66,546 Views
Favorite
การกระเจิงเป็นปรากฏการณ์ทางแสงที่เกิดจากการเปลี่ยนทิศทางการแผ่ของแสง เมื่อแสงเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่เป็นสารไม่ใช่เอกพันธ์หรือไม่ใช่สารเนื้อเดียว จะทําให้สารนั้นเปล่งแสงออกมา เรียกว่า การกระเจิงของแสง และจะไม่เกิดการกระเจิงของแสงในตัวกลางที่เป็นสารเอกพันธ์ (สารที่มีเนื้อเดียวและสมบัติเดียวกันโดยตลอด) เนื่องจากมีดัชนีหักเหเท่ากันตลอดทุกส่วนของสารนั้น สําหรับสารไม่ใช่เอกพันธ์มีดัชนีหักเหไม่เท่ากันตลอดเนื้อสาร โดยปลี่ยนแปลงจากจุดหนึ่งไปยังจุดอื่น ๆ
การเปลี่ยนแปลงค่าดัชนีหักเหอาจเกิดจากการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของสารหรืออนุภาคเล็ก ๆ ที่ปนเข้ามา และกระจายแบบสุ่มในตัวกลางที่เป็นสารอิมัลชันหรือสารคอลลอยด์ที่แสงเคลื่อนที่ผ่าน โดยในสารอิมัลชันหรือสารคอลลอยด์นี้จะประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กมากจํานวนมากมาย ที่มีดัชนีหักเหแตกต่างจากตัวกลางที่แวดล้อมรวมกันเป็นสารไม่ใช่เอกพันธ์ ซึ่งตัวกลางที่ขุ่นหรือละอองของเหลว เช่น ควันหรือหมอก ก็เป็นตัวกลางที่ไม่ใช่เอกพันธ์ช่นกัน
น้ำ
สารไม่ใช่เอกพันธ์หรือไม่ใช่สารเนื้อเดียว
เปรียบเทียบภาพบนฉากและภาพจากด้านข้างของสารละลาย
การกระเจิงของแสงในของเหลวขุ่นเกิดขึ้นเนื่องจากมีอนุภาคต่างชนิดกันที่มีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับความยาวคลื่นของแสง (λ)
ทฤษฎีการกระเจิงพัฒนาโดยเรย์ลีห์ (Rayleigh Scattering) กล่าวว่า ความเข้มของแสงที่กระเจิงในหนึ่งหน่วยปริมาตรของตัวกลางที่ทํามุม (θ) ใด ๆ กับเส้นทางแผ่เข้าของแสง อธิบายโดยสมการ
การกระเจิงของเรย์ลีห์เป็นการกระเจิงของแสงเนื่องจากอนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่าความยาวคลื่นแสง เช่น การกระเจิงจากการกระทบกับโมเลกุลหรืออะตอมของแก็สในอากาศ แสงสีม่วงที่มีความยาว คลื่นสั้นที่สุดกระเจิงได้ดีที่สุด สีน้ำเงินจะกระเจิงได้ดีรองลงมาจากแสงสีม่วง เหตุใดในเวลากลางวันเราจึงเห็นท้องฟ้าเป็นสีน้ำเงิน ทั้งๆ ที่แสงสีน้ำเงินกระเจิงได้ดีน้อยกว่าแสงสีม่วง ทั้งนี้เป็นเพราะประสาทตาของเรารับแสงสีน้ำเงินได้ดีกว่าแสงสีม่วง ในตอนเช้าหรือตอนเย็น ขณะที่ดวงอาทิตย์ กําลังจะขึ้นหรือกําลังตก ถ้าเรามองดูท้องฟ้าส่วนที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์จะเห็นเป็นสีแดง ทั้งนี้เนื่องจากขณะนั้น แสงอาทิตย์ต้องเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศเป็นระยะทางไกลจึงจะถึงตาเรา แสงที่มีความยาวคลื่นสั้นได้แก่ สีน้ำเงินและม่วง ซึ่งกระเจิงได้ดีจึงกระเจิงไปทําให้มีเฉพาะแต่แสงที่มีความยาวคลื่นยาวกว่าได้แก่ แสงสีแดงเท่านั้น ที่มาถึงตาเรา และเมื่อแสงสีแดงตกกระทบก้อนเมฆจะสะท้อนกลับมาสู่ตาเราทําให้ตาเห็นท้องฟ้าเป็นสีแดง
ภาพปก : Ram Tiwari
