Download pdf - บทที่ 11 แสงและทัศนอุปกรณ์ …¸ªรุปเข้ม-P11แสง... · บทที่ 11 แสงและทัศนอุปกรณ์

http://www.pec9.com Physics บทท 11 แสงและทศนอปกรณ

1

เฉลยตะลยขอสอบเขามหาวทยาล ย บทท 11 แสงและทศนอปกรณ

1. ตอบขอ 2. แนวคด เนองจากภาพทเกดเปนภาพจรงหว

กลบอยดานหนาทศนอปกรณ แสดงวา ทศนอปกรณนตองเปนกระจกเวาแนนอน

2. ตอบขอ 1. แนวคด ภาพทเกดจากกระจกนน จะเปน ภาพเสมอนหวตงขนาดเลกกวาวตถ เสมอ ดงนนภาพทมองเหนในเสา

กลมจงเปนภาพทผอมลงและยนหว ตงขน

3. ตอบขอ 4. แนวคด เสาสเตนเลสกลม ท าหนาทเปนกระโคงนนแนวนอน เมอยนสองจะเกดภาพเสมอน หวตงขนาดเลกลง (ผอมลง) กวาตวจรง แตในแนวดงกระจกไมโคง ดงนนความสงแนวดง จงเทาเดมไมเปลยนแปลง

4. ตอบขอ 4. แนวคด โจทยบอก m = –4 ( ใชคาเปนลบ เพราะเปนหวตงคอเปนภาพเสมอน ) , s = 30 cm , f = ? จาก m = f s

f

จะได –4 = f 30

f

– 4 ( 30 – f ) = f –120 + 4 f = f 3 f = 120 f = + 40 เซนตเมตร

นนคอความยาวโฟกสของกระจกเวาบานนมคาเทากบ 40 เซนตเมตร

วตถ

ภาพจรง

F O C

วตถ ภาพ

http://www.pec9/


2

5. ตอบขอ 4. แนวคด โจทยบอก m = + 2.5 ( ใชคาเปนบวกเพราะเปนภาพจรง ) , s = ? และ f = 2

R = 235 = + 17.5 ซม. ( ใชคาเปนบวกเพราะเปนกระจกเวา )

จาก m = f sf

จะได 2.5 = 17.5 s

17.5

s – 17.5 = 2.5

17.5 s = 24.5 เซนตเมตร

นนคอวตถอยหางจากกระจกเปนระยะ 24.5 เซนตเมตร

6. ตอบขอ 1. แนวคด โจทยบอก f = +4 ซม. ( ใชคาเปนบวกเพราะเปนกระจกเวา ) , s = 2 ซม. , y = ? y = –2 ซม. ( วตถอยใกลกวาจดโฟกสจะเกดภาพเสมอน จงตองใชคา y เปนลบ )

จาก m = f s f

( แทนคา m = yy )

จะได yy = f s f

y2 = 4 24

(–2)(–2) = 4 y y = 1.00 เซนตเมตร

นนคอวตถนมความสง 1.00 เซนตเมตร

7. ตอบขอ 3.

แนวคด โจทยบอก s = R , f = 2R , s = ?

จาก f1 = s1 + s

1

จะได ) 2R / (1 = R

1 + s1

R2 = R1 +

s1

R2 – R1 =

s1

f R

s = R

http://www.pec9/


3

R1 =

s1

s = + R นนคอเกดภาพจรงหวกลบ ทจดศนยกลางความโคงหนากระจก

8. ตอบขอ 4. แนวคด โจทยบอก แสงเดนทางเคลอนทจากอากาศไปยงแกว

โดย อากาศ = 525 นาโนเมตร , nแกว = 1.5 , nอากาศ = 1 , แกว = ?

จาก 2 1

= 1n2n

จะได แกวอากาศ

= อากาศ

แกวnn

แกว525 = 1

1.5

แกว = 350 นาโนเมตร

9. ตอบขอ 4. แนวคด โจทยบอกแสงเดนทางจากตวกลาง A ไปยงตวกลาง B โดย nA = 1.5 , A = 500 นาโนเมตร nB = ? , B = 450 นาโนเมตร

จาก 2 1

= 1n2n

จะได BA

= A

Bnn

450500 = 1.5

nB

nB = 1.67

http://www.pec9/


4

10. ตอบขอ 3. แนวคด โจทยบอกขอมลดงรป

จาก 2 1

= 1n2n

จะได o = 1

n

o = n

นนคอ o มคาเปน n เทาของ

11. ตอบขอ 2. แนวคด โจทยบอก fเสนใย = 5 x1014 Hz , เสนใย = 4.5 x 10–7 ม. , nเสนใย = ?

