แสงและทัศนอุปกรณ์.doc เมย์

แสงและทั�ศนอุ�ปกรณ์�

สมบั�ติ�ขอุงแสง         แสงที่��กล่าวถึ งในที่��น��คื�อแสงที่��ตามน�ษย์�สามารถึมองเห็�นได้ เช่นแสงจากด้วงอาที่#ตย์�ซึ่ �งเราเร�ย์กวา แสงขาว เป็(นต น แสงขาวด้)งกล่าวน)�นจะป็ระกอบด้ วย์แสงส�ตางงๆห็ล่าย์ส� ได้ แก แสงส�มวงคืราม น-�าเง#น เข�ย์ว

เห็ล่�อง แสด้ แด้ง ซึ่ �งเราจะเห็�นวาแสงเป็(นคืล่��นแมเห็ล่�กช่น#ด้ห็น �ง ซึ่ �งแสงที่��ตามองเห็�นเป็(นสวนห็น �งของคืล่��นแมเห็ล่�กไฟฟ/า

สมบั�ติ�ขอุงแสง สามารถสร�ปได้�ด้�งน��

· เคืล่��อนที่��ในแนวเส นตรง แล่ะจะเข�ย์นแที่นด้ วย์ ร)งส�ของแสง· แสงเด้#นที่างในส�ญญากาศด้ วย์อ)ตราเร�ว 3 x 108 เมตรตอว#นาที่�· เป็(นคืล่��นแมเห็ล่�กไฟฟ/า ไมต องอาศย์ต)วกล่างในการเคืล่��อนที่��· เป็(นคืล่��นตามขวาง เพราะสามารถึเก#ด้โพล่าไรซึ่�ได้

การวั�ด้อุ�ติราเร�วัขอุงแสงกาล�เลโอุ พย์าย์ามว)ด้อ)ตราเร�วของแสง โด้ย์ย์�นบนย์อด้เขาคืนล่ะ

ย์อด้ก)บอ�กคืนห็น �ง แล่ วน)ด้ห็มาย์เวล่าในการสองไฟ ด้)งร5ป็ 3.2 เช่นให็ คืนที่�� A เร#�มสองไฟในเวล่า 23.00 นาฬิ#กา ที่)นที่�ที่�� B เห็�นแสงไฟจาก A ให็ B

สองไฟกล่)บไป็ย์)ง A คืนที่�� A จะจ)บเวล่าต)�งแตที่��เขาเร#�มสองไฟจนเห็�นแสงไฟสองกล่)บมาจาก B อ�กคืร)�ง ผล่ป็รากฏวาคืนที่�� A ไมสามารถึจ)บเวล่าน)�นได้ เน��องจากเวล่าน)�นได้ เน��องจากเวล่าน)�น ส)�นมากเก#นไป็ จ งสร�ป็วา อุ�ติราเร�วัขอุงแสงส!งมาก

โรเมอุร� สามารถึแสด้งให็ เห็�นอย์างช่)ด้เจนวาแสงม�อ)ตราเร�วจ-าก)ด้ โด้ย์การส)งเกต�คืาบการเคืล่��อนที่��ของด้วงจ)นที่ร�วงในส�ด้ที่��เป็(นบร#วารของด้าวพฤห็)ส พบวาขณะที่��โล่กอย์5ต-าแห็นง A ด้)งร5ป็ที่�� 3 ว)ด้คืาบของด้วงจ)นที่ร�เที่าก)บ T1 เม��อโล่กโคืจรตอไป็อ�กคืร �งรอบมาอย์5ที่��ต-าแห็นง B ด้าวพฤห็)สจะโคืจรไป็อย์5ที่��ต-าแห็นง D คืราวน��จะว)ด้คืาของด้วงจ)นที่ร�ได้ เที่าก)บ T2 เวล่า T1 ตางจาก T2 อย์5ป็ระมาณ 22 นาที่� เวล่าของคืาบที่��ตางก)นน��โรเมอร�อธิ#บาย์วา เป็(นเพราะแสงเป็(นระย์ะที่างเพ#�มข �นเที่าก)บป็ระมาณเส น

ผานศ5นย์�กล่างของวงโคืจรของโล่ก ที่-าให็ โรเมอร�คื-านวณอ)ตราเร�วของแสงได้ จาก

c = D/DT

เม��อ c = อ)ตราเร�วของแสง ม�ห็นวย์เป็(น เมตรตอว#นาที่�D  = เส นผานศ5นย์�กล่างวงโคืจรของโล่ก ม�ห็นวย์เป็(น เมตรDT = เวล่าที่�ตางก)นของ T1 ก)บ T2 ม�ห็นวย์เป็(น ว#นาที่�

 ฟิ#โซ สามารถึห็าอ)ตราเร�วแสงได้ โด้ย์ใช่ เคืร��องม�อ โด้ย์ม�ห็ล่)กการด้)งน�� ให็ แสงจากแห็ล่งก-าเน#ด้ของแสงเด้#นที่างตกกระที่บกระจกเงาราบ M1 แสงสะที่ อนจาก M1 เด้#นที่างผานช่องวางของเฟ<� องซึ่ �งก-าล่)งห็ม�นออกไป็ตกกระที่บก)บกระจกงาน M2 ซึ่ �งห็างออกไป็ 8.63 ก#โล่เมตร แล่ วสะที่ อนกล่)บมาในแนวเด้#ม แล่ะเด้#นผานกระจก M1 ผานไป็ส5ตาได้ เพราะ M1 เป็(นกระจกเงาที่��ฉาบสารสะที่ อนแสงไว เพ�ย์งคืร �งเด้�ย์ว ถึ าเฟ<� องห็ม�นด้ วย์คืวามเร�วพอเห็มาะตาจะไมสามารถึมองเห็�นแสงที่��สะที่ นกล่)บมาจาก M2 เล่ย์ด้ วย์ว#ธิ�น��ฟ>โซึ่จะคื-านวณอ)ตราเร�วของเเสงได้ จาก

c = 4ndf

เม��อ c = อ)ตราของแสงม�ห็นวย์เป็(น เมตรตอว#นาที่�n = จ-านวนซึ่��ของเฟ<� องd = ระย์ะระห็วางเฟ<� องถึ งกระจก M2 ม�ห็นวย์เป็(นเมตรf = คืวามถึ��ในการห็ม�นของเฟ<� องที่��พอด้�เร#�มที่-าให็ มองไมเห็�นแสงสะที่ อนจาก M2 ม�ห็นวย์เป็(น รอบตอว#นาที่�

