Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

ใบความรู้เรื่องแสง

38,264 views

Published on

ผู้สอน ครูมณีรัตน์ กาลสุวรรณ และครูสุกัญญา นาคอ้น
โรงเรียนเฉลิมพระเกียรติสมเด็จพระศรีนครินทร์ กาญจนบุรี
เอกสารประกอบการเรียนรู้วิชาวิทยาศาสตร์ 3 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2
หน่วยการเรียนรู้ที่ 3 แสง ตัวชี้วัด ว 5.1 ม.2/1,ม.2/2, ม.2/3
ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2555

  • Be the first to comment

ใบความรู้เรื่องแสง

  1. 1. 1 โรงเรียนเฉลิมพระเกียรติสมเด็จพระศรีนครินทร์ กาญจนบุรี เอกสารประกอบการเรี ยนรู้วิชาวิทยาศาสตร์ 3 ชั้นมัธยมศึ กษาปี ที่ 2 หน่ วยการเรี ยนรู้ที่ 3 แสง ตัวชี้วัด ว 5.1 ม.2/1,ม.2/2, ม.2/3 ประเภทเอกสาร ข้ อสอบ/แบบทดสอบ เอกสารสื่ อการสอน อื่นๆ ผู้สอน ครู มณีรัตน์ กาลสุ วรรณ และครู สุกัญญา นาคอ้ น ห้ อง ม.2/1 -2/7 ภาคเรี ยนที่ 2 ปี การศึกษา 2555 ใบความรู้ เรื่อง การสะท้ อนและการหักเหของแสงแสง (Light) เป็ นพลังงานที่อยูในรู ปคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ า ซึ่งแสงมีสมบัติดงนี้ ่ ั 1. แสงเป็ นคลื่นตามขวาง 2. แสงเดินทางโดยไม่จาเป็ นต้องอาศัยตัวกลาง 3. แสงเดินทางในสุ ญญากาศได้ดวยความเร็ ว 3 x 108 เมตร/วินาที ้ 4. แสงเดินทางเป็ นเส้นตรงในตัวกลางชนิดเดียวกัน 5. แสงจะเกิดการหักเหได้เมื่อแสงเดินทางผ่านตัวกลางต่างชนิดกันภาพ ( Image) เกิดจากการการสะท้อนของแสงจากวัตถุที่กระจก และการหักเหของแสงผ่านเลนส์ มี 2 ชนิดได้แก่ 1. ภาพจริง เกิดจากรังสี ของแสงตัดกันจริ ง จะเกิดภาพหน้ากระจกหรื อหลังเลนส์ ต้องมีฉากรับภาพ ภาพที่ได้จะมีลกษณะหัวกลับกับวัตถุ เช่น ภาพที่ปรากฏบนจอภาพยนตร์ เป็ นต้น ั 2. ภาพเสมือน เกิดจากรังสี ของแสงเสมือนตัดกันโดยการต่อรั งสี ของแสง จะเกิดภาพด้านหลังกระจกหรื อหน้าเลนส์ ไม่ตองมีฉากรับภาพ ภาพที่ได้จะมีลกษณะหัวตั้งเหมือนกับวัตถุ เช่น ภาพเกิดจากแว่นขยาย เป็ นต้น ้ ัการสะท้ อนของแสง การสะท้อน เมื่อแสงตกกระทบกับวัตถุแสงบางส่ วนจะสะท้อนจากวัตถุแล้วเข้าสู่ นยน์ตา จะเกิดการรับรู ้และมองเห็น ัวัตถุน้ นได้ เป็ นไปตามกฎการสะท้อนของแสง ั กฎการสะท้อนของแสง 1. มุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อน 2. รังสี ตกกระทบ รังสี สะท้อนละเส้นแนวฉากอยูในระนาบเดียวกัน ่