ขนท 1 หาความเรวแสงในเสนใย จาก vเสนใย = f = (5 x 1014) (4.5 x 10–7) = 2.25 x 108 เมตร/วนาท

ขนท 2 หา nเสนใย โดย nอากาศ = 1 , nเสนใย = ?

vอากาศ = 3 x 108 m/s , vเสนใย = 2.25 x 108 m/s

จาก 2v1v = 1n2n

จะได อากาศเสนใยv

v =

เสนใยอากาศn

n

810x 3810x 2.25 =

เสนใยn 1

nเสนใย = 1.33

ในอากาศ n1 = 1 1= o

ในตวกลาง n2 = n 2 =

http://www.pec9/


5

12. ตอบขอ 2. แนวคด โจทยบอกแสงเดนทางจากอากาศผานแกวไปยงของเหลว

ขอนใหคดเฉพาะตวกลางแรก (อากาศ) เทยบกบตวกลางสดทาย (ของเหลว) เทานน จากรปจะได อากาศ = 30o , nอากาศ = 1 , ของเหลว = ? , nของเหลว = 1.25

จาก 2sin 1sin θ

θ = 1n2n

จะได ของเหลวอากาศ

sin sin θ

θ = อากาศของเหลวn

n

ของเหลวsin

o30sin θ

= 11.25

1.25o30sin = sin ของเหลว

1.250.50 = sin ของเหลว

sin ของเหลว = 0.4 ของเหลว = arcsin 0.4

นนคอมมทแสงหกเหทรอยตอระหวางผวแกวกบของเหลวเทากบ arcsin 0.4

30o

อากาศ

แกว

ของเหลว


http://www.pec9/


6

13. ตอบขอ 5. แนวคด เนองจากตอนแรกสดและตอนสดทายแสงอยในอากาศเหมอนกน ในตวกลาง เดยวกน ความหนาแนนเทากน แสงจะมความยาวคลนเทากน ดงนนสดทายแสงจงมความ ยาวคลนเปน เทากบตอนแรก

14. ตอบขอ 3. แนวคด ขอนแสงเคลอนทจากแกวไปสน า ดงนนมมวกฤตคอมมตกกระทบในแกว (แกว) ท ท าใหมมหกเหในน า ( น า ) มคาเปน 90o


θ = 1n2n

จะได น า

sin sin

แกวθ

θ =

แกวน าn

n

90sin

sin แกวθ

= 1.51.3

sin แกว = 0.87 แกว = sin–1( 0.87 )

นนคอมมวกฤตในแกวมคาเทากบ sin–1 (0.87)

15. ตอบขอ 1. แนวคด มมวกฤตจะเกดเมอยงแสงจากทมความหนาแนนมากไปหาความหนาแนนนอย

ดงนนขอนตองยงแสงจากสารโปรงใสนไปหาอากาศเทานน จงไดวามมวกฤตคอ มมตกกระทบในสาร (สาร) ทท าใหมมหกเหในอากาศ (อากาศ) มคาเปน 90o


θ = 2v1v

จะได อากาศสาร

sin sinθ

θ = อากาศv สารv

90sin 45sin = 810 3

สารv

แกว = ?

น า = 90o น า

แกว

nน า = 1.3

nแกว = 1.5

45o=สาร

อากาศ=90o

อากาศ

สาร

vอากาศ = 3x108 m/s

vสาร = ?

http://www.pec9/


7

10.7 = 810 3

สารv

vสาร = 2.1 x 108 เมตร/วนาท

นนคอความเรวแสงในสารโปรงใสมคาเทากบ 2.1 x 108 เมตร/วนาท

16. ตอบขอ 2. แนวคด มมวกฤตจะเกดเมอยงแสงจากทมความหนาแนนมากไปหาความหนาแนนนอย

ดงนนขอนตองยงแสงจากของเหลวนไปหาอากาศเทานน จงไดวามมวกฤตคอมมตก กระทบในของเหลว ( ของเหลว) ทท าใหมมหกเหในอากาศ (อากาศ) มคาเปน 90o

