แสงและการมองเห็น

Light &Vision

แสงและการมองเห็น

คำนำ

ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ที่เน้นกระบวนการสืบเสาะหาความรู้ เรื่อง “แสงและการมองเห็น” รายวิชาวิทยาศาสตร์
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2 จัดทาขึ้นเพ่ือพัฒนาการเรียนการสอน และยกระดับผลสัมฤทธ์ิทางการเรียนของผู้เรียน
กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ เป็นนวัตกรรม ทางการศึกษา ท่ีจัดกิจกรรมให้ผู้เรียนได้ลงมือปฏิบัติจริง
ส่งเสริมทักษะกระบวนการทาง วิทยาศาสตร์ กระบวนการสืบเสาะหาข้อมูล กระบวนการคิดอย่างมีเหตุผล และการ
นาความรู้ ไปใช้ประโยชน์ นักเรียนสามารถศึกษา ค้นคว้าด้วยตนเอง ตามความสามารถและความสนใจ โดยครูเป็น
ผู้ให้คำปรึกษาแนะนาและคอยอานวยความสะดวก

จัดทำโดย
นางสาวธนวันต์ ไวยารัตน์ เลขที่15
นางสาวธีมาพร ซาลุน เลขที่16
นางสาวเบญญาภา ตันสิงห์ เลขที่19
นางสาวภัคจีรา ศรีมาลัย เลขที่23

สสาารรบบััญญ

1

แสงและการมองเห็น

แสง คือ พลังงานรูปหนึ่งที่ไม่มีตัวตน แต่สามารถทำงานได้ แสงช่วยให้เรามองเห็น
สิ่งต่าง ๆ แสงเปลี่ยนมาจากพลังงานรูปหนึ่งแล้วยังเปลี่ยนไปเป็นพลังงานรูปอื่นได้

แหล่งกำเนิดแสง

1.ดวงอาทิตย์ เป็นแหล่งกำเนิดแสง
ตามธรรมชาติที่ ใหญ่ที่สุดและสำคัญ
ที่สุด

2.สิ่งมีชีวิต เช่น หิ่งห้อย
ปลาบางชนิด

3.เทียนไข คบเพลิง หลอดไฟฟ้า เป็น
แหล่งกำเนิดที่มาจากการเปลี่ยนแปลง
พลังงานรูปอื่นมาเป็นพลังงานแสง

2

ส่วนประกอบของนัยน์ตา

กระจกตาหรือคอร์เนีย (cornea)

อยู่ที่ผิวหน้าและหุ้มลูกนัยน์ตาไว้ เป็นตัวกลางโปร่งใส

เลนส์ตา (lens)

เป็นเลนส์นูน ทำหน้าที่รับแสงจากวัตถุ มีความยืดหยุ่น เพื่อให้สามารถมองเห็นวัตถุที่ระยะต่างๆ กัน
ได้ชัดเจนตลอด

กล้ามเนื้อยึดเลนส์ตา (ciliary muscle)

สามารถหดตัวหรือคลายตัวได้ เพื่อบีบให้เลนส์ตานูนมากหรือน้อย และช่วยทำให้นัยน์ตาสามารถ
กลอกไปมาได้

ม่านตา (iris)

เป็นเนื้อเยื่อส่วนที่มีสีของนัยน์ตา (แล้วแต่เชื้อชาติ) ทำหน้าที่ควบคุมปริมาณแสงที่จะผ่านเข้าสู่เลนส์ตา

รูม่านตา (pupil)

ช่องกลางม่านตา เป็นส่วนที่มีสีเข้มกลางนัยน์ตา รับแสงผ่านเข้าสู่เลนส์ตา

เรตินา (retina)

เป็นบริเวณเนื้อเยื่อสีดำชั้นในสุด ประกอบด้วยใยประสาทที่ไวต่อแสงเป็นจำนวนมาก
ประกอบด้วยเซลล์ประสาท 2 ชนิด

