แสง

สรุ ปบทเรียน
เรื่อง “แสง’’

จัดทำ
โดย

นางสาววิภาวี อัครมเหสักข์
ชั้นม.5/9 เลขที่38

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับแสง

แสง คือพลังงานรูปหนึ่งที่ไม่มีตัวตน แต่สามารถทำงานได้ แสงช่วยให้เรามองเห็นสิ่งต่าง ๆ แสง
เปลี่ยนมาจากพลังงานรูปหนึ่งแล้วยังเปลี่ยนไปเป็นพลังงานรูปอื่นได้

แสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งมีช่วงความยาวคลื่นอยู่ระหว่าง 380-760 mm
อัตราเร็วแสงสูงสุดในสุญญากาศเท่ากับ 3×10ยกกำลัง8 m/s
แสงเดินทางเป็นเส้นตรงสำหรับตัวกลางหนึ่งๆ
แสงช่วยในการมองเห็นวัตถุและเกิดภาพ
แสงทำให้เกิดปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ
แสงจากดวงอาทิตย์เป็นแสงขาว ซึ่งประกอบด้วยแสง 7 สี ผสมอยู่ด้วยกัน โดยจะเห็นเป็น
แถบของแสงสีทั้งหมดเรียงติดกัน เราเรียกว่า “สเปกตรัม(spectrum)”

•การเคลื่อนที่ของแสง
การเกิดเงาของวัตถุ
เมื่อแสงจากแหล่งกำเนิดไปกระทบวัตถุทึบแสง จะเกิดเงาขึ้นทางด้านหลังของวัตถุทึบแสงนั้น โดยเงาที่
เกิดขึ้นจะขึ้นอยู่กับขนาดของแหล่งกำเนิดแสงและขนาดของวัตถุ

1.กรณีแหล่งกำเนิดแสงมีขนาดเล็ก(ถือว่าเป็นจุด)จะเกิดเงามืดเพียงอย่างเดียวดังรูปที่ 1

2 กรณีแหล่งกำเนิดแสงมีขนาดใหญ่ จะเกิดเงามัวล้อมรอบเงามืด ดังรูปที่ 2

คุณสมบัติของแสง

•การเดินทางเป็นเส้นตรง (Rectilinear propagation)

การเดินทางแสงเป็นเส้นตรง ในตัวกลางที่มีค่าดัชนีการหักเห (refractive index ; n)
ของแสงเท่ากัน แสงจะเดินทางเป็นเส้นตรงโดยค่าดัชนีการหักเหของแสง หรือ ค่า n
สามารถหาได้จาก
n คือ ดัชนีหักเหของแสงในตัวกลางนั้น ๆ
c คือ ความเร็วแสงในสุญญากาศ
v คือ ความเร็วแสงในตัวกลางนั้น ๆ

•การหักเห (Refraction)

เกิดจากการที่แสงเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่มีความหนาแน่นต่างกัน เป็นผลทำให้ทิศทางของแสง
เปลี่ยนแปลงไปด้วย ซึ่งในขณะที่แสงเกิดการหักเหก็จะเกิดการสะท้อนของแสงขึ้นพร้อมๆ กันด้วยใน
การหักเหความถี่ของแสงก่อนและหลังการหักเหเท่าเดิมเสมอ แต่แสงจะมีความเร็วลดลงเมื่อ
เคลื่อนที่เข้าไปในตัวกลาง ดังนั้นเราจึงเราจึงทราบได้ว่า ความยาวคลื่นจะต้องเปลี่ยนไปเป็นสัดส่วน
กับความเร็ว ส่วนทิศทางการเคลื่อนที่ของแสงนั้นส่วนมากแล้วจะเปลี่ยนเมื่อเทียบกับทิศทางเดิม
ยกเว้นกรณีเดียวคือ กรณีที่มุมตกกระทบเป็นศูนย์ (คือแสงส่องไปเลยตรงๆ)

