การเกิดภาพจากกระจกเงาและเลนส์ 2

การเกิดภาพจากกระจกเงา
กระจกเงาราบกระจกเงาราบ คือ กระจกแบนราบ ซึ่งมีด้านหนึ่งสะท้อนแสง ดังนั้นภาพที่เกิดขึ้นจึงเป็นภาพเสมือน อยู่หลังกระจก มีระยะภาพเท่ากับระยะวัตถุ และขนาดภาพเท่ากับขนาดวัตถุ ภาพที่ได้จะกลับด้านกันจากขวาเป็นซ้ายของวัตถุจริง

รูปแสดงการเกิดภาพจากกระจกเงาราบ

การหาจำนวนภาพที่เกิดจากกระจกเงาราบ 2 บาน วางทำมุมกัน หาได้จากสูตร กำหนดให้

n = จำนวนภาพที่มองเห็น
u = มุมที่กระจกเงาราบ 2 บานวางทำมุมต่อกัน
ถ้าผลลัพธ์ n ที่ได้ไม่ลงตัว ให้ปัดเศษขึ้นเป็นหนึ่งได้

ตัวอย่างที่ 1 กระจกเงาราบ 2 บาน วางนำมุม 60 องศาต่อกัน จงหาจำนวนภาพที่เกิดขึ้น

วิธีคิด จากสูตร

= 5.5

= 6 ภาพ

จำนวนภาพที่เกิดจากกระจกเงาราบ 2 บานวางทำมุมต่อกันเท่ากับ 6 ภาพ ตอบ

กระจกเงาผิวโค้งทรงกลม

กระจกเงาผิวโค้งทรงกลม มีอยู่ 2 ชนิด คือ กระจกเว้าและกระจกนูน
1. กระจกเว้า คือ กระจกที่ใช้ผิวโค้งเว้าเป็นผิวสะท้อนแสง หรือกระจกเงาที่รังสีตกกระทบและรังสีสะท้อนอยู่ด้านเดียวกับจุดศูนย์กลางความโค้ง ดังรูป

รูปแสดงรังสีตกกระทบและรังสีสะท้อนของกระจกเว้า

2. กระจกนูน คือ กระจกที่ใช้ผิวโค้งนูนเป็นผิวสะท้อนแสง และรังสีสะท้อนอยู่คนละด้านกับจุดศูนย์กลางความโค้ง ดังรูป

รูปแสดงรังสีตกกระทบและรังสีสะท้อนของกระจกนูน

ภาพที่เกิดจากการวางวัตถุไว้หน้ากระจกโค้งนั้นตามปกติมีทั้งภาพจริงและภาพเสมือน โดยภาพจริงจะอยู่หน้ากระจก และภาพเสมือนจะอยู่หลังกระจก โดยกระจกเว้าจะให้ทั้งภาพจริงและภาพเสมือน สำหรับขนาดของภาพมีทั้งขนาดใหญ่กว่าวัตถุ ขนาดเท่าวัตถุ และขนาดเล็กกว่าวัตถุ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระยะวัตถุ ส่วนกระจกนูนจะให้ภาพเสมือนที่มีขนาดเล็กกว่าวัตถุทั้งสิ้น
หมายเหตุ ภาพ (image) เกิดจากการตัดกันหรือเสมือนตัดกันของรังสีของแสงที่สะท้อนมาจากกระจกหรือหักเหผ่านเลนส์ แบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ

1. ภาพจริง เกิดจากรังสีของแสงตัดกันจริง เกิดด้านหน้ากระจกหรือด้านหลังเลนส์ ต้องมีฉากมารับจึงจะมองเห็นภาพ ลักษณะภาพหัวกลับกับวัตถุ มีทั้งขนาดใหญ่กว่าวัตถุ เท่ากับวัตถุ และเล็กกว่าวัตถุ ซึ่งขนาดภาพจะสัมพันธ์กับระยะวัตถุ เช่น ภาพที่ปรากฏบนจอภาพยนตร์ เป็นต้น

2. ภาพเสมือน เกิดจากรังสีของแสงเสมือนตัดกัน ทำให้เกิดภาพด้านหลังกระจกหรือด้านหน้าเลนส์ มองเห็นภาพได้โดยไม่ต้องใช้ฉากรับภาพ ภาพมีลักษณะหัวตั้งเหมือนวัตถุ เช่น ภาพเกิดจากแว่นขยาย เป็นต้น
ตัวอย่างประโยชน์ของกระจกเว้า
1. ทันตแพทย์ใช้ส่องดูฟันผู้ป่วย เพื่อให้เห็นภาพของฟันมีขนาดใหญ่กว่าปกติ

