Embed Size (px)
Citation preview
1
โดยคร ชตชย โพธประภา 2
เรอง แสงและการมองเหน 1. การแทรกสอด 2. การเลยวเบนของแสง 3. เกรตตง 4. การกระเจงของแสง 5. การเคลอนทและอตราเรว ของแสง
โดยคร ชตชย โพธประภา 3
เรอง แสงและการมองเหน 6. การสะทอนของแสง 7. การหกเหของแสง 8. เลนสบาง 9. ปรากฏการณทางแสง 10. ทศนอปกรณ
โดยคร ชตชย โพธประภา 4
เรอง แสงและการมองเหน 11. ความสวาง 12. ตาและการมองเหน 13. ส 14. ปรากฏการณทางแสง
5
คณสมบตของแสง
1. การสะทอน 2. การหกเห 3. การแทรกสอด 4. การเลยวเบน
6
A0 A1 A2 A2
A1 N2 N2 N1 N1
s1 s2 การแทรกสอด
7
9
s1
s2 d
L
P
q
การแทรกสอด
R
10
การแทรกสอด
11
s1
s2 d
L
q
L>>d
การแทรกสอด
R
12
|S1P - S2P| = nl
dsinq = nl
d x L = nl
การแทรกสอด
13
|S1P - S2P| = nl
dsinq = nl
d x L = nl
แถบสวาง แถบมด
|S1P - S2P| = (n- )l
dsinq = (n- )l
d x L = (n- )l
2 1
2 1
2 1
14
1. สลตคมชองหางกน 500 mmเมอแสง ความยาวคลน 470 nm ผานสลตเกดการ แทรกสอดบนฉากซงหางสลต 1 m แถบสวางท 3 อยหางจากจดกงกลางของ แถบสวางกลางเทาใด
ตวอยาง
15
3. ฉายแสงความยาวคลน 600 nm ผาน ชองแคบคขนาด 30 mm ปรากฏแถบการ แทรกสอดบนฉากหางออกไป 1 m แถบ สวางท 3 เบนจากแนวกลางเปนระยะ เทาใด และแถบมดแตละแถบหางกนเทาใด
ตวอยาง
16
4. แสงผานชองแคบค แถบสวางแถบท 2 เบนจากแนวกลาง 300 จงหาวาระยะ ระหวางชองแคบเปนกเทาของความยาว คลน
ตวอยาง
17
5. สลตคอยหางกน 100 mm วางอยหาง จากฉาก 1m เมอมแสงความยาวคลน 400 nmผานสลต จะท าใหเกดแถบสวาง บนฉากแถบสวาง 2 แถบทอยถดกนจะ อยหางกนเทาใด
ตวอยาง
18
การเลยวเบนของแสง
ผทคนพบปรากฏการณการเลยวเบน ของแสงเปนคนแรกคอ กรมลด(Francesco Maria Grimaldi) ในป 2203
19
การเลยวเบนของแสง จากการทดลองพบวา เมอใหแสงผาน
สลตทแคบ โดยใหความยาวคลนแสงมคา มากกวาความกวางของชองสลต จะเกด ปรากฏการณเลยวเบนมผลใหแถบสวาง และแถบมดสลบกนไป
20
การเลยวเบนของแสง
เมอใชแสงความยาวคลนเดยวสองผาน
สลตโดยใหระยะของแหลงก าเนดแสงอย ไกลมากเทยบกบความกวางของชองสลต เราจงอาจประมาณไดวาคลนแสงทมาตก กระทบสลตนนเปนคลนระนาบ
21
การเลยวเบนของแสง
และโดยใชหลกของฮอยเกนสทถอวา ทก ๆ จดบนสลตจะท าหนาทเสมอนแหลง ก าเนดคลนอาพนธใหม และคลนเหลาน เมอพบกนกจะเกดการแทรกสอดกน จงท า ใหเกดแถบมดและแถบสวาง สลบกนไป
22
การเลยวเบนของแสง โดยแถบสวางกลางจะกวางและสวาง มากทสด และถาเราเพมความกวางของ สลต ความกวางของแถบสวางกลางจะ ลดลง แตถาลดความกวางของสลตลง จะท าใหแถบสวางกลางกวางขน สวน
แถบสวางถดไปจะมความสวางลดลง ๆ
23
การเลยวเบนของแสง
A
C d
L
P
q
D B O
มด
สวาง
มด
สวาง d sin q = nl
24
การเลยวเบนของแสง
25
การเลยวเบนของแสง ปรากฏการณการเลยวเบนของแสง โดยสลตเดยว และการแทรกสอดของ แสงโดยสลตค จะเกดขนพรอมกนเสมอ
26
ตวอยาง
6. แสงมความยาวคลน 600 nm ตกตง ฉากผานสลตเดยวทกวาง 500 mm ขอบ ของแถบสวางกลางอยเหนอแนวกลาง เปนมมเทาใด
27
ตวอยาง
7. ตองวางสลตเดยวหางจากฉากเทาใด เมอใหแสงความยาวคลน 500 nm ผาน สลตเดยวทมความกวาง 100 mm แลว ท าใหจดสวางกลางหางจากแถบมด แถบ ท 1 บนฉากเปนระยะ 4 mm
28
เกรตตง เกรตตงมลกษณะเปนแผน ประกอบ
ดวยชองเลกๆ เปนจ านวนมากมาย ซง อาจมไดตงแต 1,000 ถง 10,000 ชอง ตอเซนตเมตร โดยชองมขนาดแคบมาก และอยหางกนเทากน
29