กฎการหักเห สมการที่ใช้ในการอธิบายเรื่องการหักเห
ของแสงคือกฎของสเนลล์ ดังนี้
1. รังสีตกกระทบ เส้นแนวฉาก และ
รังสีหักเห อยู่ในระนาบเดียวกัน n1 คือดัชนีหักเหของตัวกลาง 1
2.สำหรับตัวกลางคู่หนึ่งๆ อัตราส่วน n2 คือดัชนีหักเหของตัวกลาง 2
ระหว่างค่า sin ของมุมตกกระทบ ใน Ɵ1 คือมุมตกกระทบ
ตัวกลางหนึ่งกับค่า sin ของมุมหักเห Ɵ2 คือมุมหักเห
ในอีกตัวกลางหนึ่งมีค่าคงที่เสมอ
จากกฎข้อ 2 สเนลล์นำมาตั้งเป็นกฎ
ของสเนลล์ได้ดังนี้

การหักเหของแสงเกิดขึ้นได้ 2 แบบ

1.การหักเหเข้าหาเส้นแนวฉาก เกิดขึ้นเมื่อ
2. การหักเหออกจากเส้นแนวฉาก เกิดขึ้นเมื่อ
– แสงเดินทางจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อย – แสงเดินทางจากตัวกลางที่มีความหนาแน่น
ไปสู่ตัวกลางที่มีความหนาแน่นมาก มากไปสู่ตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อย
– แสงเดินทางจากตัวกลางที่มีดัชนีหักเหน้อยไปสู่ – แสงเดินทางจากตัวกลางที่มีดัชนีหักเหมาก
ตัวกลางที่มีดัชนีหักเหมาก ไปสู่ตัวกลางที่มีดัชนีหักเหน้อย
– แสงเดินทางจากตัวกลางที่มีความเร็วมากไปสู่ – แสงเดินทางจากตัวกลางที่มีความเร็วน้อยไป
ตัวกลางที่มีความเร็วน้อย สู่ตัวกลางที่มีความเร็วมาก

คุณสมบัติของแสง(ต่อ)

เลนส์ คือ ตัวกลางโปร่งแสงที่สามารถรวมแสงหรือ
กระจายแสงโดยอาศัยการหักเหของแสงที่เดินทางผ่าน

เลนส์ 1.เลนส์นูน มีลักษณะขอบบาง กลาง
หนา และมีคุณสมบัติรวมแสง
2.เลนส์เว้า มีลักษณะขอบหนา กลาง
บาง และมีคุณสมบัติกระจายแสง

เลนส์นูน 1.เขียนเลนกสกา์ าแรรกเขเนีขียมยุขนนสทำทคาาัญงงเเดจดุิดินนโฟขขอกัองสงแแสแลสงะบจงุดนผก่ึเ่าลงกนนลเสลา์งนขอส์งเลนส์
เลนส์เว้า
2.กำหนดตำแหน่งวัตถุ ใช้รังสี 2 เส้นจากวัตถุ เส้นแรกคือรังสี
ที่ขนานแกนมุขสำคัญ แล้วหักเหผ่านจุดโฟกัสของเลนส์ และ
เส้นที่ 2 คือ รังสีจากวัตถุผ่านจุดกึ่งกลางของเลนส์โดยไม่หักเห
จุดที่รังสีทั้ง 2 ตัดกัน คือ ตำแหน่งภาพ

กฎการ
สะท้อน

•การสะท้อน (Reflection) 1. เส้นปกติ รังสีตกกระทรบ และรังสี

เกิดจากการที่แสงเคลื่อนที่ไปกระทบวัตถุทึบแสง จึงเกิดการ สะท้อนอยู่ในระนาบเดียวกัน

เปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่ การสะท้อนนั้นขึ้นอยู่กับลักษณะผิววัตถุ 2. มุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อน
เมื่อแสงเดินทางไปเจอขอบเขตระหว่างตัวกลางสองตัวกลาง แสงบาง


ส่วนสะท้อนกลับ และบางส่วนก็จะเคลื่อนที่ต่อไปในตัวกลางถัดไป

การสะท้อนของแสงบน
กระจกเงาโค้งกลม

กระจกเงาโค้งทรงกลมเป็นส่วน
หนึ่งของผิวโค้งทรงกลม มี 2 ชนิด
กระจกเว้า คือ กระจกที่มีผิวโค้ง
เว้าเป็นผิวสะท้อนแสง
กระจกนูน คือ กระจกที่มีผิวโค้ง
นูนเป็นผิวสะท้อนแสง

