การกระเจิงของแสง

ใครสามารถให้คำตอบได้บ้างว่า ทำไมเราถึงเห็นท้องฟ้าในตอนเช้าเป็นสีฟ้า แล้วเห็นท้องฟ้าในตอนเย็นเป็นสีแดง มันเกียวกับแสงตรงไหน



ความคิดเห็นที่ 1

GFK
13 ส.ค. 2548 07:36
  1. กระทู้นี้เลยท่าน http://www.vcharkarn.com/snippets/vcafe/show_message.php?Cid=102&Pid=10373&ooc=3

ความคิดเห็นที่ 2

19 พ.ย. 2548 16:32
  1. สีของท้องฟ้า สีของท้องฟ้าเปลี่ยนแปลงไปตามเวลา ตอนกลางวันท้องฟ้าเป็นสีฟ้า ส่วนตอนเช้าและตอนเย็นท้องฟ้าเป็นสีส้มแดง ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเพราะ “การกระเจิงของแสง” (Scattering of light) คลื่นแสงแต่ละสีมีขนาดความยาวคลื่นไม่เท่ากัน เมื่อตกกระทบโมเลกุลของอากาศ ก็จะเกิดการกระเจิงของแสงที่แตกต่างกันออกไป คล้ายกับการที่คลื่นของน้ำเมื่อกระแทกกับเขื่อน ถ้าขนาดของคลื่นเล็กกว่าเขื่อน (<d) คลื่นก็จะกระเจิงหรือสะท้อนกลับ แต่ถ้าขนาดของคลื่นใหญ่กว่าเขื่อน (>d) คลื่นก็จะเคลื่อนที่ข้ามเขื่อนไปได้ ภาพที่ 1 การกระเจิงของแสง ปัจจัยของการกระเจิงของแสง ขนาดความยาวคลื่น: แสงสีน้ำเงินมีคลื่นสั้น แสงสีแดงมีคลื่นยาว แสงคลื่นสั้นเกิดการกระเจิงได้ดีกว่าแสงคลื่นยาว ขนาดของอุปสรรค: โมเลกุลของก๊าซในบรรยากาศมีขนาดเล็ก ส่วนโมเลกุลของไอน้ำ และฝุ่นที่แขวนลอยในบรรยากาศมีขนาดใหญ่ มุมที่แสงตกกระทบกับบรรยากาศ: แสงอาทิตย์เวลาเที่ยงทำมุมชันกับพื้นโลก แสงเดินทางผ่านมวลอากาศเป็นระยะทางสั้น ทำให้แสงเดินทางผ่านอุปสรรคไม่มากนัก ส่วนในตอนเช้าและตอนเย็นแสงอาทิตย์ทำมุมลาดกับพื้นโลก แสงเดินทางผ่านมวลอากาศเป็นระยะทางยาว ทำให้อุปสรรคตามทางเดินของแสงมีมาก ปริมาณสารแขวนลอยในอากาศ: ในช่วงเวลาบ่ายและเย็น อากาศและพื้นผิวโลกมีอุณหภูมิสูง มีฝุ่นละอองลอยอยู่ในอากาศมาก เป็นอุปสรรคขวางกั้นทางเดินของแสง ภาพที่ 2 การเคลื่อนที่ข้ามโมเลกุลอากาศของคลื่น ท้องฟ้าเวลากลางวัน แสงอาทิตย์ทำมุมชันกับพื้นโลก แสงเดินทางผ่านบรรยากาศเป็นระยะทางสั้น อุปสรรคที่กีดขวางมีน้อย แสงสีม่วง คราม และน้ำเงิน มีความยาวคลื่นเล็กกว่าโมเลกุลของอากาศจึงกระเจิงไปบนท้องฟ้าในหลายทิศทาง ทำให้เรามองเห็นท้องฟ้าเป็นสีฟ้า ในบริเวณที่มีมลภาวะทางอากาศน้อย เช่น ตามเกาะในทะเล เราจะเห็นท้องฟ้าเป็นสีน้ำเงิน ส่วนในบริเวณที่มีมลภาวะ มีสารแขวนลอยในอากาศมาก แสงสีเขียวและสีเหลืองจะเกิดการกระเจิงด้วย เราจึงมองเห็นท้องฟ้าเป็นสีฟ้าอ่อน ภาพที่ 3 ท้องฟ้าเวลากลางวัน หมายเหตุ: แม้ว่ารังสีจากดวงอาทิตย์มีความยาวคลื่นที่ให้พลังงานสูงสุด (lmax) อยู่ในย่านสีเหลือง แต่เราจะมองเห็นดวงอาทิตย์เป็นสีขาวในเวลากลางวัน เนื่องจากความเข้มของแสงอาทิตย์มีมาก ท้องฟ้าเวลาเช้า และเวลาเย็น แสงอาทิตย์ทำมุมลาดกับพื้นโลก แสงเดินทางผ่านมวลอากาศเป็นระยะทางยาว อุปสรรคที่ขวางกั้นมีมาก แสงสีม่วง คราม และน้ำเงิน ไม่สามารถเดินทางผ่านอุปสรรคไปได้ จึงกระเจิงอยู่รอบนอก ส่วนแสงสีเหลือง ส้ม และแดง กระเจิงในแนวราบตามแนวลำแสง ทำให้เรามองเห็นดวงอาทิตย์และท้องฟ้าในบริเวณใกล้เคียงเป็นสีแดง หมายเหตุ: ท้องฟ้าเวลาเย็นมีสีแดงมากกว่าตอนรุ่งเช้า เนื่องจากอุณหภูมิสูงในตอนบ่าย ทำให้มีฝุ่นละอองในอากาศมากกว่าตอนเช้า ประกอบกับฝุ่นละอองในอากาศถูกชะล้างด้วยน้ำค้างในตอนเช้ามืด ดังนั้นตอนเย็นจึงมีการกระเจิงของแสงสีแดงมากกว่าตอนเช้า ภาพที่ 4 ท้องฟ้ารุ่งเช้าและยามเย็น