การสะทั�อุนขอุงแสงเน��องจากแสงเป็(นคืล่��น ด้)งน)�น การสะที่ อนของแสงจะเป็(นไป็ตามกฏ

เกณฑ์�การ สะที่ อนซึ่ �งม�สารส-าคื)ญด้)งน��· ร)งส�ตกกระที่บ ร)งส�สะที่ อน แล่ะเส นแนวต)�งฉากต องอย์5ในระนาบ

เด้�ย์วก)น · ม�มตกกระที่บ(qi ) เที่าก)บม�มสะที่ อน (qr ) ณ ต-าแห็นงที่��แสง

ตกกระที่บ

ภาพในกระจกเงาราบั ส-าห็ร)บการสะที่ อนที่��กระจกเงาราบส#�งที่��ส-าคื)ญที่��ต องพ#จารณาคื�อ การเก#ด้ภาพ เป็(นกระจกเงาราบบางว)ตถึ� (เที่�ย์นไข) วางอย์5ที่��ต-าแห็นง O ห็างจากกระจกเป็(นระย์ะ s ร)งส�แสงพ�งออกจากจ�ด้ O ได้ มากมาย์ห็ล่าย์แนว ในแนว OP ร)งส�แสงต)�งฉากก)บกระจก ร)งส�สะที่ อนจ งสะที่ อนกล่)บที่างเด้#มในแนว OQ ร)งส�ตกกระที่บที่-าม�ม q1   ก)บแนวเส นฉาก ร)งส�สะที่ อนที่-าม�ม q2 ก)บเส นป็กต# ตามกฎ q1  = q2 ถึ าตอร)งส� สะที่ อนที่)�งสองเส นน��เล่ย์ไป็ด้ านห็ล่)งกระจกตามเส นป็ระ ร)งส�สะที่ อนจะต)ด้ก)นที่��จ�ด้ I ซึ่ �งเป็(นต-าแห็นงที่��จะม�ภาพของว)ตถึ�ป็รากฏ

สร�ปวั)า การเก#ด้ภาพเก#ด้จากการที่��ร )งส�สะที่ อนไป็ต)ด้ก)น ซึ่ �งสามารถึแบงช่น#ด้ของภาพได้ เป็(นสองแบบคื�อ

· ภาพจร#ง เป็(นภาพที่��เก#ด้จากร)งส�สะที่ อนไป็ต)ด้ก)นจร#งๆ· ภาพเสม�อน เป็(นภาพที่��เก#ด้จากร)งส�สะที่ อนไป็ต)ด้ก)นไมจร#ง

ด้)งน)�นกรณ�ของภาพที่��เก#ด้ จากกระจกเงาราบจ งเป็(นภาพเสม�อน ด้)งร5ป็ 1

ถึ าคื#ด้การสะที่ อนของว)ตถึ�โย์กระจกเงาราบที่��ที่�กๆจ�ด้บนว)ตถึ�จะได้ ภาพป็รากฏ ที่��ระย์ะ s´ แล่ะสามารถึพ#ส5จน�ได้ วาระย์ะภาพ = ระย์ะว)ตถึ� = S/ = S …………………. 1

ขนาด้ภาพ = ขนาด้ว)ตถึ� = Y/ = Y ………………… 2

การขย์าย์  =  [ระย์ะภาพ /ระย์ะว)ตถึ�] =  [ขนาด้ภาพ /ขนาด้ว)ตถึ�]  = m  = (S/ / S) = (Y/ / Y) ………… 3

ภาพทั�*เก�ด้การสะทั�อุนบันกระจกโค้�งกลมกระจกเงาโคื งม� 2 แบบคื�อ กระจกเงาเว า (concave mirror) แล่ะ

กระจกน5น (convex mirror) คืวามโคื งของกระจกที่��กล่าวถึ งน��เป็(นคืวามโคื งสวนห็น �งที่��ต)ด้มาจากวงกล่ม กระจกเว าแล่ะกระจกน5นในเบ��องต นแตกตางก)นที่�� กระจกเว ารวมแสงสวนกระจกน5นกระจาย์แสง ด้)งร5ป็ที่��ป็ระกอบ ในร5ป็ด้)งกล่าว C คื�อจ�ด้ศ5นย์�กล่างของร)ศม�คืวามโคื งของกระจก F คื�อ จ�ด้โฟก)สของกระจก เส นตรง ที่��ล่ากผานจ�ด้ C F แล่ะจ�ด้ย์อด้ของกระจกเร�ย์กวาเส นแกนม�ขส-าคื)ญ

 ใ ห็ R เป็(น ร)ศม� คืวามโคื ง ของ

กระจก f เป็(นคืวามย์าวโฟก)สของกระจก (R =2f) วางว)ตถึ�ไว ห็น า

กระจกเว าห็ร�อน5นห็างออกไป็ระย์ะ s(ระย์ะว)ตถึ�) ภาพของว)ตถึ�ที่��เก#ด้จากกระจกอย์5ห็างจากกระจกเป็(นระย์ะ s’(ระย์ะภาพ)