2. ใช้ในกล้องจุลทรรศน์เพื่อช่วยรวมแสงให้ตกที่แผ่นสไลด์ เพื่อทำให้เราเห็นภาพชัดขึ้น

ตัวอย่างประโยชน์ของกระจกนูน
1. ใช้ติดรถยนต์หรือรถจักรยานยนต์เพื่อดูรถที่ตามมาข้างหลัง และจะมองเห็นมุมที่กว้างกว่ากระจกเงาราบ

2. ใช้ติดตั้งบริเวณทางเลี้ยวเพื่อช่วยให้เห็นรถที่วิ่งสวนทางหรืออ้อมมาก็ได้

เลนส์ (lens) คือ วัตถุโปร่งใสที่มีผิวหน้าโค้งทำจากแก้วหรือพลาสติก เลนส์แบ่งออกเป็น 2 ชนิด ได้แก่ เลนส์นูนและเลนส์เว้า
เลนส์นูน (convex lens) คือ เลนส์ที่มีลักษณะหนาตรงกลางและบางที่ขอบ ดังรูป

รูปแสดงลักษณะเลนส์นูน

รูปแสดงส่วนสำคัญและรังสีบางรังสีของเลนส์

เลนส์นูนทำหน้าที่รวมแสงขนานไปตัดกันที่จุดๆ หนึ่ง ซึ่งแนวหรือทิศทางของแสงที่เข้ามายังเลนส์สามารถเขียนแทนด้วยรังสีของแสง ถ้าแสงมาจากระยะไกลมากเรียกระยะนี้ว่า " ระยะอนันต์"เช่น แสงจากดวงอาทิตย์หรือดวงดาวต่างๆ แสงจะส่องมาเป็นรังสีขนาน เมื่อรังสีของแสงผ่านเลนส์จะมีการหักเหและไปรวมกันที่จุดๆ หนึ่งเรียกว่า "จุดโฟกัส (F)" ระยะจากจุดโฟกัสถึงกึ่งกลางเลนส์ เรียกว่า "ความยาวโฟกัส (f)" และเส้นตรงที่ลากผ่านจุดศูนย์กลางความโค้งของผิวทั้งสองของเลนส์เรียกว่า " แกนมุขสำคัญ (principal axis)"
ภาพที่เกิดจากเลนส์นูน

ภาพจากเลนส์นูนเป็นภาพที่เกิดจากรังสีหักเหไปพบกันที่จุดๆ หนึ่ง ซึ่งมีทั้งภาพจริงและภาพเสมือนขึ้นอยู่กับตำแหน่งวัตถุที่วางหน้าเลนส์ ดังรูป รูปแสดงตัวอย่างภาพจริงและภาพเสมือนที่เกิดจากเลนส์นูน

(ก) การเกิดภาพเมื่อวัตถุอยู่ห่างเลนส์นูนระยะไกลกว่าความยาวโฟกัส

(ข) การเกิดภาพเมื่อวัตถุอยู่ห่างจากเลนส์นูนที่ระยะใกล้กว่าความยาวโฟกัส
รูปแสดงตัวอย่างการเกิดภาพที่ตำแหน่งต่างๆ ของเลนส์นูน

เลนส์เว้า (concave lens) คือ เลนส์ที่มีลักษณะบางตรงกลางและหนาที่ขอบ ดังรูป รูปแสดงลักษณะเลนส์เว้า

ภาพที่เกิดจากเลนส์เว้าเมื่อแสงส่องผ่านเลนส์เว้ารังสีหักเหของแสงจะกระจายออก ดังรูป รูปแสดงภาพที่เกิดจากเลนส์เว้าเมื่อวางวัตถุที่ระยะต่างๆ

การหาชนิดและตำแหน่งของภาพจากวิธีการคำนวณ

การหาตำแหน่งภาพที่ผ่านมาใช้วิธีเขียนแผนภาพของรังสี ยังมีอีกวิธีที่ใช้หาตำแหน่งภาพคือ วิธีคำนวณ ซึ่งสูตรที่ใช้ในการคำนวณมีดังต่อไปนี้

สูตร =

เมื่อ m คือ กำลังขยายของเลนส์

I คือ ขนาดหรือความสูงของภาพ

O คือ ขนาดหรือความสูงของวัตถุ

ในการคำนวณหาตำแหน่งและชนิดของภาพจะต้องมีการกำหนดเครื่องหมาย 1 และ 2 สำหรับปริมาณต่างๆ ในสมการดังนี้

