Upload
parinya
View
24.294
Download
7
Embed Size (px)
Citation preview
บทท�� 13 แสงและท�ศนู�ปกรณ์�
เร��องย่�อย่ การเคล��อนูท�� และการสะท�อนูของแสงจุ�ดประสงค์การเร�ยนร��ที่�� 7
ทดลอง วิ�เคราะห์� อภิ�ปราย่ และค"านูวิณ์ส��งท��เก��ย่วิก�บ การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสงได�
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7
การเค์ลื่��อนที่��ของแสงแลื่ะอ�ตราเร�วของแสงแสงจุะเค์ลื่��อนที่��เป�นเส�นตรงด�วยอ�ตราเร�วประมาณ 3.00 x 108 เมตรต"อว#นาที่� เราสามารถเข�ย่นูเส�นูตรงแทนู
ล"าแสงนู�)ได� และเร�ย่กเส�นูตรงนู�)วิ�า ร�งส�ของแสง ด�งร�ป
การมองเห็�นว�ตถุ�ใดๆ ต�องม�แสงจุากว�ตถุ�มาเข�าตา ซึ่)�งแบ่"งได�เป�น 2 กรณ�ค์�อ1. เม��อวิ�ตถ%นู�)นูม�แสงสวิ�างในูต�วิเอง จุะม�แสงสวิ�างจุากวิ�ตถ%เข�าตาโดย่ตรง2. วิ�ตถ%นู�)นูไม�ม�แสงสวิ�างในูต�วิเอง ต�องม�แสงจุากแห์ล�งก"าเนู�ดแสงอ��นูกระทบวิ�ตถ%นู�)นู แล�วิสะท�อนูเข�าตา
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7อ�ตราเร�วแสงในต�วกลื่างใด ๆ แสงเคล��อนูท��ในูส%ญญากาศด�วิย่อ�ตราเร.วิ 3 x 108 m/s ส�วินูในูต�วิกลางอ��นู ๆ อ�ตราเร.วิของแสงจุะเปล��ย่นูไป โดย่ม�ค�าข0)นูก�บด�ชนู�ห์�กเห์ของแสงในูต�วิกลางนู�)นู ๆ ถ�าให์� n แทนูด�ชนู�ห์�กเห์(Refractive Index) ของต�วิกลางใด ๆ จุะได�
ด�งนู�)นูอ�ตราเร.วิแสงในูต�วิกลางใด ๆ ม�ค�าด�งนู�)
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7
ค�าด�ชนู�ห์�กเห์ของวิ�ตถ%โดย่ท��วิไปห์าจุากแสงส�เห์ล�องท��อ%ณ์ห์ภิ�ม�
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7
ไมเค์ลื่ส�น แอลื่เบ่#รต อ�บ่ราฮั�ม (Michelson Albert Abraham) ค.ศ . 1852-1931 นู�กฟิ3ส�กส�ชาวิอเมร�ก�นู ผู้��วิ�ดควิามเร.วิแสงได�ละเอ�ย่ดถ0ง 299796 ก�โลเมตรต�อวิ�นูาท� (โดย่ประมาณ์)
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7
การสะที่�อนของแสง
แสงสะท�อนูเป5นูระเบ�ย่บ แสงสะท�อนูไม�เป5นูระเบ�ย่บ
โลเร.นูตซ์� เฮนูดร�ก อ�นูโตนู (Lorentz
Hendrik Anton) ค.ศ.1853-1928 ชาวิเนูเธอร�แลนูด� ผู้��ศ0กษาเร��องกฎการสะท�อนูของแสง
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7
กฎการสะที่�อนของแสง (Law of Reflection)1. ร�งส�ตกกระทบ ร�งส�สะท�อนู และเส�นูแนูวิฉาก อย่��บนูระนูาบเด�ย่วิก�นู2. ม%มตกกระทบเท�าก�บม%มสะท�อนู
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7
ภาพในกระจุกเงาราบ่•ขนูาดภิาพเท�าก�บขนูาดวิ�ตถ%เสมอ•ระย่ะภิาพเท�าก�บระย่ะวิ�ตถ%• ภิาพท��เก�ดข0)นูในูล�กษณ์ะนู�) จุ0งเร�ย่กวิ�า ภิาพเสม�อนู
