แสง (light) - atom.rmutphysics.com ·...
TRANSCRIPT
![Page 1: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/1.jpg)
แสง (Light)
![Page 2: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/2.jpg)
แสง คืออะไร ?
แสงสามารถแสดงคุณสมบตัิไดท้ั้งคุณสมบตัิของคลื่นและคุณสมบตัิ
ของอนุภาค นัน่กค็ือแสงเป็นสิ่งที่มีคุณสมบตัิคู่ของคลื่น-อนุภาคนัน่เอง
โดยที่คุณสมบตัิคลื่นของแสงจะเกี่ยวขอ้งกบัประกฏการณ์แทรกสอด
และปรากฏการณ์เลี้ยวเบน ส่วนคุณสมบตัิอนุภาคของแสงจะเกี่ยวขอ้ง
กบัปรากฏการณ์โฟโตอิเลคตริก
![Page 3: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/3.jpg)
แสงแสดงคุณสมบตัิของคลื่น
![Page 4: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/4.jpg)
แสงเป็นคลื่นแม่เหลก็ไฟฟ้า
การคน้พบที่สาํคญัที่สุดในศตวรรษที่18 คือการที่แมกซ์เวลคน้พบวา่แสงเป็นคลื่น
แม่เหลก็ไฟฟ้าเช่นเดียวกบัคลื่นไมโครเวฟ คลื่นวทิยรุังสียวู ีรังสีเอกซ์เรยแ์ละรังสี
แกมมา คลื่นแม่เหลก็ไฟฟ้าแต่ละชนิดแตกต่างกนัที่ความยาวคลื่น และเรียกแถบ
ความยาวคลื่นทั้งหมดของคลื่นแม่เหลก็ไฟฟ้าวา่ แถบสเปคตรัม โดยที่แสงเป็นคลื่น
แม่เหลก็ไฟฟ้าที่อยูใ่นช่วงของสเปคตรัมที่สามารถมองเห็นไดซ้ึ่งมีความยาวคลื่น
ระหวา่งประมาณ 400 - 750 นาโนเมตร
![Page 5: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/5.jpg)
สเปคตรัมของคลื่นแม่เหลก็ไฟฟ้า
![Page 6: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/6.jpg)
สเปคตรัมของแสง
สีแดง: λ = 700 nm, f = 4.3x1014 Hz
สีนํ้ าเงิน: λ = 475 nm, f = 6.3x1014 Hz
ค่าของ λ และ f ของแสงสีต่างๆ ในตวักลางใดๆ สามารถหาไดจ้ากความสมัพนัธ์
v = fλเมื่อ v คือความเร็วของแสงในตวักลางนั้นๆ
สาํหรับในอากาศ แสงทุกชนิดจะมีความเร็วเท่ากบั c = 3 x108 m/s ซึ่งเป็นความเร็วสูงสุดของแสง
โดยในตวักลางอื่น แสงแต่ละสีจะมีความเร็วไม่เท่ากนั และมีค่านอ้ยกวา่ c
![Page 7: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/7.jpg)
คุณสมบตัิ คลื่น ของแสง
คุณสมบตัิที่สาํคญัของคลื่นคือ ความยาวคลื่น(λ) แอมปลิจูด และเฟส
ซึ่งทาํใหค้ลื่นสามารถแสดงคุณสมบตัิที่สาํคญัคือการหกัเห การ
สะทอ้น การแทรกสอดและการเลี้ยวเบน
![Page 8: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/8.jpg)
แสงแสดงคุณสมบตัิของอนุภาค
![Page 9: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/9.jpg)
ปรากฏการณ์โฟโตอิเลคตริก
เมื่อฉายแสงไปตกกระทบที่ผวิของโลหะแลว้ทาํใหอ้ิเลคตรอนหลุด
ออกมา โดยที่พลงังานจลน์ของอิเลคตรอนที่หลุดออกมาจะไม่ขึ้นอยู่
กบัความเขม้(แอมปลิจูด)ของแสง แต่จะขึ้นอยูก่บัความถี่ เรียก
ปรากฏการณ์ดงักล่าววา่ “ปรากฏการณ์โฟโต้อิเลคตริค”
![Page 10: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/10.jpg)
คุณสมบตัิ อนุภาค ของแสง
ไอน์สไตน์เป็นบุคคลแรกที่สามารถอธิบาย
ปรากฏการณ์โฟโตอ้ิเลคตริกได ้โดยจะตอ้ง
พิจารณาวา่แสงมีลกัษณะเป็นกอ้นๆเรียกวา่
โฟตรอนวิง่มาชนผวิของโลหะ แลว้ถ่ายทอด
โมเมนตมัใหก้บัอิเลคตรอน ซึ่งพลงังานของ
แสงที่วิง่มาชนจะขึ้นอยูก่บัความถี่ของแสง
นัน่คือแสงสีม่วงมีพลงังานมากกวา่แสงสีแดง
![Page 11: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/11.jpg)
ออฟติกส์ (Optics)ออฟติกส์เป็นวชิาที่ศึกษาเกี่ยวกบัพฤติกรรมของแสงและการประยกุต์
ใชง้าน สามารถแบ่งออกเป็น
1. แสงเชิงคลื่น
1.1 เมือ่ λ << ขนาดของสิ่งกดีขวาง หรือแสงเชิงเส้น
- การสะทอ้น (Reflection)
- การหกัเห (Reflaction)
- ใยแกว้นาํแสง(fiber optics)
- เลนส์, การเกิดภาพ
1.2 เมือ่ λ ~ ขนาดของสิ่งกดีขวาง