ความคิดเห็นที่ 3

ครู...ชิต
19 พ.ย. 2548 17:51
  1. แนะนำอีกลิงค์ครับ http://www.lesa.in.th/energy/em_wave/scattering/scattering.htm

ความคิดเห็นที่ 4

เด็กเกรต3
19 พ.ย. 2548 22:57
  1. เมื่อแสงตกกระทบพื้นผิว แล้วสะท้อนกลับออก เราเรียกว่าเกิด การสะท้อนของแสง (reflection) แสงส่วนที่สะท้อนออก หากไม่ได้เป็นลำเดียวอย่างตอนเข้ามา แต่กระจัดกระจายออกเป็นหลายๆลำแสง ก็ไม่เรียกว่าการสะท้อน ก็เรียกว่า เป็น การกระเจิงแสง Scattering การกระเจิงแสงนี้ แยกได้สองแบบตามลักษณะการกระจายพลังงานคือ ๑ การกระเจิง ที่พลังงานรวมก่อนและหลังต่างกัน คือแสงสูญพลังงานไปส่วนหนึ่ง เรียกว่าเป็นการสะท้อนแบบ Inelastic Scattering พลังงานที่สูญไป ทำให้แสงสะท้อนออกมาคนละความถี่กับตอนที่เข้าไป อาจทำให้กลายเป็นคนละคลื่นไปเลย หรืออย่างน้อยๆก็กลายเป็นคนละสีไป ๒ การกระเจิงแบบเด้งดี๋ง Elastic Scattering ที่พลังงานก่อนเข้า เท่ากันกับพลังงานรวมที่กระเจิงออกมา การกระเจิงแบบนี้ ที่กำหนดด้วยลักษณะทางกายภาพ คือขนาดของวัตถุ กำหนดการกระเจิงให้แตกต่างกัน หยดน้ำเล็กๆที่ประกอบกันเป็นเมฆ มีขนาดประมาณไม่เกิน 1 uM(micrometer = 1 mm) แต่ในบรรยากาศ มีส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดคือ โมเลกุลของอากาศหรือก๊าซต่างๆ ที่มีขนาดเล็กลงไปอีกมากๆๆๆๆ การกระเจิง ก็ต่างกันไป เพราะแสงมีความยาวคลื่นต่างกัน ก็กระเจิงออกจากพื้นผิวเดียวกันต่างกัน สำหรับโมเลกุลของก๊าซที่มีขนาดเล็กมากๆ พอๆกับความยาวคลื่นใดคลื่นหนึ่ง ก็มักจะสะท้อนกลับคลื่นนั้นๆได้ดีกว่าคลื่นตัวอื่นที่ยาวสั้นต่างกันออกไป การกระเจิงแบบ Inelastic ที่สำคัญมีสองอย่างคือ Mie Scattering และ Rayleigh Scattering ตอนนี้จะขอพูดถึงแบบ Rayleigh ก่อนนะคะ การกระเจิงแบบ เรลี่ คือ การกระเจิงแบบเลือกที่รักมักที่ชัง โมเลกุลของก๊าซในบรรยากาศของเรา จะกระเจิงแสงสีฟ้าได้ดีกว่า โดยเฉพาะก็คือ โมเลกุลของก๊าซอ๊อกซิเจน และไนโตรเจน จะกระเจิงแสงสีฟ้าได้ดีกว่าสีแดงที่มีความยาวคลื่นมากกว่าสีฟ้า แต่ความจริงแล้ว แสงสีม่วงก็ยิ่งกระเจิงได้ดีกว่าแสงสีฟ้าตั้ง ๑๖ เท่าแน่ะค่ะ แต่ในเรติน่าของคนเรา มีประสาทรับแสงที่ไวต่อแสงสีฟ้ามากกว่าสีม่วงค่ะ เลยมองไม่ค่อยเห็นส่วนที่เป็นสีม่วง แต่จะเห็นสีฟ้ามากกว่า รูปแสดงการกระเจิงแบบ Rayleigh ค่ะ พวงร้อย วันที่ 18 ต.