1.02k likes | 1.17k Views
แสงและการมองเห็น. Your Text Here. แสง( optics ). การผสมแสงสี ความสว่าง ภาพ( image ) ทัศนูปกรณ์. การสะท้อน (Reflection) การหักเห( Refraction) การเลี้ยวเบน( Diffraction) การแทรกสอด(Interference) โพลาไรเซชัน(Polarization) การกระจายของแสง(Dispersion) การกระเจิงของแสง(Scattering)
E N D
แสงและการมองเห็น Your Text Here
แสง(optics) • การผสมแสงสี • ความสว่าง • ภาพ(image) • ทัศนูปกรณ์ • การสะท้อน(Reflection) • การหักเห(Refraction) • การเลี้ยวเบน(Diffraction) • การแทรกสอด(Interference) • โพลาไรเซชัน(Polarization) • การกระจายของแสง(Dispersion) • การกระเจิงของแสง(Scattering) • รุ้งกินน้ำ(Rainbows)
แสงเชิงเรขาคณิต(geometrical optics) • การสะท้อน(Reflection) • การหักเห(Refraction)
แสงเชิงกายภาพ(physical optics) • การเลี้ยวเบน(Diffraction) • การแทรกสอด(Interference) • โพลาไรเซชัน(Polarization)
Isaac Newton • แสงเป็นอนุภาคที่ส่งติดต่อกันออกมา เมื่ออนุภาคเหล่านั้นเข้าสู่นัยน์ตา
Galileo เป็นคนแรกที่พยายามวัดอัตราเร็วของแสง แต่ไม่สามารถวัดได้ แต่สรุปได้ว่า แสงมีอัตราเร็วมาก
Ole Roemer • สังเกตคาบการโคจรของดวงจันทร์ Io รอบดาวพฤหัสและสรุปว่าอัตราเร็วของแสงเท่ากับ 2.3 x 108 m/s
Fizeau • ประสบความสำเร็จในการวัดอัตราเร็วของแสงได้เท่ากับ 3.1 x 108 m/s
James Clerk Maxwell ทำนายการมีอยู่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และแสดงให้เห็นว่าแสงเป็นส่วนหนึ่งของสเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
Heinrich Rudolf Hertz • ค้นพบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
Max Planck • เสนอทฤษฎีควอนตัม อธิบายการแผ่รังสีของวัตถุดำ ด้วยสมการ E = nhf
Albert Einstein • ใช้แนวความคิดแสงเป็นกลุ่มก้อนพลังงานเรียกว่า โฟตอน(Photon) นำไปอธิบายปรากฏการณ์โฟโตอิเลคตริกได้ผลถูกต้องตามการทดลอง โดยใช้แนวความคิดเกี่ยวกับการแผ่รังสีเป็นควอนตัมที่ Planckใช้อธิบายการแผ่รังสีของวัตถุดำ แสงเป็นอนุภาคจึงกลับมาเริ่มเป็นที่ยอมรับ
Arthur H Compton • ค้นพบปรากฏการณ์คอมป์ตัน(compton effect)โดยทดลองฉายรังสีเอกซ์ความยาวคลื่นเดียวไปยังแท่งกราไฟต์แล้ววัดความยาวคลื่นของรังสีเอกซ์ที่กระเจิงออกมา พบว่าความยาวคลื่นของรังสีเอกซ์เปลี่ยนแปลง
Louis de broglie • คลื่นนิ่งของอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่รอบนิวเคลียส • แสงมีลักษณะเป็นสมบัติคู่ คือแสงอาจทำตัวเป็นคลื่นหรืออนุภาคอย่างใดอย่างหนึ่งได้
การแทรกสอด d sin = n
การแทรกสอด • d sin = m Imax เมื่อ = 0 , 2 , 4 ……….