เซลล์ประสาทรูปแท่ง (rod cells) จะไวต่อแสงที่มีความเข้มน้อย ไม่สามารถจำแนกสีของ
แสงนั้นได้ ทำให้เกิดความรู้สึกเกี่ยวกับความมืดและความสว่าง ขาวหรือดำ
เซลล์ประสาทรูปกรวย (cone cells) ไวต่อแสงที่มีความเข้มสูงสามารถจำแนกแสงต่อละสี
ได้ ทำให้เกิดความรู้สึกเกี่ยวกับสีเซลล์ประสาทรูปกรวย (cone cells) ไวต่อแสงที่มีความ
เข้มสูงสามารถจำแนกแสงต่อละสีได้ ทำให้เกิดความรู้สึกเกี่ยวกับสี
เซลล์ประสาทเหล่านี้จะรวมกันเป็นประสาทตา (optic nerve) ประสาทตาทำหน้าที่เปลี่ยนสัญญาณแสง
เป็นสัญญาณไฟฟ้าเข้าสู่สมองแล้วสมองจะแปลความหมายเป็นภาพที่มองเห็น

3

ความผิดปกติที่เกิดกับนัยน์ตา

1.สายตาสั้น สายตาสั้นจะมองเห็นสิ่งต่างๆ ที่ระยะใกล้กว่า
25 เซนติเมตร เนื่องจากกระบอกตายาว ภาพจึงตกก่อน
ถึงเรตินา

วิธีการแก้ไข สวมแว่นตาทำด้วยเลนส์เว้า เพื่อถ่วงแสงให้ไปตกถึงเรตินา

2.สายตายาว สายตายาวเกิดจากกระบอกตาสั้น
เกินไป ภาพตกเลยเรตินา จะมองเห็นสิ่งต่างๆ ชัด

ที่ระยะไกล ส่วนระยะใกล้มองเห็นไม่ชัด

วิธีการแก้ไข สวมแว่นตาทำด้วยเลนส์นูน เพื่อช่วยรวมแสงให้ตกใกล้เข้ามา

3.สายตาเอียง สายตาเอียงเกิดจากผิวหน้าของเลนส์ตามีความโค้งไม่
สม่ำเสมอ ทำให้เห็นภาพแนวดิ่งไม่ตรงหรือแนวราบเอียงไปจากปกติ

วิธีการแก้ไข สวมแว่นตาทำด้วยเลนส์นูนกาบกล้วย

4.ตาเหล่ ตาเหล่เกิดจากความผิดปกติของกล้ามเนื้อตา

วิธีการแก้ไข ถ้าเป็นน้อยๆ ฝึกการบริหารกล้ามเนื้อตา ถ้าเป็นมาก
จะต้องผ่าตัด

5.ตาบอดสี ตาบอดสีเกิดจากเซลล์ประสาทบนเรตินาเกี่ยวกับการมองเห็นสี
ผิดปกติ ส่วนใหญ่ผู้ชายจะตาบอดสีเนื่องจากกรรมพันธุ์และตาลอดสีแดง
เป็นส่วนมาก ไม่สามารถแก้ไขได้และจะถ่ายทอดไปสู่ลูกหลานต่อๆ ไป

4

การสะท้อนของแสง การที่เรามองเห็นวัตถุต่างๆ ได้ เพราะมีแสงจากวัตถุนั้นมาเข้าตาเรา ถ้าไม่มีแสง
จากวัตถุมาเข้าตา จะเห็นวัตถุนั้นเป็นสีดำ

รังสีของแสง เป็นเส้นที่แสดงทิศทางการเคลื่อนที่ของแสง เขียนแทนด้วยเส้นตรงมีหัวลูกศร รังสี
แสงแบ่งเป็น 3 แบบ คือ

รังสีขนาน รังสีลู่เข้า รังสีลู่ออก

วัตถุที่สะท้อนแสงได้ดีจะมีลักษณะเป็นผิวเรียบ มัน เช่น กระจกเงาราบ เป็นต้น

การหักเหของแสง
การหักเหเกิดขึ้นเมื่อแสงเดินทางผ่านตัวกลางอย่างน้อย 2 ชนิด ที่มีความหนาแน่นไม่เท่ากัน การ

หักเหจะเกิดขึ้นตรงผิวรอยต่อของตัวกลาง ถ้าแสงเดินทางผ่านตัวกลางชนิดเดียวกันแสงจะเดินทางเป็น
เส้นตรง