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7ต�วอย"าง1 ถ�าชาย่คนูห์นู0�งส�ง 170 เซ์นูต�เมตร และตาของเขาอย่��ต"�าจุากส�วินูท��ส�งท��ส%ดในูร�างกาย่เป5นูระย่ะ
10 เซ์นูต�เมตร ม�กระจุกเงาราบต�)งอย่��บนูพ�)นู
ในูแนูวิด��ง ขอบบนูของกระจุกต�องอย่��ส�งจุากพ�)นูเท�าใด จุ0งจุะท"าให์�เขามองเห์.นูเอวิซ์0�งอย่��ส�งจุากพ�)นู
100 เซ์นูต�เมตร
ต�วอย"าง2 ชาย่คนูห์นู0�งส�ง 2 เมตร ย่�นูห์�างจุากเสาไฟิซ์0�งก"าล�งเป3ดไฟิอย่��ในูเวิลากลางค�นู ถ�าเสาไฟิส�ง 6 เมตร เม��อเขาย่�นูห์�างเสาไฟิ 4 เมตร ควิามย่าวิของเงาบนูพ�)นูม�ค�าเท�าไร
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7ต�วอย"าง3 ห์นู�ด"า ก�บ ห์นู�ด� ม�
ควิามส�ง 180 และ 170 ซ์ม.ตามล"าด�บ ย่�นูห์�างจุากกระจุกเงาราบ เป5นูระย่ะ 10
เมตร และ 4 เมตร ตามล"าด�บ ถ�าห์นู�ด� สามารถมองเห์.นูภิาพของห์นู�ด"า ได�เต.มกระจุกพอด� จุะต�องใช�กระจุกท��ม�ขนูาดควิามย่าวิเท�าไร ในูห์นู�วิย่เซ์นูต�เมตร
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7ภาพที่��เก#ดจุากการสะที่�อนของแสงบ่นกระจุกผิ#วโค์�งที่รงกลื่มกระจุกเงาโค�งทรงกลม จุะม� 2 ชนู�ด ค�อ 1. กระจุกเวิ�า 2. กระจุกนู�นู
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7การห์าต"าแห์นู�งภิาพของวิ�ตถ%ม�ขนูาดท��อย่��ห์นู�ากระจุกเวิ�า สร%ปเป5นูห์ล�กท��ใช�ในูการเข�ย่นูร�ปแสดงการเก�ดภิาพด�งนู�)
•เข�ย่นูร�งส�ตกกระทบจุากปลาย่วิ�ตถ%ถ0งผู้�วิกระจุกในูแนูวิซ์0�งม�ขนูานูก�บเส�นูแกนูม%ขส"าค�ญจุะได�ร�งส�สะท�อนูจุากผู้�วิกระจุกผู้�านูโฟิก�ส•เข�ย่นูร�งส�ตกกระทบจุากปลาย่วิ�ตถ%ผู้�านูโฟิก�สถ0งผู้�วิกระจุก จุะได�ร�งส�สะท�อนูจุากผู้�วิกระจุกขนูานูก�บแกนูม%ขส"าค�ญ
•เข�ย่นูร�งส�ตกกระทบจุากปลาย่วิ�ตถ%ผู้�านูศ�นูย่�กลางควิามโค�งถ0งผู้�วิกระจุก จุะได�ร�งส�สะท�อนูจุากผู้�วิกระจุกย่�อนูกล�บทางเด�ม
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7
ก. ภิาพจุร�ง
F
C
Rf
VS/
S
Q
P Q/P/
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7
ข. ภิาพเสม�อนู
F C
R
f
V
S/
S
Q
P
Q/
P/
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7
ภิาพท��เก�ดจุากกระจุกเวิ�า
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7
ภิาพท��เก�ดจุากกระจุกเวิ�า
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7
ภาพที่��เก#ดจุากกระจุกน�น
ส"าห์ร�บการเก�ดภิาพของกระจุกนู�นู อาจุแสดงได�ในูท"านูองเด�ย่วิก�นู พบวิ�าภิาพจุากกระจุกนู�นูเป5นู ภาพเสม�อนที่��ม�ขนาดเลื่�กกว"าว�ตถุ�ที่�2งส#2น
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7
M =ขนูาดวิ�ตถ%ขนูาดภิาพ