- การแทรกสอด, การเลี้ยวเบน
1.3 คุณสมบัตแิม่เหลก็ไฟฟ้าของแสง
- ปรากฏการณ์โพลาไรเซชนั
2. แสงเชิงอนุภาคหรือควนัตมั (Quantum Optics)
![Page 12: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/12.jpg)
แสงเชิงคลืน่
เมือ่ λ << ขนาดของสิ่งกดีขวาง หรือแสงเชิงเส้น - การสะทอ้น (Reflection)
- การหกัเห (Reflaction)
- ใยแกว้นาํแสง(fiber optics)
- เลนส์, การเกิดภาพ
![Page 13: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/13.jpg)
แสงเชิงเสน้
ในการศึกษาแสงเชิงเรขาคณิตนั้น ความยาวคลื่นของแสงจะตอ้งมี
ขนาดเลก็กวา่วตัถุหรือสิ่งกีดขวางมาก (ความยาวคลื่นของแสงประมาณ
0.4 - 0.7 ไมโครเมตร) ดงันั้นจึงสามารถประมาณไดว้า่แสงจะเคลื่อนที่
เป็นเสน้ตรงมีลกัษณะเป็นรังสีแสง(light ray)ดงัรูป
Note: เส้นผมมีขนาดประมาณ 120 μm
![Page 14: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/14.jpg)
การสะทอ้นของแสง (Reflection)
การสะทอ้นของแสงจะเกิดขึ้นเมื่อแสงผา่นจากตวักลางหนึ่งไปตกกระทบ
ที่ผวิระนาบของอีกตวักลางหนึ่ง เช่น อากาศ-แกว้, อากาศ-กระจกเงา
หรือ อากาศ-โลหะ
อากาศ
โลหะ
เสน้ปกติ
รังสีตกกระทบ รังสีสะทอ้น
θ1 : มุมตกกระทบ
θ2 : มุมตกสะท้อน
กฎของการสะท้อน
มุมตกกระทบจะอยู่ในระนาบ
เดยีวกบัมุมสะท้อน และ เท่ากนั
เสมอ หรือ
θ1 = θ2
![Page 15: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/15.jpg)
การหกัเห (Refraction)
การหกัเสของแสงจะเกิดขึ้นเมื่อแสงผา่นจากตวักลางหนึ่งไปยงัอีก
ตวักลางหนึ่ง ซึ่งทาํใหแ้สงเปลี่ยนความเร็ว และเป็นผลใหร้ังสีของแสง
เปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ เช่น เมื่อแสงเคลื่อนที่จากอากาศไปยงัแกว้
หรือจากอากาศไปยงันํ้า เป็นตน้
![Page 16: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/16.jpg)
กฎของสเนล (Snell’s law)
1 1 2 2sin sinn nθ θ=เมื่อ cn
v= คือดชันีหกัเหของแสง
c คือความเร็วของแสงในอากาศ
v คือความเร็วของแสงในตวักลาง
อากาศ
ตวักลาง
Willebrod Snell นกัฟิสิกส์ชาวดชัซ์คน้พบกฏการหกัเหจากการทดลอง
เมื่อปี 1621 โดยกล่าววา่
![Page 17: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/17.jpg)
มุมวกิฤติ (Critical Angle)
θc
n2
n1
1 1 2 2sin sinn nθ θ=
ในกรณีที่แสงเดินทางจากตวักลางที่หนาแน่นมากกวา่ไปยงั
ตวักลางที่หนาแน่นนอ้ยกวา่(n1 > n2) มุม θ2 จะมากกวา่มุม θ1
เสมอ จากกฏของสเนลลจ์ะไดว้า่
เมื่อ θ2 = 90 องศา จะเรียก θ1 วา่มุมวกิฤติ θc
โดยที่ 2
1
sin cnn
θ =
ดงันั้นจะเห็นวา่ ถา้หาก θ1 > θc จะเกิดการ
สะทอ้นกลบัหมดของแสง
![Page 18: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/18.jpg)
ใยแกว้นาํแสง(Fiber optics)
คือสายเคเบิลที่ประกอบดว้ยใยแกว้เลก็ๆ
ที่สามารถนาํแสงไดแ้ทนที่จะเป็นกระแส
ไฟฟ้า ใยแกว้นาํแสงมีขนาดเลก็และเบากวา่,
ไม่มีปัญหาเกี่ยวกบัสญัญาณไฟฟ้ารบกวน
และสามารถนาํขอ้มูลไดเ้ร็วกวา่สายเคเบิล
ชนิดอื่นๆ ปัจจุบนัมีการใชใ้ยแกว้นาํแสงใน
คอมพิวเตอร์ความเร็วสูง ระบบอินเตอร์เน็ต
แบบหลายช่องสญัญาณ เป็นตน้
![Page 19: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/19.jpg)
ใยแกว้นาํแสง(Fiber optics)
![Page 20: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/20.jpg)
มุมวกิฤตเส้นตั้งฉากใยแก้ว
เปลอืกหุ้ม
การสะทอ้นกลบัหมดภายในใยแกว้นาํแสง
![Page 21: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/21.jpg)
การเดินทางของแสงภายในใยแกว้นาํแสง
![Page 22: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/22.jpg)
ใชใ้ยแกว้นาํแสงทาํอะไร?