การเกิดภาพจากกระจก
กระจกแบ่งออกเป็นกระจกเงาระนาบและกระจกโค้ง กระจกโค้งมี 2 ชนิด

กระจกเว้า กระจกนูน

กระจกเงาระนาบหรือกระจกเงาราบ
กระจกเงาชนิดนี้มีด้านหลังฉาบด้วยเงินหรือปรอทภาพที่เกิดเป็นภาพเสมือน หัวตั้ง อยู่หลังกระจก

มีระยะภาพเท่ากับระยะวัตถุ และขนาดภาพเท่ากับขนาดวัตถุ ภาพที่ได้จะกลับจากขวาเป็นซ้าย เรียกว่า
“ปรัศวภาควิโลม”

ลากเส้นรังสีตกกระทบ 2 เส้น จากวัตถุ AB โดยเส้นหนึ่งลากตั้งฉากกับกระจก (a) เมื่อตกกระทบกระจก แสงจะสะท้อน
กลับแนวเดิม (a¢) ส่วนรังสีอีกเส้นหนึ่งนั้นให้ลากเอียงทำมุมกับกระจกและตกกระทบกระจก (b) แล้วสะท้อนออกมา (b¢)
โดยมุมตกกระทบ (1) เท่ากับมุมสะท้อน (2) รังสีสะท้อนทั้งสองนี้ไปตัดกันที่ใด ตำแหน่งนั้นคือตำแหน่งภาพ (A¢B¢)

5

เลนส์

ตัวกลางโปร่งใสที่มีผิวหน้าเป็นผิวโค้ง ผิวโค้งของเลนส์อาจจะมีรูปร่างเป็นพื้นผิวโค้งทรง
กลม ทรงกระบอก หรือ พาราโบลาก็ได้ เลนส์แบบง่ายสุดเป็นเลนส์บางที่มีผิวโค้งทรงกลม โดยส่วน
หนาสุดของเลนส์จะมีค่าน้อยเมื่อเทียบกับรัศมีความโค้ง

เลนส์แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ
เลนส์นูน (Convex lens)

เลนส์เว้า (Concave lens)

ส่วนสำคัญของเลนส์
1.จุดศูนย์กลางความโค้ง (C) มี 2 จุด อยู่ด้านหน้าและด้านหลังเลนส์
2.แกนมุขสำคัญของเลนส์ คือ เส้นตรงซึ่งเชื่อมระหว่างจุดศูนย์กลางความโค้งทั้งสอง
3.จุดโฟกัส (F) คือ จุดตัดร่วมของรังสีหักเหทุกรังสีที่เกิดจากรังสีตกกระทบหักเหผ่านเลนส์
4.ทางยาวโฟกัส (f) คือ ระยะจากจุดโฟกัส ( F ) ถึงจุดกึ่งกลางเลนส์
5.รัศมีความโค้ง (R) คือ ระยะจากจุดศูนย์กลางความโค้ง C ถึงผิวโค้งของเลนส์ โดย f = R/2

การหักเหของแสงผ่านเลนส์
การหาลักษณะของภาพและตำแหน่งของภาพที่เกิดจากการหักเหของแสงผ่านเลนส์ โดยการวาดรังสี

ซึ่งมีขั้นตอนการเขียนรังสีของแสง ตกกระทบและรังสี หักเหของแสง ดังนี้

แสดงการหักเหของแสงเมื่อผ่านเลนส์นูน แสดงการหักเหของแสงเมื่อผ่านเลนส์เว้า

6

เลนส์นูน
เลนส์นูน คือ เลนส์ที่มีตรงกลางหนากว่าตรงขอบเสมอ เมื่อผ่านลำแสงขนานเข้าหาเลนส์จะทำให้รังสี

ตีบเข้าหากัน และไปตัดกันจริงที่จุดโฟกัสจริง ( Real focus )

เลนส์นูน 2 หน้า เลนส์นูนแกมระนาบ เลนส์นูนแกมเว้า

เลนส์นูนทำหน้าที่รวมแสง หรือลู่แสงให้เข้ามารวมกันที่จุดจุดหนึ่งเรียกว่า จุดรวมแสง หรือ จุดโฟกัส

เลนส์เว้า
เลนส์เว้า คือ เลนส์ที่มีตรงกลางบางกว่าตรงขอบเสมอ เมื่อผ่านลำแสงขนานเข้าหาเลนส์จะทำให้รังสี