1. s มีเครื่องหมาย + ถ้าวัตถุอยู่หน้าเลนส์ และ s มีเครื่องหมาย - ถ้าวัตถุอยู่หลังเลนส์

2. s' มีเครื่องหมาย + ถ้าวัตถุอยู่หลังเลนส์ และ s' มีเครื่องหมาย - ถ้าวัตถุอยู่หน้าเลนส์

3. f ของเลนส์นูนมีเครื่องหมาย + และ f ของเลนส์เว้ามีเครื่องหมาย -

ตัวอย่างที่ 2 วางวัตถุห่างจากเลนส์นูนเป็นระยะ 12 เซนติเมตร ถ้าเลนส์นูนมีความยาวโฟกัส 5 เซนติเมตร จะเกิดภาพชนิดใด และที่ตำแหน่งใด

ตัวอย่างที่ 3 วางวัตถุห่างจากเลนส์นูนเป็นระยะ 25 เซนติเมตร ปรากฏว่าเกิดภาพเสมือนห่างจากเลนส์ 15 เซนติเมตร เลนส์นี้เป็นเลนส์ชนิดใดและมีความยาวโฟกัสเท่าไร

วิธีทำ จากสูตร

ค่า f เป็นลบ มีค่า 37.5 เซนติเมตร เป็นเลนส์เว้า ตอบ

ตัวอย่างที่ 4 วางวัตถุห่างจากเลนส์เว้าเป็นระยะทาง 20 เซนติเมตร เกิดภาพหน้าเลนส์และอยู่ห่างจากเลนส์ 8 เซนติเมตร จงหาความยาวโฟกัสของเลนส์เว้าและกำลังขยายของเลนส์
ความยาวโฟกัสของเลนส์เว้าเท่ากับ 13.3 เซนติเมตร ตอบ

หากำลังขยายใช้สูตร

แทนค่า

= -0.4 ภาพที่เกิดเป็นภาพเสมือน มีกำลังขยายเท่ากับ 0.4 เท่าของวัตถุ ตอบ

ที่มา http://www.maceducation.com/ , http://km.tup.ac.th/

การคำนวณหาตำแหน่งและกำลังขยายของภาพ

สูตรคำนวณหาตำแหน่งและกำลังขยายของภาพ

แสง 2

ทำบุญวันขึ้นปีใหม่ 2553

5 ธันวามหาราช

ทฤษฎีกำเนิดของระบบสุริยะ

นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาเกี่ยวกับโลกของเรามานานนับล้านปีมาแล้ว พบว่า โลกเป็นดาวเคราะห์ดวงหนึ่งที่อยู่ในระบบสุริยะ มีดวงอาทิตย์ในศูนย์กลางของระบบ โลกอยู่ในระบบสุริยะ และระบบสุริยะอยู่ในกาแล็กซีที่ชื่อว่า ทางช้างเผือก ซึ่งกาแล็กซีนี้เป็นหนึ่งในล้านๆ กาแล็กซีที่อยู่ในท้องฟ้าอันกว้างใหญ่รวมเรียกว่า “จักรวาลหรือเอกภพ (universe)”นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามศึกษาและพัฒนาทฤษฎีการกำเนิดระบบสุริยะ เพื่ออธิบายเกี่ยวกับการเกิดระบบสุริยะและโลก ซึ่งมีนักวิทยาศาสตร์หลายท่านได้เสนอทฤษฎีไว้ เช่น
1.ทฤษฎีของคานท์และลาพลาส
ทฤษฎีของคานท์และลาพลาส โดยนักดาราศาสตร์ชื่อ เอมมานูเอล คานท์ ชาวเยอรมัน และปีแอร์ ลาพลาส ชาวฝรั่งเศส เชื่อว่า "ระบบสุริยะเกิดจากกลุ่มแก๊สที่ร้อนจัดขนาดใหญ่ และหมุนรอบตัวเองจนเกิดแรงเหวี่ยงทำให้เกิดวงแหวนเป็นชั้นๆ ต่อมากลุ่มแก๊สบริเวณศูนย์กลางของวงแหวนรวมตัวกันกลายป็นดวงอาทิตย์ ส่วนวงแหวนกลายเป็นดาวเคราะห์และบริวาร"

2.ทฤษฎีของเจมส์ ยีนส์

ทฤษฎีของเจมส์ ยีนส์ มีใจความสรุปว่า "มีดาวฤกษ์ขนาดใหญ่เคลื่อนที่ผ่านเข้ามาใกล้ดวงอาทิตย์ ทำให้เกิดแรงดึงดูดมหาศาลระหว่างดวงอาทิตย์และดาวฤกษ์จนมวลบางส่วนของดวงอาทิตย์และดาวฤกษ์หลุดออกมากลายเป็นดาวเคราะห์ โลก และสิ่งอื่นๆ ในระบบสุริยะจักรวาล"

