เอกสารให้ความรู้ ม.3

1. แสง - ตา และการมองเห็น
แสงเปนพลังงานที่ทําใหเกิดการมองเห็น ในทางฟสิกสถือวาแสงเปนคลื่น
แมเหล็กไฟฟาชนิดหนึ่ง เคลื่อนที่ดวยความเร็ว ประมาณ 300,000 กม./
วินาที มีคุณสมบัติในการกระจายพลังงานออกมาที่ความยาวคลื่นตางๆ กัน
แหลงกําเนิดแสงธรรมชาติ ที่รูจักกันดีคือดวงอาทิตยซึ่งใหพลังงานออกมาที่
ความยาวคลื่นตางๆ กวางมากตั้งแตรังสีคอสมิกจนถึงคลื่นวิทยุ ดังรูป
ราชมงคลลานนา เชียงใหม ราชมงคลลานนา เชียงใหม
รูปที่ 1.1 สเปคตรัมทั้งหมดของพลังงาน
แตแถบพลังงานที่มีอิทธิพลตอตาคนเราและทําใหเกิดการมองเห็นเปนเพียง
ชวงแคบๆ ระหวาง 380 – 780 นาโนเมตร เราเรียกชวงของการกระจายนี้วา
Visible spectrum
ราชมงคลลานนา เชียงใหม ราชมงคลลานนา เชียงใหม

2. ชวงความยาวคลื่นเหลานี้เราสามารถแยกใหเห็นแถบของการกระจาย
พลังงานอยางกวางๆได 7 แถบ แตละแถบของการกระจาย พลังงานเรียกวา
Spectrum ชวงการกระจายที่ตางกันทําใหเรามองเห็นสีตางกันดังตาราง
ขางลาง
ราชมงคลลานนา เชียงใหม ราชมงคลลานนา เชียงใหม
รังสี รังสี รังสี อินฟรา ไมโคร
UV TV คลื่นวิทยุ พลังงานไฟฟา
คอสมิก แกมมา เอกซ เรด เวฟ
.00001nm .001nm 1nm 10nm .0001ft .01ft 1ft 100ft 1mi 3100mi
อัลตราไวโอเลต แสง อินฟราเรด
300 400 500 600 700 1000 1500
ความยาวคลื่น (nm)
รูปที่ 1.1 สเปคตรัมทั้งหมดของพลังงาน
ราชมงคลลานนา เชียงใหม ราชมงคลลานนา เชียงใหม

3. 1.1 ชนิดของการกําาเนิดแสง
1.1 ชนิดของการกํ เนิดแสง
ชนิดของการกําเนิดแสงแบงออกเปน 2 ลักษณะ คือ
1. การแผรังสีของวัตถุ (Thermatinic radiation)
โดยการเพิ่มอุณหภูมิใหกับวัตถุ
เรียกวา แหลงกําเนิดแสงรอน (hot source) หรือ อินแคนเดสเซนต
(incandescent) เชน หลอดไส การเผาถาน
2. การถายเทประจุไฟฟาในกาซ (Electric gas discharge)
เรียกวา แหลงกําเนิดแสงเย็น (cold source) หรือ ลูมิเนสเซนต
(luminescent) เชน หลอดฟลูออเรสเซนต
ราชมงคลลานนา เชียงใหม ราชมงคลลานนา เชียงใหม
1.2 ธรรมชาติแและพฤติกรรมของแสง
1.2 ธรรมชาติ ละพฤติกรรมของแสง GREEN
สีตามธรรมชาติเกิดจากการผสมของสี 2 รูปแบบ YELLOW CYAN
WHITE
การผสมของสีปฐมภูมแบบเพิ่มขึน (Additive Primaries)
ิ ้
RED MAGEN BLUE
การผสมของสีปฐมภูมแบบลดลง (Subtractive Primaries)
ิ TA
รูปที่ 1.2 การผสมของสีปฐมภูมิแบบเพิ่มขึ้น
ราชมงคลลานนา เชียงใหม ราชมงคลลานนา เชียงใหม

4. YELLOW
RED
GREEN
BLACK
MAGEN
BLUE CYAN
TA
รูปที่ 1.3 การผสมของสีปฐมภูมิแบบลดลง
ราชมงคลลานนา เชียงใหม ราชมงคลลานนา เชียงใหม
พฤติกกรรมของแสง
พฤติ รรมของแสง
- การสะทอน (reflection)
- การหักเห (refraction)
- การกระจายแสง (diffusion) มี 5 ลักษณะ
- การทะลุผาน (transmission)
- การดูดกลืน (absorbtion)
ราชมงคลลานนา เชียงใหม ราชมงคลลานนา เชียงใหม