ค. 2544 02:50:24 ความเห็นเพิ่มเติมที่ 2 เพราะว่าโมเลกุลของอากาศมันเลือกกระเจิงแสงสีฟ้าออกไปมากกว่าสีอื่น เราจึงเห็นท้องฟ้าเป็นสีฟ้าค่ะ เมื่อลำแสงจากดวงอาทิตย์ ผ่านบรรยากาศเข้ามาตรงหัว หรือเกือบตรงหัว แสงที่เดิมทีเป็นสีขาวก็แยกตัวออกด้วยการกระเจิงกลายเป็นมีสีฟ้ามากกว่าเพื่อน แต่ตอนเย็นหรือตอนเช้า แดดเข้ามาเฉียงๆ เป็นมุมทแยงกับพื้นโลก ก็ต้องผ่านบรรยากาศหนาขึ้นมาก จนแสงสีฟ้ากระเจิงออก ส่วนหนึ่งจะหายไปในอวกาศ ทำให้แสงที่เหลือ ซึ่งเป็นพวกสีส้มสีแดง มีอิทธิพลมากขึ้นมาเรื่อยๆค่ะ เมื่อเข้าเวลาเย็นลงท้องฟ้าก็จะเริ่มเปลี่ยนสีไปทางสีส้มมากขึ้น พวงร้อย วันที่ 18 ต.ค. 2544 02:54:08 ความเห็นเพิ่มเติมที่ 3 รูปนี้จะเห็นได้ถนัดว่า มุมที่ต่างกันของแดดที่เข้าตาเรา จะทำให้เรามองเห็นสีต่างกันไปค่ะ ด้านซ้ายจะเห็นว่า ชั้นของบรรยากาศเมื่อแสงเข้ามาตรงๆ จะบางกว่าเมื่อเข้ามาในมุมทแยงมากกว่ามากเลยค่ะ ในรูปขวา เมื่อแสงทแยงมากๆเข้าจนกลายเป็นมุมราบ สีฟ้าที่กระเจิงออกไปก็หายไปในอวกาศเลยค่ะ อันนี้คงอธิบายได้ว่า ทำไมฟ้าจึงเป็นสีแดงเมื่อพระอาทิตย์ใกล้ตกเท่านั้น เพราะต้องรอให้แสงอาทิตย์เกือบจะเป็นมุมราบแล้วเท่านั้น ถึงจะกำจัดแสงสีฟ้า ด้วยการที่มันกระเจิงออกไปในอวกาศ ได้มากพอจนแสงสีแดงเด่นชัดขึ้นมา พวงร้อย วันที่ 18 ต.ค. 2544 02:57:09 ความเห็นเพิ่มเติมที่ 4 กำลังพยายามแก้ให้ครับ แต่ยังแก้ไม่ได้ แหะๆๆๆ ผมว่าถ้าน้องยากจะทดลองเรื่องนี้ก็ทำได้ไม่ยากครับ หาตู้ปลาซักตู้หนึ่ง เอาที่ใหญ่พอสมควร จะให้คุณครูช่วยหามาก็ได้ ใส่น้ำลงไปให้เยอะหน่อย จะเต็มก็ได้ไม่ว่ากัน แล้วก็หาพวกปูนขาว หรือแป้งมันก็ได้ มาละลายน้ำให้ขุ่นๆ (พยามหาสีขาวๆ หน่อย เพราะจะได้สังเกตุปรากฎการณ์ชัดๆ) จากนั้นก็เอาโคมไฟที่ให้แสงสีขาว ( อาจจะใช้หลอดประหยัดไฟก็ได้) ส่องเข้าที่ด้านข้างๆใดข้างหนึ่งของตู้ปลา แล้วลองสังเกตุดูว่ามีอะไรเกิดขึ้น ลองมองดูด้านหน้าตู้ปลาจะเห็นน้ำที่เคยขุ่นขาวๆ ออกสีฟ้าๆ นั่นคือแสงสีฟ้า กระเจิงออกมาจากฝุ่น หรือ แป้ง ที่ลอยอยู่ในน้ำครับ แต่ถ้าเราไปมองที่ด้านข้างอีกข้างหนึ่งของตู้ปลา ลองมองที่ดวงไฟ จะเห็นว่าดวงไฟออกสีแดงหน่อยๆ นั่นคือ แสงสีฟ้าที่อยู่ในแสงขาว กระเจิงออกไป เลยเหลือแต่แสงสีแดงมาเข้าตาเรา ปรากฎการณ์เดียวกันก็เกิดขึ้นกับแสงที่ผ่านเข้ามาในบรรยากาศของโลกครับ ลองไปทดลองดูแล้วช่วยมาบอกพี่ๆด้วยว่าได้ผลหรือเปล่า Jor วันที่ 18 ต.