E-BOOK การเกิดภาพจากกระจกเงาโค้ง

การเกดิ ภาพจากกระจกเงาโคง้

ตรงตามตัวชว้ี ัด ตรงตามสื่อ DLTV

E-BOOK
บทเรยี นออนไลน์ by.Vachirawit

โรงเรียนวดั พระแก้วดอนเตา้ สชุ าดาราม

ตำบลเวยี งเหนือ อำเภอเมืองลำปาง จงั หวัดลำปาง
สำนกั งานเขตพ้ืนทกี่ ารศกึ ษาประถมศกึ ษาลำปาง เขต 1

เอกสารประกอบการเรยี น รายวชิ า ว23101(วิทยาศาสตร์ 5) ตามเนอื้ หา DLTV 9
หน่วยการเรยี นรู้ท่ี 3 คลนื่ และแสง มัธยมศกึ ษาปีท่ี 3 ภาคเรียนท่ี 1

ภาพที่เกิดจากกระจกเงาโค้ง

2. กระจกเงาโคง้ สามารถแบ่งตามลกั ษณะความโค้งไดเ้ ปน็ 2 ชนดิ ดงั นี้
กระจกเงาเว้า

สามารถสะทอ้ นแสงใหเ้ ข้ามาตัดกันภายในรศั มีความโค้งของกระจกจากภาพท่ีเกดิ ขึน้ ในกระจกอาจเปน็
ภาพเสมอื นหวั ตัง้ ขนาดใหญก่ ว่าวตั ถุ ภาพจรงิ หัวกลับขนาดเล็กกว่าวตั ถุ หรือภาพจริงหวั กลบั ขนาดใหญก่ วา่ วัตถุ
ขึน้ อย่กู บั ตำแหนง่ ของวัตถุ
กระจกเงานนู

สามารถรับแสงท่ตี กกระทบไดก้ วา้ งกวา่ กระจกเงาราบ ภาพท่เี กิดข้นึ จงึ เป็นภาพเสมอื นหัวต้ังที่
มขี นาดเลก็ กวา่ วตั ถุ แต่สามารถมองเหน็ ภาพได้ในมุมกว้างกว่า
สว่ นประกอบในการเกิดภาพของกระจกเงาโคง
กระจกเงาเว้า

รงั สีตกกระทบท่มี แี นวขนานกับเสน้ แกนมขุ สำคญั และตกกระทบใกลเ้ สน้ แกนมุขสำคัญของกระจกเงาเว้าจะ
สะท้อนไปตดั กันทจี่ ดุ โฟกสั (F)

รศั มีความโค้ง (radius of curvature) คือ ระยะจากจุด V ถึง จุด C เรียกวา่ รศั มคี วามโคง้ (radiusof curvature)
สำหรบั กระจกโค้ง รศั มีความโค้งจะมีคา่ เปน็ 2 เท่าของความยาวโฟกสั (R = 2f)
จุดโฟกัส (focus) คอื จุด F โดยจดุ โฟกสั เป็นจดุ กง่ึ กลางระหวา่ งจดุ ยอดกบั จุดศนู ยก์ ลางความโคง้ (จุด V กบั C)
ความยาวโฟกสั (focal length) คือ ระยะจากจดุ V ถงึ จุด F เรียกวา่ ความยาวโฟกัส (focal length)

กระจกเงานูน

รังสีตกกระทบทมี่ ีแนวขนานกบั เส้นแกนมขุ สำคญั และตกกระทบใกล้เสน้ แกนมขุ สำคัญของกระจกเงานูนจะสะทอ้ น
กลบั โดยเสมือนวา่ พ่งุ ออกมาจากจุดโฟกัส (F)

1 โดย...พระใบฎีกาวชิรวชิ ญ์ อธปิ ญโฺ

เอกสารประกอบการเรยี น รายวชิ า ว23101(วิทยาศาสตร์ 5) ตามเน้ือหา DLTV 9
หนว่ ยการเรียนรทู้ ี่ 3 คล่ืนและแสง มธั ยมศึกษาปีที่ 3 ภาคเรยี นที่ 1

จุดศูนยกลางของความโค้ง (center of curvature) คอื จดุ C ซง่ึ เป็นจดุ ทเ่ี สมือนเป็นจดุ ศนู ยก์ ลางของวงกลมที่
เกิดจากสว่ นโคง้ ของกระจก
ข้วั กระจกหรือจดุ ยอด (vertex) คอื จุด V ซง่ึ จะอยทู่ ่จี ุดกึ่งกลางบนผวิ โคง้ ของกระจกเงา
เส้นแกนมุขสำคญั (principal axis) คือ เสน้ ตง้ั ฉากกบั ผิวกระจกโคง้ ทจ่ี ุดก่ึงกลางของกระจกโคง้ หรอื เสน้ ตรงท่ีลาก
ผ่าน