5. 1. การสะทออน(reflection)
1. การสะท น (reflection)
NORMAL
ANGLE OF ANGLE OF
INCIDENCE REFLECTION
รูปที่ 1.4 การสะทอนแสงบนวัตถุผิวเรียบและมัน
ราชมงคลลานนา เชียงใหม ราชมงคลลานนา เชียงใหม
2. การหักกเห(refraction)
2. การหั เห (refraction)
GLASS
AIR
ANGLE OF
REFLECTION
NORMAL
ANGLE OF
INCIDENCE
รูปที่ 1.5 การหักเหของแสง
ราชมงคลลานนา เชียงใหม ราชมงคลลานนา เชียงใหม

6. 3. การกระจายแสง (diffusion)
3. การกระจายแสง (diffusion)
รูปที่ 1.6 การกระจายแสง
ราชมงคลลานนา เชียงใหม ราชมงคลลานนา เชียงใหม
4. การทะลุผผาน(transmission)
4. การทะลุ าน (transmission) 5. การดูดดกลืน(absorbtion)
5. การดู กลืน (absorbtion)
แสงสีขาว
}
G R B R
วัตถุสีแดง
รูปที่ 1.7 การทะลุผาน

รูปที่ 1.8 การดูดกลืน
ราชมงคลลานนา เชียงใหม ราชมงคลลานนา เชียเปนพฤติกรรมของแสงที่ทําใหตาเราสามารถมองเห็นวัตถุเปนสีได
งใหม

7. 1.3 ธรรมชาติของการมองเห็น
1.3 ธรรมชาติของการมองเห็น
การดูดกลืนแบบเลือกเปนผลของสีวัตถุที่แยกอนุภาคของแสงที่สองสวางวัตถุนั้น
สวนหนึงของรังสีจะถูกดูดกลืนไว แลวสะทอน สวนที่เหลือออกไป เชนวัตถุที่มีสี
่
เขียวเมื่อถูกสองดวยแสงแดด วัตถุนั้นจะดูดกลืนพลังงานในชวงอื่นไวยกเวนสีเขียว
และสะทอน แสงสีเขียวเขาตาเรา จึงมองเห็นวัตถุนั้นเปนสีเขียวเปนตน
รูปที่ 1.9 สวนประกอบของลูกนัยนตา
ราชมงคลลานนา เชียงใหม ราชมงคลลานนา เชียงใหม
สววนประกอบของนัยนตาา
ส นประกอบของนัยนต
1. สเคลอโรติค โคต(Sclerotic Coat) เปนเนื้อแข็งเหนียว สีขาวทึบ สวนหนาของ
เมื่อแสงตกกระทบที่วัตถุใดๆ มันจะสะทอนเขาสูกระบอกตา ผานแกวตา (cornea) มาน สเคลอโรติค โคตที่เห็นได คือตาขาวนั่นเอง
ตา (iris) ลูกตา (lens) เรตินา ประสาทตา (retina) และสมองตามลําดับ การควบคุม
ปริมาณแสงจะอาศัยการทํางานของมานตาคอยควบคุมปริมาณแสงใหเหมาะสมและ 2. คอรเนีย (Cornea) เปนสวนหนาของ Sclerotic Coat
ปลอดภัยกับนัยนตา เชน หากเรามองแสงที่มีความสวางมามานตาจะปดตัวลงมาเพื่อรับ 3. แอควัสฮูเมอร(Aqueous Humour) เปนของเหลวใสบรรจุอยูระหวางคอรเนีย
แสงที่เหมาะสม หรือ เมื่อเรามองในที่มืดสลัวมานจะเปดกวางเพื่อรับแสงไดมากขึ้น กับเลนสลูกนัยนตา เปนสวนสําคัญที่ชวยใหนยนตามองเห็นไดกวางมาก
ั
นอกจากนี้แลวนัยนตายังมีกลามเนื้อตาจะทําหนาที่ขยายตัวและหดตัว เพื่อโฟกัสใหคลื่น
แสงที่มากระทบแกวตาและลูกตาไปตกลงบนเรตินาเพื่อใหไดภาพที่ชัดที่สุด 4. คอรอยด (Choroides) คือเปลือกชั้นทีสองตอจาก Sclerotic Coat มีสีน้ําตาลแก
่
ทําหนาที่ปองกันไมใหแสงเขาไปภายในทางดานขางของลูกนัยนตา และปองกันไมให
เกิดการสะทอนแสงภายในลูกนัยนตาได
ราชมงคลลานนา เชียงใหม ราชมงคลลานนา เชียงใหม

