภาพ จากเลนสใ์ กลว้ ตั ถุ ใหม้ ขี นาด ใหญ่ขน้ึ และ เหมาะทจ่ี ะใชง้ านทางดาราศาสตร์ ครูขนษิ ฐา ป่ินทอง

- 52 - 3.7 ความสว่าง เป็นทท่ี ราบกนั ดวี ่าแสงเป็นพลงั งานรปู หน่งึ ทส่ี ามารถทาใหพ้ น้ื ทท่ี แ่ี สงตกกระทบสว่าง ปรมิ าณ พลงั งานแสงเปล่งออกจากแหลง่ กาเนิดแสงใดๆ ตอ่ หน่ึงหน่วยเวลาเรยี กว่าฟลกั ซส์ อ่ งสว่าง( Luminous Flux) มหี น่วยวดั เป็น ลูเมน หลอดไฟฟ้าซง่ึ เป็นแหล่งกาเนิดแสงทน่ี ยิ มใชก้ นั ตามบา้ นเรอื นมี 2 ชนดิ คอื หลอดไฟฟ้า แบบไส้ และหลอดไฟฟ้าฟลอู อเรสเซนต์ ตาราง 1 แสดงฟลกั ซส์ อ่ งสว่างของหลอดไฟฟ้าทงั้ 2 ชนิด จากตาราง 1 จะเหน็ ไดว้ า่ ฟลกั ซส์ อ่ งสวา่ งของ หลอดฟลูออเรส เซนตม์ ากกว่าแบบไสป้ ระมาณ 6 เท่า ดงั นนั้ เมอ่ื หลอดทงั้ สอง ใชก้ าลงั ไฟฟ้าเท่ากนั ประสทิ ธภิ าพในการ เปลย่ี นพลงั งาน ไฟฟ้าเป็นความสวา่ งของหลอดฟลอู อเรส เซนตจ์ งึ สงู กว่าแบบ ไส้ ถา้ พจิ ารณาพน้ื ทร่ี บั แสง ความสว่างบนพน้ื ทห่ี าได้ จาก แบบฝึ กหดั ที่ 3.6 ข้อ 11.ตดิ หลอดไฟฟ้าฟลอู อเรสเซนต์ 40 วตั ต์ 3 หลอด โดยมตี วั สะทอ้ นแสงใหพ้ ลงั งานแสงทงั้ หมดตก บนพน้ื โต๊ะทม่ี พี น้ื ท่ี 10 ตารางเมตร ใหห้ าความสวา่ งบนพน้ื โต๊ะน้ี ครูขนษิ ฐา ป่ินทอง

- 53 - ข้อ 12.ตดิ หลอดไฟฟ้าฟลอู อเรสเซนต์ 40 วตั ต์ ทม่ี ฟี ลกั ซส์ อ่ งสวา่ ง 2,700 ลูเมน ในหอ้ งสเ่ี หลย่ี มทม่ี ี ขนาด 3 x 2 x 2 เมตร ความสวา่ งของหอ้ งน้โี ดยเฉลย่ี มคี า่ เทา่ ไร ใหฟ้ ลกั ซส์ อ่ งสวา่ งทส่ี ญู เสยี ไป เน่อื งจากตวั สะทอ้ นแสงเท่ากบั 500 ลูเมน และแสงกระทบเพดานหอ้ งน้อยมาก 3.8 การถนอมสายตา 1) การดวู ตั ถทุ ่ีมคี วามสว่างมาก ไม่ควรดวู ตั ถหุ รอื แหลง่ กาเนิดแสงทม่ี คี วามสวา่ งมาก เช่น ดวงอาทติ ย์ แสงจากสปอตไลท์ แสงจากการเช่อื มโลหะ เป็นตน้ เพราะเลนสต์ าจะรวมแสงใหไ้ ปตกบนเร ตนิ า ดงั รูป 6 ซงึ อาจทาใหเ้ รตนิ าถูกทาลายอยา่ งถาวร ถา้ จาเป็นตอ้ งดวู ตั ถทุ ม่ี คี วามสวา่ งมาก ๆ เช่น ดวงอาทติ ยข์ ณะเกดิ สุรยิ ุปราคา ควรดผู า่ นฟิลม์ กรองแสง ครูขนษิ ฐา ป่ินทอง