2 โดย...พระใบฎกี าวชิรวชิ ญ์ อธปิ ญโฺ

เอกสารประกอบการเรยี น รายวชิ า ว23101(วทิ ยาศาสตร์ 5) ตามเนอื้ หา DLTV 9
หน่วยการเรียนรทู้ ี่ 3 คลืน่ และแสง มัธยมศกึ ษาปที ี่ 3 ภาคเรียนท่ี 1

3 โดย...พระใบฎีกาวชริ วชิ ญ์ อธปิ ญฺโ

เอกสารประกอบการเรียน รายวิชา ว23101(วิทยาศาสตร์ 5) ตามเน้ือหา DLTV 9
หน่วยการเรียนรทู้ ี่ 3 คล่ืนและแสง มัธยมศกึ ษาปีที่ 3 ภาคเรยี นที่ 1

คำถำมระหว่ำงเรียน

.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
....

4 โดย...พระใบฎกี าวชิรวิชญ์ อธปิ ญฺโ

เอกสารประกอบการเรยี น รายวชิ า ว23101(วทิ ยาศาสตร์ 5) ตามเน้อื หา DLTV 9
หน่วยการเรยี นรู้ท่ี 3 คล่นื และแสง มธั ยมศึกษาปที ี่ 3 ภาคเรียนที่ 1

.........................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................

..ก..ิจกรรมท่ี 3.5 การสะทอ้ นของแสงจากแผ่นสะทอ้ นแสงผิวโค้งเป็นอยา่ งไร

จดุ ประสงค์ สงั เกตและอธิบายการสะทอ้ นแสงจากแผ่นสะทอ้ นแสงผิวโค้งเวา้ และผวิ โค้งนูน

คำถามกอ่ นการทดลอง

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..……………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

ตัวแปรต้น ………………………………………………………………………………………………………………………………………….

ตัวแปรตาม ………………………………………………………………………………………………………………………………………….

ตวั แปรควบคุม ………………………………………………………………………………………………………………………………………….

วสั ดแุ ละอุปกรณ์ รายการ จำนวน/กลุ่ม

1. แผ่นสะทอ้ นแสงผวิ โคง้ 1 แผ่น

2. หม้อแปลงไฟฟา้ โวลตต์ ่าํ 1 หมอ้

3. กลอ่ งแสงพร้อมหลอดไฟฟา้ 1 กลอ่ ง

4. สายไฟฟา้ 2 เส้น

5. แผ่นช่องแสง 3 ชอ่ ง 1 แผ่น

วธิ ที ำการทดลอง

1. ลากเสน้ ตรงสองเส้นต้ังฉากกนั บนกระดาษวางแผนสะทอ้ นแสงผวิ โคง้ เวา้ โดยใหจ้ ดุ ตัดของเสน้ ตรงเปน็ จดุ

สัมผสั จุดก่งึ กลางของผิวโคง้ โดยมเี สน้ ตรงเส้นเป็นเส้นสัมผัสเส้นตรงอกี เส้นหนง่ึ เปน็ แกนมุขสำคัญ

2. ใช้สายไฟ 2 เสน้ ต่อกล่องแสงเข้ากบั หมอ้ แปลงโวลท์ตำ่ โดยใช้ความต่างศักย์ 12 โวลตใ์ ช้แผ่นชอ่ งแสงที่ให้

ลำแสงผา่ นได้ 3 ชอ่ งจอดบรเิ วณดา้ นหน้ากล่องแสง

5 โดย...พระใบฎกี าวชริ วชิ ญ์ อธิปญโฺ

เอกสารประกอบการเรยี น รายวชิ า ว23101(วิทยาศาสตร์ 5) ตามเน้ือหา DLTV 9
หนว่ ยการเรียนรทู้ ี่ 3 คล่ืนและแสง มัธยมศกึ ษาปที ี่ 3 ภาคเรยี นท่ี 1

3. สงั เกตการสะท้อนของแสงของแผน่ สะท้อนแสงผวิ โค้งเวา้ จดั ลำแสงขนาน 3 ลำแสงจากกล่องแสงตก
กระทบแผ่นสะทอ้ นแสงผวิ โคง้ เว้าโดย ปรบั แสงใหข้ นานกบั แกนมุขสำคญั สังเกตและบันทึกแนวลำแสงตก
กระทบและแนวลำแสงสะท้อนทเ่ี กิดขนึ้ จากการสงั เกต

4. การสะทอ้ นของแสงของแผน่ สะทอ้ นแสงผิวโค้งนูนทำการสังเกตในแบบเดยี วกนั โดยเปลย่ี นแผ่นสะทอ้ นแสง
ผวิ โค้งเว้าเป็นแผน่ สะทอ้ นแสงผวิ โค้งนนู สงั เกตและบนั ทกึ แนวลำแสงสะท้อนทเี่ กิดข้ึน

ภาพการทำกิจกรรมการทดลอง

บนั ทกึ ผลการทดลอง

.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
....

