ความลับของแสง

ความลับของแสง

ความสำคัญของแสงสว่าง : ทำให้เราสามารถมองเห็นสิ่งต่างๆได้ ถ้าไม่มีแสงโลกของเราก็จะอยู่ในความมืด
แสง เป็นคลื่นชนิดหนึ่ง เป็นคลื่นที่เป็นความยาวคลื่นสั้นมาก สามารถเคลื่อนที่เร็วมาก คือ 300,000 km/s ถ้าเราสามารถวิ่งเร็วเท่าแสง เราจะสามารถวิ่งรอบโลกได้ 7 รอบ ในเวลาเพียง 1 วินาที
แสง จะช่วยในการมองเห็นของเราได้อย่างไร?
แสงส่องลงมาโดนวัตถุต่างๆ แล้วแสงต้องสะท้อนจากวัตถุนั้นเข้ามาสู่ตาของเรา เราจึงจะมองเห็นวัตถุนั้น ซึ่งเท่ากับว่าตาของเราก็คือจอสำหรับรับแสง ที่สะท้อนเข้ามาจากวัตถุ
แสง มาจากที่ไหนบ้าง?
แสงมาจากดวงอาทิตย์ สิ่งประดิษฐ์ เช่น หลอดไฟ ไฟฉาย เป็นต้น

คุณสมบัติของแสง

1.การเดินทางของแสง(การเคลื่อนที่ของแสง) : แสงจะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงอย่างเดียวและไม่มีการเปลี่ยนทิศทาง แสงจะเดินทางเป็นเส้นตรงไปจนถึงวัตถุที่มากั้นทางเดินของแสงและแสงจะถูกวัตถุนั้นสะท้อนกลับมาเป็นเส้นตรงแบบเดิม เข้าสู่ตาของเรา
วัตถุที่แสงผ่านได้ : วัตถุบนโลกที่มีแสงมากระทบจะมีคุณสมบัติแตกต่างกัน 3 แบบคือ
แสงทะลุผ่านได้และสะท้อนกลับมาที่ตาได้ ทำให้เราสามารถมองทะลุวัตถุนั้นได้และมองเห็นรูปร่างของวัตถุนั้น เรียกว่า วัตถุโปร่งแสง และวัตถุโปร่งใส ส่วนวัตถุที่ดูดกลืนแสงบางส่วนไว้ และสะท้อนแสงที่เหลือเข้าสู่ตาเรา เราเรียกว่า วัตถุทึบแสง ซึ่งเป็นวัตถุส่วนใหญ่ที่อยู่บนโลกของเรา เช่น ไม้ หิน เหล็ก ตัวเรา
ทำไมต้องแยกวัตถุโปร่งแสงกับวัตถุโปร่งใส? : เพราะวัตถุโปร่งแสงแสงจะทะลุไปได้แค่บางส่วนเท่านั้น เราจึงมองเห็นสิ่งต่างๆที่อยู่หลังวัตถุโปร่งแสงได้ไม่ชัดเจน เช่น กระจกฝ้า พลาสติกสีขุ่น สำหรับวัตถุโปร่งใสจะเป็นวัตถุที่แสงผ่านได้ทั้งหมด ทำให้มองเห็นสิ่งต่างๆที่อยู่ข้างหลังได้ชัดเจน เช่น กระจกใส พลาสติกใส ดังนั้นวัตถุทั้งสองจะแตกต่างกันตรงที่ แสงสามารถผ่านไปได้มากหรือผ่านไปได้น้อย

ประโยชน์ของการเดินทางของแสง
1.) จากการเคลื่อนที่ที่เป็นเส้นตรงของแสง เรานำมาใช้ทำกล้องฉายภาพแบบต่างๆ ตัวอย่างเครื่องฉายภาพนิ่งง่ายๆ คือ กล้องรูเข็ม ภาพที่เกิดขึ้นจากกล้องจะเป็นภาพกลับหัว เพราะแสงเดินทางเป็นเส้นตรง เมื่อผ่านรูเล็กๆภาพที่ได้จึงเป็นภาพกลับหัว แสงส่วนบนของภาพวิ่งเป็นเส้นตรง ผ่านรูเล็กๆมากระทบที่ด้านล่างของกระดาษและแสงส่วนล่างของภาพก็วิ่งผ่านตรงรูเล็กๆมาตกกระทบที่ด้านบนของกระดาษ ภาพที่เราเห็นจึงเป็นภาพกลับหัว ซึ่งถ้ามีรูเพิ่มขึ้นที่กล่อง 2 รู ก็จะปรากฏภาพขึ้น 2 ภาพ ถ้าเจาะหลายๆรูก็จะปรากฏภาพขึ้นหลายๆภาพเช่นกัน
ลูกตาของเรามีรูด้วย?? : เราเรียกว่า รูรับแสง เหมือนรูที่กล่องกระดาษ (กล้องรูเข็ม) และภาพที่ผ่านรูรับแสงที่ตาเราก็จะเป็นภาพกลับหัวเหมือนกัน และหลักการนี้ เราจึงนำมาทำกล้องถ่ายรูป
แล้วทำไมเราจึงเห็นสิ่งต่างๆเป็นปกติ (ไม่กลับหัว)?? : นั่นก็เพราะว่าสมองของเราจะกลับภาพให้เป็นปกติโดยอัตโนมัติ