ส"าห์ร�บขนูาดของภิาพม�ท�)งให์ญ�กวิ�า เท�า และเล.กกวิ�าวิ�ตถ% เร�ย่กการเปร�ย่บเท�ย่บขนูาดของภิาพก�บขนูาดของวิ�ตถ%วิ�า การขยาย ให์� M แทนูการขย่าย่ จุะ
ได�
การค"านูวิณ์ห์าระย่ะภิาพและขนูาดภิาพ ด�งสมการ
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7
1. ให์�ระย่ะวิ�ตถ%และระย่ะภิาพม�เคร��องห์มาย่ + เม��อวิ�ดระย่ะจุากข�)วิกระจุกไปย่�งวิ�ตถ%และภิาพท��อย่��ห์นู�ากระจุกเงา
2. ส"าห์ร�บภิาพท��เก�ดห์ล�งกระจุกเงาระย่ะภิาพม�เคร��องห์มาย่ –
3. ควิามย่าวิโฟิก�สของจุ%ดโฟิก�สท��อย่��ด�านูห์นู�ากระจุกเงาม�เคร��องห์มาย่ + แต�ถ�าจุ%ดโฟิก�สอย่��ด�านูห์ล�งกระจุกเงา ควิามย่าวิโฟิก�สม�เคร��องห์มาย่ –
การก"าห์นูดเคร��องห์มาย่ + ห์ร�อ – ส"าห์ร�บ S , S/ และ f ด�งนู�)
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7ต�วอย"าง 4 เท�ย่นูไขส�ง 20 เซ์นูต�เมตร ต�)งอย่��บนูแกนูม%ขส"าค�ญของกระจุกเวิ�าท��ม�ควิามย่าวิโฟิก�ส 10 เซ์นูต�เมตร ท"าให์�เก�ดภิาพห์นู�ากระจุกเวิ�า ณ์ ท��ห์�างจุากกระจุกเวิ�า 15 cm จุงห์าวิ�าเท�ย่นูไขอย่��ห์�างจุากกระจุกเวิ�าก��เซ์นูต�เมตร และเก�ดภิาพส�งก��เซ์นูต�เมตร
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7
FCภิาพวิ�ต
ถ%
ต�วอย"าง 5จุากต�วิอย่�างข�างต�นู ถ�าวิางเท�ย่นูไขห์�างกระจุกเวิ�า 5 เซ์นูต�เมตร ภิาพเท�ย่นูไขเป5นูภิาพชนู�ดใด และอย่��ห์�างกระจุกเวิ�าเท�าใดเข�ย่นูภิาพประกอบ
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7ต�วอย"าง 6 วิางวิ�ตถ%ไวิ�ห์นู�ากระจุกนู�นูท��ม�ร�ศม�ควิามโค�ง 24 เซ์นูต�เมตร ให์�ห์�างกระจุก 20 เซ์นูต�เมตร
ก ) ภิาพเก�ดข0)นูท��ใด และเป5นูภิาพชนู�ดใด
ข ) การขย่าย่ของภิาพเป5นูเท�าใด
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7ต�วอย"าง 7 วิางวิ�ตถ%ไวิ�ห์นู�ากระจุกโค�ง ปรากฏวิ�าได�ภิาพท��เด�ย่วิก�บวิ�ตถ% เม��อเล��อนูวิ�ตถ%เข�ากระจุกอ�ก 10 เซ์นูต�เมตร จุะได�ภิาพท��ระย่ะอนู�นูต� ถ�าเล��อนูวิ�ตถ%เข�าไปอ�ก 5 เซ์นูต�เมตร จุะได�
ภิาพชนู�ดใด
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7
ต�วอย"าง 8 วิางกระจุกนู�นู และกระจุกราบ ให์�ห์�นูห์นู�าเข�าห์าก�นู
และห์�างก�นู 60 cm โดย่วิางวิ�ตถ%ระห์วิ�างกระจุกท�)งสอง ให์�ห์�างจุาก
กระจุกนู�นู 20 cm ภิาพในูกระจุกเงาราบ 2 ภิาพแรก ห์�างก�นู 30cm กระจุกนู�นูม�ร�ศม�ควิามโค�ง
เท�าใด
การเคล��อนูท��และการสะท�อนูของแสง จุ%ดประสงค�ท�� 7ต�วอย"าง 9 เม��อวิางวิ�ตถ%ไวิ�ห์นู�ากระจุกโค�งบานูห์นู0�งเป5นูระย่ะทาง 10 และ 30 เซ์นูต�เมตร ปรากฏวิ�าได�ภิาพม�ขนูาดเท�าก�นูพอด� ควิามย่าวิโฟิก�สของกระจุกโค�งก��เซ์นูต�เมตร