เกรตตง
A d
L
P
q
D B O
d sin q = nl
30
เกรตตง
จากสมการจะเหนวาถาใหแสงทมความ ยาวคลนตางกนผานเกรตตง แถบสวาง ของแสงแตละความยาวคลนจะเกด ณ ท ต าแหนงตาง ๆ กน ดงนนถาใหแสงขาว ผานเกรตตงจะพบวาแถบสวางของแสงส ตาง ๆ จะเกดขน ณ ต าแหนงตางๆ กน
31
ตวอยาง
4. ถาฉายแสงสมวงผานเกรตตงทมขนาด 2000 ชอง/cm อยากทราบวา เราจะเหน
แสงสมวงจดแรกเบนจากแนวกลางเปน
มมเทาไร ก าหนดความยาวคลนแสงสมวง 450 nm
32
แบบฝกหด
1. เมอใหแสงสแดงผานชองสลตเดยวและ ตองการใหแถบมดแถบแรกอยหางจาก แถบสวางกลางคดเปนระยะทางมม 300
จงหาความกวางของชองสลต ก าหนดให
แสงสแดงมความยาวคลน 680 nm
33
แบบฝกหด
2. ชองสลตคหางกน 0.3 mm วางหางจาก ฉาก 1 m เมอฉายดวยแสงซงมความยาว คลน 600 nm ในแนวตงฉากใหผานชอง แคบไปยงฉาก จงหาระยะหางของ ต าแหนงของแถบสวางถดจากแนวกลาง
34
แบบฝกหด
3. เกรตตงอนหนงม 4,000 ชอง/cm ถาให
แสงมความยาวคลน 640 nm สองผานจะ เหนแถบสวางบนฉากทงหมดกแถบ
35
การเคลอนทและอตราเรวของแสง 1. วธของกาลเลโอ จบเวลาการเดนทางของแสงระหวาง ยอดเขา 2 ลก และสรปไดวาแสงมอตรา เรวสงมาก แตไมสามารถจบเวลาได
36
การเคลอนทและอตราเรวของแสง
2. วธของโรเมอร
ค านวณอตราเรวแสงได 2.2 x 108 m/s
E1 E2
37
การเคลอนทและอตราเรวของแสง
3. วธของฟโซ
38
การเคลอนทและอตราเรวของแสง
ค านวณอตราเรวแสงได 3.14 x 108 m/s
ในการทดลองของฟโซ ใชฟนเฟอง 720 ซ จ านวนรอบทหมนเฟอง 12.80 รอบ/วนาท ระยะจากเฟองถงกระจก 8.6 km
39
การเคลอนทและอตราเรวของแสง 4. วธของไมเกลสน
ค านวณอตราเรวแสงได 2.997 x 108 m/s
40 ค านวณอตราเรวแสงได 2.997 x 108 m/s
ในการทดลองของไมเกลสน โดยสงล าแสง จาก Mt. Wilson ไปยง Mt. San Antonio ซงอยหางออกไป 35.426 km แลวสะทอน มายงลอทมกระจกตดรอบเปน 8 เหลยม โดยหมนลอดวยความถ 528.76 รอบ/s จะสามารถเหนแสงจากแหลงก าเนดแสงได
41
การเคลอนทและอตราเรวของแสง
- อตราเรวของแสงในสญญากาศมคา เทากบ 299,792,458 m/s หรอประมาณ 3x108 m/s
- เรยกระยะทางทแสงเคลอนทไดใน 1 ป วา 1 ปแสง เทากบ 9.5x1015 m
42
การเกดเงา เงาคอ อาณาเขตหลงวตถซงแสงทฉาย ไปตกกระทบวตถนนไมสามารถเดนทาง ไปถง แบงออกเปน 2 ชนด คอ
1.เงามด 2.เงามว
43
การเกดเงา
44
ตวอยาง 1. โปะไฟหนากระจกฝาทรงกลมรศม 10 cm และลกเทนนสรศม 2 cm วางโดย จดศนยกลางทงสองหางกน 1 m เกดเงา มดและเงามวบนฉากทวางใกลลกเทนนส พอควร จงหาต าแหนงทใกลทสดทไม สามารถมองเหนเงามดเลย
45
ตวอยาง 2. จดก าเนดแสงวางอยทางซายมอของ แผนกลมทบแสงเปนระยะ 42 cm แผน กลมมเสนผานศนยกลาง 1.5 cm ทางดาน ขวามอหางจากแผนกลมออกไป 1.26 cm เปนฉากซงมระนาบขนานกบแผนน จงหารศมของเงาทเกดบนฉาก
46
ตวอยาง 3. ทรงกลมลกหนงมเสนผานศนยกลาง 10 cm วางหนาแหลงก าเนดเปนจดหาง 20 cm จะตองน าฉากไปกนดานหลงหาง จากวตถเทาไร เพอใหขนาดของเงามด บนฉากมเสนผานศนยกลาง 4 เทาของ วตถ
47
ตวอยาง 4. แหลงก าเนดแสงทรงกลมรศม 3 cm หางจากวตถทรงกลมเปนระยะ 60 cm ท าใหเกดเงามดเสนผานศนยกลาง 2 cm และรศมของเงามวเทากบ 4 cm แลว รศมของวตถทรงกลมเปนเทาไร
48
สมบตของแสงเชงเรขาคณต
1. กฎการสะทอนของแสง
เสนแนวฉาก
i มมตกกระทบ
รงสตกกระทบ r
มมสะทอน
รงสสะทอน
49
สมบตของแสงเชงเรขาคณต
โดยทวไปการสะทอนจะขนอยกบ ลกษณะผวของวตถ
50
สมบตของแสงเชงเรขาคณต
ส าหรบวตถระนาบทมผวเรยบ เปนมน เชนกระจก รงสสะทอน จะไปทศเดยวกน