![Page 23: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/23.jpg)
ใยแกว้นาํแสงถูกพฒันาขึ้นมาเพื่อใชใ้นในการส่ง
สญัญานไดร้วดเร็วขึ้น และส่งไดร้ะยะไกลขึ้น
????? ใยแก้วนําแสง
![Page 24: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/24.jpg)
ทาํไมตอ้งใชใ้ยแกว้นาํแสง??
สายโทรศพัท์
หรือสายไฟ
ใยแกว้นาํแสง
ลวดทองแดง ใยแกว้
![Page 25: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/25.jpg)
ขอ้ดีของใยแกว้นาํแสง
+ ไมถ่กูรบกวนด้วยคลื่นแมเ่หลก็ไฟฟ้า
+ ปลอยภยั
+ มีขนาดเลก็
+ ไมไ่วตอ่สารเคมี
+ ใช้ตรวจวดัที่ระยะไกลได้ ไมม่ีปัญหาไฟฟ้า
ลดัวงจรเหมือนสายไฟฟ้าโลหะ
![Page 26: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/26.jpg)
การใชใ้ยแกว้นาํแสงในการส่งสญัญาณเป็นจาํนวนมาก
ดว้ยความเร็วสูง
![Page 27: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/27.jpg)
การบา้น
1. จงใชห้ลกัการหกัเหของแสงอธิบายวา่ ทาํไมเราจึงมองเห็นปลาที่วา่ยอยูใ่นแม่นํ้าอยู่
ที่ตาํแหน่งที่ตื้นกวา่ตาํแหน่งจริงของมนั ใหเ้ขียนรูปเสน้แสงประกอบดว้ย
2. จงใชห้ลกัการหกัเหและหลกัการสะทอ้นของแสงอธิบายการเกิดรุ้งกินนํ้า วา่ทาํไม
จึงเห็นแสงรุ้งเป็นเจด็สี
![Page 28: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/28.jpg)
แสง การมองเห็น และทศันอุปกรณ์
![Page 29: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/29.jpg)
ภาพในธรรมชาติ
![Page 30: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/30.jpg)
ภาพที่เกิดจากการสะทอ้นของแสง
วตัถุ
ภาพ
![Page 31: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/31.jpg)
ภาพที่เกิดจากการหกัเห
![Page 32: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/32.jpg)
การมองเห็นภาพ
องคป์ระกอบของการมองเห็นภาพ
1. วตัถุ
2. แสง
3. ตาซึ่งทาํหนา้ที่เป็นฉากรับภาพ
![Page 33: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/33.jpg)
ลกัษณะของการมองเห็นภาพ
1. การมองเห็นภาพจากวตัถุโดยตรง
2. การมองเห็นภาพผา่นการสะทอ้น
เนื่องจาก
- กระจกเงาราบ
- กระจกเงาเวา้
- กระจกเงาโคง้
![Page 34: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/34.jpg)
ลกัษณะของการมองเห็นภาพ
1. การมองเห็นภาพผา่นการหกัเห เนื่องจาก
- เลนส์
![Page 35: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/35.jpg)
การมองเห็นภาพผา่นการสะทอ้น
กระจกเงาราบ
![Page 36: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/36.jpg)
การมองเห็นภาพผา่นการสะทอ้น
กระจกเงาเวา้
กระจกเงาโคง้
![Page 37: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/37.jpg)
การมองเห็นภาพผา่นการสะทอ้น
กระจกเงาเวา้
![Page 38: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/38.jpg)
การมองเห็นภาพผา่นการสะทอ้น
กระจกเงาเวา้ เมื่อระยะวตัถุ p มากกวา่ความยาวโฟกสั f
![Page 39: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/39.jpg)
การมองเห็นภาพผา่นการสะทอ้น
กระจกเงาเวา้ เมื่อระยะวตัถุ p นอ้ยกวา่ความยาวโฟกสั f
![Page 40: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/40.jpg)
การมองเห็นภาพผา่นการสะทอ้น
กระจกเงานูน
![Page 41: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/41.jpg)
การมองเห็นภาพผา่นการหกัเหของเลนส์บาง
เลนส์นูน
เลนส์เวา้
![Page 42: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/42.jpg)