ค. 2544 03:15:48 ความเห็นเพิ่มเติมที่ 5 ขอบคุณมากนะคะ คุณจ้อ ไหนๆก็ไหนๆแล้ว อธิบายไปถึงสาเหตุว่า ทำไมท้องฟ้าเป็นสีฟ้าในตอนกลางวัน และทำไมถึงเป็นสีแดงตอนเช้ากับตอนเย็น เพื่ออธิบาย Inelastic scattering แบบ Mie ให้ครบชุดไปเลยค่ะ ทำไมเมฆเป็นสีขาว เพราะเมฆประกอบด้วยหยดน้ำกลมๆ ซึ่งมีขนาดกำลังดีให้กระเจิงแสงได้อย่างเท่าเทียมกัน ไม่มีการเลือกที่รักมักที่ชังว่าจะกระเจิงสีไหนได้ดีกว่าสีไหน เลยกระเจิงออกไปทุกๆสีเท่าๆกัน เมื่อเข้ามาถึงตาของเรา ก็กลับไปรวมกันใหม่ให้เห็นเป็นสีขาวอีกน่ะค่ะ รูปการกระเจิงแบบ Mie Scattering พวงร้อย วันที่ 18 ต.ค. 2544 04:35:53 ความเห็นเพิ่มเติมที่ 6 เราจึงเห็นเมฆเป็นสีขาว ที่ข้างใต้เมฆเป็นสีเทาๆ ก็เพราะแสงแดดส่วนมากส่องไม่ถึงน่ะค่ะ ที่ทะลุลงไปได้ก็มี เมฆฝนก็เหมือนกัน มันมีมากจนแสงแดดส่องไม่ถึงหลายๆส่วน คนที่เคยขึ้นเครื่องบินคงสังเกตได้ เวลาเครื่องบินทะยานทะลุเมฆ เราจะไม่เห็นเมฆทึบๆเหมือนที่เห็นเมื่อมองจากพื้นดิน แต่เมฆจะเป็นหมอกบางๆที่แสงส่องผ่านได้บ้าง เมื่อประกอบชั้นหนาๆกันไปเข้า แสงที่ส่องทะลุมาข้างล่างได้ก็มีน้อยลงไปเรื่อยๆ ทำให้เราเห็นสีของเมฆคล้ำลงเมื่อเข้าใกล้ฐานเมฆลงมาน่ะค่ะ สำหรับเมฆฝนที่มืดคล้ำมาก ก็เพราะมันมีความหนาแน่นมาก แสงส่องผ่านได้น้อยลงๆเมื่อความหนาแน่นของไอน้ำในเมฆฝนมีมากขึ้นๆ เมื่อไม่มีแสงส่องเข้ามามันก็เลยดูมืดๆไปค่ะ พวงร้อย วันที่ 18 ต.ค. 2544 04:39:08 ความเห็นเพิ่มเติมที่ 7 ขอย้อนกลับไปความเห็นที่สามนะคะ (ขออภัยที่ต้องให้กลับไปกลับมา ลืมไปหน่อยค่ะ) นั่นเป็นภาพอาทิตย์ตกดินตามปกติ แต่หากมีอนุภาคในบรรยากาศที่ผิดปกติไป ก็จะทำให้การกระเจิงแสงเปลี่ยนไป อนุภาคที่มากขึ้น หากมีขนาดกำลังเหมาะ ก็จะกระเจิงสีบางอย่างออกไปให้สีของท้องฟ้าตอนตะวันตกดินเปลี่ยนไปอีก ที่มีบ่อยก็สภาพมลพิษในอากาศ อาจจะเกิดมาจากเขม่าจากไฟไหม้ เขม่าควันละเอียดที่ลอยขึ้นไปสูง ก็ช่วยไปกระเจิงแสงสีฟ้า และหรือรวมทั้งแสงสีเขียว ออกไปได้มากขึ้น ท้องฟ้าก็เป็นสีแดงคล้ำยั่งขึ้นไปอีก หรือในกรณีที่เกิดภูเขาไฟ พวก aerosol ที่เป็นรูปหยดน้ำเล็กๆมากๆ ลอยขึ้นไปในบรรยากาศชั้นสูง ทำให้คนที่อยู่ไกลออกไป จะเห็นสีของท้องฟ้าแดงจัเยิ่งขึนไปอีก ตอนที่เกิดระเบิดภูแขาไฟที่พินาทูโบในฟิลิปปินส์ พระอาทิตย์ตกดินที่ฝั่งตะวันตกของสหรัฐ มีสีสดสวยผิดปกติเป็นเดือนๆเลยค่ะ เป็นรางวัลทดแทนจากธรรมชาติในยามมนุษย์เกิดความสูญเสียอย่างหนึ่งมังคะ ภาพเปรียบเทียบกับข้อ ๓ ข้างบน ที่เมื่้อมีภาวะมลพิษ ท้องฟ้าจะดูมีสีแดงมากขึ้น เพราะอนุภาคที่เพิ่มขึ้น ช่วยกระเจิงแสงสีอื่นออกไปออกไปมากขึ้น เหลือแต่สีแดงที่มีความยาวคลื่นมากที่สุดใน visible light มาให้เราเห็น