51
สมบตของแสงเชงเรขาคณต
ส าหรบวตถระนาบทมผวขรขระ เชนผา กระดาษ รงสสะทอนจะมทศ ตาง ๆ กน
52
สมบตของแสงเชงเรขาคณต ถาใหรงสของแสงตกกระทบทผวราบ ผวโคงเวา หรอโคงนน การสะทอนทแต ละผวกยงใหผลเชนเดม คอ รงสตกกระทบ รงสสะทอน และ เสนแนวฉากจะอยบนระนาบเดยวกน และมมตกกระทบเทากบมมสะทอน
53
สมบตของแสงเชงเรขาคณต
54
สรปกฎการสะทอนของแสง
1. ณ ต าแหนงทแสงตกกระทบ รงสตก กระทบ รงสสะทอน และเสนแนวฉาก อยในระนาบเดยวกน 2. มมตกกระทบเทากบมมสะทอน
55
การเกดภาพในกระจกเงาราบ
56
การเกดภาพในกระจกเงาราบ เมอวางวตถไวหนากระจกเงาราบ ซง เปนผวราบทสะทอนแสงไดด จะมองเหน ภาพของวตถซงเกดจากการสะทอนของ แสงทกระจก ระยะทลากจากวตถไปตง ฉากกบผวกระจก เรยกวา ระยะวตถ
57
การเกดภาพในกระจกเงาราบ
และระยะทลากจากภาพไปตงฉากกบ ผวกระจก เรยกวา ระยะภาพ
58
การเขยนรงสสะทอนจากกระจกเงาราบ 1. ลากรงสตกกระทบจากจดหนงๆ ของ วตถ ไปตกกระทบยงจดใด ๆ บนกระจก 2. ลากรงสสะทอนโดยใชกฎการสะทอน ของแสง 3. ลากเสนตอจากรงสสะทอนออกมาดาน หลงกระจก
59
การเขยนรงสสะทอนจากกระจกเงาราบ 4. ท าเชนเดมโดยเปลยนต าแหนงทรงส ไปตกกระทบกระจก 5. จดตดกนของรงสทลากจาก รงสสะทอน คอต าแหนงทเกดภาพ
60
a a' A
B
P P'
i r
h
Q
S' S
i = r a = a'
tan a = h S
tan a' = h S' S = S'
61
a a' A
B
P P'
i r
h
Q
S' S
62
สรป
ขนาดของภาพทไดจากการวางวตถ ไวหนาผวสะทอนราบใด ๆ จะเทากบ ขนาดของวตถ และระยะภาพเทากบ ระยะวตถเสมอ
63
ตวอยาง ใหเขยนภาพทเกดขนในแบบตางๆ 1.
64
ตวอยาง ใหเขยนภาพทเกดขนในแบบตางๆ 2.
65
ตวอยาง ใหเขยนภาพทเกดขนในแบบตางๆ 3.
66
ตวอยาง ใหเขยนภาพทเกดขนในแบบตางๆ 4.
67
ตวอยาง ใหเขยนภาพทเกดขนในแบบตางๆ 5.
68
ภาพของวตถในกระจกเงาราบนน เปนภาพทเกดจากรงสสะทอนมาเขา ตาโดยเสมอนวา รงสนนมาจากภาพ ซงอยดานหลงของกระจก และถาน า ฉากไปวาง ณ ต าแหนงนนจะไมมภาพ ปรากฏบนฉาก ภาพทเกดขนในลกษณะ เชนนเรยกวาภาพเสมอน
สรป
69
P
Q
S' S A
B
E
A'
B'
F
70
Q
S' S
B
E
B'
F O
71
P
S' S A
E
A'
F O
72
P
Q
S' S A
B
E ABPQ21
73
ตวอยาง 8 ชายคนหนงสง 170 cm ยนอย หนากระจกทตงในแนวดง โดยตาอยสง จากพน 160 cm เขาเหนภาพเตมตวพอด ก. กระจกตองมความสงอยางนอยเทาใด ข. ขอบกระจกลางอยสงจากพนเทาใด ค. ขอบกระจกบนอยสงจากพนเทาใด
74
ตวอยาง 9 ตงกระจกแนวดง ดตนไมซง หางจากกระจก 10 m จะเหนตนไมทงตน ถากระจกสง 5 cm ตนไมจะสงเทาใด
30cm
75
1.ชายคนหนงยนหนากระจกเงาราบโดยหาง จากกระจกเปนระยะ x เมตร ถาเขาถอยออก หางจากต าแหนงเดม y เมตร (y < x ) ภาพ ของชายคนนนจะอยหางจากต าแหนงทเกด ภาพเดมเทาใด และถาชายคนนยนทเดมแต เลอนกระจกหางออกไปจากต าแหนงเดม y เมตร ภาพของชายคนนนจะอยหางจาก ต าแหนงเดมเทาใด
76
2.ชายคนหนงวงเขาหากระจกราบใน แนวตงฉากกบผวกระจก เขาเหนภาพ ของเขาวงเขาหาเขาดวยความเรว x เมตร/วนาท เขาวงดวยความเรวเทาไร ในหนวย เมตร/วนาท
77
3.ในการเลอนกระจกหนคนดวยความ เรว 2 เมตร/วนาท ในเวลา 2 วนาท ภาพในกระจกจะเคลอนทไดระยะทาง เทาใด
78
4.ชายคนหนงยนบนยอดเขาสง 10 m หางจากฝง 20 m สามารถมองเหนยอด เขาฝงตรงขามทสะทอนจากผวน าได พอดถายอดเขาฝงตรงขามหางจด สะทอนในแนวราบเปนระยะทาง 4000 m ยอดเขาฝงตรงขามจะสงเทาใด
79
ถาแสงตกกระทบกระจกราบท ามมq เสนปกต ถาเบนกระจกไปจากเดม a