การขยายภาพโดยใชเ้ลนส์ประกอบในกลอ้งจุลทรรศน์
![Page 43: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/43.jpg)
การขยายภาพโดยใชเ้ลนส์ประกอบในกลอ้งจุลทรรศน์
![Page 44: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/44.jpg)
แสงเชิงคลื่นเมือ่ λ ~ ขนาดของสิ่งกดีขวาง
- การแทรกสอด, การเลี้ยวเบน
![Page 45: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/45.jpg)
การแทรกสอด(Interference)และการเลี้ยวเบน(diffraction)ของแสง
การแทรกสอดและการเลี้ยวเบนเป็นปรากฏการณ์อนัเนื่อง
มาจากคุณสมบตัิความเป็นคลื่นของแสง ซึ่งจะเกี่ยวขอ้งกบั
ความถี่ ความยาวคลื่น และเฟส
![Page 46: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/46.jpg)
หนา้คลื่นและรังสีของแสงหนา้คลื่น
รังสีของแสง
ทศิทางการเคลือ่นที่
λหน้าคลืน่ คือเสน้ที่เชื่อมตาํแหน่ง
บนคลื่นที่มีเฟสเดียวกนั
รังสีของแสง คือเสน้ลูกศรที่บอกทิศทาง
การเคลื่อนที่ของคลื่นλ
![Page 47: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/47.jpg)
หนา้คลื่นทรงกลมและหนา้คลื่นระนาบ
หนา้คลื่นทรงกลม
หนา้คลื่นระนาบ
แหล่งกาํเนิดแสง
แหล่งกาํเนิดแสง
อยู่ไกลมาก
![Page 48: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/48.jpg)
หลกัของฮอยเกนส์ (Huygen’s principle)
หลกัของฮอยเกนส์ เป็นวธิีทางเรขา
คณิตที่จะหารูปร่างของหนา้คลื่นใหม่
หลกัของฮอยเกนส์กล่าววา่ ทุกๆจดุบน
หน้าคลืน่จะทาํหน้าทีเ่สมือนกบัเป็นแหล่ง
กาํเนิดคลืน่ซึ่งแผ่ออกไปทุกทศิทางด้วย
ความเร็วเท่าเดมิ(เมื่ออยูใ่นตวักลางเดิม)
ตาํแหน่งของหนา้คลื่นใหม่ภายหลงัเวลา
t จะเป็นผวิสมัผสักบัลูกคลื่นใหม่นี้
ทศิทาง
การเคลือ่นที่
หน้าคลืน่เก่า
t = 0
หน้าคลืน่ใหม่
t = t
![Page 49: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/49.jpg)
หลกัการรวมของคลื่น
คลื่นที่มีเฟสต่างกนัศูนย์
![Page 50: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/50.jpg)
หลกัการรวมของคลื่น
คลื่นที่มีเฟสต่างกนัศูนย์
![Page 51: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/51.jpg)
การแทกสอด(Interference)
รูปแบบของการแทรกสอด
s1
s2
![Page 52: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/52.jpg)
เงื่อนไขของการเกิดแทรกสอด
1. ต้องเป็นแสงที่มาจากแหลง่กําเนิดแสงอาพนัธ์( coherent)
คือ คลืน่แสงต้องมีเฟส(phase)สมัพนัธ์กนัด้วยคา่คงที่
2. ต้องเป็นแสงที่มีความยาวคลืน่เดียว
หรือเป็นแสงเอกรงค์ (monochromatic)
โดยในการแทรกสอดนั้น คลื่นจะรวมกนัโดย
หลกัการรวมกันของคลืน(Superposition)
แสงที่จะเกิดการแทรกสอดแลว้เห็นเป็นแถบมืดและแถบสวา่ง
จะตอ้งมีคุณสมบตัิต่อไปนี้ คือ
![Page 53: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/53.jpg)
การบ้าน
1. จงเขียนลกัษณะของคลื่นแสงที่เป็นแสงอาพนัธ์(Coherent)
และมีความยาวคลื่นเดียว
![Page 54: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/54.jpg)
การแทรกสอดเนี่องจากสลทิคู่ (Double Slits Interference)
![Page 55: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/55.jpg)
แถบมืดและแถบสวา่งของการแทรกสอดเนื่องจากสลิตคู่
สาํหรับแถบสวา่ง
สาํหรับแถบมืด,
sin md θ λ=1sin (m+ )2
d θ λ= 0, 1, 2,...m = ± ±
![Page 56: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/56.jpg)
การเกิดแถบสวา่ง
P
ที่ตาํแหน่ง P เป็นแถบสวา่ง เพราะคลื่นที่มาจาก S1 และ S2
มีผลต่างของระยะทาง(r2 - r1)เท่ากบัจํานวนเท่า
