นิยาม

แสงเป็นพลังงานรูปหนึ่งที่รับรู้ได้ด้วยสายตา แสงทำให้เรามองเห็นสิ่งต่างๆ

Background vector created by Brgfx - Freepik.com Design vector created by Freepik

• เรามองเห็นวัตถุต่างๆได้ เพราะแสงไปตกกระทบวัตถุและสะท้อนกลับมาเข้าตา
• แสงเดินทางเป็นเส้นตรงในตัวกลางที่มีความหนาแน่นเดียวกัน
• แสงเดินทางในสุญญากาศด้วยความเร็ว 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที
• แสงเดินทางจากดวงอาทิตย์มายังโลกใช้เวลา 8 นาที

แหล่งกำเนิดแสง

1. แสงที่เกิดจากธรรมชาติ เช่น ดวงอาทิตย์, ดาวฤกษ์, ฟ้าแลบ, ฟ้าผ่า
2. แสงที่มนุษย์ประดิษฐ์ขึ้น เช่น หลอดไฟ, ตะเกียง

ตัวกลางของแสง

หมายถึง วัตถุที่ขวางทางเดินของแสง แบ่งเป็น 3 ประเภทได้แก่

1. ตัวกลางโปร่งใส หมายถึงตัวกลางที่ยอมให้แสงผ่านไปได้ทั้งหมด เช่น กระจกใส, พลาสติกใส
2. ตัวกลางโปร่งแสง หมายถึงตัวกลางที่ยอมให้แสงผ่านไปได้บางส่วน เช่น กระจกฝ้า, น้ำขุ่น
3. ตัวกลางทึบแสง หมายถึงตัวกลางที่ไม่ยอมให้แสงผ่าน เช่น กระจกเงา, ไม้

สมบัติของแสง

1. การสะท้อนของแสง
2. การหักเหของแสง
3. การกระจายของแสง

การสะท้อนของแสง

• เมื่อแสงตกกระทบพื้นผิววัตถุ จะเกิดการสะท้อนของแสง
• แสงตกกระทบเรียกว่า “รังสีตกกระทบ”
• แสงที่สะท้อนเรียกว่า “รังสีสะท้อน”
• มุมระหว่างรังสีตกกระทบและเส้นปกติเรียกว่า“มุมตกกระทบ”
• มุมระหว่างรังสีสะท้อนและเส้นปกติเรียกว่า“มุมสะท้อน”

การหักเหของแสง

• เกิดขึ้นเมื่อแสงเดินทางผ่านตัวกลางที่มีความหนาแน่นต่างกัน ทำให้ความเร็วของแสงและทิศทางของแสงเปลี่ยนแปลง แสงเดินทางในตัวกลางโปร่งได้เร็วกว่าตัวกลางทึบกว่า เช่น แสงเดินทางในอากาศได้เร็วกว่าในน้ำ

ชื่อสาร	ความเร็วของแสง (กิโลเมตรต่อวินาที)
สุญญากาศ	299,792.5
อากาศ	299,706
น้ำ	224,900
แก้ว	197,600

แหล่งข้อมูลจาก คลังความรู้ SciMath

• การหักเหเข้าหาเส้นแนวฉาก

  เกิดขึ้นเมื่อแสงเดินทางจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อยไปสู่ตัวกลางทีี่มีความหนาแน่นมากเช่น จาก อากาศไปแก้ว

  

• การหักเหออกจากเส้นแนวฉาก

  เกิดขึ้นเมื่อแสงเดินทางจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากไปสู่ตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อย

  

• แนวรังสีแสงที่ตกตั้งฉากกับผิวรอยต่อ

  

• มุมวิกฤติ

  • คือมุมกระทบที่ทำให้มุมหักเหมีค่า 90 องศา
  • จะเกิดเมื่อแสงเดินทางจากที่มีความหนาแน่นมากไปสู่ตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อย
  

• การสะท้อนกลับหมด

  • คือ การที่ไม่มีแสงผ่านไปยังตัวกลางที่ 2
  • เกิดขึ้นเมื่อมุมตกกระทบมีขนาดโตกว่ามุมวิกฤติ
  • ตัวอย่างเช่น
    รุ้งกินน้ำ เกิดจากแสงจากดวงอาทิตย์ส่องกระทบละอองน้ำแล้วเกิดการหักเหสะท้อนกลับหมด
    มิราจ คือปรากฎการณ์เกิดภาพลวงตา ในวันที่อากาศร้อนเราอาจจะมองเห็นแอ่งน้ำบนถนน
  Designed by Brgfx / Freepik

  ตัวอย่าง การหักเหของแสงทำให้เรามองเห็นตำแหน่งปลาตื้นกว่าตำแหน่งจริง

  Designed by Brgfx / Freepik ,Design vector created by Photoroyalty - Freepik.com

• การหักเหของแสงผ่านเลนส์

  เลนส์นูน	เลนส์เว้า
  1. เลนส์ที่ลักษณะขอบบาง กลางหนากว่าส่วนขอบ	1. เลนส์ที่มีลักษณะผิวโค้งเข้าด้านใน มีขอบหนา และตรงกลางบาง
  2. ทำหน้าที่รวมแสง (เมื่อแสงเดินทางผ่านเลนส์นูนแสงจะหักเหเข้ามารวมกันที่จุดรวมแสง)	2. ทำหน้าที่กระจายแสง (เมื่อแสงเดินทางผ่านเลนส์เว้าแสงจะกระจายออก)
  3. ตัวอย่างอุปกรณ์ เช่น แว่นสายตายาว, แว่นขยาย, กล้องโทรทรรศน์, กล้องจุลทรรศน์	3. ตัวอย่างอุปกรณ์ เช่น แว่นตาสั้น