คุณสมบัติของแสง(ต่อ)

การเขียนทางเดินของแสงบนกระจก กระจกนูน
1.จากจุดปลายของวัตถุ ลากเส้นตรงขนานกับแกนมุขสำคัญไป กระจกเว้า
ตกกระทบผิวกระจกแล้วสะท้อนผ่านจุดโฟกัสของกระจกเว้า แต่
ถ้าเป็นกระจกนูน แนวรังสีสะท้อนจะเสมือนผ่านจุดโฟกัส
2.จากปลายของวัตถุจุดเดียวกับข้อ 1 ลากเส้นตรงผ่าน
จุดศูนย์กลางความโค้งของกระจกแล้วสะท้อนกลับทางเดิม
3.ตำแหน่งที่รังสีสะท้อนไปตัดกันจะเป็นตำแหน่งของภาพจริง
ส่วนตำแหน่งที่รัวสีสะท้อนที่เสมือนไปตัดกันจะเป็นตำแหน่งของ
ภาพเสมือน

’’จากรูปเมื่อฉากแสงขาวผ่านปริซึมและทำให้
แสงขาวนั้นกระจายออกเป็นสีต่างมุมในรูป
เรียกว่ามุมเบี่ยงเบนสังเกตได้ว่ามุมของแสงสี

แดงจะมีค่าน้อยที่สุด และมุมเบี่ยงเบนของสี

•การกระจาย (Dispersion) ม่วงมีค่ามากที่สุด’’

แสงที่เราเห็นในธรรมชาติทุกๆวันเป็นแสงอาทิตย์และแสงจากหลอดไฟ เป็นแสงขาว (white light) โดย

แสงขาวที่ประกอบด้วยแสงสีต่างๆได้แก่ ม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสด แดง เมื่อผ่านแสงเข้าไปใน

ตัวกลาง ที่ยอมให้แสงผ่านได้ เช่น แก้ว หรือน้ำ จะเกิดการหักเหของแสงขึ้น ทั้งนี้ สารชนิดเดียวกันจะมี

ดรรชนีหักเหของแสงขึ้นอยู่ กับแสงสีต่างๆไม่เท่ากันดังนั้นเมื่อแสงผ่านเข้าไปในอุปกรณ์เช่น

ปริซึม(Prism) ซึ่งก็จะเห็นแสงกระจายออกเป็นสีต่างๆ และเรียก แสงที่การกระจายออกมาจากแสงขาว

ว่าสเปกตรัมของแสงขาว

•การสะท้อนกลับหมด จากนั้นถ้าแสงตกกระทบด้วยมุมที่มากกว่ามุม
วิกฤตแล้ว จะเกิด“การสะท้อนกลับหมด”นั่นคือ
การสะท้อนกลับหมดเป็นกรณีพิเศษหนึ่งที่แสง แสงทั้งหมดเกิดการสะท้อนกลับหมด และไม่
เดินทางจากตัวกลางหมายเลข 1 ที่มีดัชนีหักเห
มากไปตัวกลาง 2 ที่มีดัชนีหักเหน้อย แสงจะ เกิดการหักเห
แบนออกจากเส้นปกติ แต้ถ้ามันเบนออกไปมาก
จนเกิดกรณีว่ามุมหักเหเป็นมุมฉาก เราจะเรียก
มุมตกกระทบที่ทำให้มุมหักเหเป็นมุมฉาก ว่ามุม
วิกฤต (Ɵc)

ปรากฏการณ์ทางแสง

รุ้งกินน้ำ (Rainbow) เป็นปรากฏการณ์ตามธรรมชาติที่เกี่ยวข้องกับการหักเหและสะท้อนกลับ

หมดของแสงผ่านละอองน้ำในชั้นบรรยากาศ ซึ่งส่วนใหญ่จะเกิดหลังฝนตก

และเกิดฝั่งด้านตรงข้ามกับดวงอาทิตย์เสมอ ซึ่งลักษณะการหักเหและ

สะท้อนกลับหมดในละอองน้ำในชั้นบรรยากาศเกิดได้ 2 แบบนี้ ดังรูป ซึ่ง

ทำให้เกิดรุ้งปฐมภูมิและรุ้งทุติยภูมิ และแต่ละคนจะมองเห็นสีรุ้งได้ต่างกัน

ขึ้นอยู่กับตำแหน่งการยืน

•รุ้งปฐมภูมิ เป็นรุ้งตัวล่าง เกิดจากแสงขาวส่องทางด้านบนของละอองน้ำ เกิดการหักเห สะท้อนกลับและ