ความคิดเห็นที่ 5

16 ม.ค. 2549 09:07
  1. ขอบคุณมากสำหรับข้อมูลดี ๆ

ความคิดเห็นที่ 6

19 ม.ค. 2549 12:57
  1. ขอบคุณมากนะคะสำหรับความรู้เรื่องสีของท้องฟ้า

ความคิดเห็นที่ 7

19 ม.ค. 2549 14:44
  1. อยากทราบว่าแสงสามารถนำไปใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวันได้ยังไงแล้วมีปรากฏการณ์ใดบ้างที่เกี่ยวข้องกับแสงบ้าง !ช่วยตอบหน่อยนะคะ จากเด็กเหนือ !

ความคิดเห็นที่ 8

20 มิ.ย. 2549 21:38
  1. เราอยากได้รูปการกระเจิงของแสงที่เป็นแอนนิเมชั่นอ่ะค่ะ ใครมี ขอบ้างนะคะ ขอบคุณล่วงหน้าค่ะ

ความคิดเห็นที่ 22

11 ธ.ค. 2551 20:00
  1. ครับ

ความคิดเห็นที่ 23

15 ม.ค. 2552 18:44
  1. การกระเจิงของแสงเป็นอย่างไรบอกทีศิษโนต


ความคิดเห็นที่ 24

29 ม.ค. 2552 11:11
  1. แล้วการกระเจิงของแสงมีผลเสียอย่างไรบ้างอย่างเช่นจะทฃมีผลต่อการทำให้เกิดภาวะโลกร้อนรึเปล่าถ่ามีหนูขอให้ช่วยอะบายหน่อยค่ะบอกโทษให้หมดเลยนะค่ะ


ความคิดเห็นที่ 25

15 ก.ย. 2552 16:45
  1. งง อ่ะค่ะ หนุเรียนอิงลิชดโปรแกมครูให้มาหาว่า tyndoll effect คืออะไร มันคือการกระเจิงของแสงรึป่าวคะ แล้วอย่างท้องฟ้านี่มันเป็นการกระเจิงของแสงยังไงอะคะ??


ความคิดเห็นที่ 26

23 ส.ค. 2553 22:22
  1. การกระเจิงของแสง คือ ปรากฏการณ์ที่แสงกระจัดกระจายไปโดยรอบ เมื่อแสงเดินผ่านผ่านโมเลกุลต่าง ๆ โดยแสง ที่มีความยาวคลื่นน้อยจะสามารถกระเจิงแสงได้ดีกว่าแสงที่มีความยาวคลื่นสูง ท้องฟ้ากับการกระเจิงของแสง ท้องฟ้าเป็นสีฟ้านั้นเกิดจากการกระเจิงแสงของโมเลกุลในชั้นบรรยากาศของโลก โดยเมื่อแสงขาวจากแสงแดด ผ่านเข้ามายังชั้นบรรยากาศของโลกจะกระทบกับโมเลกุลของอากาศทำให้กระจัดกระจายไปโดยรอบ เราพบว่าแสงสีม่วง ซึ่งมีความยาวคลื่นน้อยที่สุดจะกระเจิงได้ดีที่สุดถัดมาคือแสงสีฟ้า แต่ในความเป็นจริงเรตินาของคนเรา มีประสาทรับแสง ที่ไวต่อแสงสีฟ้ามากกว่าสีม่วง ทำให้เรามองไม่ค่อยเห็นส่วนที่เป็นสีม่วง แต่จะเห็นสีฟ้ามากกว่าในเวลากลางวัน เมื่อถึงช่วงเวลาเย็นท้องฟ้าจะเปลี่ยนสีกลายเป็นสีส้มหรือสีแดง นั่นเป็นเพราะในเวลาเย็นหรือเช้า แสงจะเข้ามาเฉียงๆ เป็นมุม ทแยงกับพื้นโลก และต้องผ่านบรรยากาศหนาขึ้นมากกว่าเวลาที่พระอาทิตย์ตรงศีรษะ และกว่าจะเดินทางถึงตาเรา แสงสีฟ้าส่วนใหญ่จะกระเจิงออกไปหมด ทำให้แสงที่เหลือ ซึ่งเป็นพวกสีส้มสีแดงที่จะกระเจิงแสงเข้าสู่ตา เมื่อเวลาเย็น ท้องฟ้าก็จะเริ่มเปลี่ยนสีไปทางสีส้มมากขึ้น

แสดงความคิดเห็น

กรุณา Login ก่อนแสดงความคิดเห็น