  2. 2. 2การเกิดภาพจากกระจกเงาและเลนส์การเกิดภาพจากกระจกเงา แบ่ งเป็ น 2 ชนิด 1. กระจกเงาราบ 2. กระจกเงาโค้ง แบ่งเป็ น - กระจกโค้งนูน หรื อกระจกนูน - กระจกโค้งเว้า หรื อกระจกเว้ากระจกเงาราบกระจกเงาราบ คือ กระจกแบนราบ ซึ่ งมีดานหนึ่งสะท้อนแสง ดังนั้นภาพที่เกิดขึ้นจึงเป็ นภาพเสมือน อยูหลังกระจก มีระยะภาพ ้ ่เท่ากับระยะวัตถุ และขนาดภาพเท่ากับขนาดวัตถุ ภาพที่ได้จะกลับด้านกันจากขวาเป็ นซ้ายของวัตถุจริ งรูปแสดงการเกิดภาพจากกระจกเงาราบการหาจานวนภาพที่เกิดจากกระจกเงาราบ 2 บาน วางทามุมกัน หาได้ จากสู ตรกาหนดให้n = จานวนภาพที่มองเห็นu = มุมที่กระจกเงาราบ 2 บานวางทามุมต่อกันถ้าผลลัพธ์ n ที่ได้ไม่ลงตัว ให้ปัดเศษขึ้นเป็ นหนึ่งได้ตัวอย่ างที่ 1 กระจกเงาราบ 2 บาน วางนามุม 60 องศาต่อกัน จงหาจานวนภาพที่เกิดขึ้นวิธีคด จากสู ตร ิ = 5 ภาพ จานวนภาพที่เกิดจากกระจกเงาราบ 2 บานวางทามุมต่อกัน 60 องศา เท่ากับ 5 ภาพ ตอบ
  3. 3. 3กระจกโค้ง1. กระจกเว้ า มีลกษณะสาคัญดังนี้ ั - เป็ นกระจกรวมแสง - เกิดทั้งภาพเสมือนและภาพจริ ง มีท้ งขนาดเล็ก ใหญ่ หรื อเท่ากับวัตถุ ั - รังสี ตกกระทบและรังสี สะท้อนอยูดานเดียวกับจุดศูนย์กลางความโค้ง ดังรู ป ่ ้ รูปแสดงรังสี ตกกระทบและรังสี สะท้ อนของกระจกเว้ า2. กระจกนูน มีลกษณะสาคัญดังนี้ ั - เป็ นกระจกกระจายแสง - ทาให้เกิดภาพเสมือนหัวตั้งขนาดเล็กกว่าวัตถุ - รังสี ตกกระทบและรังสี สะท้อนอยูคนละด้านกับจุดศูนย์กลางความโค้ง ดังรู ป ่ รูปแสดงรังสี ตกกระทบและรังสี สะท้ อนของกระจกนูน
  4. 4. 4 ส่ วนประกอบของกระจกโค้ง 1. จุดศูนย์กลางความโค้ง ตามรู ปคือจุด C เป็ นจุดที่เมื่อมีรังสี ตกกระทบกระจกผ่านจุดนี้รังสี สะท้อนจะผ่านทางเดิม (แต่มีทิศตรงข้าม) 2. ขั้วกระจก ตามรู ปคือจุด O เป็ นจุดที่แบ่งครึ่ งกระจกออกเป็ น 2 ส่ วนเท่าๆ กัน 3. จุดโฟกัส ตามรู ปคือจุด F เป็ นจุดรวมรังสี สะท้อน 4. เส้นแกนมุขสาคัญ ในรู ปคือเส้นตรงที่ลากผ่านจุด C F O 5. ความยาวโฟกัส f คือระยะจากจุด O ถึงจุด F 6. รัศมีความโค้งของกระจก R จะเท่ากับ 2fตารางแสดงตัวอย่ างประโยชน์ ของกระจกเว้ าและกระจกนูน กระจกเว้ า กระจกนูน1. ทันตแพทย์ใช้ส่องดูฟันผูป่วย เพื่อให้เห็นภาพของฟันมี ้ 1. ใช้ติดรถยนต์หรื อรถจักรยานยนต์เพื่อดูรถที่ตามมาข้างขนาดใหญ่กว่าปกติ หลัง และจะมองเห็นมุมที่กว้างกว่ากระจกเงาราบ2. ใช้ในกล้องจุลทรรศน์เพื่อช่วยรวมแสงให้ตกที่แผ่นสไลด์ 2. ใช้ติดตั้งบริ เวณทางเลี้ยวเพื่อช่วยให้เห็นรถที่ว่งสวนทาง ิเพื่อทาให้เราเห็นภาพชัดขึ้น หรื ออ้อมมาก็ได้การเขียนทางเดินของแสงเพื่อหาตาแหน่ งภาพ มีหลักการเขียนดังนี้ 1. จากจุดปลายของวัตถุ ลากเส้นตรงให้ขนานกับแกนมุขสาคัญ แล้วสะท้อนผ่านจุดโฟกัสของกระจกแล้วสะท้อนกลับทางเดิม 2. จากจุดปลายของวัตถุเช่นเดียวกับข้อแรก ลากเส้นตรงผ่านจุดศูนย์กลางความโค้งของกระจกแล้วสะท้อนผ่านทางเดิม 3. รังสี ที่ตดกันจะเป็ นตาแหน่งของภาพจริ ง ส่ วนตาแหน่งที่รังสี สะท้อนเหมือนตัดกันเป็ นตาแหน่งของ ัภาพเสมือน