เราจะได้�   ……….(1)          ซึ่ �งใช่ ในการคื-านวณห็าระย์ะภาพ ระย์ะว)ตถึ�ห็ร�อคืวามย์าวโฟก)ส สวนการขย์าย์ (M) คื-านวณได้ แบบเด้�ย์วก)บกระจกราบ นอกจากน��กรณ�ของกระจกโคื งเราสามารถึคื-านวณการขย์าย์ภาพได้ อ�กว#ธิ� คื�อ

 ………….(2)

การหั�กเหัขอุงแสง     การห็)กเห็ของแสง (Refraction) เก#ด้จากการที่��แสงเคืล่��อนที่��ผาน

ต)วกล่างที่��ม�คืวามห็นาแนนตางก)น เป็(นผล่ที่-าให็ ที่#ศที่างของแสงเป็ล่��ย์นแป็ล่งไป็ด้ วย์ ซึ่ �งในขณะที่��แสงเก#ด้การห็)กเห็ก�จะเก#ด้การสะที่ อนของแสงข �นพร อมๆ ก)นด้ วย์ เม��อแสงเด้#นที่างผานว)ตถึ�ห็ร�อต)วกล่างโป็รงใส

เช่น อากาศ แก ว น-�า พล่าสต#กใส แสงจะสามารถึเด้#นที่างผานได้ เก�อบห็มด้

เม��อแสงเด้#นที่างผานต)วกล่างช่น#ด้เด้�ย์วก)น แสงจะเด้#นที่างเป็(นเส นตรงเสมอ แตถึ าแสงเด้#นที่างผานต)วกล่างห็ล่าย์ต)วกล่าง แสงจะห็)กเห็

สาเห็ต�ที่��ที่-าให็ แสงเก#ด้การห็)กเห็          เก#ด้จากการเด้#นที่างของแสงจากต)วกล่างห็น �งไป็ย์)งอ�กต)วกล่าง ห็น �งซึ่ �งม�คืวามห็นาแนนแตกตางก)น จะม�คืวามเร�วไมเที่าก)นด้ วย์ โด้ย์แสงจะเคืล่��อนที่��ในต)วกล่างโป็รงกวาได้ เร�วกวาต)วกล่างที่��ที่ บกวา เช่น คืวามเร�วของแสงในอากาศมากกวาคืวามเร�วของแสงในน-�า แล่ะคืวามเร�วของแสงในน-�ามากกวาคืวามเร�วของแสงในแก วห็ร�อพล่าสต#ก          การที่��แสงเคืล่��อนที่��ผานอากาศแล่ะแก วไมเป็(นแนวเส นตรง เด้�ย์วก)นเพราะเก#ด้การห็)กเห็ของแสง โด้ย์แสงจะเด้#นที่างจากต)วกล่างที่��ม�คืวามห็นาแนนน อย์กวา ( โป็รงกวา) ไป็ย์)งต)วกล่างที่��ม�คืวามห็นาแนนมากกวา ( ที่ บกวา) แสงจะห็)กเห็เข าห็าเส นป็กต# ในที่างตรงข าม ถึ าแสงเด้#นที่างจากย์)งต)วกล่างที่��ม�คืวามห็นาแนนมากกวา ไป็ย์)งต)วกล่างที่��ม�คืวามห็นาแนนน อย์กวา แสงจะห็)กเห็ออกจากเส นป็กต#

ด้รรช่น�ห็)กเห็ของต)วกล่าง (Index of Refraction)

          การเคืล่��อนที่��ของแสงในต)วกล่างตางช่น#ด้ก)นจะม�อ)ตราเร�วตางก)น เช่น ถึ าแสงเคืล่��อนที่��ในอากาศจะม�อ)ตราเร�วเที่าก)บ 300,000,000 เมตรตอว#นาที่� แตถึ าแสงเคืล่��อนที่��ในแก วห็ร�อพล่าสต#กจะม�อ)ตราเร�วป็ระมาณ 200,000,000 เมตรตอว#นาที่� การเป็ล่��ย์นคืวามเร�วของแสงเม��อผานต)วกล่างตางช่น#ด้ก)น ที่-าให็ เก#ด้การห็)กเห็ อ)ตราเร�วของแสงในส�ญญากาศตออ)ตราเร�วของแสงในต)วกล่างใด้ๆ เร�ย์กวา ด้รรช่น�ห็)กเห็ของต)วกล่าง น)�น ด้รรช่น�ห็)กเห็ของต)วกล่าง = อ)ตราเร�วของแสงในส�ญญากาศ/ อ)ตราเร�วของแสงในต)วกล่างใด้ ๆ ( อ)ตราเร�วของแสงในส�ญญากาศ = 3 x 108 เมตร / ว#นาที่�)         การห็)กเห็ของแสงที่-าให็ เรามองเห็�นภาพของว)ตถึ�อ)นห็น �งที่��จมอย์5ในก นสระ วาย์น-�าอย์5ต��นกวาคืวามเป็(นจร#ง ที่��เป็(นเช่นน��ก�เพราะวา แสงจากก นสระวาย์น-�าจะห็)กเห็เม��อเด้#นที่างจากน-�าส5อากาศ ที่)�งน��เพราะคืวามเร�วของแสงที่��เด้#นที่างในอากาศเร�วกวาเด้#นที่างในน-�า จ งที่-าให็ เห็�นภาพของว)ตถึ�อย์5ต��นกวาคืวามเป็(นจร#ง