ของความยาวคลืน่(λ)หรือมีเฟสต่างกนัศูนย์
r2
r1
![Page 57: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/57.jpg)
การเกิดแถบมืด
D
ที่ตาํแหน่ง D เป็นแถบมืด เพราะคลื่น
ที่มาจาก S1 และ S2 มีผลต่างของระยะทาง (r2 - r1)
เท่ากบัจํานวนเท่าของครึ่งหนึ่งของความยาวคลืน่หรือมีเฟสต่างกนัπ
r2
r1
![Page 58: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/58.jpg)
การหาตาํแหน่งของแถบมืดและแถบสวา่ง
ตาํแหน่งของแถบมืดและแถบสวา่ง สามารถหาไดจ้ากผลต่างของระยะ
ทาง(Path difference)ที่แสงจากแหล่งกาํเนิด s1 และ s2 เคลื่อนที่
ไปถึงฉากที่จุด P โดยที่
Path difference = r2 - r1
![Page 59: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/59.jpg)
การหาตาํแหน่งของแถบมืดและแถบสวา่ง
และจะเกิดเป็นแถบสวา่งเมื่อ
2 1r r mλ− = จะเกิดเป็นแถบมืดเมื่อ
2 11( )2
r r m λ− = +
โดยที่ 0, 1, 2,...m = ± ±
![Page 60: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/60.jpg)
เมื่อ d << L เราสามารถประมาณไดว้า่ลาํแสงที่มาจาก S1 และ S2
เป็นลาํแสงขนาน และ
การหาค่า r2 - r1
2 1 sinr r d θ− =
θ2 1
2 1
-sin
sin
r rd
r r d
θ
θ
=
− =
![Page 61: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/61.jpg)
นัน่คือเงื่อนไขสาํหรับการเกิดแถบมืดและแถบสวา่งคือ
2 1 sinr r d mθ λ− = =แถบสวา่ง:
2 11sin ( )2
r r d mθ λ− = = +แถบมืด:
เมื่อ 0, 1, 2,...m = ± ±
![Page 62: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/62.jpg)
ตาํแหน่งของแถบสวา่งจากเสน้แกนกลาง
แถบสวา่งsind mθ λ=
เมื่อมุม θ มีค่าน้อยๆ เราสามารถ
ประมาณได้ว่า
sin tanθ θ≈ดงันั้น
sin tan yd d d mL
θ θ λ≈ = =
Lmyd
λ=สวา่ง
![Page 63: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/63.jpg)
ตาํแหน่งของแถบมืดจากเสน้แกนกลาง
แถบมืด1sin ( )2
d mθ λ= +เมื่อ θ มีค่าน้อยๆ เราสามารถ
ประมาณได้ว่า
sin tanθ θ≈ดงันั้น
1( )2
L my
d
λ +=
มืด
1sin tan ( )2
yd d d mL
θ θ λ≈ = = +
![Page 64: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/64.jpg)
การเลี้ยวเบน (Difraction)
![Page 65: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/65.jpg)
การเลี้ยวเบน
![Page 66: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/66.jpg)
การเลี้ยวเบน
การเลีย้วเบน คอืปรากฏการณ์ทีค่ลืน่แสงเปลีย่น
เส้นทางการเคลือ่นที ่เมื่อเคลือ่นทีม่ากระทบสิ่งกดี
ขวาง สิ่งกดีขวางอาจะป็นฉากซึ่งมีช่องทีม่ีขนาดเลก็ที่
มีขนาดน้อยกว่าหรือประมาณเท่ากบัความยาวคลืน่
หรือเป็นวัตถุขนาดเลก็เช่น ลวด เส้นผมซึ่งกัน้คลืน่
แสงบางส่วนไม่ให้ผ่านไป
![Page 67: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/67.jpg)
การเลี้ยวเบน
λ >> d λ << d
![Page 68: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/68.jpg)
การเลี้ยวเบนของแสงผา่นช่องแคบเดี่ยว
การเลีย้งเบนของแสงผ่านช่องแคบเดีย่ว
แบ่งออกเป็น 2 ชนิดคอื
1. การเลี้ยวเบนแบบฟรอนโฮเฟอร์
2. การเลี้ยวเบนแบบเฟรสเนล
![Page 69: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/69.jpg)
การเลี้ยวเบนแบบฟรอนโฮเฟอร์ (Fraunhofer Diffraction)
การเลี้ยวเบนแบบฟรอนโฮเฟอร์คือการเลี้ยวเบนที่เกิดขึ้นเมื่อรังสีของ
แสงที่มาตกกระทบที่ช่องเป็นรังสีขนาน และรังสีที่เลี้ยวเบนไปตก
กระทบที่ฉากกเ็ป็นรังสีขนานเช่นกนั
รังสีขนาน ฉากอยู่ไกลมาก
![Page 70: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/70.jpg)