จาก 21λ

λ =

2 sin1sin

จะได อากาศของเหลวλ

λ = อากาศsinของเหลวsin

อากาศของเหลวλ

λ = o90sin o60sin

อากาศของเหลวλ

λ = 12 / 3

ของเหลว = 23 อากาศ

นนคอความยาวคลนแสงในของเหลวจะเปน 23 เทาของความยาวคลนในอากาศ

17. ตอบขอ 2. แนวคด ขนแรก หามมวกฤต เมอแสงเคลอนทจากวตถนไปสอากาศ โดย nวสด = 3

5 , nอากาศ = 1 , อากาศ = 90o , วสด = ?


θ = 1n2n

จะได อากาศsin

sin วสด

θ

θ =

วสดอากาศn

n

60o =ของเหลว

อากาศ =90o

อากาศ


อากาศ


nวสด= 35 วสด

nอากาศ = 1 อากาศ = 90o

http://www.pec9/


8

o90sin

sin วสดθ

= 3 / 51

1sin

วสดθ

= 53

วสด = 37o

นนคอวกฤตในวสดเทากบ 37o

สดทาย จะไดวาหากมมตกกระทบนอย กวามมวกฤต ( 37o ) แสงจะหกเหออกไป นอกวสด ไมเกดการสะทอนกลบหมด ซงจดหกเหออกไปคอจด B ซงมมมตกกระทบ

เพยง 30o

18. ตอบขอ 2. แนวคด ไมวาจะมองกนสระตรงจดไหน เราจะมองเหนกนสระอยตนความความเปนจรงเสมอ

19. ตอบขอ 4. แนวคด สมมต ภาพปลาทเกดอยทระดบความลก ( ลกปรากฏ ) = x ซม. โจทยบอกภาพอยสงกวาตวจรง นนคอตวจรงอยลกกวาภาพและลกกวาไป 10 ซม.

แสดงวาความลกจรง = x + 10 ซม. การทเรามองเหนปลาในน าได เปนเพราะมแสงสะทอนจากปลามาเขาตาเรา นนคอ

แสงตองเดนทางออกจากตวกลางท 1 ( น า ) มาสตวกลางท 2 ( อากาศ ) ดงรป

A

60o 60o

B

C

30o

60o 30o 30o 60o

30o

90o

ตา n2 = nอากาศ = 1

n1 = nน า = 34

ภาพทเกด

ลกปรากฎ = x ลกจรง = x + 10

ตวจรง 10 ซม.

http://www.pec9/


9

จาก ลกปรากฎลกจรง = 2n1n

จะได ลกปรากฎลกจรง = อากาศn น า

n

x10 x = 134 /

x10 x = 34

3 ( x + 10 ) = 4 x 3 x + 30 = 4 x x = 30 นนคอภาพของปลาทปรากฏจะอยลกจากผวน าลงไป 30 เซนตเมตร

20. ตอบขอ 4. แนวคด ปกตแลวเมอแสงขนานผานเลนสนน แสงจะไปรวมกนทจดโฟกสของเลนสนนนน คอทระยะหาง 60 เซนตเมตร แตเมอแสงทะลเขาไปในพลาสตกจะหกเหไปตดกน

ทจดอน หาจดตดใหมโดยคดลกจรงลกปรากฏดงน

ขอนแสงเคลอนทจากตวกลางท 1 คออากาศ ไปสตวกลางท 2 คอพลาสตก

จาก ลกปรากฎลกจรง = 2n1n

จะได ลกปรากฎลกจรง =

พลาสตกอากาศn

n

ลกปรากฏ

60 = 1.51

ลกปรากฏ = 90 เซนตเมตร

nพลาสตก = 1.5

ลกปรากฏ = ?