แสงสะทอนจะเบนไปจากเดมเทาไร
q q
a
? a
A
B
C1 C2
N1 N2
80
กระจกเงา 2 บานวางท ามมกน 600 น า วตถมาวางระหวางกระจกทงสองนน ถามองภาพของวตถผานกระจกบานใด บานหนงจะเหนภาพกภาพ
81
กระจกโคง
R
82
C O O C
R R
จด C คอจดศนยกลางของทรงกลม ซง เปนศนยกลางความโคงของกระจกดวย รศมของทรงกลม R เรยกวารศมความโคง ของกระจก เสนทลากผานจด C ไปหา กระจก ณ ต าแหนง O ทเปนจดใจกลางบน ผวโคง เรยกวา เสนแกนมขส าคญ
83
C O O C
R R
และจดใจกลางบนผวกระจกโคงเรยกวา จดยอด ถาผวโคงเวาเปนผวสะทอนแสง จะเรยกวา กระจกเวา ถาผวโคงนนเปนผวสะทอนแสง จะเรยกวากระจกนน
84
C O
1.เมอมรงสมาตกกระทบทผวโคงเสน แนวฉากจะตองมทศตงฉากกบผวของ กระจกทจดนน
การเขยนรงสตกกระทบ และรงสสะทอน
85
C O
2.เมอใหรงสตกกระทบขนานกบเสนแกน มขส าคญของกระจกเวา รงสสะทอนจะ มาตดกนทจด ๆ หนง ซงอยหนากระจก และอยบนเสนแกนมขส าคญ หางจากจด
การเขยนรงสตกกระทบ และรงสสะทอน
F
86
C O
หางจากจดยอดของกระจกเทากบครง หนงของรศมความโคงของกระจก จดน เรยกวา จดโฟกส และระยะทางจากจด ยอดถงจดโฟกส เรยกวา ความยาวโฟกส
การเขยนรงสตกกระทบ และรงสสะทอน
F
2R
f
87
C O
ในท านองเดยวกน ถาวางแหลงก าเนด แสงไวทจดโฟกส รงสสะทอนออกจาก กระจกเวาจะเปนล าแสงขนาน
การเขยนรงสตกกระทบ และรงสสะทอน
88
C O
ในกรณของกระจกนน รงสตกกระทบ ของแสงขนานกบแกนมขส าคญ รงส สะทอนจะเบนออกตามกฎการสะทอน
การเขยนรงสตกกระทบ และรงสสะทอน
89
C O
ถาตอแนวรงสสะทอนยอนกลบไปพบ กน จะไดจดตดกนของรงสทจดเสมอน จดโฟกส หลงกระจก บนแกนมขส าคญ
การเขยนรงสตกกระทบ และรงสสะทอน
90
ในกรณทล าแสงขนานกน แตไมขนาน กบเสนแกนมขส าคญ ล าแสงจะไปตดกน ทจด ๆ หนง บนระนาบของจดโฟกส
O
91
การหาต าแหนงภาพของวตถ ทวางหนากระจกเวา
O C F
กรณทวตถเปนจดวางอยบนแกนมขส าคญ 1. s > 2f
2f > s’ > f
92
การหาต าแหนงภาพของวตถ ทวางหนากระจกเวา
O C F
กรณทวตถเปนจดวางอยบนแกนมขส าคญ 2. s = 2f
s’ = 2f
93
การหาต าแหนงภาพของวตถ ทวางหนากระจกเวา
O C F
กรณทวตถเปนจดวางอยบนแกนมขส าคญ 3. 2f > s > f
s’ > 2f
94
การหาต าแหนงภาพของวตถ ทวางหนากระจกเวา
O C F
กรณทวตถเปนจดวางอยบนแกนมขส าคญ 4. s = f
s’ =
95
การหาต าแหนงภาพของวตถ ทวางหนากระจกเวา
O C F
กรณทวตถเปนจดวางอยบนแกนมขส าคญ 5. s < f
96
การหาต าแหนงภาพของวตถ ทวางหนากระจกนน
O C F
กรณทวตถเปนจดวางอยบนแกนมขส าคญ 1. s > 2f
2f > s’ > f C F
97
การหาต าแหนงภาพของวตถ ทวางหนากระจกนน
O C F
กรณทวตถเปนจดวางอยบนแกนมขส าคญ
2f > s’ > f C F
2. s = 2f
98
การหาต าแหนงภาพของวตถ ทวางหนากระจกนน
O C F
กรณทวตถเปนจดวางอยบนแกนมขส าคญ
2f > s’ > f C F
3. 2f > s > f
99
การหาต าแหนงภาพของวตถ ทวางหนากระจกนน
O C F
กรณทวตถเปนจดวางอยบนแกนมขส าคญ
2f > s’ > f C F
4. s = f
100
การหาต าแหนงภาพของวตถ ทวางหนากระจกนน
O C F
กรณทวตถเปนจดวางอยบนแกนมขส าคญ
C F
5. s < f
101
การหาต าแหนงภาพของวตถ ทวางหนากระจกเวา
O C F
1. s > 2f
2f > s’ > f
102
การหาต าแหนงภาพของวตถ ทวางหนากระจกเวา
O C F
2. s = 2f
s’ = 2f
103
การหาต าแหนงภาพของวตถ ทวางหนากระจกเวา
O C F
3. 2f > s > f
s’ > 2f
104
การหาต าแหนงภาพของวตถ ทวางหนากระจกเวา
O C F
4. s = f
s’ =
105
การหาต าแหนงภาพของวตถ ทวางหนากระจกเวา
O C F
5. s < f
C F
106