6 โดย...พระใบฎีกาวชริ วชิ ญ์ อธปิ ญฺโ

เอกสารประกอบการเรยี น รายวิชา ว23101(วทิ ยาศาสตร์ 5) ตามเนื้อหา DLTV 9
หนว่ ยการเรียนรูท้ ี่ 3 คลนื่ และแสง มัธยมศกึ ษาปที ่ี 3 ภาคเรียนท่ี 1

.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
คำ..ถ..ามทา้ ยกจิ กรรม
1. เมอื่ ฉายลำแสงขนานกบั เส้นตรงเสน้ ที่ 2 ใหต้ กกระทบแผ่นสะท้อนแสงผิวโค้งเว้าและผิวโคง้ นูน ลำแสง
สะทอ้ นท่เี กดิ ขึ้นเป็นอยา่ งไร เหมอื นหรือแตกตา่ งกนั อย่างไร
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
2. เม่ือต่อแนวรังสสี ะท้อนจากแผน่ สะท้อนแสงผวิ โคง้ นูน แนวรงั สีที่ตอ่ ออกจะไปตัดกนั หรือไม่ อย่างไร
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
3. จากกจิ กรรม สรปุ ได้ว่าอยา่ งไร
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

7 โดย...พระใบฎกี าวชิรวชิ ญ์ อธปิ ญโฺ

เอกสารประกอบการเรียน รายวชิ า ว23101(วิทยาศาสตร์ 5) ตามเน้อื หา DLTV 9
หน่วยการเรียนรูท้ ี่ 3 คลืน่ และแสง มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 3 ภาคเรยี นที่ 1

แบบฝกึ หดั เพิม่ เติม (ทำในสมดุ )
ตอนท่ี 1 คำชีแ้ จง จงวาดภาพท่ีเกดิ จากกระจกราบ กะจกโคง้ และกระจกนนู เมือ่ กำหนดจุดโฟกสั 5 เซนตเิ มตร
(f = 5 cm) วตั ถสุ งู จากพ้ืน (แกนมขุ สำคญั ) 4 เซนติเมตร รัศมีความโคง้

1. วัตถุอยู่หน้ากระจก 2 เซนตเิ มตร 3 เซนติเมตร
2. วัตถุอยตู่ รงจดุ โฟกสั
3. วตั ถุอยู่หนา้ กระจก 7 เซนตเิ มตร 11 เซนติเมตร
ความร้เู พ่มิ เตมิ
กระจกเงาราบ

ภาพเสมือน หัวตงั้ (ภาพเหมอื นจริง) s = s m = กำลงั ขยาย
y = y
โดยที่ s = ระยะวัตถุ (m)
s = ระยะภาพ (m) m = y = s = 1

กรจกเงานนู ys

y = ขนาดวตั ถุ (m)
y= ขนาดภาพ (m)

โดยที่ P = จดุ ใจกลางบนผวิ กระจกโค้ง C = จดุ ศนู ยก์ ลางความโค้ง
R = รศั มีความโคง้ ของกระจก f = ความยาวโฟกัส

8 โดย...พระใบฎีกาวชิรวชิ ญ์ อธปิ ญโฺ

เอกสารประกอบการเรยี น รายวิชา ว23101(วทิ ยาศาสตร์ 5) ตามเน้อื หา DLTV 9
หน่วยการเรียนรูท้ ี่ 3 คลน่ื และแสง มัธยมศกึ ษาปที ่ี 3 ภาคเรยี นที่ 1

f =R
2

1 = 2 =1= 1
f R s s

m = y = s = s − f = f
y s f s− f

………………………………….

