แสงและการมองเห็น

แสง

- เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ไม่ต้องการตัวกลางในการเคลื่อนที่ จึงสามารถเดินทางผ่านสุญญากาศได้
- อัตราเร็วของแสงในสุญญากาศมีค่า 300,000,000 เมตรต่อวินาที
- เมื่อเดินทางเข้าสู่ตัวกลางชนิดอื่นจะมีอัตราเร็วลดลง
- เราใช้รังสีของแสงแสดงทิศการเคลื่อนที่ของแสง ซึ่งมีลักษณะเป็นเส้นตรง เพราะแสงเดินทางเป็นเส้นตรง
- การทดลองเพื่อทดสอบว่าแสงเดินทางเป็นเส้นตรง โดยให้แสงจากเทียนไขเดินทางผ่านรูบนกระดาษทั้ง 3 รู

เราจะมองเห็นแสงจากเทียนไขได้ก็ต่อเมื่อทั้ง 3 รูวางตัวในแนวเส้นตรงเดียวกัน

ตัวกลางของแสง

- ตัวกลางโปร่งใส เป็นตัวกลางที่แสงสามารถเดินทางผ่านได้ 100% อย่างเป็นระเบียบ ทำให้สามารถเห็นวัตถุด้านหลังตัวกลางได้อย่างชัดเจน เช่น แก้วใสพลาสติกใสกระจกใสน้ำใสอากาศ
- ตัวกลางโปร่งแสงเป็นตัวกลางที่แสงเดินทางผ่านได้เพียงบางส่วนอย่างไม่เป็นระเบียบ ทำให้เห็นวัตถุหลังตัวกลางไม่ชัดเจนเห็นเพียงลาง ๆ และไม่คมชัด เช่น กระดาษไขกระจกฝ้าพลาสติกคุณหมอกและควัน
- ตัวกลางทึบแสง แสงไม่สามารถเดินทางตัวกลางประเภทนี้ได้เลย ทำให้ไม่สามารถมองเห็นวัตถุหลังตัวกลางได้ และเกิดเงาที่ด้านหลังเนื่องจากตัวกลางบดบังแสง เช่น ไม้ปูนคอนกรีตกระจกเงา

การเกิดเงา

บริเวณที่มีแสงตกกระทบพื้นผิวจะสว่าง ส่วนบริเวณที่มีแสงตกกระทบน้อยกว่าบริเวณรอบข้างเรียกว่า เงามัว และบริเวณที่ไม่มีแสงมาตกกระทบเรียกว่า เงามืด

กฎการสะท้อนของแสง

มุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อน

การหักเหของแสง

- เมื่อแสงเดินทางเปลี่ยนตัวกลางทำให้แสงเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ เพราะแสงมีอัตราเร็วในตัวกลางแต่ละชนิดแตกต่างกัน
- แสงเดินทางจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อยเข้าสู่ตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากพบว่ารังสีหักเหเบนเข้าหาเส้นแนวฉาก ในทางตรงกันข้าม เมื่อแสงเดินทางจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากเข้าสู่ตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อยพบว่า รังสีหักเหแบ่งออกจากเส้นแนวฉาก

ปรากฏการณ์ที่เกิดจากการหักเหของแสง

- เห็นภาพด้านหลังเตาไฟมีลักษณะบิดเบี้ยว
- เห็นน้ำบนถนนแต่กลับหายไปเมื่อเข้าไปใกล้
- การเห็นภาพลวงตากลางทะเลหรือกลางทะเลทราย
- การเห็นภาพของวัตถุในน้ำอยู่ตื้นกว่าความเป็นจริง

การเกิดรุ้งกินน้ำ

- เมื่อแสงเคลื่อนที่เข้าสู่ละอองน้ำเกิดการหักเหออกจากละอองน้ำทำให้แสงขาวแยกออกเป็นแสง 7 สีเรียกว่า รุ้ง

รุ้งปฐมภูมิเกิดการสะท้อนภายในละอองน้ำ 1 ครั้ง
แสงสีม่วงอยู่ด้านบนสุดของรุ้ง

รุ้งทุติยภูมิมีการสะท้อนภายในละอองน้ำ 2 ครั้ง
แสงสีแดงอยู่ด้านบนสุดของรุ้ง