|
ทำไมแสงจึงหักเหเมื่อเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางต่างกัน 2 ชนิด
โพสต์เมื่อ:
11:15 วันที่ 10 ก.ค. 2550 ชมแล้ว:
1,829
 ตอบแล้ว:
7
เนื่องจากแสงเดินทางในตัวกลางต่างชนิดกันด้วยอัตราเร็วไม่เท่ากัน เช่น แสงเดินทางในอากาศหรือสูญญากาศมีอัตราเร็ว c แต่เคลื่อนที่ในน้ำด้วยอัตราเร็ว v ซึ่งน้อยกว่าเคลื่อนที่ในอากาศหรือสูญญากาศ ดูจากรูปจะเห็นว่า หน้าคลื่น (Wave front) จะเคลื่อนที่ช้าลงเมื่ออยู่ในน้ำ(บริเวณสีน้ำเงิน) ดังนั้นเราจึงเห็นหน้าคลื่นเคลื่อนที่หักเหไป ค่าดัชนีหักเห (n) หาได้จากอัตราส่วน c/v หรือ
n = c/v นั่นเอง แสงแต่ละความยาวคลื่นก็จะเคลื่อนที่ในตัวกลางใดๆ ด้วยอัตราเร็วที่ไม่เท่ากัน แสงแต่ละสีก็จะหักเหไปด้วยมุมที่ไม่เท่ากัน ดังนั้นเมื่อแสงเคลื่อนที่ผ่านหยดน้ำ เช่น น้ำฝน เราจึงเห็นแสงความยาวคลื่นต่างๆหักเหด้วยมุมที่ไม่เท่ากัน เกิดการแยกเป็นสเปคตรัมของแสงสีรุ้งนั่นเอง  จำนวน 5 ความเห็น, หน้า่ | -1-  ความเห็นเพิ่มเติมที่ 1 18 ต.ค. 2550 (22:23) เข้ามาศึกษาแล้วครับ ช่วยได้เยอะเลย ความเห็นเพิ่มเติมที่ 3 18 มี.ค. 2551 (20:34) ผมพอจะรู้ว่า เมื่อรังสีของแสงผ่านจากอากาศไปยังน้ำ เมื่อรังสีของแสงผ่านจากน้ำไปยังอากาศ เมื่อรังสีของแสงผ่านจากอากาศไปยังแก้ว
สงสัยว่า เมื่อรังสีของแสงผ่านจากแก้วไปยังน้ำ หรือ ไปยังพลาสติกใส หรือ ไปยังเพชร แสงจะหักเหอย่างไร การที่แสงจะหักเหอย่างนั้น ขึ้นอยู่กับอะไร ความเห็นเพิ่มเติมที่ 4 18 มี.ค. 2551 (20:38) การที่แสงจะหักเหอย่างนั้น ขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้ หรือดัชนีบ่งชี้ว่าจะหักเหทางไหน ดัชนีบ่งชี้ที่ว่านี้ก็คือ "ดัชนีหักเห" นั่นเอง ความเห็นเพิ่มเติมที่ 6 19 มี.ค. 2551 (08:30) คิดแล้วคิดอีกว่า จะห้ามตอบว่า ขึ้นอยู่กับค่า "ดัชนีหักเห" ผลก็คือได้คำตอบอย่างนี้จริงๆ (ซึ่งไม่มีข้อโต้แย้ง)
ที่ตั้งคำถามก็เพราะ.... ในหนังสือวิทยาศาสตร์ ป.ปลาย ม.ต้น วิทย์กายภาพ หรือวิทย์ทั่วไป จะบอกไว้ว่า เมื่อแสงผ่านจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อยไปยังตัวกลางที่มีความหนาแน่นมาก แสงจะหักเหเข้าหาเส้นปกติ อีกตำราหนึ่งบอกว่า ถ้าอย่างนี้ ก็มีข้อสงสัยว่า 1.พลาสติกใส กับพลาสติกสี ก็จะหักเหแสงได้ไม่เท่ากัน ใช่หรือไม่ 2. แก้วกับเพชร อย่างไหนมีความหนาแน่นมากกว่ากัน (ไม่มีตารางเปิด) คิดว่าคงต่างกันไม่มาก แต่ทำไม การหักเหแสงของวัตถุสองชนิดนี้จึงต่างกันมาก 3. พลาสติก มีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ ดังนั้น ค่าดัชนีหักเห จะต้องน้อยกว่าน้ำ ใช่หรือไม่