……โดยท่ี f กระจกเวา้ เป็น + กระจกนูนเป็น –

…………. s วตั ถวุ างหน้ากระจกเป็น + วัตถุวางหลงั กระจกเปน็ –

…………. m กำลังขยายของภาพจรงิ เป็น + กำลงั ขยายของภาพเสมือนเป็น –

…………. s ภาพจริงอยหู่ น้ากระจกเปน็ + ภาพเสมอื นอยู่หลงั กระจกเปน็ –

ตอนที่ 2 ใหแ้ สดงวิธีทำ

1. วางตุ๊กตาสงู 50 เซนตเิ มตร โดยหา่ งจากกระจกเงา 2 เมตร จงหากำลงั ขยายของภาพทเี่ กดิ จากการสะทอ้ นของ

กระจก

2. ชายคนหน่ึงสูง 165 เซนติเมตร ยนื อยู่หนา้ กระจกนูน 2 เมตร จงหา

2.1. หากกระจกนมี้ รี ัศมีความโคง้ เทา่ กบั 2.5 เมตร ภาพทเี่ กดิ ข้ึนจะมีลกั ษณะอยา่ งไร

2.2. จากข้อ 2.1. จงหาค่าของระยะจดุ โฟกัส และระยะภาพทเ่ี กดิ ขน้ึ

3. ถา้ เปลีย่ นจากกระจกนนู เป็นกระจกเว้า จงคำนวณหาค่าตา่ งๆในข้างตน้

9 โดย...พระใบฎีกาวชิรวชิ ญ์ อธปิ ญฺโ

เอกสารประกอบการเรยี น รายวิชา ว23101(วทิ ยาศาสตร์ 5) ตามเนอ้ื หา DLTV 9
หน่วยการเรียนรูท้ ่ี 3 คล่ืนและแสง มัธยมศกึ ษาปที ่ี 3 ภาคเรียนที่ 1

กิจกรรมท่ี 3.6 ภาพท่ีเกดิ จากกระจกเงาโคง้ เป็นอยา่ งไร

นักเรียนจะได้เรียนรเู้ กย่ี วกบั ภาพท่เี กิดจากแผ่นสะท้อนแสงผวิ โคง้ นูนและแผ่นสะทอ้ นแสงผวิ โคง้ เวา้ โดย
เปรยี บเทยี บขนาด ลักษณะภาพ และการเกดิ ภาพบนฉากทเี่ กิดจากกระจกเงานูนและกระจกเงาเวา้ เมื่อวางวัตถุไว้ที่
ตำแหน่งตา่ ง ๆ หนา้ กระจก
จดุ ประสงค์ สังเกตและบอกลกั ษณะภาพทเี่ กดิ จากกระจกเงาเว้าและกระจกเงานูน
คำถามกอ่ นการทดลอง
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..……………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
ตัวแปรตน้ ………………………………………………………………………………………………………………………………………….
ตวั แปรตาม ………………………………………………………………………………………………………………………………………….
ตวั แปรควบคมุ ………………………………………………………………………………………………………………………………………….
วสั ดแุ ละอุปกรณ์ รายการ จำนวน/กลมุ่

1. กระจกเงาเวา้ ความยาวโฟกัส 10 cm 1 บาน
2. กระจกเงานูน ความยาวโฟกสั 10 cm 1 บาน
3. เทยี นไข 2 เลม่
4. ไมข้ ดี ไฟ 1 กลอ่ ง
5. ดนิ นำ้ มนั 2 กอ้ น
6. ไมบ้ รรทดั 1 อนั
7. ฉากขาว เช่น กระดาษ A4 กระดาษไข 1 แผ่น
วธิ ีทำการทดลอง
1. ปนั้ ดนิ น้ำมนั ใหเ้ ปน็ กอ้ นกลมขนาดใหญแ่ ละขนาดเล็กอย่างละ 1 กอ้ น ลงไปในดนิ น้ำมันกอ้ นใหญ่ จากน้ัน
ลงไปในดนิ น้ำมนั กอ้ นเลก็
2. จุดเทยี น เลอ่ื นระยะห่างระหวา่ งเทียนไข และกระจกเวา้ จนเห็นภาพหวั กลบั ในกระจกขนาดใหญ่
3. นำฉากรบั ภาพมาวาง จะเหน็ ภาพหัวกลบั ขนาดใหญ่ ซงึ่ เป็นภาพจรงิ
4. เลอ่ื นระยะหา่ งระหว่างเทย่ี งไขและกระจกเวา้ จนเหน็ ภาพหวั กลับขนาดเลก็ นำฉากรบั ภาพมาวางจะเห็น
ภาพหัวกลบั ขนาดเล็กเลอ่ื นระยะหา่ งระหวา่ งเทยี นไขและกระจกเว้าจะเห็นภาพหวั ต้ังในกระจก
5. นำฉากรบั ภาพมา จะไม่เกิดภาพบนฉาก
6. จากนัน้ เปลย่ี นกระจกเว้าเปน็ กระจกนนู เลือ่ นระยะหา่ งระหวา่ งเทียนไข และกระจกนูน สงั เกตภาพที่
เกิดข้ึนในกระจกนูนนำฉากรับภาพมาวางแทนตำแหนง่ ผสู้ งั เกต