3.ทฤษฎีของเฟรด ฮอยล์ และฮานส์ อัลเฟน

ทฤษฎีของเฟรด ฮอยล์ และฮานส์ อัลเฟน เป็นทฤษฎีที่อาศัยทฤษฎีของคานท์และลาพลาสประกอบกับหลักฐานจากการศึกษาปรากฏการณ์ท้องฟ้าเพิ่มเติม มีใจความสรุปว่า "ดวงอาทิตย์เกิดขึ้นก่อนจากการรวมตัวของกลุ่มก๊าซและฝุ่นละอองต่อมาดวงอาทิตย์เริ่มมีแสงสว่าง และยังคงมีกลุ่มก๊าซและฝุ่นละอองห้อมล้อมอยู่และหมุนไปรอบๆ ดวงอาทิตย์ ต่อมากลุ่มก๊าซและฝุ่นละอองเหล่านี้จะถูกดึงดูดและอัดตัวแน่นขึ้นและรวมกันเป็นก้อนขนาดใหญ่ขึ้นกลายเป็นดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์"

จากทฤษฎีต่างๆ ยังไม่สรุปได้แน่นอนว่าโลกเกิดขึ้นได้อย่างไร นักวิทยาศาสตร์ยังต้องศึกษาข้อมูลเพิ่มเติมต่อไปเรื่อยๆ ข้อมูลที่ค้นพบใหม่อาจทำให้ทฤษฎีต้องเปลี่ยนแปลงไป และอาจมีทฤษฎีใหม่มาช่วยอธิบายการกำเนิดโลกได้อย่างถูกต้องและสมบูรณ์

รูปแสดงระบบสุริยะ

ที่มา : http://www.myfirstbrain.com/

ส่วนประกอบของโลก

โลกเรามีรูปร่างเป็นทรงกลม มีเส้นผ่านศูนย์กลางจากขั้วโลกเหนือถึงขั้วโลกใต้ยาวประมาณ 12,711 กิโลเมตร และเส้นผ่านศูนย์กลางในแนวเส้นศูนย์สูตรซึ่งมีค่าประมาณ 12,755 กิโลเมตร ขณะที่โลกหมุนรอบดวงอาทิตย์นั้น แกนของโลกจะเอียงทำมุมประมาณ 23 องศา ทำให้เกิดฤดูกาลต่างๆ นอกเขตร้อน1.เปลือกโลก (earth crust) เป็นชั้นที่อยู่นอกสุดของโลกมีความหนาน้อยที่สุดประมาณ 6-35 กิโลเมตร ประกอบด้วยแผ่นดินและแผ่นน้ำ แบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือเปลือกโลกส่วนบนและเปลือกโลกส่วนล่าง
> เปลือกโลกส่วนบน เป็นส่วนนอกสุดประกอบด้วยชั้นดินและหินไซอัล (sial) ที่เป็นหินแกรนิต ส่วนใหญ่ประกอบด้วยซิลิกา (silica) และอลูมินา (alumina)
> เปลือกโลกส่วนล่าง เป็นส่วนที่เป็นมหาสมุทร ประกอบด้วยหินไซมา (sima) ที่เป็นหินบะซอลต์ ประกอบด้วยซิลิกา (silica) และแมกนีเซียม (magnesium)
2.แมนเทิล (mantle) เป็นชั้นของโลกที่อยู่ลึกจากชั้นเปลือกโลก ประกอบด้วยหินและแร่หลายชนิด เช่น หินอัลตราเบสิก หินเพริโดไทต์ ซึ่งเป็นหินอัคนี และหินหลอมเหลวซึ่งเรียกว่า "หินหนืด" มีอุณหภูมิประมาณ 2,000 องศาเซลเซียส มีความหนาประมาณ 3,000 กิโลเมตร
3.แก่นโลก (core) อยู่ชั้นในสุดหรือเป็นแก่นกลางของโลก แบ่งออกเป็น 2 ชั้น คือ ชั้นแก่นโลกนอก เป็นชั้นของเหลวที่ร้อนจัด และแก่นโลกในเป็นชั้นของแข็ง ประกอบด้วยธาตุเหล็กและนิเกิล แก่นโลกมีความหนามากประมาณ 3,440 กิโลเมตร มีอุณหภูมิสูงประมาณ 5,000 องศาเซลเซียส
ที่มา : http://www.myfirstbrain.com