การเลี้ยวเบนแบบฟรอนโฮเฟอร์ (Fraunhofer Diffraction)
ในหอ้งทดลองจะสามารถสงัเกตุการเลี้ยวเบนแบบฟรอนโฮเฟอร์ได้
โดยใชเ้ลนส์นูนดงัรูป เลนส์ A ทาํใหแ้สงที่ไดจ้ากแหล่งกาํเนิดแสงซึ่ง
วางอยูท่ี่ตาํแหน่งโฟกสัของเลนส์ Aเป็นแสงขนาน เมื่อแสงเลี้ยวเบน
ผา่นช่องแคบ แสงที่ไดเ้ป็นแสงขนาน เลนส์นูน B จะรวมแสงที่ฉาก
เลนส์ A
เลนส์ B
![Page 71: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/71.jpg)
การเลี้ยวเบนแบบฟรอนโฮเฟอร์ (Fraunhofer Diffraction)
![Page 72: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/72.jpg)
ลวดลายของการเลี้ยวเบนแบบฟรอนโฮเฟอร์เมื่อมีการแทรกสอด
สาํหรับที่จุดกึ่งกลางของฉาก รังสีทุกเสน้จากช่องแคบจะมี
เสน้ทางเดินของแสงเท่ากนั ดงันั้นที่จุดกึ่งกลางจึงสวา่งมากที่สุด
![Page 73: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/73.jpg)
แถบมืดเนื่องจากการเลี้ยวเบนแบบฟรอนโฮเฟอร์
ขั้นตอนการหาตาํแหน่งของแถบมืด
1. แบ่งความกวา้ง a ออกเป็นสองส่วน
แต่ละส่วนยาว a/2
2. แต่ละจุดบนช่องจะทาํหนา้ที่เป็นแหล่ง
กาํเนิดคลื่นใหม่sin
2a θ
ดงันั้นแสงจากจดุสองจดุใดๆทีอ่ยู่ห่างกนั a/2
จะหักล้างกนัเมื่อ
sin2 2a λθ =
sinaλθ =
หรือ
![Page 74: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/74.jpg)
แถบมืดเนื่องจากการเลี้ยวเบนแบบฟรอนโฮเฟอร์
ถา้แบ่งช่องเลก็ออกเป็น 4 ส่วนกจ็ะได ้2sinaλθ =
ถา้แบ่งช่องเลก็ออกเป็น 6 ส่วนกจ็ะได้ 3sinaλθ =
ซึ่งจะไดเ้งื่อนไขของการเกิดแถบมืดคือ
sin , when m= 1, 2, 3...maλθ = ± ± ±
![Page 75: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/75.jpg)
ในการเลี้ยวเบนแบบฟรอนโฮเฟอร์ผา่นช่องเดี่ยวที่มีขนาดเท่ากบั a
ของแสงที่มีความยาวคลื่น λ ดงัรูป
ถา้หาก a = 0.2 mm, λ = 700 nm และ L = 5 m จงคาํนวณหาความกวา้งของ
แถบสวา่งที่อยูต่รงกลางซึ่งปรากฏบนฉากเนื่องจากการเลี้ยวเบน
![Page 76: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/76.jpg)
แบบฝึกหดั
1. ถ้าหากวา่แสงเคลื่อนที่จากอากาศไปยงันํา และรังสีของแสงตกกระทบทํามมุ
45 องศา โดยที่อากาศมีดชันีหกัเหเทา่กบั 1 และนํามีดชันีหกัเหเทา่กบั 1.33
ก. จงเขียนรังสีของแสงในนํา
![Page 77: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/77.jpg)
ข. ถ้าเปลี่ยนเป็นให้แสงเคลื่อนที่จากนําไปยงัอากาศ ดงัรูป
จงหามมุวิกฤติ θc ที่ทําให้แสงเกิดการสะท้อนกลบัหมด
θc
n2 = 1
n1 = 1.33
air
water
![Page 78: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/78.jpg)
2. ดชันีหกัเหของแก้วชนิดหนึง่มีคา่ 1.51 สําหรับแสงสีแดง และ 1.53
สําหรับแสงสีมว่ง เมื่อแสงสีขาวตกกระทบแก้วทํามมุตกกระทบ 60 องศา
ดงัรูปมมุหกัเหของแสงสีแดงและแสงสีมว่งตา่งกนักี่องศา
![Page 79: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/79.jpg)
2. มีแหลง่กําเนิดแสง B และสิ่งกีดขวางซึ่งมีสลิต S1 และสลิต S2 ดงัรูป สิง่กีดขวาง ฉาก
ถ้าหากแสงมีความยาวคลื่น λ = 600 nm, L = 1.5 m และ d = 1 mm
ก. ขณะที่แสงจาก S1 และ S2 ตกกระทบบนฉากที่ตําแหน่งเดียวกนัดงัรูป r2- r1จะต้องมีคา่อยา่ง
น้อยที่สดุเทา่ไหร่ จงึจะทําให้แสงจากสลิตทงัสองมีเฟสตา่งกนั 180 องศา เมื่อ r1และr2คือ
ระยะทางที่แสงเดนิทางจากs1และs2ไปตกกระทบบนฉาก ตามลําดบั
ข. จงหาวา่ที่บนฉาก แถบสวา่งที่ 5 และแถบสวา่งที่ 6 อยูห่า่งกนัเทา่ไหร่
![Page 80: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/80.jpg)
