วันอาทิตย์ที่ 4 กันยายน พ.ศ. 2554

การหักเหของแสง ( Refraction )

ถ่ายโดย Kaewkanda 


ทำไมปากกาจุ่มน้ำจึงเป็นเช่นนี้ ?                     
ก่อนที่เราจะตอบปัญหา เราต้องรู้ว่าจะเกิดอะไรขึ้น
เมื่อแสงเคลื่อนที่จากสารหนึ่งไปยังอีกสารหนึ่ง

มาดูการทดลองนี้กัน !! 
วางแท่งแก้วบนกระดาษขาวขีดเส้นโดยรอบแท่งแก้วใช้ กล่องแสงฉายรังสีแสงจากอากาศไปยังแก้ว ดังรูป


มองแสงภายในแก้วและที่ออกไปจากแก้วอย่างระมัดระวังรังสีเคลื่อนที่เป็นแนวเส้นตรงเข้าไปยังแท่งแก้ว หรือเบี่ยงเบนไป
ทำเครื่องหมายแสสดงรังสีตกกระทบและรังสีที่ผ่านเข้าไปในแท่งแก้ว แล้วลากเส้นผ่านแนวรังสี
จะเห็นว่ารังสีเบนหรือหักเห ณ จุดที่เข้าไปในแก้วและจุดที่ออกจากแก้ว
วาดโดย Kaewkanda
ใช้ไม้โปรแทรกเตอร์หรือไม้ฉากลากเส้นตั้งฉาก กับผิวแก้วดังรูป เส้นนี้เรียกว่าิ เส้นปกติ (N)
ที่ใดแสงเบนเข้าเส้นปกติและที่ใดแสงเบนออกจากเส้นปกติ

รังสีของแสงที่เคลื่อนที่จากอากาศเข้าสู่แก้วจะเบนหรือหักเหเข้าเส้นปกติ รังสีของแสงที่เคลื่อนที่ จากแก้วไปสู่อากาศจะหักเหเข้าเส้นปกติ  


การเปลี่ยนความเร็ว
อัตราเร็วของแสงในอากาศประมาณ 300,000,000 เมตร/วินาที แต่แสงเคลื่อนที่ช้ากว่าในแก้วความจริงแล้วมันเร็วเพียง 2 ใน 3 เท่านั้น นี่เป็นเหตุผลที่ว่าทำไมแสงจึงหักเห ในทำนองเดียวกับรถเร็วเคลื่อนที่บนถนน จะหักเหเมื่อมันเคลื่อนที่ทำมุมหนึ่งกับถนนมีโคลนหนา โคลนจะทำให้รถข้างหนึ่งช้าลง ทำให้ทางเคลื่อนที่ของรถเบนไป ยิ่งช้าลงมากก็จะยิ่งเบนไปมาก


http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/62/light1/ligh_6.htm
ตัวเลขที่เรียกว่าดรรชนีหักเหของสารเป็นอัตราส่วนของสองอัตราเร็ว



http://www.maceducation.com/e-knowledge/2432209100/19.htm
ดรรชนีหักเหของแก้วส่วนมากประมาณ 1.5 ดรรชนีหักเหของน้ำมีค่าน้อยกว่า (1.33) ซึ่งหมายความว่าแสงจะไม่เบนไปมากเมื่อผ่านเข้าสู่น้ำเพราะมันไม่ช้ามาก

ตารางเปรียบเทียบดรรชนีหักเหและอัตราเร็วของแสงของสารต่าง ๆ
                
http://www.maceducation.com/e-knowledge/2432209100/19.htm

มาดูวีดีโอกันหน่อยดีกว่าค่ะ


แหล่งอ้างอิง : หนังสือฟิสิกส์ หลักสูตรแห่งชาติระดับมัธยมศึกษา (GSCE) ของประเทศอังกฤษ
                                        


ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น