ผลทั�*เก�ด้ข/�นจากการหั�กเหัขอุงแสง          เม��อมองที่��อย์5ในน-�าโด้ย์น)ย์น�ตาของเราอย์5ในอากาศ จะที่-าให็ มองเห็�นว)ตถึ�ต��นกวาเด้#ม นอกจากน��น)กเร�ย์นอาจจะเคืย์ส)งเกต�วาสระวาย์น-�าห็ร�อถึ)งใสน-�าจะมองด้5ต��น กวาคืวามเป็(นจร#ง เพราะแสงต องเด้#นที่างผานน-�าแล่ะอากาศแล่ วจ งห็)กเห็เข าส5น)ย์น�ตา           ม�ราจ ( Mirage ) เป็(น ป็รากฏการณ�เก#ด้ภาพล่วงตา ซึ่ �ง บางคืร)�งในว)นที่��อากาศ เราอาจจะมองเห็�นส#�งที่��เห็ม�อนก)บสระน-�าบนถึนน ที่��เป็(นเช่นน)�นเพราะวาม�แถึบอากาศร อนใกล่ ถึนนที่��ร อน แล่ะแถึบอากาศที่��เย์�นกวา (ม�คืวามห็นาแนนมากกวา) อย์5ข างบน ร)งส�ของแสงจ งคือย์ๆ ห็)กเห็มากข �น เข าส5แนวระด้)บ จนในที่��ส�ด้ม)นจะมาถึ งแถึบอากาศร อนใกล่ พ��นถึนนที่��ม�มกว างกวาม�มว#กฤต จ งเก#ด้การสะที่ อนกล่)บห็มด้น)�นเอง

ร��งก�นน0�า ( Rainbow) เป็(นป็รากฏการณ�ที่างธิรรมช่าต#ที่��ม)กเก#ด้ตอนห็ล่)งฝนตกให็ม ย์#�งเฉพาะม�แด้ด้ออกด้ วย์ ซึ่ �งป็รากฏการณ�ด้)งกล่าวเก#ด้จากแสงแด้ด้จากด้วงอาที่#ตย์�ที่��สองล่งมากระที่บก)บห็ย์ด้ น-�าฝนห็ร�อล่ะอองน-�า แล่ วจะเก#ด้การห็)กเห็แล่ะการสะที่ อนกล่)บห็มด้ของแสงที่-าให็ เก#ด้เป็(นแถึบส�บนที่ องฟ/า โด้ย์การห็)กเห็ของแสงในห็ย์ด้น-�าน)�นจะแย์กสเป็กตร)มของแสงขาวจากแสงแด้ด้ออกเป็(นแถึบส� ตางๆ

กฏการหั�กเหั ขอุงแสงการห็)กเห็แสงเป็(นป็รากฎการณ�ที่��เก#ด้ข �นเม��อแสงเคืล่��อนที่��ผาน

ต)วกล่างตางช่น#ด้ก)น  เม��อแสงเคืล่��อนที่��จากต)วกล่างห็น �งไป็ย์)งอ�กต)วกล่างห็น �งแสงจะม�การห็)กเห็ แล่ะการห็)กเห็ จะเก#ด้ข �นเฉพาะผ#วรอย์ตอของต)วกล่างเที่าน)�นส�*งค้วัรทัราบัเก�*ยวัก�บัการหั�กเหัขอุงแสง-  คืวามถึ��ของแสงย์)งคืงเที่าเด้#ม สวนคืวามย์าวคืล่��น แล่ะคืวามเร�วของแสงจะไมเที่าเด้#ม-  ที่#ศที่างการเคืล่��อนที่��ของแสงจะอย์5ในแนวเด้#มถึ าแสงตกต)�งฉากก)บผ#วรอย์ตอของต)วกล่างจะไมอย์5ในแนวเด้#มถึ าแสงไมตกต)�งฉากก)บผ#วรอย์ตอของต)วกล่าง

กฎการหั�กเหัขอุงแสง1.  ร)งส�ตกกระที่บ เส นแนวฉาก แล่ะร)งส�ห็)กเห็ อย์5ในระนาบเด้�ย์วก)น2.  ส-าห็ร)บต)วกล่างคื5ห็น �ง ๆ อ)ตราสวนระห็วางคืา sin ของม�มตกกระที่บ ในต)วกล่างห็น �งก)บคืา sin ของม�มห็)กเห็ในอ�กต)วกล่างห็น �ง ม�คืาคืงที่��เสมอ

จากกฎข�อุ 2 สเนลล�น0ามาติ��งเป5นกฎขอุงสเนลล�ได้�ด้�งน��n = c/v

v   =   คืวามเร�วของแสง ในต)วกล่างใด้ ๆ เมตร/ว#นาที่�n    =   ด้)ช่น�ห็)กเห็ของแสงในต)วกล่าง(ไมม�ห็นวย์)

ห็ร�อ คื�อ ด้)ช่น�ห็)กเห็ส)มพ)ที่ธิ�ระห็วางต)วกล่างที่�� 2 เที่�ย์บก)บต)วกล่างที่�� 1 c    = คืวามเร�วแสงในส�ญญากาศ ( 3 X 108 m/s )

น)�นคื�อ ต)วกล่างที่��ม�คืาด้)ช่น�ห็)กเห็ของแสงน อย์ (คืวามห็นาแนนน อย์) แสงจะเคืล่��อนที่��ด้ วย์คืวามเร�วส5งต)วกล่างที่��ม�คืาด้)ช่น�ห็)กเห็ของแสงมาก (คืวามห็นาแนนมาก) แสงจะเคืล่��อนที่��ด้ วย์คืวามต-�า

การหั�กเหัขอุงแสงเก�ด้ข/�นได้� 2 แบับั ค้6อุ1.การห็)กเห็เข าห็าเส นแนวฉาก เก#ด้ข �นเม��อ- แสงเด้#นที่างจากต)วกล่างที่��ม�คืวามห็นาแนนน อย์ไป็ส5ต)วกล่างที่��ม�คืวามห็นาแนนมาก- แสงเด้#นที่างจากต)วกล่างที่��ม�ด้)ช่น�ห็)กเห็น อย์ไป็ส5ต)วกล่างที่��ม�ด้)ช่น�ห็)กเห็มาก- แสงเด้#นที่างจากต)วกล่างที่��ม�คืวามเร�วมากไป็ส5ต)วกล่างที่��ม�คืวามเร�วน อย์