  5. 5. 5ตารางแสดงการเกิดภาพจากกระจกเว้า
  6. 6. 6ตารางแสดงการเกิดภาพจากกระจกนูน
  7. 7. 7สู ตรที่ใช้ คานวณเกียวกับกระจกโค้ง ่สู ตร =เมื่อ m คือ กาลังขยายของกระจก I คือ ขนาดหรื อความสู งของภาพ O คือ ขนาดหรื อความสู งของวัตถุหลักการกาหนดเครื่องหมายในการคานวณหาตาแหน่งและชนิดของภาพจะต้องมีการกาหนดเครื่ องหมาย - และ + สาหรับปริ มาณต่างๆ ในสมการดังนี้1. ระยะวัตถุ ( s ) ถ้าวัตถุอยูหน้ากระจก s มีเครื่ องหมายเป็ น + ถ้าวัตถุอยูหลังหลังกระจก s มีเครื่ องหมายเป็ น - ่ ่2. ระยะภาพ ( s ) ภาพจริ ง s เป็ น + ภาพเสมือ s เป็ น -3. ระยะโฟกัส ( f ) f ของกระจกเว้า มีเครื่ องหมาย + และ f ของกรจกนูน มีเครื่ องหมาย -4. กาลังขยาย ( m ) ภาพจริ ง กาลังขยายเป็ น + ภาพเสมือน กาลังขยายเป็ น –ตัวอย่ างที่ 1 วางวัตถุไว้หน้ากระจกโค้ง ห่างจากกระจก 8 เซนติเมตร เกิดภาพเสมือนห่างจากกระจก 4 เซนติเมตร จงหาความยาวโฟกัสและชนิดของกระจกวิธีทา
  8. 8. 8ตัวอย่ างที่ 2 วัตถุอยูหน้ากระจกเว้าเป็ นระยะ 10 เซนติเมตร เกิดภาพจริ งหน้ากระจกที่ระยะ 15 เซนติเมตร กระจกเว้ามีรัศมีความ ่โค้งเท่าใดวิธีทาตัวอย่ างที่ 3 วางวัตถุสูง 5 เซนติเมตร ไว้หน้ากระจกโค้งเป็ นระยะ 50 เซนติเมตร ได้ภาพเสมือนขนาดสู ง 3 เซนติเมตร จงหาชนิดของกระจก และความยาวโฟกัสของกระจกวิธีทาตัวอย่ างที่ 4 จะต้องวางวัตถุห่างจากกระจกเว้าเท่าไร จึงได้ภาพจริ งขยายเป็ น 2 เท่าของวัตถุ ถ้ารัศมีความโค้งของกระจกเป็ น6 เซนติเมตรวิธีทา
  9. 9. 9เลนส์เลนส์ (lens) คือ วัตถุโปร่ งใสที่มีผิวหน้าโค้งทาจากแก้วหรื อพลาสติก เลนส์แบ่งออกเป็ น 2 ชนิด ได้แก่ เลนส์นูนและเลนส์เว้า 1. เลนส์ นูน เลนส์นูน (convex lens) คือ เลนส์ที่มีลกษณะหนาตรงกลางและบางที่ขอบ ดังรู ป ัรูปแสดงลักษณะเลนส์ นูนรูปแสดงส่ วนสาคัญและรังสี บางรังสี ของเลนส์เลนส์นูนทาหน้าที่รวมแสงขนานไปตัดกันที่จุดๆ หนึ่ง ซึ่ งแนวหรื อทิศทางของแสงที่เข้ามายังเลนส์สามารถเขียนแทนด้วยรังสี ของแสง ถ้าแสงมาจากระยะไกลมากเรี ยกระยะนี้ว่า " ระยะอนันต์"เช่น แสงจากดวงอาทิตย์หรื อดวงดาวต่างๆ แสงจะส่ องมาเป็ นรังสีขนาน เมื่อรังสี ของแสงผ่านเลนส์จะมีการหักเหและไปรวมกันที่จุดๆ หนึ่งเรี ยกว่า "จุดโฟกัส (F)" ระยะจากจุดโฟกัสถึงกึ่งกลางเลนส์ เรี ยกว่า "ความยาวโฟกัส (f)" และเส้นตรงที่ลากผ่านจุดศูนย์กลางความโค้งของผิวทั้งสองของเลนส์เรี ยกว่า " แกนมุขสาคัญ(principal axis)"ภาพที่เกิดจากเลนส์ นูนภาพจากเลนส์นูนเป็ นภาพที่เกิดจากรังสี หกเหไปพบกันที่จุดๆ หนึ่ง ซึ่ งมีท้ งภาพจริ งและภาพเสมือนขึ้นอยูกบตาแหน่งวัตถุที่วาง ั ั ่ ัหน้าเลนส์ ดังรู ป