- 54 - รปู 6 การหกั เหของแสงภายในตาไปตกบนเรตนิ า 2) การดวู ตั ถทุ ี่มคี วามสวา่ งน้อย การดวู ตั ถทุ ม่ี คี วามสว่างน้อยไมท่ าอนั ตรายเรตนิ า แต่เป็น การดทู ต่ี อ้ งเพง่ พจิ ารณา เช่น การอา่ นหนงั สอื กลา้ มเน้ือตาจะตอ้ งทางานหนกั กว่าปกติ และถา้ อา่ นในท่ี มคี วามสว่างน้อยเป็นระยะเวลานานหรอื บอ่ ย กลา้ มเน้อื ตาจะเสอ่ื มเรว็ กวา่ ทค่ี วร 3) การดผู ่านทศั นอปุ กรณ์ ไดแก่ กลอ้ งสอ่ งทางไกล กลอ้ งโทรทรรศน์ ดวู ตั ถุหรอื แหลง่ กาเนิด แสงทม่ี คี วามสว่างมาก จะทาใหเ้ รตนิ าเป็นอนั ตราย ดงั นนั้ การดู หรอื ถ่ายภาพดวงอาทติ ย์ เมอ่ื เกดิ สุรยิ ปุ ราคา จงึ ตอ้ งทาดว้ ยความระมดั ระวงั โดยดผู า่ นฟิลม์ กรองแสง หรอื ดโู ดยมผี เู้ ชย่ี วชาญ ดา้ นดารา ศาสตรด์ แู ล 3.9 ตาและการมองเหน็ สี ตาคนและกลอ้ งถา่ ยรปู มสี ว่ นประกอบทท่ี าหน้าทค่ี ลา้ ยกนั มาก ตาประกอบดว้ ยเลนสต์ า เป็น เลนสร์ บั แสง เรตนิ าทาหน้าทค่ี ลา้ ยฟิลม์ ถ่ายรปู ถดั จากเรตนิ าเป็นใยประสาทซ่งึ ตดิ ต่อกบั ประสาทตา ผ่านไปยงั สมอง เวลามแี สงจากวตั ถตุ กบนเลนสต์ าจะเกดิ ภาพชดั ทเ่ี รตนิ า ตาจะเหน็ วตั ถใุ นลกั ษณะ เดยี วกบั ภาพของวตั ถุทต่ี กบนฟิลม์ ถ่ายรปู นอกจากน้ตี ายงั มมี ่านตาเพอ่ื ทาหน้าทป่ี รบั ความเขม้ ของแสง บนเรตนิ าใหเ้ หมาะโดยเปลย่ี นขนาดของพวิ พลิ มา่ นตาจงึ ทาหน้าทค่ี ลา้ ยไดอะแฟรมของกลอ้ งถา่ ยรปู นอกจากน้ตี ายงั มกี ลา้ มเน้อื ยดึ เลนสต์ าทาหน้าทบ่ี งั คบั เลนสต์ าใหน้ ูนมากหรอื น้อย เพอ่ื ใหเ้ กดิ ภาพชดั บนเรตนิ า สว่ นน้แี ตกตา่ งจากกลอ้ งถ่ายรปู เพราะกลอ้ งถา่ ยรูปใชว้ ธิ เี ลอ่ื นตาแหน่งเลนสเ์ พอ่ื ใหเ้ กดิ ภาพ ชดั บนฟิลม์ ในการมองวตั ถุ ตาแหน่ง ใกลท้ ต่ี าเหน็ ภาพชดั เรยี ก จดุ ใกล้ และตาแหน่งไกลสุดทต่ี ามองเหน็ ภาพชดั เรยี กว่า จดุ ไกล สาหรบั คนสายตาปกติ ดงั รูป 8 ครูขนิษฐา ปิ่นทอง