ถ่างออกจากกันและ ถ้าต่อแนวรังสี จะพบว่ารังสีจะไปตัดกันที่จุดโฟกัสเสมือน ( Virtual focus )

เลนส์เว้า 2 หน้า เลนส์เว้าแกมระนาบ และเลนส์เว้าแกม
นูน

เลนส์เว้าทำหน้าที่กระจายแสง หรือ ถ่างแสงออก เสมือนกับแสงมาจากจุดโฟกัสเสมือนของเลนส์เว้า

7

ภาพที่เกิดจากเลนส์

1. ภาพที่เกิดจากเลนส์นูน
เลนส์นูนสามารถให้ทั้งภาพจริงและภาพเสมือน และภาพจริงเป็นภาพที่ฉากสามารถรับได้เป็น

ภาพหัวกลับกับวัตถุ ส่วนภาพเสมือนเป็นภาพที่ฉากไม่สามารถรับได้ เป็นภาพหัวตั่งเหมือนวัตถุ
ภาพจริงที่เกิดจากเลนส์นูนมีหลายขนาด ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระยะวัตถุ
และตำแหน่งภาพจริงที่จะเกิดหลังเลนส์
ภาพเสมือนที่เกิดจากเลนส์นูนมีขนาดใหญ่กว่าวัตถุและตำแหน่ง
ภาพเสมือนจะเกิดหน้าเลนส์

การเกิดภาพจริงขนาดเล็กกว่าวัตถุ และ การเกิดภาพเสมือนหัวตั้งขนาดใหญ่กว่าวัตถุ

เกิดภาพเสมือนขนาเล็กกว่าวัตถุ

2.ภาพที่เกิดจากเลนส์เว้า
เลนส์เว้าให้ภาพเสมือนเพียงอย่างเดียว ไม่ว่าระยะวัตถุจะมากหรือน้อยกว่าความยาวโฟกัส และ

ขนาดภาพมีขนาดเล็กกวาวัตถุเท่านั้น

8

การคำนวณหาชนิดและตำแหน่งของภาพที่เกิดจากเลนส์

สูตร 1/f = 1/s + 1/s’
m = I/O = s’/s

s คือ ระยะวัตถุ (จะมีเครื่องหมายเป็น + เมื่อเป็นวัตถุจริง เป็น – เมื่อเป็นวัตถุเสมือน)
s’ คือ ระยะภาพ (ถ้าภาพจริงใช้เครื่องหมาย + และภาพเสมือนใช้เครื่องหมาย –)
f คือ ความยาวโฟกัสของเลนส์ (เครื่องหมาย + สำหรับเลนส์นูน และเครื่องหมาย – สำหรับ
เลนส์เว้า)
m คือ กำลังขยายของเลนส์ (เครื่องหมาย + สำหรับภาพจริง และภาพเสมือนใช้เครื่องหมาย –)
I คือ ขนาดหรือความสูงของภาพ (เครื่องหมาย + สำหรับภาพจริง และภาพเสมือนใช้เครื่องหมาย –)
O คือ ความสูงของวัตถุ (จะมีเครื่องหมาย + เสมอ)

แหล่งที่มา

เอกสารใบความรู้เรื่อง แสงและสมบัติของแสง รายวิชา วิทยาศาสตร์ ว 32101 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่2 โรงเรียน
สุราษฎร์ธานี.. สืบค้นเมื่อ 12 มิถุุนายน 2560. จาก
https://www.st.ac.th/wp-content/uploads/sites/29/2013/.../Light.doc
มองในกระจกแล้วเขียนตัวหนังสือ .สืบค้นเมื่อ 12 มิถุุนายน 2560. จาก
http://toyphys.blogspot.com/2016/04/blog-post_30.html
การหักเหของแสงผ่านเลนส์ . สืบค้นเมื่อ 12 มิถุุนายน 2560. จาก
http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/62/light1/ligh_14.htm
ข้อบกพร่องในการมองเห็นและวิธีแก้ . สืบค้นเมื่อ 12 มิถุุนายน 2560. จาก
http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/62/light1/ligh_18.htm
สายตาสั้น (Myopia). สืบค้นเมื่อ 12 มิถุุนายน 2560. จาก
http://www.digitalschool.club/digitalschool/physics2_2_2/physics4/lesson3/p11-
8.php