8. 5. ไอริส (Iris) ทําหนาที่เปนมานตาสําหรับเปดชองกลมตรงกลางใหใหญหรือ 9. เรตินา (Retina) มีลักษณะ เปนเยื่อสีดํา ผิวภายในเต็มไปดวยปลายประสาท
เล็ก เพื่อชวยใหแสงผานเขาลูกนัยนตาไดพอเหมาะ ประกอบดวย Rods ซึ่งมีความไวตอแสง และ Cones หากนัยนตาไมมี Cones เลย
6. ปวปล (Pupil) เปนชองกลมเล็ก ๆ กลางมานตา ใชเปนชองใหแสงผานเขา ตาก็จะบอดสีทงหมด
ั้
เลนสลูกนัยนตา 10. ออปติค เนอรฟ (Optic nervers) คือมัดฝอยเสนประสาทของ Retina ที่
7. เลนสนัยนตา (Crystalline) หรือ แกวตา เลนสนัยนตาจะสามารถปองออก รวมกันโยงไปถึงสมอง
เพื่อปรับความยาวโฟกัสใหระยะภาพใหตกพอดีบน Retina ได 11. เยลโลว สปอต (Yellow spot) เปนหยอมทีไวตอแสงที่สุดของ Retina
่
8. ซิลิอารี มัสเซิล (Ciliary muscles) เปนกลามเนื้อเกาะยึดรอบเลนสของ อยูตรงขามกับเลนสนัยนตา เวลามองดูวัตถุเราตองกลอกลูกนัยนตา เพื่อใหภาพ
นัยนตา มีหนาที่ทําใหแกวตาปองหรือแฟบที่ตรงกลาง เพื่อเปลี่ยนทางยาวโฟกัส ของวัตถุนั้นปรากฏบน Yellow spot จึงจะเห็นไดชดเจนที่สด
ั ุ
มากนอยตามตองการได
ราชมงคลลานนา เชียงใหม ราชมงคลลานนา เชียงใหม
12.โฟวีอา เซนตราลิส(Fovea centralis) เปนสวนนูนเล็ก ๆ กลางหยอมสีเหลือง
ทีมีไวตอแสงมากที่สุดของYellow spot หากตองการดูวัตถุใหเห็นรายละเอียดสวนใด
่
อยางชัดเจน ตองเพงมองใหแสงจากสวนนั้นของวัตถุตกบน Fovea centralis
13. ไบลน สปอต (Blind spot) เปนจุดยอดอยูบนกึ่งกลางขั้วมัดประสาท ทีโยง
่
ไปสูสมอง ี้ซึ่งเปนจุดบอดแสง ถาแสงจากวัตถุตกมาบนจุดนี้แลว จะมองไมเห็นวัตถุนั้น

14. วิตริอัส ฮูเมอร(Vitreous Humour) เปนของเหลวใส เหมือนวุน บรรจุอยู
เต็มโพรงที่วางภายในลูกนัยนตา ระหวางเลนสกับ Yellow spot ชวยทําใหลูกนัยนตา
รักษารูปทรงอยูได
ราชมงคลลานนา เชียงใหม ราชมงคลลานนา เชียงใหม

9. Retina เปนสวนของเซลรับแสง ประกอบดวยเซลไวแสง 2 ชนิดคือ Cones กับ Rods
Cones เซลรับแสงที่มีลักษณะเปนแทงทูๆ
รวมกันอยูอยางหนาแนนบริเวณรอบๆ Rods เซลรับแสงที่มีลักษณะเปนแทงยาวๆ ไวแสงมาก กระจายอยูบริเวณรอบนอก Fovea มี
Fovea มีจํานวน 6-7 ลานอันแบงเปน 3 จํานวนประมาณ 100 ลานอัน rods จํานวนหลายพันตัวถูกตออยูกับเสนประสาท 1 เสนจึง
กลุมมีความไวตอแสงสีตางกันคือไวตอ ทําใหความคมชัดของการมองเห็นต่ํามาก จะไมปรากฏสีตางๆ ในระบบของ rods จะเห็น
แสงสีแดง, เขียวและน้ําเงิน เปนเพียงขาว-ดําเทานั้น rods จะทํางานเมื่อไดรบแสงสวางนอยๆ คือระหวาง 10-6 - 1 fl.
ั
Cones จะมีผลตอการมองเห็นแบบ การกระจายตัวของเซลรับแสงบนเรตินาแสดงดังรูป
daylight เทานั้นซึ่งจะเริ่มทํางานเมื่อไดรับ
แสงประมาณ 1 fl. (foot-Lambert) ขึ้นไป
การมองเห็นสีตางๆ ขึ้นอยูกับการทํางาน
ของ Cones ถา Cones ทั้ง 3 กลุมทํางาน
พรอมกันเทาๆ กันจะมองเห็นเปนแสงสี
ขาวหรือไมมีสี ถา Cones ตัวใดตัวหนึ่งเสีย
ไปจะทําใหเกิดตาบอดสี Cones จะทํางานเวลากลางวัน Rods จะทํางานเวลากลางคืน
ราชมงคลลานนา เชียงใหม ราชมงคลลานนา เชียงใหม
โคนจะทําหนาที่ในการแยกรายละเอียดของสิ่งตางๆ และรับความรูสึกทางดานสีของสิ่ง
ที่เรามองเห็นมองเห็นไดเปนอยางดี โคนจะทําหนาที่ในตอนกลางวันทําใหการมองเห็น
ภาพตางๆ ไดดี
รอดสนนชวยในการมองเห็นภาพอยางหยาบๆ ไมสามารถแยกรายละเอียดและสีได มัน
ั้
จะทําหนาที่ไดดีในตอนกลางคืน ดังนั้นรอดสจึงไวตอแสงแมเพียงเล็กนอย
ราชมงคลลานนา เชียงใหม ราชมงคลลานนา เชียงใหม