60 cm = ลกจรง

จดตดใหม

จดตดเดม

nอากาศ = 1.0

http://www.pec9/


10

21. ตอบขอ 2. แนวคด

จดซงอยหางจากเลนสเปนระยะเทากบ f จะเปนจดโฟกส ( F ) สวนจดทอยหาง 2f

จะเปนจดศนยกลางความโคง ( C ) หากวตถอยระหวางจด C กบจดโฟกส ( F ) ของเลนสนน จะเกดภาพจรงหวกลบ

ขนาดใหญกวาวตถดงแสดงในรป

22. ตอบขอ 2. เหตผล โจทยก าหนด ความยาวโฟกส (f) = 0.15 เมตร ดงนน รศมความโคง (R) = 0.30 เมตร และ ระยะหางวตถ (s) = 100 เมตร นนคอวตถอยหางจากเลนสนนมากกวารศม

ความโคง ( R ) ลกษณะนจะท าใหเกดภาพจรง หวกลบสลบซายขวาและมขนาดเลกกวาวตถ

23. ตอบขอ 1. แนวคด การใชแวนขยาย (เลนสนน) สองดวตถนน จะตองวางวตถไวหนาเลนสนนใกลกวา ความยาวโฟกสของเลนสนน เพอใหเกดเปนภาพเสมอนหวตงซงสามารถมองเหนไดดวยตา เปลาผานเลนส ขอนเลนสนนมความยาวโฟกส 10 เซนตเมตร จงตองวางวตถไวท ระยะ 7 เซนตเมตรจงจะถกตอง

f

2f

C F

วตถ

ภาพ F C

ภาพจรง C F

วตถ

http://www.pec9/


11

24. ตอบขอ 4.

แนวคด โจทยบอก f = +4 cm (ใชคาเปนบวก เพราะเปนเลนสนน) , s = 20 cm , s = ? จาก

s1 s1 f

1

จะได 41 =

S1

201

201

41 =

S1

201 5 =

S1

s = 5 เซนตเมตร s เปนบวก แสดงวาจะเกดภาพจรงอยหลงเลนส 5 เซนตเมตร และระยะหางจากวตถถงภาพ = 20 + 5 = 25 เซนตเมตร ดงรป

25. ตอบขอ 1. แนวคด โจทยบอก s = 15 เซนตเมตร , m = –4 (ใชคาเปนลบ เพราะเปนภาพเสมอน) , f = ?

จาก m = f sf

จะได – 4 = f 15f

–4 ( 15 – f ) = f –60 + 4 f = f 3 f = +60

f = +20 เซนตเมตร โฟกสมคาเปนบวกแสดงวา เปนเลนสนน

26. ตอบขอ 2. แนวคด โจทยบอก s = 20 เซนตเมตร , f = ? m = –2 ( ภาพหวตงเปนภาพเสมอน จงใชคา m เปนลบ ) จาก m = f s

f

จะได – 2 = f 20f

s = 20 cm s= 5 cm

25 cm

วตถ ภาพ

http://www.pec9/


12

–40 + 2f = f f = +40 โฟกสมคาเปนบวกแสดงวา เปนเลนสนน

27. ตอบขอ 3. แนวคด โจทยบอก f = +10 cm ( ใชคาเปนบวกเพราะเปนเลนสนน ) , s = ?

m = –2 ( ใชเปนแวนขยาย แสดงวาตองเปนภาพเสมอนหวตงขนาดใหญ มองเหนไดดวยตาเปลา จงใชคาเปนลบ )

จาก m = fs f

จะได –2 = 10s10

s – 10 = – 5

s = 5 เซนตเมตร

28. ตอบขอ 4. แนวคด พจารณารป ก.

ตอนแรกแสงผานเลนสเวา จะกระจาย ออก เมอตอแนวแสงสะทอนยอนหลง จะไปตดกนทจดโฟกส ดงนนจะเกด ภาพแรกทจดหนาเลนสเวาหางมาเทา กบความยาวโฟกสคอ 10 cm

f = –10 cm f = +10 cm

5 cm

X ภาพท 1

10 cm คดเลนสนน โดยใชภาพแรกเปนวตถตอน 2 น f =+10 cm , s = ? s = 10+5 = 15 cm จาก

s1 s1 f

1

จะได s1 51

1 011

s1 51

1 011

s1 03

2 3

s = 30 แสดงวาจด X อยหลงเลนสท 2 = 30 cm

เปนวตถ 2

http://www.pec9/


13

พจารณารป ข.