การหาต าแหนงภาพของวตถ ทวางหนากระจกนน
O C F
1. s > 2f
C F
107
การหาต าแหนงภาพของวตถ ทวางหนากระจกนน
O C F C F
2. s = 2f
108
การหาต าแหนงภาพของวตถ ทวางหนากระจกนน
O C F C F
3. 2f > s > f
109
การหาต าแหนงภาพของวตถ ทวางหนากระจกนน
O C F C F
4. s = f
110
การหาต าแหนงภาพของวตถ ทวางหนากระจกนน
O C F C F
5. s < f
111
O C F
112
1.ชายคนหนงยนหนากระจกเงาราบโดยหาง จากกระจกเปนระยะ x เมตร ถาเขาถอยออก หางจากต าแหนงเดม y เมตร (y < x ) ภาพ ของชายคนนนจะอยหางจากต าแหนงทเกด ภาพเดมเทาใด และถาชายคนนยนทเดมแต เลอนกระจกหางออกไปจากต าแหนงเดม y เมตร ภาพของชายคนนนจะอยหางจาก ต าแหนงเดมเทาใด
113
2.ชายคนหนงวงเขาหากระจกราบใน แนวตงฉากกบผวกระจก เขาเหนภาพ ของเขาวงเขาหาเขาดวยความเรว x เมตร/วนาท เขาวงดวยความเรวเทาไร ในหนวย เมตร/วนาท
114
3.ในการเลอนกระจกหนคนดวยความ เรว 2 เมตร/วนาท ในเวลา 2 วนาท ภาพในกระจกจะเคลอนทไดระยะทาง เทาใด
115
4.ชายคนหนงยนบนยอดเขาสง 10 m หางจากฝง 20 m สามารถมองเหนยอด เขาฝงตรงขามทสะทอนจากผวน าได พอดถายอดเขาฝงตรงขามหางจด สะทอนในแนวราบเปนระยะทาง 4000 m ยอดเขาฝงตรงขามจะสงเทาใด
116
ถาแสงตกกระทบกระจกราบท ามมq เสนปกต ถาเบนกระจกไปจากเดม a
แสงสะทอนจะเบนไปจากเดมเทาไร
q q
a
? a
A
B
C1 C2
N1 N2
117
กระจกเงา 2 บานวางท ามมกน 600 น า วตถมาวางระหวางกระจกทงสองนน ถามองภาพของวตถผานกระจกบานใด บานหนงจะเหนภาพกภาพ
118
ตวอยาง 10 เมอน าวตถสง 5 cm วาง หนากระจกเวาความยาวโฟกส 10 cm หางจากกระจก 15 cm จงหาต าแหนง ความสงและชนดของภาพ
119
ตวอยาง 11 เมอน าวตถสง 5 cm วาง หนากระจกนนความยาวโฟกส 10 cm จงหาต าแหนง ความสงและชนดของ ภาพ เมอ 1. วางวตถหางกระจก 5 cm 2. วางวตถหางกระจก 20 cm
120
5. วางวตถอนหนงหนากระจกโคง ซงมความยาวโฟกส 20 cm ปรากฏ วาไดภาพเสมอน โดยมก าลงขยาย 0.1 ระยะวตถจะเปนเทาใด
121
6. ถาอยากเหนหนาของตวเองในกระจก หางจากกระจก 12 cm ใหขยายขนเปน 2 เทา จะตองใชกระจกชนดใด ความยาวโฟกสเทาใด
122
7. จงหารศมความโคงของกระจกนน ซงท าใหเกดภาพทมขนาดเปน 1/5 ของ วตถ เมอวตถอยหางจากกระจก 15 cm
123
8. ดนสอยาว 30 cm วางไวตามแนวแกน หนากระจกเวาซงมรศมความโคง 60 cm โดยใหปลายใกลอยทจดศนยกลางของ ความโคงของกระจก ภาพทเกดจะม ความยาวเทาใด
124
เมอแสงผานผวรอยตอระหวางอากาศ กบแทงพลาสตก หรอระหวางพลาสตก กบอากาศ แสงจะเบนออกจากแนวเดม เรยกปรากฎการณนวา การหกเหแสง
q1
q2 q3
q4
125
ดงนนจงสรปไดวา แสงจะมการหกเห เมอแสงเคลอนทจากตวกลางหนงไปยง อกตวกลางหนง และในขณะเดยวกนกม การสะทอนของแสงทผวรอยตอดวย
126
ส าหรบมมตกกระทบคาหนง อตรา สวนระหวางไซนของมมตกกระทบกบ ไซนของมมหกเหมคาคงตว ความสม- พนธนเรยกวา กฎของสเนลล
q1
q2
2
1
sinsin
q
qn
1 2
127
คาคงตวนเรยกวา ดรรชนหกเหของ วตถ หรออาจเรยกวา ดรรชนหกเหของ วตถเทยบกบตวกลางแรก
q1
q2
2
1
sinsin
q
qn
1 2
128
โดยทวไปนยมก าหนดดรรชนหกเห ของวตถ หรอตวกลางตาง ๆ เทยบกบ สญญากาศ เชนอากาศมคาดรรชนหกเห ของอากาศเทยบกบสญญากาศประมาณ 1.0003
129
สรปกฎการหกเหของแสง 1. รงสตกกระทบ รงสหกเห และเสนแนว ฉาก อยบนระนาบเดยวกนเสมอ 2. ส าหรบตวกลางคหนง อตราสวน ระหวางไซนของมมตกกระทบในตว กลางหนงกบไซนของมมหกเหในอก ตวกลางหนงมคาคงตวเสมอ
130
ดรรชนหกเหของตวกลางคอ อตราสวน ระหวางความเรวแสงในสญญากาศตอ ความเรวแสงในตวกลางนน
v c n =
2
1
2
1
2
1
1
2 2 1 sin
sin l l
q q = = = = v
v n n n
131
-เมอแสงเดนทางจากตวกลางหนงไปยง อกตวกลางหนง ปรมาณใดทไมเปลยน แปลง
-ใหแสงเคลอนทผานตวกลาง อากาศ น า และแกว ในตวกลางคใดทจะท าใหเกด มมวกฤตมคานอยทสด
132
-จงเปรยบเทยบดชนหกเหของตวกลาง
1
3 2
133
ตวอยาง 1 แสงเคลอนทจากแทงแกวไป สอากาศมมมตกกระทบกบผวรอยตอ เปน 300 ปรากฏวาแสงหกเหออกมาท า มม 450 จงหาดรรชนหกเหของแทงแกว น
134
ตวอยาง 2 แสงเดนทางจากตวกลาง A ไปยงตวกลาง B โดยมมมตกกระทบ 370 และมมหกเห 530 จงหาดชนหกเหของ ตวกลาง A เทยบกบ B
135
ตวอยาง 3 ใหรงสของแสงท ามมตก กระทบ 600 กบแทงแกว ซงมดชนหกเห เปน รงสหกเหจะท ามมกบผวแกว เทาไร
3
136
ตวอยาง 4 เมอใหแสงเดนทางจากน าไป สแกวโดยมมมตกกระทบ 300 จงหามม หกเหในแกว
137
ตวอยาง 5 แสงความยาวคลน 589 นาโน เมตร เดนทางจากสญญากาศเขาสซลกา ดวยความเรว 2.06 m/s ดรรชนหกเหของ ซลกาเปนเทาใด
138
ตวอยาง 6 ตวกลางทมดชนหกเหของแสง เทากบ n2 และ n3 วางซอนกนอยบนพน หอง เมอฉายไฟเขาสตวกลางทมดชน หกเห n2 แสงจะเดนทางหกเหดงรป จงหา n3
600 300
450 n3
n2
139
ตวอยาง 7 แทงแกวหนา 0.6 cm มดชน หกเห 1.55 cm จงหาเวลาทแสงเดนทาง ผานแทงแกวน
140
การสะทอนกลบหมด
141
การสะทอนกลบหมด
เรยกมมตกกระทบทท าใหรงสหกเห ขนานไปกบผวรอยตอวา มมวกฤต qC และถามมตกกระทบโตกวามมวกฤตจะ ไมมรงสหกเหออกมาแตจะมเฉพาะรงส สะทอนเทานน ปรากฏการณนเรยกวา การสะทอนกลบหมด
142
ตวอยาง 8 เพชรเทยมมดชนหกเหเปน 2.0 มมวกฤต หรอมมตกกระทบในเพชร ตองเปนเทาใดจงจะเกดการสะทอนกลบ หมด
143
ตวอยาง 9 ถามมวกฤตของเพชรเทากบ sin-1 0.413 แสงจะเดนทางในเพชรดวย ความเรวเทาใด
144
ตวอยาง 10 เมอแสงผานจากวตถหนง ไปยงน าซงมดชนหกเห 4/3 ปรากฏวา เกดมมวกฤต 300 คาดชนหกเหของวตถ นเปนเทาไร
145
ความลกจรงลกปรากฎ
ลกจรง ลกปรากฎ q1
q2
2
1
1
2 cos cos
q q = n
n ลกปรากฎ ลกจรง
146
ความลกจรงลกปรากฎ
ลกจรง ลกปรากฎ
1
2 = n n ลกปรากฎ
ลกจรง
147
ตวอยาง 11 ปลาอยในน าทระดบความลก จากผวน า 2m ความลกปรากฎของปลา เปนเทาใด เมอผสงเกตมองปลาในแนวดง ตรงตวปลา ก าหนดใหดรรชนหกเหของ น าเปน 4/3
148
ตวอยาง 12 สะพานขามคลองสงจากผว น า 3 m ชายคนหนงด าน าอยใตสะพาน ในแนวดง เขาจะเหนสะพานอยสงจาก ผวน าเทาใด
149
ตวอยาง 13 แทงแกวแทงหนงหนา dวาง ทบตวหนงสอ เมอมองตรง ๆ จะเหนตว หนงสอลอยขนมาเทาใด
150
ตวอยาง 14 ปลามองเหนนกเกาะบนกงไม สง10 m ขณะทปลาอยลกจากผวน า 3 m ถาดชนหกเหของน าเปน 4/3 ปลาและนก จะอยหางกนเทาไร
151
ตวอยาง 15 จากรป จงหา
1.มม q เปนเทาไร 2. ดชนหกเหในตวกลางท 1 3. 1n2 มคาเทาไร
air 1 2
air
300
370
450 q
152
ตวอยาง 16 จากรป มองเหรยญทอยใน แกวทมน าและน าแขงซงมดชนหกเห 1.33 และ 1.31 ตามล าดบ จะรสกวา เหรยญอยหางจากผวบนของน าแขง เทาไร 3.45
6.65 น าแขง
น า
153
ตวอยาง 17 แทงแกวหนา 9 cm อยใตผว น าโดยผวบนลก 10 cm แทงแกวทบวตถ บาง ๆ อย เมอมองดจะเหนวตถบาง ๆ แผนนนอยสงจากเดมเทาไร ก าหนดใหดรรชนหกเหของแกว และ น าเปน 3/2 และ 4/2 ตามล าดบ
154
ตวอยาง 20 เมอมองดปลาในบอ โดย มองตรงตงฉากกบผวน าเหนปลาวายน า ขนมาตรง ๆ ดวยอตราเรว x m/s ถาดชน หกเหของน า n ปลาจะวายน าขนมาดวย อตราเรวจรงเทาใด
155