- 55 - จดุ ใกล้ อยทู่ ร่ี ะยะประมาณ 25 เซนตเิ มตร จดุ ไกล อย่ทู ร่ี ะยะไกลมาก หรอื ทร่ี ะยะอนันต์ สาหรบั คนสายตาสนั้ ระยะไกลทต่ี ามองเหน็ ภาพชดั จะไมใ่ ช่ระยะอนนั ต์ ( จุดไกล ) แต่จะเหน็ ภาพชดั คอื จุดใกล้ การแกไ้ ขใหม้ องเหน็ ภาพชดั เหมอื นสายตาปกติ จะตอ้ งสวมแวน่ ทท่ี าดว้ ยเลนสเ์ วา้ ดงั รปู 9 สาหรบั คนสายตายาว ระยะใกลท้ ต่ี ามองเหน็ ภาพชดั จะไม่ใช่จดุ ใกล้ แตจ่ ะเหน็ ภาพชดั ท่ี จุด ไกล คอื ระยะอนนั ต์ การแกไ้ ขใหม้ องเหน็ ภาพชดั เหมอื นคนสายตาปกติ จะตอ้ งสวมแวน่ ทท่ี าดว้ ยเลนส์ นูน ดงั รูป 10 ในการมองเหน็ สตี า่ ง ๆ สว่ นสาคญั ของตา คอื เรตนิ า เพราะมเี ซลลร์ บั แสงจานวนมาก มอี ยู่ 2 ชนดิ คอื เซลลร์ ปู กรวย และเซลลร์ ปู แท่ง เซลลร์ ปู แท่งจะไวต่อแสงทม่ี คี วามเขม้ น้อย จงึ ไมส่ ามารถ จาแนกสไี ด้ สว่ นเซลลร์ ปู กรวยจะไมไ่ วต่อแสงทม่ี คี วามเขม้ แต่สามารถจาแนกสตี า่ ง ๆ ได้ คนท่ีตาบอด สี จะมคี วามผดิ ปกตขิ องเซลลร์ ปู กรวย จะทาใหส้ ผี ดิ ไปจากเดมิ 3.10 สี ครูขนษิ ฐา ปิ่นทอง

- 56 - เม่อื ใหแ้ สงสขี าวตกกระทบวตั ถตุ า่ ง ๆ เราจะเหน็ วตั ถุมสี แี ตกต่างกนั การมองเหน็ สตี ่าง ๆ นอกจากจะขน้ึ อยกู่ บั เซลลร์ ปู กรวยในเรตนิ าของตาแลว้ ยงั มสี ง่ิ อน่ื อกี ทม่ี อี ทิ ธพิ ลต่อการเหน็ สขี องวตั ถุ คอื การทจ่ี ากนนั้ ผา่ นสตี า่ ง ๆ ของตวั กลาง ก่อนเขา้ สตู่ าเรา เช่น แสงขาวของดวงอาทติ ย์ เม่อื ผ่าน ปรซิ มึ จะมองเหน็ แสงสถี งึ 7 สี เป็นตน้ หรอื แสงสตี า่ ง ๆ ผา่ นแผ่นกรองแสงสี เพอ่ื ตอ้ งการใหไ้ ดแ้ สงสที ่ี ตอ้ งการ จากการใหแ้ สงตกกระทบวตั ถุ จะพบวา่ เราอาจแบ่งชนิดวตั ถุตามปรมิ าณ และลกั ษณะทแ่ี สงผา่ น วตั ถุ ดงั น้ี 1. วตั ถโุ ปร่งใส คอื วตั ถุทใ่ี หแ้ สงผา่ นไปไดเ้ กอื บทงั้ หมดอย่างเป็นระเบยี บ เราจงึ สามารถมอง