หักเหออกสู่อากาศเข้าสู่นัยน์ตาของผู้สังเกต รุ้งปฐมภูมินี้จะเห็นสีม่วงอยู่ด้านบน สีแดงอยู่ด้านล่าง

•รุ้งทุติยภูมิภูมิ เป็นรุ้งตัวบน เกิดจากแสงขาวส่องทางด้านล่างของละอองน้ำ เกิดการหักเหสะท้อนกลับหมด 2 ครั้ง

แล้วหักเหออกสู่อากาศเข้าสู่นัยน์ตาของผู้สังเกต รุ้งทุติยภูมินี้จะเห็นสีแดงอยู่ข้างบน สีม่วงอยู่ข้างล่าง

ภาพลวงตาหรือมิราจ (Mirage)

มิราจเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดจากแสงจากท้องฟ้าหักเหและสะท้อนกลับ
หมดจากชั้นของอากาศร้อนบนพื้นดินที่เป็นเช่นนี้เพราะในขณะที่แสงแดด
ร้อนจัดอากาศที่ใกล้ผิวถนนจะมีอุณหภูมิสูงกว่า
-อากาศที่อยู่สูงจากผิวถนนขึ้นไปอากาศที่อยู่ใกล้ผิวถนนจึงมีความหนา
แน่นน้อยกว่า
-อากาศที่อยู่สูงจากผิวถนนขึ้นไปความหนาแน่นของอากาศที่แตกต่างกัน
จึงเปรียบเสมือนตัวกลางที่แตกต่างกันดังนั้นเมื่อแสงจากท้องฟ้าเดินทาง
ผ่านความหนาแน่นของอากาศที่แตกต่างกัน แสงจึงเกิดการหักเหได้และ
เมื่อมุมตกกระทบโตกว่ามุมวิกฤตจึงเกิดการสะท้อนกลับหมด

สีและการผสมแสงสี

ชนิดวัตถุตามปริมาณแสงและลักษณะที่ยอมให้แสงผ่านได้เป็น 3 แบบ คือ
1.วัตถุโปร่งใส (Transparent Object) หมายถึง วัตถุที่ยอมให้แสงผ่านไปได้เกือบหมด เช่น กระจกใส น้ำ เป็นต้น
2.วัตถุโปร่งแสง (Translucent Object) หมายถึง วัตถุที่ยอมให้แสงผ่านไปได้อย่างไม่เป็นระเบียบโดยเราไม่สามารถมอง
ผ่านวัตถุไปเห็นต้นกำเนิดแสงได้ชัดเจน เช่น กระจกฝ้า น้ำขุ่น เป็นต้น
3.วัตถุทึบแสง (Opaque Object) หมายถึง วัตถุที่แสงผ่านไปไม่ได้เลย เช่น แผ่นโลหะ กระจกเงา แผ่นไม้ เป็นต้น

แสงสีปฐมภูมิ ประกอบด้วย แสงสีแดง แสงสีเขียว และแสงสีน้ำเงิน การทดลองผสมแสง
สีกระทำได้โดยการฉายแสงสีปฐมภูมิไปบนฉากสีขาว
เมื่อนำแสงสีปฐมภูมิผสมกันทีละคู่ เราเรียกว่าเป็นการผสมสีแบบบวก (addition of
colored light) จะได้แสงสีทุติยภูมิออกมาคือแสงสีเหลือง แดงม่วงและน้ำเงินเขียว
สีเติมเต็มของแสงสี คือแสงสีสองแสงสีที่ผสมกันแล้วเห็นเป็นแสงขาว เช่น แสงสีเหลือง
เป็นสีเติมเต็มของแสงสีน้ำเงิน แสงสีน้ำเงินเป็นสีเติมเต็มของแสงสีเหลือง แสงสีแดงม่วง
เป็นสีเติมเต็มของแสงสีเขียว เป็นต้น