  

  การกระจายของแสง

  เมื่อแสงขาวเดินทางผ่านปริซึมจะเกิดการกระจายของแสงออกเป็น 7 สี ได้แก่ ม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสด แดง เรียกแถบสีนี้ว่า “สเปกตรัมของแสงอาทิตย์”

รุ้ง

1. เป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติซึ่งเกิดจากละอองน้ำในอากาศหักเหแสงอาทิตย์ทำให้เกิดแถบสเปกตรัม
2. ปรากฏการณ์นี้มักจะเกิดหลังฝนตก ละอองน้ำในอากาศจะทำหน้าที่เหมือนปริซึมแยกแสงอาทิตย์ (แสงขาว)ออกเป็น 7 สี
3. รุ้งจะเกิดตรงข้ามกับดวงอาทิตย์
   ตอนเช้า-รุ้งจะอยู่ทางทิศตะวันตก
   ตอนบ่าย-รุ้งจะอยู่ทางทิศตะวันตก

ประโยชน์ของแสง

1. แสงสะท้อนวัตถุทำให้เรามองเห็นวัตถุ
2. แสงอาทิตย์ให้ความร้อน ทำให้เกิดวัฏจักรน้ำ และทำให้มีการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
3. พืชสร้างอาหารด้วยกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
4. สามารถใช้ผลิตพลังงานไฟฟ้า โดยอุปกรณ์ที่เรียกว่า เซลล์สุริยะ Designed by D3Images / Freepik
   • ส่วนประกอบของเซลล์สุริยะ
     เป็นแผ่นกระจกด้านหน้าฉาบด้วยฟอสฟอรัส ทำหน้าที่เป็นขั้วลบ
     ด้านหลังฉาบด้วยสารซิลิคอน-โบรอน ทำหน้าที่เป็นขั้วบวก
   • ปริมาณของกระแสไฟฟ้า
     จะมากน้อยขึ้นกับ
     ขนาดพื้นที่ของเซลล์
     ปริมาณของแสงอาทิตย์
     ระยะเวลาที่ได้รับแสงอาทิตย์
   • ตัวอย่างประเภทของเซลล์สุริยะ
     • ชนิดผลึกซิลิคอน
     • ชนิดอะมอร์ฟัสซิลิคอน

โครงสร้างของตา

เป็นอวัยวะที่มีหน้าที่รับรู้การมองเห็น

1. หนังตา (Eye lid)
   • ประกอบด้วยหนังตาบนและหนังตาล่าง
   • หน้าที่ปกป้องดวงตาโดยการปิด-เปิดตา
2. กระจกตา (Cornea)
   • อยู่ด้านหน้าสุดของดวงตาเป็นรูปโคม เป็นเนื้อเยื่อใสไม่มีสี มักจะเรียกว่า “ตาดำ” ในความเป็นจริงส่วนนี้ไม่มีสี แต่ที่เห็นเป็นสีดำเนื่องมากจากสีของม่านตาที่อยู่ลึกลงไป
   • หน้าที่หักเหแสง
3. ตาขาว (Sclera) หรือเปลือกลูกตา
   • เป็นส่วนต่อจากกระจกตาไปด้านหลัง
   • มีหน้าที่กลอก หรือเคลื่อนไหวลูกตา
4. แก้วตา (Lens)
   • เป็นส่วนทีี่มีลักษณะคล้ายจานบิน วางอยู่หลังม่านตา
   • หน้าที่ช่วยกันกับกระจกตาในการหักเหแสงจากวัตถุให้มาตกที่จอตา และยังช่วยให้ตาสามารถเพ่งมองวัตถุระยะใกล้ได้ จนอายุประมาณ 40 ปีขึ้นไป จะมองวัตถุที่ระยะ 30 -40 เซนติเมตรไม่ได้ชัด
5. ม่านตา (Iris)
   • เป็นเนื้อเยื่อประกอบด้วยหลอดเลือด เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน รวมถึงเซลล์ที่มีเม็ดสี “เป็นส่วนที่ทำให้ตาคนเรามีสีต่างกันตามเชื้อชาติ”
   • หน้าที่ของม่านตา ช่วยปรับระดับแสงให้เข้าสู่ตา
6. รูม่านตา (Pupil)
   • คือรูที่อยู่ตรงกลางของม่านตา
   • เป็นส่วนที่แสงผ่านเข้ามาในตา โดยม่านตาจะควบคุมการขยายหรือหดของรูม่านตาตามระดับแสง
7. จอตา (Retina)
   • เป็นเนื้อเยื่อมีลักษณะเป็นชั้นๆ ที่ไวแสง
   • หน้าที่เป็นตัวรับและแปลสัญญาณแสงให้เป็นสัญญาณประสาทส่งไปแปลผลยังสมอง