ผ่านวตั ถชุ นดิ น้ไี ดช้ ดั เจน ตวั อยา่ งวตั ถชุ นิดน้ไี ดแ้ ก่ กระจกใส และ แกว้ ใส เป็นตน้ 2. วตั ถโุ ปรง่ แสง คอื วตั ถทุ ใ่ี หแ้ สงผา่ นไปไดอ้ ย่างไม่เป็นระเบยี บ ดงั นนั้ เราจงึ ไมส่ ามารถมอง ผา่ นวตั ถนุ ้ไี ดช้ ดั เจน ตวั อยา่ งวตั ถุชนิดน้ไี ดแ้ ก่ น้าขนุ่ กระจกฝ้า และกระดาษชุบไข 3. วตั ถทุ ึบแสง คอื วตั ถุทไ่ี มใ้ หแ้ สงผ่านเลย แสงทงั้ หมดจะถกู ดดู กลนื ไวห้ รอื สะท้อนกลบั เราจงึ ไมส่ ามารถมองผ่านวตั ถชุ นิดน้ไี ด้ ตวั อย่างของวตั ถชุ นิดน้ไี ดแ้ ก่ ไม้ ผนงั ตกึ และกระจกเงา ในกรณีทแ่ี สงขาวตกกระทบวตั ถุทบึ แสง วตั ถุนนั้ จะดดู กลนื แสงแตล่ ะสที ป่ี ระกอบเป็นแสงขาว นนั้ ไวใ้ นปรมิ าณต่าง ๆ กนั แสงสว่ นทเ่ี หลอื จากการดดู กลนื จะสะทอ้ นกลบั เขา้ ตา ทาใหเ้ ราเหน็ วตั ถุเป็น สเี ดยี วกบั แสงทส่ี ะทอ้ นมาเขา้ ตามากทส่ี ดุ ตามปกตวิ ตั ถมุ สี ารทเ่ี รยี กวา่ สารสที าหน้าทด่ี ดู กลนื แสง วตั ถุ ทม่ี สี ตี ่างกนั จะมสี ารสตี า่ งกนั การเหน็ ใบไมเ้ ป็นสเี ขยี ว เป็นเพราะใบไมม้ คี ลอโรฟิลเป็นสารดดู กลนื แสงสี มว่ งและสแี ดง แลว้ ปลอ่ ยแสงสเี ขยี วและสใี กลเ้ คยี งใหส้ ะทอ้ นกลบั เขา้ ตามากทส่ี ดุ ส่วนดอกไมท้ ม่ี สี แี ดง เพราะดอกมสี ารสแี ดงซง่ึ ดดู กลนื แสงสมี ว่ ง สนี ้าเงนิ และสเี ขยี วสว่ นใหญไ่ ว้ แลว้ ปลอ่ ยใหแ้ สงสแี ดงปนสี สม้ และสเี หลอื งใหส้ ะทอ้ นกลบั มาเขา้ ตามากทส่ี ดุ สว่ นสารทม่ี สี ดี านนั้ จะดดู กลนื แสงทุกสที ต่ี กกระทบทา ใหไ้ ม่มแี สงสใี ดสะทอ้ นกลบั เขา้ สตู่ าเลย เราจงึ เหน็ วตั ถเุ ป็นสดี า แต่สารสขี าวนนั้ จะสะทอ้ นแสงทกุ สที ต่ี ก กระทบ 1 ) การผสมสารสี การทเ่ี รามองเหน็ วตั ถเุ ป็นสตี ่าง ๆ ส่วนใหญ่เราเหน็ สีเน่ืองมาจากแสงที่ สะท้อนมาจากวตั ถุ มากกวา่ เหน็ สจี ากแสงทท่ี ะลผุ ่านวตั ถุ ดงั นนั้ สตี ามธรรมชาตขิ องวตั ถุ ทเ่ี ราตอ้ งการ เหน็ จะตอ้ งดวู ตั ถนุ นั้ ดว้ ยแสงขาวของดวงอาทติ ย์ เมอ่ื เป็นเช่นน้สี ขี องวตั ถทุ เ่ี หน็ จะตอ้ งมสี งิ่ ทก่ี าหนดสี บนวตั ถุ ไดแ้ ก่ แสงทก่ี ระทบผวิ วตั ถุ และสารสบี นวตั ถุ ( สารสที ผ่ี สมในเน้อื วตั ถุ ) สารสตี ่าง ๆ ทอ่ี ยใู่ น เน้อื วตั ถุ ทไ่ี มส่ ามารถสรา้ งขน้ึ ไดจ้ ากการผสมสารสตี ่าง ๆ เขา้ ดว้ ยกนั มี อยู่ 3 สี คอื สีเหลือง สีแดง ม่วง และสีน้าเงินเขียว ซง่ึ เรยี กวา่ สารสีปฐมภมู ิ สารสที งั้ 3 น้ี จะมหี น้าทด่ี งั น้ี สารสีเหลอื ง จะไม่ดดู กลนื แถบสเี หลอื งทอ่ี ยถู่ ดั สแี ดง นอกนนั้ ดดู กลนื หมด สารสีแดงม่วง จะไม่ดดู กลนื แถบสแี ดง นอกนนั้ ดดู กลนื หมด สารสีน้าเงินเขียว จะไม่ดดู กลนื แถบสนี ้าเงนิ มว่ ง นอกนนั้ ดดู กลนื หมด ถา้ นาสารสปี ฐมภูมทิ งั้ 3 สี มาผสมกนั ดว้ ยปรมิ าณทเ่ี ท่า ๆ กนั จะได้ สารสีดา ซง่ึ มสี มบตั ิ ดดู กลนื แสงสที กุ แถบสใี นสเปกตรมั ของแสงขาว ครูขนษิ ฐา ป่ินทอง

- 57 - ถา้ นาสารสปี ฐมภูมทิ งั้ 3 สมี าผสมกนั ดว้ ยสดั สว่ นตา่ ง ๆ กนั จะเกดิ เป็นสารผสมไดห้ ลายสี ยกเว้น สารสีขาว ไม่อาจทาใหเ้ กดิ ไดด้ ว้ ยการผสมสารสอี น่ื ๆ ดงั รปู 11 รปู 11 แสดงการผสมสารสปี ฐมภมู ิ 2 ) การผสมแสงสี แสงทส่ี ะทอ้ นหรอื ทะลผุ ่านออกมาจากวตั ถุต่าง ๆ มกั ไมเ่ ป็นเพยี งสเี ดยี ว ดงั นนั้ เมอ่ื เราตอ้ งเหน็ แสงสเี ดยี ว เราจงึ มกั จะเหน็ ไดจ้ ากการผสมแสงสเี ขา้ ดว้ ยกนั โดยนาแสงสแี ดง แสง สเี ขยี ว และแสงสนี ้าเงนิ มาผสมกนั บนฉากสขี าวดว้ ยสดั สว่ นเท่า ๆ กนั จะใหผ้ ลเหมอื นกบั เราฉายแสง ขาวลงบนฉากขาว นนั่ คอื แถบแสงสตี า่ ง ๆ ในแสงสแี ดง แสงสเี ขยี ว และแสงสนี ้าเงนิ จะรวมกนั เป็น สเปกตรมั ของแสงขาวพอดี ดงั รปู 12 แสงสที งั้ สามน้เี รยี กว่า แสงสีปฐมภมู ิ เราอาจนาแสงสปี ฐมภูมมิ าผสมกนั เพอ่ื ใหแ้ สงสตี ่าง ๆ กนั ไดห้ ลายสี ยกเว้น แสงสีดา รปู 12 แสดงการผสมแสงสปี ฐมภูมบิ นฉากขาว ครูขนิษฐา ป่ินทอง