ตัวอย่างในการทดลองของยัง ช่องแคบทั้งสอง ห่างกัน 0.8 มิลลิเมตร ส่องด้วยแสง ความยาวคลื่น 590 นาโนเมตร สังเกตเห็นริ้วการแทรกสอดบนจอซึ่งอยู่ ห่าง 0.5 เมตรจากช่องแคบ จงหาระยะ ระหว่างแถบมืดหรือแถบสว่างที่อยู่ ติดกัน
a sin หรือ a y / D = m • a = ความกว้างของสลิตเดี่ยว • y = ระยะที่แถบมืดห่างจากกึ่งกลางของแถบสว่าง กลาง(A0) • D = ระยะห่างระหว่างสลิตเดี่ยวถึงฉาก • m = ลำดับที่ของแถบมืด = 1,2,3......
ตัวอย่าง แสง ความยาวคลื่น 590 นาโนเมตรเคลื่อนที่ผ่านช่องแคบเดี่ยวที่มีความกว้าง 0.5 มิลลิเมตร แล้วเกิดการเลี้ยวเบนไปปรากฎบนฉากซึ่งห่างจากช่องแคบ 1.0 เมตร จงหาว่าขอบแถบมืดทั้งสองข้างของแถบสว่างกลาง จะอยู่ห่างกันประมาณเท่าไร
เกรตติง(grating) ประกอบด้วยช่องแคบหลายพันเส้นต่อความกว้าง 1 เซนติเมตร ทำโดยขีดเส้นขนานจำนวนมากลงบนแผ่นวัตถุใส เส้นที่ขีดจะเป็นส่วนทึบอยู่ระหว่างช่องแคบทั้งสองข้าง
การแทรกสอดและการเลี้ยวเบนนั้นยังใช้วัดความยาวคลื่นได้ไม่แม่นยำนัก แถบสว่างที่ได้ไม่คมชัดและแคบพอที่จะบอกตำแหน่งของแถบได้แน่นอน ถ้าต้องการให้แถบคมชัดและแคบเพียงพอจะต้องใช้อุปกรณ์ เกรตติงเลี้ยวเบน
Helium spectrum Hydrogen Spectrum
Mercury spectrum Argon spectrum
@ Continuous spectrum แตกต่างจาก Emission line spectrum อย่างไร
แสงทีส่องผ่านgrating ให้ผลที่เหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไรกับแสงที่ส่องผ่านสลิตเดี่ยวและสลิตคู่?
ถ้าแสงที่ผ่านเกรตติงไปเสริมกัน จะได้ d sin = m d = ระยะห่างของช่อง = 1/จำนวนช่อง = N คือ จำนวนช่องต่อเมตร
ตัวอย่างจงหามุมที่รองรับสเปกตรัมที่ตามองเห็น ลำดับที่หนึ่งและลำดับที่สองที่เกิดจากเกรตติงจำนวนเส้น 20,000เส้นต่อความกว้าง 4 cm สเปกตรัมที่ตามองเห็นมีความยาวคลื่น 400 – 700 nm
โพลาไรเซชัน(polarization) ปรากฏการณ์ที่แสงถูกทำให้เหลือระนาบการสั่นเพียงระนาบเดียวเมื่อ ส่องผ่านวัสดุบางอย่างเช่นแผ่นโพลารอยด์ ,ผ่านผลึกแคลไซต์ หรือการสะท้อนจากวัตถุ
I0 I0
เมื่อแสงผ่านแผ่นโพลารอยด์ 2 แผ่นขึ้นไป ปริมาณแสง(ความเข้มแสง)เป็นปฏิภาคกับกำลังสองของcosine ของมุมระหว่างแกนแผ่นทั้งสอง
กฎมาลุส(Malus’ law) I0 = ความเข้มแสงที่ไม่โพลาไรซ์(unpolarize) Imax = ความเข้มแสงที่ผ่านแผ่น polarizer I1 = ความเข้มแสงที่ผ่านแผ่น analyzer = มุมระหว่างแกนแผ่น analyzer และpolarizer
ตัวทำแสงโพลาไรซ์จะต้องทำมุมเท่าไรกับตัววิเคราะห์ จึงจะลดความเข้มแสงเหลือ ก. 0.5 ของแสงไม่โพลาไรซ์ ข. 0.25 ของแสงไม่โพลาไรซ์
การสะท้อน การหักเห 2 แนว