10 โดย...พระใบฎกี าวชริ วชิ ญ์ อธปิ ญฺโ

เอกสารประกอบการเรยี น รายวชิ า ว23101(วิทยาศาสตร์ 5) ตามเนื้อหา DLTV 9
หนว่ ยการเรียนรู้ท่ี 3 คลน่ื และแสง มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 3 ภาคเรียนท่ี 1

ภาพกจิ กรรมการทดลอง

ผลการทำกจิ กรรม

ตารางท่ี 1 ผลการสงั เกตลักษณะใบหน้าตนเองเม่อื มองผา่ นกระจกเงาเวา้ และกระจกเงานนู ทรี่ ะยะตา่ ง ๆ

ระยะหา่ งจากใบหนา้ ถงึ กระจก ลกั ษณะภาพ

กระจกเงาเว้า กระจกเงานนู

ไกลสดุ แขน

ใกล้เข้ามา

ใกลม้ ากจนชดิ ใบหนา้

ตารางท่ี 2 ผลการสงั เกตภาพในกระจกและบนฉากเมอ่ื นำเทยี นไขวางไวห้ น้ากระจกเงาเว้าที่ระยะตา่ ง ๆ

ตำแหนง่ ของเทยี นไข ลักษณะภาพ บนฉาก
เม่อื มองกระจกเงาเวา้

มากกว่า f แต่ไม่เกนิ 2f

นอ้ ยกว่า 2f

ตารางที่ 3 ผลการสงั เกตภาพในกระจกและบนฉากเม่อื นำเทยี นไขวางไว้หน้ากระจกเงานนู ท่ีระยะตา่ ง ๆ

ตำแหน่งของเทยี นไข ลกั ษณะภาพ บนฉาก
เมอ่ื มองกระจกเงานนู

มากกว่า f แตไ่ ม่เกิน 2f

นอ้ ยกวา่ 2f

11 โดย...พระใบฎกี าวชิรวิชญ์ อธปิ ญโฺ

เอกสารประกอบการเรยี น รายวชิ า ว23101(วทิ ยาศาสตร์ 5) ตามเนอื้ หา DLTV 9
หนว่ ยการเรียนร้ทู ี่ 3 คล่นื และแสง มัธยมศึกษาปีท่ี 3 ภาคเรยี นที่ 1

คำถามทา้ ยกิจกรรม
1. เมื่อใช้กระจกเงาเวา้ และกระจกเงานนู สอ่ งดูใบหน้าของตนเองโดยใหก้ ระจกอยหู่ า่ งจากใบหนา้ ในระยะ
ตา่ ง ๆ ภาพท่ีเหน็ แตกต่างกนั หรอื ไม่ อยา่ งไร
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..……………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
2. เมื่อวางเทียนไขไว้หน้ากระจกเงาเวา้ และกระจกเงานนู ท่ีระยะห่างจากกระจกต่าง ๆ กัน ภาพทเี่ กดิ ขน้ึ ใน
กระจกมีลกั ษณะแตกตา่ งกนั หรือไม่ อยา่ งไร
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..……………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
3. เมอ่ื วางเทียนไขไวห้ นา้ กระจกเงาเว้าและกระจกเงานนู ทร่ี ะยะห่างจากกระจกตา่ ง ๆ กนั จะมภี าพปรากฏ
บนฉากหรือไม่
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..……………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
4. จากกจิ กรรม สรปุ ไดว้ า่ อยา่ งไร
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..……………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..……………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
คำถำมชวนคดิ

ถ้ำวำงเทยี นไขไว้หน้ำกระจกเงำเว้ำและกระจกเงำนนู ดงั ภำพ เขียนแผนภำพรังสีของแสงเพอื่ หำตำแหน่ง
ชนิดและลักษณะภำพของเทยี นไขได้อย่ำงไร

12 โดย...พระใบฎีกาวชิรวชิ ญ์ อธปิ ญฺโ

เอกสารประกอบการเรยี น รายวชิ า ว23101(วิทยาศาสตร์ 5) ตามเนื้อหา DLTV 9
หนว่ ยการเรียนรทู้ ่ี 3 คลน่ื และแสง มธั ยมศกึ ษาปีท่ี 3 ภาคเรียนท่ี 1

13 โดย...พระใบฎีกาวชริ วิชญ์ อธปิ ญโฺ