2. การห็)กเห็ออก จากเส นแนวฉาก เก#ด้ข �นเม��อ- แสงเด้#นที่างจากต)วกล่างที่��ม�คืวามห็นาแนนมากไป็ส5ต)วกล่างที่��ม�คืวามห็นาแนนน อย์- แสงเด้#นที่างจากต)วกล่างที่��ม�ด้)ช่น�ห็)กเห็มากไป็ส5ต)วกล่างที่��ม�ด้)ช่น�ห็)กเห็น อย์- แสงเด้#นที่างจากต)วกล่างที่��ม�คืวามเร�วน อย์ไป็ส5ต)วกล่างที่��ม�คืวามเร�วมาก

ม�มวั�กฤติ�และการสะทั�อุนกล�บัหัมด้ม�มว#กฤต# คื�อม�มตกกระที่บที่��ที่-าให็ ม�มห็)กเห็เที่าก)บ 900 จะเก#ด้ม�มว#กฤต#ได้ เม��อ-    แสงเด้#นที่างจากต)วกล่างที่��ม�คืวามห็นาแนนมากไป็ส5ต)วกล่างที่��ม�คืวามห็นาแนนน อย์-    แสงเด้#นที่างจากต)วกล่างที่��ม�ด้)ช่น�ห็)กเห็น อย์ไป็ส5ต)วกล่างที่��ม�ด้)ช่น�ห็)กเห็มาก-    แสงเด้#นที่างจากต)วกล่างที่��ม�คืวามเร�วมากไป็ส5ต)วกล่างที่��ม�คืวามเร�วน อย์การสะที่ อนกล่)บห็มด้จะเก#ด้ข �นในกรณ�ที่��ม�มตกกระที่บโตกวาม�มว#กฤต# ขณะที่��เก#ด้การสะที่ อนกล่)บห็มด้ จะไมม�แสงผานเข าไป็ส5ต)วกล่างที่�� 2 เล่ย์

ให็ จ�ด้ก-าเน#ด้แสงอย์5ที่�� S จะม�แสงออกจากจ�ด้ S น��ไป็ย์)งจ�ด้ตาง ๆ ของผ#วแก ว ด้)งร5ป็ที่��จ�ด้ A แสงจะพ� งออกจากแก วไป็ย์)งอากาศโด้ย์ไมม�การห็)กเห็ ที่��ที่��จ�ด้ B จะม�การห็)กเห็เล่�กน อย์ แล่ะม�บางสวนสะที่ อนกล่)บมาในแก วที่��จ�ด้ C จะม�การห็)กเห็มากข �นเล่�กน อย์ แล่ะม�บางสวนสะที่ อนกล่)บมาในแก วที่��จ�ด้ D จะไมม�การห็)กเห็ แสงจากจ�ด้ S ที่)�งห็มด้จะสะที่ อนกล่)บมาในแก ว ณ. จ�ด้น��จะเร�ย์กม�ม θc วา ม�มว#กฤต (Critical angle) ที่-าให็ เก#ด้ป็รากฏการณ� การสะที่ อนกล่)บห็มด้ (Total reflection) ห็าคืาม�ม θc ได้ จากสมการ

ค้วัามล/กจร�ง ค้วัามล/กปรากฏ   เม��อเรามองเห็�นว)ตถึ�ที่��อย์5ในน-�าจะมองเห็�นเห็ม�อนต��นข �นมาจากที่��เป็(นจร#ง เน��องจากการเก#ด้การห็)กเห็ในน-�าด้)งร5ป็ เราเห็�นร)งส�สองร)งส� คื�อ มาจากจ�ด้ O แล่ะเสม�อนวามาจากจ�ด้ I ด้)งน)�นผ5 ส)งเกตจะเห็�นภาพเสม�อนที่�� I

          จากร5ป็ ว)ตถึ� อย์5ในน-�าตรงจ�ด้ C

ล่ ก AC ถึ ามองว)ตถึ�น��จากอากาศ ป็รากฏวาม�การห็)กเห็ของแสงที่-าให็

θc= sin-

1(n2/n1)

เห็�นว)ตถึ�ต��นข �นมาอย์5ที่�� B ล่ กป็รากฏเที่าก)บ AB

ด้)งน)�น จ งอาจเข�ย์นได้ วา

ถึ าพ#จารณากรณ�ที่��ม�มมองไมโตมากน)ก ห็มาย์ถึ ง กรณ�ที่��   1 แล่ะ   2

เป็(นม�มเล่�กๆ เราจะได้ วา AB   OB แล่ะ AC   OCด้)งน)�นได้

แต

แล่ะ

ด้)งน)�นได้

เม��อ n1 แล่ะ n2 เป็(นด้รรช่น�ห็)กเห็ของน-�าห็ร�อต)วกล่าง 1 แล่ะอากาศห็ร�อต)วกล่าง 2 ตามล่-าด้)บ

ทั�ศนอุ�ปกรณ์�อ�ป็กรณ�ที่างแสงที่��อาศ)ย์คืวามร5 เร��องการห็)กเห็ของแสงผานเล่นส�

เพ��อป็ระโย์ช่น�ในห็ล่าย์ด้ าน   ซึ่ �งห็น �งในน)�น

คื�อ เคืร��องฉาย์ภาพน#�ง เคืร��องฉาย์ที่��น-ามาใช่ ส-าห็ร)บการเร)ย์นการสอน ได้ แก   เคืร��องฉาย์สไล่ด้� เคืร��องฉาย์ฟ>ล่�มสตร#ป็ เคืร��องฉาย์ภาพย์นต� เคืร��องฉาย์แผนใส แล่ะเคืร��องฉาย์ภาพห็ร�อว)สด้�ที่ บแสง จ�ด้ป็ระสงคื�ที่��ส-าคื)ญ ของการฉาย์ คื�อการแสด้งให็ เห็�นการ เคืล่��อน แล่ะแสด้งส#�งที่��ม�ขนาด้เล่�กให็ เห็�นเป็(นขนาด้ให็ญข �น

