วันเสาร์ที่ 23 มกราคม พ.ศ. 2553

แสง (Light)

แสง
แสงเป็นพลังงานรูปหนึ่ง เดินทางในรูปเคลื่อนที่มีอัตราเร็วสูง สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่บนโลกไม่สามารถดำรงอยู่ได้โดยไม่มีแสง แหล่งกำเนิดแสงที่สำคัญที่สุดของเราคือดวงอาทิตย์ อย่างไรก็ตาม เราสามารถผลิตแสงได้เองเช่นกันโดยใช้ไฟฟ้า

ลำแสง
ถ้าลำแสงผ่านควันหรือฝุ่นละออง จะเห็นลำแสงนี้เป็นเส้นตรงด้วยอัตราเร็ว 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที แสงสามารถผ่านวัตถุบางชนิดได้ แต่แสงไม่สามารถผ่านวัตถุทึบแสงได้ เช่น แผ่นเหล็ก ผนังคอนกรีต กระดาษหนาๆ เป็นต้น วัตถุทึบแสงจะสะท้อนแสงบางส่วนและดูดกลืนแสงไว้บางส่วน และเกิดเงาได้เมื่อใช้วัตถุแสงกั้นลำแสงไว้
วัตถุโปร่งใส หมายถึง วัตถุที่ยอมให้แสงเคลื่อนที่เป็นตรงเส้นผ่านไปได้ เช่น อากาศ น้ำ เป็นต้น เราสามารถมองผ่านวัตถุโปร่งใส เห็นสิ่งต่างๆได้ (ภาพที่ 1)
แสงสามารถผ่านวัตถุโปร่งแสงได้ เช่น กระจกฝ้า กระดาษฝ้า พลาสติกฝ้า วัตถุเหล่านี้ จะกระจายแสงออกไปโดยรอบ ทำให้แสงเคลื่อนที่ไม่เป็นเส้นตรงเมื่อเคลื่อนที่ผ่านวัตถุโปร่งแสง
ภาพที่ 1 แสดงวัตถุโปร่งใส (วัชรา ทับอัตตานนท์ : 2543, 15)

สีของแสง
แสงจากดวงอาทิตย์เป็นแสงขาว ซึ่งประกอบด้วยแสง 7 สี ผสมอยู่ด้วยกัน เราสามารถใช้ปริซึมแยกลำแสงขาวออกเป็นแสงทั้ง 7 สีได้ โดยจะเห็นเป็นแถบของแสงสีทั้งหมดเรียงติดกัน เราเรียกว่า สเปกตรัม (Spectrum) ในธรรมชาติสิ่งที่มีสมบัติเป็นปริซึม ได้แก่ หยดน้ำฝน ละอองไอน้ำ โดยภายหลังจากฝนตกเมื่อแสงแดดส่องกระทบหยดน้ำฝนหรือละออง ไอน้ำ เราจะมองเห็นแสงแดดเป็นแถบสีทั้ง 7 สี ปรากฏขึ้นบนท้องฟ้า ที่เรียกว่า รุ้งกินน้ำ (ภาพที่ 12.2) สำหรับในอากาศหรือสูญอากาศ แสงทั้ง 7 สี จะเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว 3 x 108 เมตรต่อวินาที เท่ากันทุกสี แต่หากเคลื่อนที่ผ่านตัวกลาง เช่น แก้ว กระดาษ พลาสติก แสงแต่ละสีจะมีอัตราเร็วในการเคลื่อนที่ไม่เท่ากัน โดยจะมีอัตราเร็วน้อยกว่าการเคลื่อนที่ในสุญญากาศ(สุญญากาศ คือ บริเวณที่ว่างเปล่าปราศจากอากาศ) เมื่อแสงเคลื่อนที่จากอากาศไปยังตัวกลาง หรือจากตัวกลางไปยังอากาศ หรือเคลื่อนที่ผ่านตัวกลาง 2 ชนิด จะทำให้อัตราเร็วของแสงและทิศการเคลื่อนที่ของแสงเปลี่ยนไป เราเรียนว่า แสงเกิดการหักเห ในตัวกลางที่หนาแน่นนั้น แสงสีแดงจะเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าสีม่วง ทำให้แสงสีแดงเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่น้อยกว่าแสงสีม่วง ซึ่งเป็นสาเหตุให้เกิดการกระจายแสงสีขาวออกเป็น 7 สี นั้นเอง
ภาพที่ 2 การแสดงการกระจายของแสงขาว (บุญถึง แน่นหนา : 2544, 60)

เราอาจใช้แสงเพียง 3 สีรวมกันเป็นแสงขาวได้ เรียกว่า สีปฐมภูมิ(primarycolours) ได้แก่ แสงสีน้ำเงิน แสงสีเขียว และแสงสีแดง เมื่อมีปฐมภูมิทั้ง 3 นี้รวมกันจะได้แสงขาว (ภาพที่ 3) ถ้านำแสงสีปฐมภูมิ 2 สี มารวมกันจะได้ สีทุติยภูมิ(secondary colours) ซึ่งแสงของสีที่จะได้จากการผสมสีทุติยภูมิจะมีความแตกต่างกันในระดับความเข้มสีและความสว่างของแสง
ภาพที่ 3 แสดงแสงขางประกอบด้วยแม่สีทั้งสามตามสัดส่วนที่เหมาะสม (บุญถึงแน่นหนา : 2544, 62)

การมองเห็นสีแดง
เรามองเห็นวัตถุโปร่งแสงด้วยตังเองไม่ได้เพราะมีแสงส่องมากระทบและสะท้อนจากวัตถุนั้นเข้าสู่นัยน์ตาของเรา และสีของวัตถุก็ขึ้นอยู่กับคุณภาพของแสงที่สะท้อนนั้นด้วย โดยวัตถุสีน้ำเงินจะสะท้อนออกไปมากที่สุด สะท้อนแสงสีค้างเคียงออกไปบ้างเล็กน้อย และดูดกลืนแสงสีอื่น ๆ ไว้หมด ส่วนวัตถุสีแดงจะสะท้อนแสงสีแดงออกไปมากที่สุด มีสีข้างเคียงสะท้อนออกไปเล็กน้อยและดูดกลืนแสงสีอื่น ๆ ไว้หมดสำหรับสีดำจะดูดกลืนทุกแสงสีและสะท้อนกลับได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น
ภาพที่ 4 แสดงการมองเห็นสีแดง (มานี จันทามล, 2545 : 103)

การเคลื่อนที่ของแสง
แสงที่ออกมาจากแหล่งกำเนิดแสง เมื่อเดินทางผ่านตัวกลางที่มีความหนาแน่ต่างกัน จะเกิดการหักเห แต่จะผ่านเป็นเส้นตรงเมื่อเดินผ่านตัวกลางที่มีความหนาแน่นเท่ากันหรือเป็นตัวกลางชนิดเดียวกัน เลนส์และปริซึมเป็นอุปกรณ์ที่ทำให้เกิดการเบี่ยงเบนของลำแสงที่ส่องผ่าน ต่างกันตรงที่ปริซึมสามารถแยกลำแสงที่ส่องผ่านออกเป็นแสงสีต่างๆ ตามองค์ประกอบของแสงนั้น ๆ หรือที่เรียกว่า สเปกตรัม (spectrum) (ภาพที่ 5)
ภาพที่ 5 แสดงปริซึมแยกลำแสง เรียกว่า สเปกตรัม (บุญถึง แน่นหนา : 2544,62)

ที่มา http://www.atom.rmutphysics.com

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น