การหกเหของแสงทผวโคงของเลนส
156
เมอใหแสงเคลอนทผานเลนสจะม การหกเห เมอแสงเคลอนทผานผวรอย ตอเขาไปในเลนส และจะหกเหอกครง เมอแสงเคลอนทออกจากเลนสสอากาศ
157
เมอใหแสงขนาผานเลนสนนรงส หกเหจะไปตดกนจรงทจด ๆ หนง บน เสนแกนมขส าคญ เรยกจดนวาจดโฟกส ซงเปนต าแหนงทเกดภาพของวตถท อยไกลจากเลนสมาก
F
158
และเมอใหแสงขนาผานเลนสเวารงส หกเหจะถางออก และเมอตอแนวรงส หกเหผานเลนสเวา จะมาตดกนทจดหนง บนเสนแกนมขส าคญ ซงเปนจดโฟกส ของเลนสเวา
F
159
การหาต าแหนงของภาพทเกดจากเลนส 1. ลากรงสตกกระทบขนานกบเสนแกน มขส าคญ เมอหกเหผานเลนสแสงจะ ผานจดโฟกสของเลนส
F F' R R O
160
การหาต าแหนงของภาพทเกดจากเลนส 2. ลากรงสตกกระทบใหผานศนยกลาง เลนส และเมอผานเลนสแลวรงสหกเห จะออกไปในแนวเดม
F F' R R O
161
การหาต าแหนงของภาพทเกดจากเลนส 3. เมอลากใหรงสตกกระทบผานระยะ โฟกส เมอผานเลนสแลวรงสหกเหจะ ขนานกบเสนแกนมขส าคญ
F F' R R O
162
การหาต าแหนงของภาพทเกดจากเลนส 1. ลากรงสตกกระทบขนานกบเสนแกน มขส าคญ เมอหกเหผานเลนสแสงเบน ออก และลากเสนตอแนวรงสผานจด โฟกส
F' F R R O
163
F' F R R O
การหาต าแหนงของภาพทเกดจากเลนส 2. ลากรงสตกกระทบใหผานศนยกลาง เลนส และเมอผานเลนสแลวรงสหกเห จะออกไปในแนวเดม
164
F' F R R O
การหาต าแหนงของภาพทเกดจากเลนส 3. เมอลากใหรงสตกกระทบผานระยะ โฟกส เมอผานเลนสแลวรงสหกเหจะ ขนานกบเสนแกนมขส าคญ
น ว
165
จากการหาต าแหนงภาพทเกดขน ภาพทเกดขนดานหลงเลนสเปนภาพท เกดจากรงสหกเหมาตดกนจรง และภาพ ทเกดขนทต าแหนงนเรยกวา ภาพจรง สวนภาพทเกดดานหนาเลนสเปนภาพท เกดจากรงสหกเหเสมอนมาตดกน เรยก ภาพทเกด ณ ต าแหนงนวาภาพเสมอน
166
การค านวณเรองเลนส ความยาวโฟกสของเลนสนนเปน + ความยาวโฟกสของเลนสเวาเปน - ระยะวตถหนาเลนส เปน + ระยะวตถหลงเลนส เปน - ระยะภาพหนาเลนส เปน - ระยะภาพหลงเลนส เปน +
167
ตวอยาง 21 วตถอนหนงตงอยหนาเลนส นนความยาวโฟกส 10 cm หางจากเลนส 60 cm จงหาระยะภาพของวตถชนน ตวอยาง 22 จากขอ 21 จงค านวณหา อตราเรวของภาพทเคลอนทจากเดม เมอเลอนวตถเขาหาเลนสจนหางจาก เลนสเปนระยะ 30 cm ในเวลา 10 s
168
ตวอยาง 23 เลนสเวาความยาวโฟกส 10 cm เมอน าวตถสง 5 cm วางหนา เลนสหางจากเลนส 20 cm จงหาต าแหนง ขนาด และชนดของ ภาพทเกดจากเลนสเวา
169
ตวอยาง 24 วางวตถหางจากเลนส A เปนระยะ 20 cm ไดภาพขยายขนาด ใหญกวาวตถ 4 เทา เลนส A ควรเปน เลนสชนดใด และมความยาวโฟกส เทาใด
170
171
ตวอยาง 25 เลนสนน A และ B ม ความยาวโฟกส 10 และ 15 cm วางหาง กน 30 cm ถาน าวตถวางไวหนาเลนส นน A หางเลนส 20 cm จงหาต าแหนง ของภาพสดทาย
172
ตวอยาง 26 วตถอยทางซายมอของ เลนสนน ความยาวโฟกส 5 cm เปน ระยะทาง 10 cm และมเลนสเวาความ ยาวโฟกส 10 cm อยทางขวามอของ เลนสนนเปนระยะทาง 5 cm ภาพสดทายจะเปนอยางไร
173
ตวอยาง 27 กระจกเวาและกระจกนนม ความยาวโฟกส 10 cm เทากน วางหน ดานสะทอนเขาหากน และหางกน 40cm น าวตถสง 2 cm วางไวระหวางกระจก ทง 2 หางจากกระจกเวา 15 cm ถาใหแสง สะทอนทกระจกเวากอน ภาพทสะทอน ครงท 2 จะมลกษณะอยางไร
174
ตวอยาง 28 เลนสนนความยาวโฟกส 30 cm อยหางจากกระจกเวารศมความโคง 20 cm เปนระยะ 80 cm ถาวางวตถหนา เลนสนนเปนระยะ 60 cm ภาพสดทาย อยหางจากวตถเทาใด
175
การท าใหเกดภาพซอนทต าแหนงเดม
F1
176
การท าใหเกดภาพซอนทต าแหนงเดม
F1 C
177