เคืร��องฉาย์ภาพ  คื�อ อ�ป็กรณ�ที่��ใช่ เล่นส�น5นเป็(นเล่นส�ห็น ากล่ อง ที่-าห็น าที่��ให็ แสงห็)กเห็จากว)ตถึ�ที่��ต องการจะฉาย์ เช่น สไล่ด้� แผนไส ที่-าให็ เก#ด้ภาพจร#ง

ขนาด้ขย์าย์ป็รากฏบนจอ

กล�อุงถ)ายร!ป

เล่นส�ถึาย์ภาพ

เล่นส�ถึาย์ภาพ - คื�อว)ตถึ�ที่��ที่-าจากแก วช่น#ด้ด้�ม�ล่)กษณะกล่ม ในกล่ องถึาย์ภาพ เล่นส�ที่-าห็น าที่��ร )บภาพแล่ะร)บแสงจากภาย์นอกต)วกล่ องไป็ย์)งว)สด้�ไวแสง

ต)วกล่ อง

ต)วร)บภาพ (Image Sensor)

ได้อะแฟรม

ช่)ตเตอร�

ช่องมองภาพ

แฟล่ช่

ส)วันประกอุบัขอุงกล�อุงถ)ายภาพ เล่นส� - ม�ห็น าที่��รวมแสงจากว)ตถึ� เพ��อให็ ตกล่งบนฟ>ล่�มถึาย์ภาพ

CCD ห็ร�อ CMOS ของกล่ องได้ ต)วถึ)ง (Body) - สวนให็ญจะที่-าจากอะล่5ม#เน�ย์ม โล่ห็ะผสม

แมกน�เซึ่�ย์ม ห็ร�อ พล่าสต#กอ)ด้แข�ง เพ��อให็ ม�คืวามแข�งแรงที่นที่าน โด้ย์ร5ป็รางจะแบงออกตามป็ระเภที่ของกล่ อง

Image sensor - ห็ร�อต)วร)บภาพซึ่ �งม�ที่)�งแบบฟ>ล่�ม แล่ะแบบ Digital โด้ย์แบบ Digital น)�นจะม�อ�ป็กรณ�เช่น CCD, CMOS เป็(นต)วร)บภาพ ซึ่ �งที่)�งฟ>ล่�มแล่ะต)วร)บภาพด้#จ#ตอล่น)�น จะที่-าห็น าที่��ในการร)บแสง โด้ย์ฟ>ล่�มจะไป็เก�บในร5ป็แบบป็ฏ#ก#ร#ย์าเคืม�บนเน��อฟ>ล่�ม สวนแบบด้#จ#ตอล่จะเป็ล่��ย์นเป็(นส)ญญาณไฟฟ/าแล่ะที่-าห็น าที่��ป็ระมวล่ผล่ตอไป็ CCD แล่ะ CMOS ซึ่ �งที่-าจาก Silicon ด้ วย์ก)นที่)�งคื5 ต นที่�นการผล่#ต CCD จะส5งกวา แต CCD จะม� Noise มากกวากวา CMOS อย์างเห็�นได้ ช่)ด้ แตก�ข �นก)บคืวามสามารถึของโป็รแกรมของกล่ องน)�นๆอ�กด้ วย์ บร#ษ)ที่ผ5 ผล่#ตกล่ อง สวนให็ญม)กจะใช่ CCD จาก Sony ซึ่ �งม�ป็Cญห็าใน CCD บางร� น

แบตเตอร�� - แบงออกเป็(น 2 ป็ระเภที่ คื�อแบตเตอร��ช่น#ด้ Li-ion

(ล่#เที่�ย์ม ไอร�ออน) แล่ะ NiMH (น#กเก#ล่ เมธิ)ล่ไฮด้ราย์) ซึ่ �งแตล่ะแบบก�ม�คื�ณสมบ)ต#เด้นคืนล่ะแบบ ซึ่ �งกล่ องขนาด้เล่�กม)กใช่ Li-ion

เน��องจากม�ขนาด้เล่�กน-�าห็น)กเบา แล่ะเก�บป็ระจ�ได้ มาก สวน NiMH

ม)กจะพบในกล่ องระด้)บกล่าง แล่ะ D-SLR จนถึ ง SLR เน��องจาก เก�บป็ระจ�ไฟได้ มาก แล่ะสามารถึห็าเป็ล่��ย์นได้ อย์างงาย์ด้าย์ (สามารถึใช่ แบตเตอร��ช่น#ด้ AA ที่ด้แที่นได้ )

ป็�Eมคืวบคื�ม - แล่ วแตร� นแล่ะผ5 ผล่#ต ป็�Eมเห็ล่าน��จะเป็(นต)วป็ร)บเป็ล่��ย์นการที่-างานของกล่ อง

แฟล่ช่ - แฟล่ช่จะเป็(นต)วเพ#�มแสงในกรณ�ที่��ภาพม�ด้เก#นไป็ จนอาจจะที่-าให็ เก#ด้การส)�นไห็วของภาพ แตการใช่ แฟล่ช่จะที่-าให็ อ�ณภ5ม#ส�ของภาพ เป็ล่��ย์นแป็ล่งไป็ ในกล่ องด้#จ#ตอล่คือมแพคื จะต)�งคืาแฟล่ช่อ)ตโนม)ต#

กล�อุงถ)ายร!ปแบับัติ)าง ๆ กล�อุงกลาง ห็ร�อ ม�เด้�ย์มฟอร�แมที่ (Medium Format) จะใช่ ฟ>ล่�ม