2. การสะท้อนของแสง : คือการสะท้อนของแสงจากวัตถุเข้ามาที่ตาเรา
การสะท้อนของแสงจะทำให้เกิดอะไรขึ้นบ้าง ??
การสะท้อนของเเสง : เมื่อแสงสะท้อนจากวัตถุต้องพุ่งไปยังทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางของแสงที่ส่องลงมาเสมอ และที่เป็นแบบนี้ก็เพราะลำแสงที่สัมผัสกับพื้นผิวของวัตถุแล้วสะท้อนกลับนั้นจะเป็นมุมที่เท่ากันกับลำแสงที่ส่องลงมาเสมอ

ประโยชน์ของการสะท้อนของแสง
- ประดิษฐ์กล้องคาไรโดสโคป ทำให้เกิดภาพสะท้อนขึ้นมากมาย เพราะใช้หลักการสะท้อนของแสงและมุมประกบของกระจก เมื่อแสงกระทบในกระบอกทรง 3 เหลี่ยม ภาพก็จะสะท้อนไปสะท้อนมาในนั้น จึงทำให้เกิดภาพมากมาย
หลักของการสะท้อนแสง ยังนำมาใช้ประโยชน์ในการมองหาวัตถุที่ไม่สามารถมองเห็นในที่สูงๆได้เช่น กล้องส่องภาพเหนือระดับสายตา หรือกล้องเปริสโคป เรานำมาใช้เป็นกล้องส่องดูวัตถุที่อยู่เหนือน้ำของเรือดำน้ำ

3. การหักเหของแสง : คือ แสงจะเปลี่ยนทิศทางในการเคลื่อนที่ เช่น เมื่อเราลองฉายแสงในแนวเฉียงลงในตู้ที่มีน้ำแสงจะเกิดการหักงอ เพราะว่าแสงเดินผ่านวัตถุ (ตัวกลาง) คนละชนิดกัน เช่น เมื่อแสงเดินทางผ่านจากอากาศเข้าสู่ตู้กระจกที่มีน้ำ น้ำจะมีความหนาแน่นกว่าอากาศทำให้แสงเคลื่อนที่ไปได้ช้ากว่าในอากาศ เส้นทางเดินของแสงจึงหักเหไปด้วย จากนั้นเมื่อแสงพุ่งจากน้ำเข้าสู่อากาศ แสงก็จะเคลื่อนที่ได้เร็วขึ้น เส้นทางการเคลื่อนที่ของแสงจึงกลับมาเป็นเหมือนเดิม
ลักษณะการหักเหของแสงนั้น จะหักเหเข้าหาแนวตั้งฉากกับผิวน้ำที่เรียกว่า "เส้นปกติ" ซึ่งเราฉายแสงผ่านน้ำไปตรงๆตั้งฉากกับผิวน้ำ แสงจะไม่หักเห เพราะแสงอยู่ในแนวของเส้นปกติพอดี แต่เมื่อเราฉายแสงทำมุมเฉียงกับผิวน้ำ แสงก็จะเกิดการหักเหเข้าหาเส้นปกติ ในทางกลับกัน เมื่อแสงเดินทางจากน้ำซึ่งมีความหนาแน่นมากออกสู่อากาศที่มีความหนาแน่นน้อย แสงก็จะหักเหออกจากแสงปกติเส้นกัน

