physics our in life

        

การหักเหของแสง ( Refraction of Light )

     การหักเหของแสง หมายถึง การเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ของแสง เมื่อแสงเคลื่อนที่จากตัวกลางชนิดหนึ่งไปยังอีกตัวกลางชนิดหนึ่งที่มีความหนาแน่นแตกต่างกัน สาเหตุที่ทำให้แสงหักเหเนื่องจากอัตราเร็วของแสงในตัวกลางทั้งสองไม่เท่ากัน

      การหักเหของแสงเกิดขึ้นตรงผิวรอยต่อของตัวกลาง ลักษณะการหักเหของแสง เมื่อแสงเคลื่อนที่จากตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อยเข้าสู่ตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากกว่า แสงจะหักเหเข้าหาเส้นปกติ ในทางตรงกันข้ามถ้าแสงเคลื่อนที่จากตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากเข้าสู่ตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า แสงจะหักเหออกจากเส้นปกติพูดกันง่ายๆก็คือ “การหักเหแสงเป็นปรากฎการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อแสงเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางต่างชนิดกัน เมื่อแสงเคลื่อนที่จากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางหนึ่งแสงจะมีการหักเห และการหักเห จะเกิดขึ้นเฉพาะผิวรอยต่อของตัวกลางเท่านั้น”

ดังรูปต่อไปนี้

http://www.sciencephoto.com/media/97813/enlarge

snell's law

                

    และ

          

                    v    =   ความเร็วของแสง ในตัวกลางใด ๆ เมตร/วินาที

                    n    =   ดัชนีหักเหของแสงในตัวกลาง(ไม่มีหน่วย)หรือ คือ ดัชนีหักเหสัมพัทธ์ระหว่างตัวกลางที่ 2 เทียบกับตัวกลางที่ 1
                    c    =   ความเร็วแสงในสุญญากาศ และ v คือความเร็วแสงในตัวกลาง= 3 X 10 8 m/sนั่นคือ ตัวกลางที่มีค่าดัชนีหักเหของแสงน้อย (ความหนาแน่นน้อย) แสงจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงตัวกลางที่มีค่าดัชนีหักเหของแสงมาก (ความหนาแน่นมาก) แสงจะเคลื่อนที่ด้วยความต่ำ

                     ข้อควรจำ nอากาศ = 1 ส่วน n ตัวกลางอื่น ๆ จะมากกว่า 1 เสมอ

http://www.kpsw.ac.th/teacher/piyaporn/page7.htm

ตัวอย่างการหักเหของแสง

ภาพที่เกิดจากเลนส์นูนภาพจากเลนส์นูนเป็นภาพที่เกิดจากรังสีหักเหไปพบกันที่จุดๆ หนึ่ง ซึ่งมีทั้งภาพจริงและภาพเสมือนขึ้นอยู่กับตำแหน่งวัตถุที่วางหน้าเลนส์ ดังรูป

การเกิดภาพเมื่อวัตถุอยู่ห่างเลนส์นูนระยะไกลกว่าความยาวโฟกัส

 

การเกิดภาพเมื่อวัตถุอยู่ห่างจากเลนส์นูนที่ระยะใกล้กว่าความยาวโฟกัส

http://pirun.ku.ac.th/~fscijsw/Light&device/light/html/body6-3.htm

ภาพตัวอย่างการหักเหของแสงในชีวิตประจำวัน

รุ้งกินน้ำ เป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่เกิดขึ้นหลังจากฝนตก โดยเกิดขึ้นจากแสงแดดส่องผ่านละอองน้ำในอากาศ ทำให้แสงสีต่าง ๆ เกิดการหักเหขึ้น จึงเห็นเป็นแถบสีต่าง ๆ ปรากฏขึ้นบนท้องฟ้า รุ้งปฐมภูมิจะประกอบด้วย สี ม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง ส้ม แดง  โดยมีสีม่วงอยู่ชั้นในสุดและสีแดงอยู่ชั้นนอกสุด ส่วนรุ้งทุติยภูมิจะมีสีเช่นเดียวกันแต่เรียงลำดับในทิศทางตรงกันข้าม

เราสามารถทำสายรุ้งเองได้โดยการใช้หลักการ"หักเหของแสง" แค่นำปรึซึมสามเหลี่ยมใสรับแสงสีขาวจากดวงอาทิตย์ จะเห็นวงสีต่างๆออกมาจากปริซึมเป็นแถบทั้ง 7 สี จะเรียกว่า "สเปกตรัม"
         
                                                        http://th.wikipedia.org/wiki/

 

สิ่งควรทราบเกี่ยวกับการหักเหของแสง

     1. กฎการหักเหของแสง
         -  รังสีตกกระทบ เส้นแนวฉาก และรังสีหักเห อยู่ในระนาบเดียวกัน
         -  สำหรับตัวกลางคู่หนึ่ง ๆ อัตราส่วนระหว่างค่า sin ของมุมตกกระทบ ในตัวกลาง ค่า sin ของมุมหักเหในอีกตัวกลางหนึ่ง มีค่าคงที่

    2.  ความถี่ของแสงยังคงเท่าเดิม ส่วนความยาวคลื่น และความเร็วของแสงจะไม่เท่าเดิม
    3.  ทิศทางการเคลื่อนที่ของแสงจะอยู่ในแนวเดิมถ้าแสงตกตั้งฉากกับผิวรอยต่อของตัวกลาง จะไม่อยู่ในแนวเดิมถ้าแสงไม่ตกตั้งฉากกับผิวรอยต่อของตัวกลางเสมอ   

http://www.kpsw.ac.th/teacher/piyaporn/page7.htm