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 7 19 มี.ค. 2551 (10:22) คารางค่านัชนีหักเห http://www.robinwood.com/Catalog/Technical/Gen3DTuts/Gen3DPages/RefractionIndexList.html 1.พลาสติกใส กับพลาสติกสี ก็จะหักเหแสงได้ไม่เท่ากัน ใช่หรือไม่ >>>>> ถ้าจะตอบให้ละเอียดถึงขนาด Microscopic คงยุ่งเล็กน้อย แต่พอพูดได้คร่าวๆว่า แม้แต่พลาสติกใสแผ่นเดียวกัน ยังหักเหแสงที่มีความยาวคลื่นต่างกันได้ไม่เท่ากัน พูดง่ายๆคือ ถ้ามีแสงสีขาว (คร่าวๆคือแสง 7 สี)ผ่านเข้าไปในแผ่นพลาสติกใส(ที่ไม่ใช่ในแนวตั้งฉาก) แผ่นพลาสติกใสจะหักเหแสงแต่ละสีไม่เท่ากัน จึงเกิดการแยกเป็นสเปคตรัม 7 สี ถ้ามันหักเหแสงทุกความถี่เท่ากันหมด นิวตันก็คงไม่ได้พบปรากฏการณ์อันยิ่งใหญ่ และก็คงไม่มีใครสนใจปริซึม ถ้าเป็นพลาสติกใสสี ก็ต้องดูว่าสีอะไร ถ้าเป็นแผ่นพลาสติกสสีที่แยกเอาเฉพาะความยาวคลื่นเดียวออกมาเช่น สีแดง ราคาแพงมาก โดยทั่วไปแผ่นพลาสติกที่เราหาซื้อได้ตามร้านทำป้ายโฆษณานั้นมีราคาถูก แต่เอามาใช้ทดลองแล้วนักเรียนเข้าใจผิดกันเยอะ (สสวท.ชอบใช้มาก เด็กทดลองก็ไม่ได้ผล แถมบอกให้ก็ไม่ฟัง!) กล่าวคือ ในการทดลองต้องการแสงสีม่วงที่มีความถี่สูงไปฉายลงบน Photo tube เพื่อให้อิเล็กตรอนหลุดออกมา ก็ใช้แสงสีขาวมาผ่านแผ่นพลาสติกใสสีม่วง เพื่อต้องการเฉพาะแสงสีม่วงเท่านั้น แต่ในความเป็นจริง แม้ว่าตาของเราจะเห็นสีม่วง แต่จริงแล้วแสงที่ออกมาไม่ใช่สีม่วง การที่ใช้พลาสติกราคาถูกที่หาได้ง่ายในท้องตลาดนั้น แสงสีขาวที่ผ่านแผ่นพลาสติกใสสีม่วงเข้าไปแล้ว แสงสีที่ออกมาคือ แสงสีแดงและแสงสีน้ำเงิน ไม่ใช่แสงสีม่วง แต่ตาคนเราเมื่อรับแสง 2 สีนี้แล้วสมองจะตีความว่าเป็นสีม่วง ดังนั้นทดลองเท่าไรมันก็ไม่ได้ให้ผลออกมาตรงกับทฤษฎี หรือแม้แต่แผ่นพลาสติกใสสีเหลือง แสงสีขาวเข้าไป สีที่ออกมามันคือ แสงสีแดงและแสงสีเขียว ไม่ใช่แสงสีเหลือง ซึ่งเราพิสูจน์ได้โดยใช้สเปโตรสโคป (กรุณาอ่านเพิ่มเติมในเรื่อง แสงและการมองเห็น และ สนุกกับสเปคโตรสโคป ) นักเรียนและครูก็บ่นกันทั้งประเทศ คราวนี้กลับมาที่คำถาม ต้องดูว่าแผ่นพลาสติกใสสีนั้นสีอะไร สมมุติว่า เป็นแผ่นพลาสติกสีแดง ที่ยอมให้แต่แสงสีแดงผ่านเข้ามาได้เท่านั้น กับอีกแผ่นหนึ่งเป็นพลาสติกใส(แจ๋ว) และใช้เฉพาะแสงความยาวคลื่นสีแดงนี้เท่านั้นในการทดลอง ถ้าเป็นอย่างนี้ ทั้งสองแผ่นนี้จะมีค่าดัชนีหักเหเท่ากันครับ จะถามแบบรวมรวมไม่ได้ เพราะมันขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นแสง บางทีก็ยากที่จะอธิบายให้เด็กนักเรียนฟัง ต้องอาศัยอุปกรณ์อื่นๆช่วย เช่นสเปคโตรสโคป เป็นต้น (อ่านเหนื่อยไหมนี่ ผมพิมพ์เองยังเหนื่อยเลย!) 2. แก้วกับเพชร อย่างไหนมีความหนาแน่นมากกว่ากัน (ไม่มีตารางเปิด) คิดว่าคงต่างกันไม่มาก แต่ทำไม การหักเหแสงของวัตถุสองชนิดนี้จึงต่างกันมาก >>>>>ดัชนีหักเหของเพชรคือ 2.417 ดัชนีหักเหของแก้วธรรมดาคือ 1.52 มันต่างกันมากครับ การหักเหแสงจึงต่างกันอย่างเห็นได้ชัด 3. พลาสติก มีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ ดังนั้น ค่าดัชนีหักเห จะต้องน้อยกว่าน้ำ ใช่หรือไม่ >>>>> ไม่จำเป็นครับ ขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ทำพลาสติกครับ
|