3. มีแหลง่กําเนิดแสง A และสิง่กีดขวางซึง่มีช่องสลติ S1 และ S2 วางอยูด่งั
รูป
ถ้า L = 1.5 m, d = 0.05 mm และตําแหน่งของแถบสวา่งแถบแรกอยูห่า่งจากเส้น
แกนกลาง 1.8 cm จงหาความยาวคลื่นของแสง
![Page 81: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/81.jpg)
การบา้น
1. ในการทดลองการแทรกสอดของยงั ช่องแคบคูอ่ยูห่า่งกนั 2 mm และใช้
คลื่นแสงที่มีความยาวคลื่น 750 nm และ 900 nm ถ้าฉากอยูห่า่งจาก
ช่องแคบคู ่2 m จงหาระยะหา่งที่สนัที่สดุที่วดัจากแถบกลางที่คลื่นทงั
สองซ้อนทบักนัพอดี
2. แสงเลเซอร์ความยาวคลื่น 630 nmผา่นช่องแคบคู ่พบวา่เกิดแถบสวา่ง
สองแถบซึง่อยูต่ิดกนั หา่งกนั 8 mm เมื่อนําแสงความยาวคลื่น λ มาฉายแทนแสงเลเซอร์ พบวา่แถบสวา่งสองแถบซึง่อยูต่ิดกนัหา่งกนั 7.5
mm จงหาคา่ λ3. ช่องแคบเดี่ยวและฉากอยูห่า่งกนั 50 cm แสงความยาวคลื่น 680 nm
ผา่นช่องแคบนีแล้วทําให้เกิดการเลียวเบนบนฉาก โดยที่ระยะหา่ง
ระหวา่งคา่ตํ่าสดุที่ 1 และที่ 3 อยูห่า่งกนั 3 mm จงหาขนาดของช่อง
แคบ
![Page 82: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/82.jpg)
เกรทติ้งเลี้ยวเบน(Diffraction grating)
และการศึกษาสเปคตรัมของแสง
![Page 83: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/83.jpg)
เกรตติงเลี้ยวเบน (Diffraction grating)
เกรตติ้งเลี้ยวเบนเป็นวสัดุที่ทาํดว้ยแกว้หรือพลาสติกที่มีช่องแคบขนาด
เท่ากนัขนานกนัจาํนวนมาก และ มกัจะระบุขนาดของเกรตติ้งดว้ย
จาํนวนเสน้ต่อซม. สามารถทาํเกรตติ้งเลี้ยวเบนไดโ้ดยขีดเสน้ขนาน
จาํนวนมากลงบนแผน่วสัดุใส เสน้ที่ขีดจะเป็นส่วนทึบอยูร่ะหวา่งช่อง
แคบทั้งสองขา้ง เกรตติ้งเลี้ยวเบนอาจจะเป็นแบบสะทอ้นแสงกไ็ด ้ซึ่งทาํ
โดยขีดเสน้ขนานจาํนวนมากลงบนผวิโลหะสะทอ้นแสง ส่วนที่ไม่ถูก
ขีดจะทาํหนา้ที่สะทอ้นแสง
![Page 84: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/84.jpg)
ตวัอยา่งของเกรตติ้งเลี้ยวเบนในชีวติประจาํวนั
1. แผน่ CD
2. ปีกแมงทบั
3. ผวินํ้า
การประยกุตใ์ชง้านที่สาํคญัของเกรตติ้งเลี้ยวเบนคือการใชเ้กรตติ้ง
เลี้ยวเบนเพื่อการศึกษาสเปคตรัมและการวดัความยาวคลืน่ของแสง
![Page 85: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/85.jpg)
เกรตติงเลี้ยวเบน (Diffraction grating)
แสง
เกรทติ้งเลี้ยวเบน
เนื่องจากเกรทติ้งเลี้ยวเบน
มีจาํนวนช่องเป็นจาํนวนมาก
ดังนั้น
![Page 86: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/86.jpg)
เกรตติงเลี้ยวเบน (Diffraction grating)
แสง
เกรทติ้งเลี้ยวเบน
เนื่องจากเกรทติ้งเลี้ยวเบน
มีจาํนวนช่องเป็นจาํนวนมาก
ดังนั้นแถบสว่างทีเ่กดิจากการ
เลีย้วเบนจะมีความคมชัด ซึ่ง
ทาํให้สามารถเห็นแถบสว่าง
ได้อย่างชัดเจน
![Page 87: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/87.jpg)
สามารถคาํนวณตาํแหน่ง
ของแถบสวา่งไดเ้ช่นเดียว
กบักรณีของการแทรกสอด
ผา่นสลิตคู่
ดงันั้นsind mθ λ=
Lmyd
λ=
สวา่ง
จะเห็นวา่ตาํแหน่งของแถบสวา่งจะขึ้นอยูก่บัความยาวคลื่น
หลกัการทาํงานของเกรตติ้งเลี้ยวเบน
![Page 88: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/88.jpg)
การใชเ้กรตติ้งเลี้ยวศึกษาแยกสเปคตรัมของแสง
จะเห็นวา่แสงสีแดงซึ่งมีความยาวคลื่นมากกวา่แสงสีนํ้าเงิน
จะมีมุมของการเลี้ยวเบนมากกวา่สาํหรับค่า m ที่เท่ากนั
เนื่องจากเกรทติ้งเลี้ยวเบนสามารถแยกความยาวคลื่นของแสง
สีต่างๆไดอ้ยา่งชดัเจน จึงมีการนาํเกรทติ้งเลี้ยวเบนไปใชใ้นการ
ศึกษาสเปคตรัมของแสง
![Page 89: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/89.jpg)