ประโยชน์ของการหักเหของแสง
1.) ประดิษฐ์เลนส์แบบต่างๆ เลนส์คือแผ่นแก้วหรือแผ่นกระจกที่ทำให้ผิวหน้าโค้งนูนออกมาเพื่อใช้ประโยชน์ในการขยายภาพ รวมเส้นทางเดินของแสง โดยเลนส์ที่มีผิวโค้งนูนใช้รวมเส้นทางเดินของแสงได้ ทำให้เราใช้เลนส์นูนจุดไฟได้ จากการใช้เลนส์นูนรวมแสง ให้แสงกลายเป็นจุดเดียวกันความร้อนที่มากับแสงก็จะรวมเป็นจุดเดียวกันด้วย ซึ่งความร้อนนั้นก็มากพอที่จะเกิดการเผาไหม้ได้
2.) ช่วยให้เรามองเห็นได้ชัดเจน มองเห็นวิว แสง สีต่างๆได้ เช่น การที่เรามองเห็นรุ้งกินน้ำหลับฝนตก รุ้งกินน้ำที่เกิดขึ้นก็เกิดจากการหักเหของแสง ซึ่งปกติแสงขาวๆที่เรามองเห็นกันนั้น ประกอบไปด้วยสีต่างๆ 7 สี คือ ม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสด แดง สีทั้ง 7 สี เมื่อรวมกันแล้วจะกล้ายเป็นสีขาว แต่เมื่อฝนตกใหม่ๆ จะมีละอองน้ำในอากาศ และเมื่อแสงผ่านละอองน้ำเหล่านั้น ก็จะเกิดการหักเหของแสง และปกติแล้วสีต่างๆในแสงจะมีความเร็วในการเคลื่อนที่ไม่เท่ากัน ดังนั้นเมื่อมันส่องผ่านกับละอองน้ำจำนวนมากในอากาศจึงเกิดการหักเห ผลที่ตามมาก็คือ แสงขาวๆนั้นจะแยกตัวเป็นสีเดิมของมันทั้ง 7 สี ที่เราเรียกว่า "แถบสเปรคตรัมของแสง" และแถบสเปรคตรัมของแสงทั้ง 7 สีเราเรียกกันว่า "

รุ้งกินน้ำ" รุ้งกินน้ำจะเกิดในทิศทางตรงกันข้ามกับดวงอาทิตย์ในเวลาหลังฝนตกใหม่ๆ และเกิดการหักเหของแสงผ่านละอองน้ำในอากาศ
     
     แสงสีแดง เขียว น้ำเงิน เป็นแม่สีของแสงสว่าง และสีต่างๆก็เป็นตัวกลางสำคัญที่ทำให้เรามองเห็นวัตถุที่มีสีต่างกันด้วย
     แสงสีต่างๆเกี่ยวอย่างไรกับการที่เราเห็นวัตถุมีสีต่างกัน? : เพราะวัตถุในโลกนี้ต่างก็มีสีอยู่ในตัวของมันเอง เพราะฉะนั้นวัตถุแต่ละชนิดก็มีความสามารถในการสะท้อนแสงและการดูดกลืนแสงสีได้แตกต่างกัน เมื่อมีแสงมากระทบวัตถุก็จะดูดกลืนแสงสีบางสีเอาไว้และสะท้อนแสงสี ที่เป็นสีเดียวกับวัตถุออกมา เช่น ใบไม้จะดูดกลืนแสงสีอื่นๆเอาไว้ แล้วสะท้อนแสงที่เป็นสีเดียวกับตัววัตถุคือ สีเขียวออกมา ทำให้เราเห็นใบไม้ใบนั้นเป็นสีเขียว
เงา เป็นสิ่งที่คู่กันกับแสงเสมอ


แล้วเงากับแสงมีความสัมพันธ์กันอย่างไร? : เงาเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับแสงและเงาเกิดขึ้นได้เพราะเเสงเหมือนกัน
การเกิดเงา : เงาของวัตถุนั้นจะเกิดขึ้นได้จาก แสงที่เดินทางเป็นเส้นตรงไปเรื่อยๆ เมื่อมีวัตถุเข้ามาขวางทางเดินของแสงไว้ พื้นที่ด้านหน้าของวัตถุก็จะดูดกลืนและสะท้อนแสงบางส่วนออกมา แต่ว่าพื้นที่ด้านหลังของวัตถุนั้น แสงส่องไปไม่ถึง เลยไม่มีการสะท้อนแสงเกิดขึ้น จึงเกิดเป็นพื้นที่สีดำและพื้นที่สีดำนั้นที่เราเรียกว่า "เงา" และถ้าเราฉายแสงลงไปวัตถุหลายๆทางก็จะทำให้เกิดเงาของวัตถุขึ้นหลายๆด้าน เพราะฉะนั้นเงาจะเกิดขึ้นทุกครั้งที่มีวัตถุมาขวางทางเดินของแสงไว้

the end