  10. 10. 10รูปแสดงตัวอย่างภาพจริงและภาพเสมือนที่เกิดจากเลนส์ นูน(ก) การเกิดภาพเมื่อวัตถุอยู่ห่างเลนส์ นูนระยะไกลกว่ าความยาวโฟกัส(ข) การเกิดภาพเมื่อวัตถุอยู่ห่างจากเลนส์ นูนที่ระยะใกล้ กว่ าความยาวโฟกัสรูปแสดงตัวอย่างการเกิดภาพที่ตาแหน่ งต่ างๆ ของเลนส์ นูน
  11. 11. 11ตารางแสดงภาพทีเ่ กิดจากเลนส์ นูน
  12. 12. 12เลนส์ เว้ าเลนส์เว้า (concave lens) คือ เลนส์ที่มีลกษณะบางตรงกลางและหนาที่ขอบ ดังรู ป ัรูปแสดงลักษณะเลนส์ เว้ าภาพที่เกิดจากเลนส์ เว้ าเมื่อแสงส่ องผ่านเลนส์เว้ารังสี หกเหของแสงจะกระจายออก ดังรู ป ั รูปแสดงภาพที่เกิดจากเลนส์ เว้ าเมื่อวางวัตถุที่ระยะต่ างๆ
  13. 13. 13ตารางแสดงภาพทีเ่ กิดจากเลนส์ เว้า
  14. 14. 14การหาชนิดและตาแหน่ งของภาพจากวิธีการคานวณการหาตาแหน่งภาพที่ผ่านมาใช้วิธีเขียนแผนภาพของรังสี ยังมีอีกวิธีที่ใช้หาตาแหน่งภาพคือ วิธีคานวณ ซึ่ งสู ตรที่ใช้ในการคานวณมีดงต่อไปนี้ ัสู ตร =เมื่อ m คือ กาลังขยายของเลนส์ I คือ ขนาดหรื อความสู งของภาพ O คือ ขนาดหรื อความสู งของวัตถุหลักการกาหนดเครื่องหมายในการคานวณหาตาแหน่งและชนิดของภาพจะต้องมีการกาหนดเครื่ องหมาย - และ + สาหรับปริ มาณต่างๆ ในสมการดังนี้1. ระยะวัตถุ ( s ) ถ้าวัตถุอยูหน้าเลนส์ s มีเครื่ องหมายเป็ น + ถ้าวัตถุอยูหลังเลนส์ s มีเครื่ องหมายเป็ น - ่ ่2. ระยะภาพ ( s ) ภาพจริ ง s เป็ น + ภาพเสมือ s เป็ นลบ3. ระยะโฟกัส ( f ) f ของเลนส์นูนมีเครื่ องหมาย + และ f ของเลนส์เว้ามีเครื่ องหมาย -4. กาลังขยาย ( m ) ภาพจริ ง กาลังขยายเป็ น + ภาพเสมือน กาลังขยายเป็ น -
  15. 15. 15ตัวอย่ างที่ 1 วางวัตถุห่างจากเลนส์นูนเป็ นระยะ 12 เซนติเมตร ถ้าเลนส์นูนมีความยาวโฟกัส 5 เซนติเมตร จะเกิดภาพชนิดใด และที่ตาแหน่งใดตัวอย่ างที่ 2 วางวัตถุห่างจากเลนส์นูนเป็ นระยะ 25 เซนติเมตร ปรากฏว่าเกิดภาพเสมือนห่างจากเลนส์ 15 เซนติเมตร เลนส์น้ ีเป็ นเลนส์ชนิดใดและมีความยาวโฟกัสเท่าไรวิธีทา จากสู ตรค่า f เป็ นลบ มีค่า 37.5 เซนติเมตร เป็ นเลนส์เว้า ตอบ
  16. 16. 16ตัวอย่ างที่ 3 วางวัตถุห่างจากเลนส์เว้าเป็ นระยะทาง 20 เซนติเมตร เกิดภาพหน้าเลนส์และอยูห่างจากเลนส์ 8 เซนติเมตร จงหา ่ความยาวโฟกัสของเลนส์เว้าและกาลังขยายของเลนส์ ความยาวโฟกัสของเลนส์เว้าเท่ากับ 13.3 เซนติเมตร ตอบหากาลังขยายใช้สูตรแทนค่า= -0.4 ภาพที่เกิดเป็ นภาพเสมือน มีกาลังขยายเท่ากับ 0.4 เท่าของวัตถุ ตอบ

×