เครื่องสเปคโตรมิเตอร์สาํหรับวเิคราะห์สเปคตรัมของแสง
![Page 90: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/90.jpg)
ตวัอยา่ง
1. แสงเลเซอร์ความยาวคลื่น 650 นาโนเมตร ตกกระทบบนแผน่เกรทติ้งขนาด
500 เสน้ต่อเซนติเมตร จงคาํนวณหาวา่แถบสวา่งที่1 และแถบสวา่งที่2เบนไปเป็นมุมเท่าไหร่
![Page 91: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/91.jpg)
แสงเชิงคลื่นคุณสมบัตแิม่เหลก็ไฟฟ้าของแสง
- ปรากฏการณ์โพลาไรเซชนั
![Page 92: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/92.jpg)
คลื่นแม่เหลก็ไฟฟ้า
องค์ประกอบของคลื่นแสง
มีทงัแนวของคลื่นแม่เหล็ก
และคลื่นไฟฟ้าที่ตังฉากซึ่ง
กันและกันอยู่c
เนื่องจากแสงเป็นคลืน่แม่เหลก็ไฟฟ้า ดงันั้นแสงจงึประกอบด้วย
สนามแม่เหลก็และสนามไฟฟ้าด้วย
![Page 93: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/93.jpg)
สนามไฟฟ้าของแสงปกติที่ไม่โพลาไรส์
กบัสนามไฟฟ้าแสงที่โพลาไรส์แลว้
![Page 94: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/94.jpg)
แสงไม่โพลาไรซ์ แสงโพลาไรซ์เชิงเสน้
สนามไฟฟ้าของแสงปกติที่ไม่โพลาไรส์
กบัสนามไฟฟ้าแสงที่โพลาไรส์แลว้
![Page 95: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/95.jpg)
สนามไฟฟ้าของแสงปกติที่ไม่โพลาไรส์
กบัสนามไฟฟ้าแสงที่โพลาไรส์แลว้
EE
E
E
![Page 96: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/96.jpg)
การสร้างคลื่นแสงที่โพลาไรส์
คลื่นแสงที่ไม่โพลาไรส์สามารถทาํให้โพลาไรส์ได้ โดย
1.การเลือกดูดกลืนคลื่น ( selective absorption)
2.การสะท้อน ( reflection)
3.การหกัเหซ้อน ( double refraction)
4.การกระเจงิ ( scattering)
![Page 97: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/97.jpg)
การทําให้แสงโพลาไรส์โดยการเลอืกดดูกลนืคลืน่
โดยใช้แผน่โพลาไรเซอร์
แผน่โพลาไรเซอร์
แสงโพลาไรซ์
แสงไม่โพลาไรซ์
![Page 98: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/98.jpg)
แสงโพลาไรส์และกฏของมาลสั
2 2 20 0
2max
( cos ) cos
cos
I E E
I
θ θ
θ
= =
=
Imax
I
E0
E0cosθθE0sinθ
จะเห็นวา่องคป์ระกอบของสนามไฟฟ้าของ E0ซึ่งเป็นแสงโพลาไรส์ที่สามารถผา่นแผน่
Analyzerไปไดค้ือ E0cosθ ส่วน E0sinθ จะถกูดูดกลืนที่แผน่ Analyser ดงันั้นความเขม้ I
ที่ตามองเห็นคือ
เมื่อ Imax = คือความเขม้ของแสงที่ตกกระทบแผน่ analyzer20E
1 Polarizer2
![Page 99: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/99.jpg)
แสงจากแหลง่กําเนิดแสงทัว่ไป เช่นแสงจากหลอดไฟ หรือแสงจาก
ดวงอาทิตย์ เป็นแสงที่ไมโ่พลาไรส์
ก. จงอธิบายความแตกตา่งระหวา่งแสงที่โพลาไรส์กบัแสงที่ไมโ่พลาไรส์
ข. ถ้านกัศกึษาใช้แผน่โพลาไรเซอร์หนึง่แผน่มองแสงที่ไมโ่พลาไรส์
แล้วหมนุแผน่โพลาไรเซอร์ไปเรื่อยๆ ความเข้มของแสงที่มองเห็น
เปลี่ยนแปลงหรือไม(่ดรููปประกอบ)แผน่โพลาไรเซอร์
![Page 100: แสง (Light) - atom.rmutphysics.com · แสงเป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็้า การคนพบท้ ี่สาคํญทัี่สุดในศตวรรษที่18](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041418/5e1d23a1a8d5630302105561/html5/thumbnails/100.jpg)
ค. ถ้านกัศกึษาเพิ่มแผน่โพลาไรเซอร์เป็นสองแผ่น แล้วมองแสงจาก
แหลง่กําเนิดเดิม โดยกําหนดให้แผน่ที่หนึง่อยูน่ิ่งกบัที่แล้วหมนุแผน่ที่สอง
ไปเรื่อยๆ ความเข้มของแสงที่มองเห็น ตา่งจากข้อ ข. อยา่งไร อธิบาย
เหตผุลประกอบ(ดรููป)