สดทายจะไดวา จด X และ Y อยหางกน = 30 – 10 = 20 เซนตเมตร

29. ตอบขอ 3. แนวคด ขอน ถาวตถอยไกลมาก ( s = ) ชายคนนจะมองไมเหน ตองใชเลนสสรางภาพเสมอนขนทระยะหางตา 1 เมตร ( s = –100 cm ) จงเหน โจทยใหหาความยาวโฟกส ( f = ? )

จาก f1 = /s

1s1

จะได f1 = 10011 ( แทนคา

1 = 0 ) f

1 = 1001 f = – 100 เซนตเมตร โฟกสเปนลบ แสดงวาเปนเลนสเวา และมความยาวโฟกส 100 เซนตเมตร

ตอนแรกแสงผานเลนสนน จะรวมเขามาตดกนทจดโฟกส ดงนนจะเกด ภาพแรกทจดหลงเลนสนนหางไปเทา กบความยาวโฟกสคอ 10 cm

คดเลนสเวา โดยใชภาพแรกเปนวตถตอน 2 น f =–10 cm , s = ? s =–5 cm (วตถอยหลงเลนส จงใชคาลบ) จาก

s1 s1 f

1

จะได s1 51 01

1

s1 51 01

1

s1 01

2 1

s = 10 แสดงวาจด Y อยหลงเลนสท 2 = 10 cm

f = +10 cm f = –10 cm

5 cm

ภาพท 1

Y

5 cm 10 cm

ภาพวตถ 2

http://www.pec9/


14

30. ตอบขอ 2. แนวคด ขอน ถาวตถอยไกลมาก ( s = ) ชายคนนจะมองไมเหน ตองใชเลนสสรางภาพเสมอนขนทระยะหางตา 2.50 เมตร ( s = –2.5 ม. ) จงเหน โจทยใหหาความยาวโฟกส ( f = ? )

จาก f1 = /s

1s1

จะได f1 = 2.50

11 ( แทนคา 1 = 0 )

f1 = 2.50

1 f = – 2.50 เมตร ( คาเปนลบแสดงวาเปนเลนสเวา )

นนคอตองใสแวนตาเลนสเวา ความยาวโฟกส 2.50 เมตร

31. ตอบขอ 2. แนวคด โจทยบอกอตราพลงงานแสงจาก 1000 ลเมน ลดลงเหลอ 80% ดงนน F = 1000 x 80% = 1000 x 100

80 = 800 ลเมน E = 250 ลกซ , A = ?

จาก E = AF

จะได 250 = A800

A = 3.2 ตารางเมตร

32. ตอบขอ 2. แนวคด โจทยบอก ตอนแรก R1 = 10 ม. , E1 = 500 ลกซ

ตอนหลง R2 = 1.5 x 10 = 15 ม. ( เปน 1.5 เทาของระยะเดม ) , E2 = ?

จาก E = 2RI

จะได 1E 2E

= 12R

I22R

I

( I คงทจงตดทอนได)

1E 2E = 2)

2R1R(

http://www.pec9/


15

500 2E

= 2) 1510 (

E2 = 222.22 ลกซ

33. ตอบขอ 4. แนวคด เราสามารถมองเหนดอกไมเปนสแดง และสเขยวได แสดงวาดอกไมนสะทอนแสงสแดงและสเขยวออกมาได และเนองจากแสงสแดงรวมกบสเขยวจะไดแสงสเหลอง ดงนนดอกไมน เมอมองผานแผนกรองแสงสเหลองจงควรมองเหนดอกไมเปนสเหลองไดพอด

34. ตอบขอ 1. แนวคด หมวกสเขยวสะทอนแสงสเขยวได ดงนนเมอฉายแสงสเขยวไปตกกระทบจะท าให เรา มองเหนหมวกนมสเขยว

เสอสขาวสะทอนไดทงแสงสแดง เขยว และน าเงน ดงนนเมอฉายแสงสเขยวเขาไปตกกระทบ แสงสเขยวจะสะทอนออกมาได ท าใหเรามองเหนเสอนเปนสเขยว

ลายมงกรสแดงสามารถสะทอนไดแตแสงสแดงเทาน น เมอฉายแสงสเขยวไปตกกระทบแสงสเขยวจะสะทอนออกมาไมได เราจงมองเหนลายมงกรนมสด าเพราะไมมแสงสะทอนออกมานนเอง

แสงสแดง

แสงสเขยว

http://www.pec9/