แบบ 120 ห็ร�อ 220 คืวามกว างของฟ>ล่�ม 6 เซึ่นต#เมตร คืวามย์าว

ของฟ>ล่�มแล่ วแตร� นของกล่ อง ขนาด้ที่��น#ย์มคื�อ 4.5 เซึ่นต#เมตร 6

เซึ่นต#เมตร ห็ร�อ 7 เซึ่นต#เมตร แล่ะขนาด้ย์าวพ#เศษ 9 เซึ่นต#เมตร ห็ร�อ 19 เซึ่นต#เมตร ม�ที่)�งกล่ องแบบเรนจ�ไฟน�เด้อร� กล่ องแบบสะที่ อนภาพเล่นส�เด้��ย์ว แล่ะกล่ องแบบสะที่ อนภาพเล่นส�คื5 ในป็Cจจ�บ)นม�การใช่ ต)วร)บภาพแบบด้#จ#ตอล่ (Digital Back) แที่นฟ>ล่�มด้ วย์

กล�อุงขอุงเล)น ห็ร�อ กล่ องที่อย์ (Toy) เป็(นกล่ องถึาย์ร5ป็ราคืาถึ5กที่��ใช่ ฟ>ล่�ม ม)กจะผล่#ตจากพล่าสต#ก ที่)�งสวนต)วกล่ องแล่ะเล่นส� แล่ะไมม�ระบบไฟฟ/าอ��นๆ น#ย์มใช่ เล่นส�ม�มกว างที่างย์าวโฟก)สเด้�ย์ว ระย์ะโฟก)สตาย์ต)ว ไมม�ระบบห็าระย์ะช่)ด้

กล่ องบFอกซึ่�

กล่ องคือมแพคื

กล่ องแบบม�เคืร��องห็าระย์ะ (Range Finder)

กล่ องสะที่ อนภาพเล่นส�เด้��ย์ว (Single Lens Reflection) ห็ร�อที่��เร�ย์กก)นที่)�วไป็วากล่ อง SLR ห็ากเป็(นกล่ องสะที่ อนภาพเล่นส�เด้��ย์วที่��ใช่ ต)วร)บภาพแบบด้#จ#ตอล่ จะเร�ย์กวา Digital SLR ห็ร�อ DSLR ม�ที่)�งกล่ องขนาด้เล่�ก (กล่ อง 35 มม.) แล่ะกล่ องขนาด้กล่าง

กล่ องสะที่ อนภาพเล่นส�คื5 (Twin Lens Reflection) เป็(นกล่ องขนาด้กล่าง ใช่ ฟ>ล่�มขนาด้ 120 ห็ร�อ 220 ม�เล่นส�สองช่�ด้ ช่�ด้ห็น �งส-าห็ร)บด้5ภาพ แล่ะอ�กช่�ด้ห็น �งส-าห็ร)บบ)นที่ กภาพ

กล่ องห็น)งส�อพ#มพ�

กล่ องให็ญ (Large Format) เป็(นกล่ องที่��ใช่ ฟ>ล่�มแบบแผนขนาด้ 4x5 น#�ว 6x7 น#�ว ห็ร�อ 8x10 น#�ว

กล่ องจ�ล่ที่รรศน� (microscope)

    ชน�ด้ขอุงกล�อุงจ�ลทัรรศน�      กล่ องจ�ล่ที่รรศน�สามารถึแบงออกเป็(นป็ระเภที่ให็ญๆได้ 2 ป็ระเภที่ คื�อ กล่ องจ�ล่ที่รรศน�แบบแสง (Optical microscopes) แล่ะกล่ องจ�ล่ที่รรศน�อ#เล่�กตรอน (Electron microscope)

 กล่ องจ�ล่ที่รรศน�ช่น#ด้ที่��พบได้ มากที่��ส�ด้ คื�อช่น#ด้ที่��ป็ระด้#ษฐ์�ข �นเป็(นคืร)�งแรก เร�ย์กวา กล่ องจ�ล่ที่รรศน�แบบใช่ แสง (optical microscope) เป็(นอ�ป็กรณ�ใช่ แสงอย์างห็น �ง ม�เล่นส�อย์างน อย์ 1 ช่#�น เพ��อที่-าการขย์าย์ภาพว)ตถึ�ที่��วางในระนาบโฟก)สของเล่นส�น)�นๆกล่ องจ�ล่ที่รรศน�แบบใช่ แสง       1. Light microscope  เป็(นกล่ องจ�ล่ที่รรศน�ที่��พบอย์5ที่)�วไป็ โด้ย์เวล่าสองด้5จะเห็�นพ��นห็ล่)งเป็(นส�ขาว แล่ะจะเห็�นเช่��อจ�ล่#นที่ร�ย์�ม�ส�เข มกวา        1. Dark field microscoe เป็(นกล่ องจ�ล่ที่รรศน�ที่��ม�พ��นห็ล่)งเป็(นส�ด้-า เห็�นเช่��อจ�ล่#นที่ร�ย์�สวาง เห็มาะส-าห็ร)บใช่ สองจ�ล่#นที่ร�ย์�ที่��ม�ขนาด้เล่�ก ที่��ต#ด้ส�ย์าก        1. Phase contrast microscope ใช่ ส-าห็ร)บสองเช่��อจ�ล่#นที่ร�ย์�ที่��ย์)งไมได้ ที่-าการย์ อมส� จะเห็�นช่)ด้เจนกวา Light microscope  