10. 1. เวลาทีใใชใในการมอง (Exposure Time)
1. เวลาที่ ่ ช นการมอง (Exposure Time)
1.4 ความสัมพันธธของแสงและการมองเห็น
1.4 ความสัมพัน ของแสงและการมองเห็น
- เวลาที่ใชในการมอง (Exposure Time)
- ขนาด (Visual Size)
- คอนทราสต (Contract)
มี 4 อยาง
- ความสวาง (Luminance or Brightness)
รูปที่ 1.10 ความสัมพันธระหวางเวลากับปริมาณแสง
ราชมงคลลานนา เชียงใหม ราชมงคลลานนา เชียงใหม
ราชมงคลลานนา เชียงใหม ราชมงคลลานนา เชียงใหม

11. 2. ขนาด (Visual Size)
2. ขนาด (Visual Size)
รูปที่ 1.11 แสดงการมองวัตถุที่อยูในตําแหนงตางกัน
ราชมงคลลานนา เชียงใหม
3. คอนทราสต (Contract)
3. คอนทราสต (Contract)
CO CO CO CO CO CO
รูปที่ 1.12 แสดงความแตกตางระหวางความดํา - ขาว(คอนทราสต)
ราชมงคลลานนา เชียงใหม ราชมงคลลานนา เชียงใหม

12. 4. ความสวาาง(Luminance or Brightness)
4. ความสว ง(Luminance or Brightness)
คือความสวางของวัตถุที่สามารถสะทอนแสงเขาสูดวงตา ซึ่งจะทําใหการมองเห็นดีขึ้น
ความสวาง (Luminance) ขึ้นอยูกับปริมาณแสงที่ตกกระทบพื้นผิวใดๆ แลวสะทอนเขาสู
ตาเราในปริมาณที่เหมาะสม
ราชมงคลลานนา เชียงใหม ราชมงคลลานนา เชียงใหม
ปจจัยอื่นๆ ที่มีผลตอการมองเห็น
1.5 อุณหภูมิสี ี
1.5 อุณหภูมิส
เปนคาอุณหภูมิในหนวยเคลวิน (Kelvin) ซึ่งจะบอกใหเรารูวาสีของแหลงกําเนิดแสง
หนึ่งๆ เปนอยางไร โดยการเปรียบเทียบกับสีของวัตถุดําที่อุณหภูมิเดียวกัน
คือ เรารูวาสีของวัตถุดําจะเปนสีดําที่อณหภูมหอง เปนสีแดงที่อุณหภูมิ 800 เคลวิน เปนสี
ุ ิ
เหลืองที่อุณหภูมิ 3000 เคลวิน เปนสีขาวที่อุณหภูมิ 5000 เคลวิน และเปนสีฟาที่อุณหภูมิ
8000 เคลวิน เปนตน เราจึงใชคาอุณหภูมิสีเหลานี้เปนตัวบอกชี้สีของแหลงกําเนิดแสงใดๆ
เชน ขดลวดทังสเตนมีคาอุณหภูมิสีอยูระหวาง 2600 ถึง 3000 เคลวิน เพราะมันใหแสง

ออกมาเปนสีเหลืองจาเมื่อถูกความรอน นอกจากนั้นอุณหภูมิสียังสามารถกําหนดชือตาม ่
อุณหภูมิสไดเปน วอรมไลท คือ แบบวอรม (warm) สีเปลงออกมาเปนสีแดง-สม อุณหภูมิ
ี
สีต่ํากวา 3200 เคลวิน และ แบบคูล (cool) สีเปลงออกมาเปนสีน้ําเงิน-ขาว อุณหภูมิสสง ี ู
กวา 3900 เคลวิน และยังสามารถแบงใหละเอียดออกไปอีกหลายแบบแตก็ยังอาศัยทังแบบ ้
ราชมงคลลานนา เชียงใหม
วอรมและคูลเปนหลัก
ราชมงคลลานนา เชียงใหม