การท าใหเกดภาพซอนทต าแหนงเดม
O
178
การท าใหเกดภาพซอนทต าแหนงเดม
O C
179
การท าใหเกดภาพซอนทต าแหนงเดม
O
180
ตวอยาง 25 วางวตถหางจากเลนสนน ความยาวโฟกส 10 cm เปนระยะ 30 cm และถาวางกระจกเวาหางจากเลนสนน 35 cm คนละดานกบวตถจะเกดภาพจรง ทเดยวกบวตถ รศมความโคงของกระจก เวามคาเทาใด
181
ตวอยาง 26 วางเลนสเวาไวหนากระจก เวาซงมความยาวโฟกส 20 cm โดยวาง หางกน 25 cm ถาตงวตถไวหนาเลนส เวาหาง 60 cm จากเลนส ปรากฏวาภาพ ทเกดอยทเดยวกบวตถพอด จงหาความ ยาวโฟกสของเลนสเวา
182
ทศนอปกรณ
เครองฉายภาพนง กลองถายรป
กลองจลทรรศน กลองโทรทรรศน
183
ความสวาง
เรยกปรมาณพลงงานแสงทสองออก จากแหลงก าเนดแสงใด ๆ ตอหนงหนวย เวลา หรออตราการใหพลงงานแสงของ แหลงก าเนดแสงมหนวยการวดเปน ลเมน (lumen) lx
184
ถาพจารณาพนทใด ๆ ทรบแสง ความ สวางบนพนทนนหาไดจาก
ความสวาง = อตราพลงงานแสงทตกบนพน พนทรบแสง
A F E =
185
ความสวาง = อตราพลงงานแสงทตกบนพน พนทรบแสง
A F E =
E คอความสวาง มหนวยเปนลกซ lux
186
ตวอยางท 27 ตดหลอดไฟฟาฟลออเรส- เซนต 40 วตต จ านวน 3 หลอด โดยมตว สะทอนแสง ใหพลงงานแสงทงหมดตก ลงบนพนโตะทมพนท 10 m2 ใหหาความ สวางบนพนโตะน
187
ตวอยางท 28 ตดหลอดไฟฟาฟลออเรส- เซนต 40 วตต ทมอตราการใหพลงงาน แสง 2,700 ลเมน ไวในหองสเหลยมทม ขนาด 3x2x2 m ความสวางของหองน โดยเฉลยจะมคาเทาไร ถาอตราการให พลงงานแสงสญเสยไปเนองจากตว สะทอนแสง 500 ลเมน
188
การเกดรง
189
การเกดรง
190
การเกดรง
191
การเกดรง
192
ตา
193
ตา
194
ตา
195
การมองเหนสตาง ๆ ได ตองอาศยการท าหนาท ของ เรตนา
เซลลรปแทง จะไวตอแสงทมความเขมนอย เซลลรปกรวย จะไวตอแสงทมความเขมนอย
การมองเหนส
196
เซลลรปกรวยแบงออกเปน 3 ชนด
1. เซลลทไวตอแสงสน าเงน 2. เซลลทไวตอแสงสเขยว 3. เซลลทไวตอแสงสแดง
การมองเหนส
197
ตาของคนบางคนอาจเหนสไมครบทกส ทงนเซลลรปกรวยชนดใดชนดหนง ท างานบกพรอง เชนถาเซลลรปกรวย ไวตอแสงสแดงบกพรองกจะมองไมเหนสแดง เราเรยกความผดปกตนวา การบอดส
การมองเหนส
198
ส
199
1.วตถโปรงใส หมายถง วตถทใหแสง ผานไปไดเกอบทงหมดอยางเปนระเบยบ เราจงสามารถมองผานวตถชนดนได ชดเจน ตวอยางเชน กระจกใส แกวใส
ส
200
2. วตถโปรงแสง หมายถง วตถทใหแสง ผานไปไดอยางไมเปนระเบยบ ดงนน เราจงไมสามารถมองผานวตถนได ชดเจน เชน น าขน กระจกฝา กระดาษไข
ส
201
3. วตถทบแสง หมายถง วตถทไมยอม ใหแสงผานเลย แสงทงหมดจะถกดด กลนไวหรอสะทอนกลบ เราจงไม สามารถมองผานวตถชนดนได เชน ไม ผนงตก
ส
202
ในกรณทแสงขาวตกกระทบวตถทบแสง วตถนนจะดดกลนแสงแตละสทประกอบ เปนแสงขาวนนไวในปรมาณตาง ๆ กน แสงสวนทเหลอจากการดดกลนจะสะทอน กลบเขาตา ท าใหเราเหนวตถเปนสเดยวกบ แสงทสะทอนเขาตามากทสด
ส
203
ตามปกตวตถมสารทเรยกวาสารส ซงท าหนาทดดกลนแสง วตถทมสตางกน จะมสารสตางกนการเหนใบไมสเขยว
เพราะ ใบไมมคลอโรฟลเปนสารทดดกลน แสงสมวง และสแดง
ส
204
ส
205
สารสทไมอาจสรางขนไดจากการผสม สารสตาง ๆ เขาดวยกนม 3 ส คอ
สเหลอง สแดงมวง และสน าเงนเขยว เรยกวาสารสปฐมภม
ส
206
สารส
207
ส
ถาน าสารสปฐมภมทงสามมาผสมกน ดวยปรมาณทเทากน จะไดสผสมทม
คณสมบตดดกลนแสงสทกส สารสทผสมนคอสด า
สารส
208
ส แสงส
209
ถาเราน าแสงสแดง สเขยว สน าเงน มาผสมกนบนฉากขาว ในสดสวนทเทา ๆ กน จะใหผลเหมอน
กบเราฉายแสงขาวลงไปบนฉาก เราเรยกแสงสทงสามนวาแสงสปฐมภม
แสงส