      1. Fluorescence microscope ใช่ แห็ล่งก-าเน#ด้แสงเป็(น อ)ล่ตราไวโอเล่ต สองด้5จ�ล่#นที่ร�ย์�ที่��ย์ อมด้ วย์สารเร�องแสง ซึ่ �งเม��อกระที่บก)บแสง UV จะเป็ล่��ย์นเป็(นแสงช่วงที่��มองเห็�นได้ แล่ วแตช่น#ด้ของสารที่��ใช่ พ��นห็ล่)งม)กม�ส�ด้-า  กล่ องจ�ล่ที่รรศน�อ#เล่�กตรอน (Electron microscope) เป็(นกล่ องจ�ล่ที่รรศน�ที่��ม�ก-าล่)งการขย์าย์ส5งมาก เพราะใช่ ล่-าแสงอ#เล่�กตรอนแที่นแสงป็กต#แล่ะใช่ สนามแมเห็ล่�กไฟฟ/าแที่นเล่นส�แก ว เป็(นกล่ องที่��ใช่ ในการศ กษาโคืรงสร าง แล่ะสวนป็ระกอบของเซึ่ล่ล่� ได้ อย์างล่ะเอ�ย์ด้ ที่��กล่ องช่น#ด้อ��นไมสามารถึที่-าได้

กล่ องจ�ล่ที่รรศน�ม�สวนป็ระกอบแล่ะห็น าที่��ส-าคื)ญด้)งน��

สวนป็ระกอบ ของกล่ องจ�ล่ที่รรศน�แบบแสง       1. ฐ์าน (Base) เป็(นสวนที่��ใช่ วางบนโตFะ       2. แขน (Arm) เป็(นสวนเช่��อมต)วล่-ากล่ องก)บฐ์าน        3. ล่-ากล่ อง (Body tube) เป็(นสวนที่��ป็ล่าย์ด้ านบนม�เล่นส�ตา สวนป็ล่าย์ด้ านล่างต#ด้ก)บเล่นส�ว)ตถึ� ซึ่ �งต#ด้ก)บแผนห็ม�นได้ เพ��อเป็ล่��ย์นเล่นส�ขนาด้ตางๆ        4. ป็�Eมป็ร)บภาพห็ย์าบ (Coarse adjustment) ที่-าห็น าที่��ป็ร)บภาพโด้ย์เป็ล่��ย์นระย์ะโฟก)สของเล่นส�ใกล่ ว)ตถึ� (เล่��อนล่-ากล่ องห็ร�อแที่นวางว)ตถึ�ข �นล่ง) เพ��อที่-าให็ เห็�นภาพช่)ด้เจน        5. ป็�Eมป็ร)บภาพล่ะเอ�ย์ด้ (Fine adjustment) ที่-าห็น าที่��ป็ร)บภาพ ที่-าให็ ได้ ภาพที่��ช่)ด้เจนมากข �น        6. เล่นส�ใกล่ ว)ตถึ� (Objective lens) เป็(นเล่นส�ที่��อย์5ใกล่ ก)บแผนสไล่ด้� ห็ร�อว)ตถึ� ป็กต#ต#ด้ก)บแป็/นวงกล่มซึ่ �งม�ป็ระมาณ 3-4 อ)น แตล่ะอ)นม�ก-าล่)งบอกเอาไว เช่น x3.2, x4, x10, x40 แล่ะ x100 เป็(นต น ภาพที่��เก#ด้จากเล่นส�ใกล่ ว)ตถึ�เป็(นภาพจร#งห็)วกล่)บ        7. เล่นส�ใกล่ ตา (Eye piece) เป็(นเล่นส�ที่��อย์5บนส�ด้ของล่-ากล่ อง โด้ย์ที่)�งไป็ม�ก-าล่)งขย์าย์ 10x ห็ร�อ 15x ที่-าห็น าที่��ขย์าย์ภาพที่��ได้ จากเล่นส�ใกล่ ว)ตถึ�ให็ ม�ขนาด้ให็ญข �น ที่-าให็ เก#ด้ภาพที่��ตาผ5 ศ กษาสามารถึมองเห็�นได้ โด้ย์ภาพที่��ได้ เป็(นภาพเสม�อนห็)วกล่)บ        8. เล่นส�รวมแสง (Condenser) ที่-าห็น าที่��รวมแสงให็ เข มข �นเพ��อสงไป็ย์)งว)ตถึ�ที่��ต องการศ กษา  

      9. กระจกเงา (Mirror) ที่-าห็น าที่��สะที่ อนแสงจากธิรรมช่าต#ห็ร�อแสงจากห็ล่อด้ไฟภาย์ในห็ องให็ สองผานว)ตถึ�โด้ย์ที่)�วไป็กระจกเงาม� 2 ด้ าน ด้ านห็น �งเป็(นกระจกเงาเว า อ�กด้ านเป็(นกระจกเงาระนาบ ส-าห็ร)บกล่ องร� นให็มจะใช่ ห็ล่อด้ไฟเป็(นแห็ล่งก-าเน#ด้แสง ซึ่ �งสะด้วกแล่ะช่)ด้เจนกวา        10. ได้อะแฟรม (Diaphragm) อย์5ใต เล่นส�รวมแสงที่-าห็น าที่��ป็ร)บป็ร#มาณแสงให็ เข าส5เล่นส�ในป็ร#มาณที่��ต องการ        11. แที่นวางว)ตถึ� (Speciment stage) เป็(นแที่นใช่ วางแผนสไล่ด้�ที่��ต องการศ กษา        12. ที่��ห็น�บสไล่ด้� (Stage clip) ใช่ ห็น�บสไล่ด้�ให็ ต#ด้อย์5ก)บแที่นวางว)ตถึ� ในกล่ องร� นให็มจะม� Mechanical stage แที่นเพ��อคืวบคื�มการเล่��อนสไล่ด้�ให็ สะด้วกข �น

ราย์งาน

เร��อง แสงแล่ะที่)ศนอ�ป็กรณ�

จ)ด้ที่-าโด้ย์

นางสาว เมธิาว� ห็ม��นจ-าร)ส

นาย์ อภ#ว)ฒน�ร)ตนว#เช่�ย์ร

คืณะว#ที่ย์าศาสตร�แล่ะเที่คืโนโล่ย์�

สาขา ว#ที่ย์าศาสตร�แล่ะเที่คืโนโล่ย์�การอาห็าร