การหักเหของแสง
การมองวัตถุที่อยู่ในน้ำ โดยผู้มองอยู่ในอากาศ แสงจากวัตถุเคลื่อนที่ผ่านน้ำ หักเหสู่อากาศ แล้วเข้าสู่นัยน์ตา เมื่อต่อแนวรังสีหักเหไปตัดกันที่จุดหนึ่ง จุดนี้เป็นตำแหน่งภาพที่ตาเรามองเห็น ด้วยเหตุนี้เอง จึงทำให้เรามองเห็นภาพวัตถุอยู่ตื้นกว่าวัตถุจริง
จากความรู้นี้ คงจะอธิบายได้ว่า " เหตุใดเมื่อเรามองพื้นสระว่ายน้ำ จึงมองเห็นว่าพื้นสระว่ายน้ำตื้นกว่าความเป็นจริง"
การหักเหของแสง เป็นสมบัติอย่างหนึ่งของแสง โดยปกติแสงจะเดินทางเป็นเส้นตรง เมื่อเดินทางผ่านวัตถุโปร่งใสชนิดเดียวกัน แต่บางครั้งการเดินทางของแสงผ่านวัตถุ 2 ชนิด เช่น แสงเดินทางผ่านอากาศแล้วผ่านไปในน้ำ การเดินทางของแสงในวัตถุทั้งสองจะเป็นเส้นตรง แต่ไม่อยู่ในแนวเดียวกัน นั่นคือแสงจะเกิดการหักเหไปจากแนวเดิม ตรงรอยต่อระหว่างผิวของวัตถุทั้ง 2 ชนิดนั้น เราเรียกว่า การหักเหของแสง
เมื่อแสงเดินทางผ่านวัตถุต่างชนิดกัน จะเกิดการหักเหของแสง โดยการหักเหของแสงจะเบนเข้าหาเส้นแนวฉาก หรือเบนออกจากเส้นแนวฉากนั้น ขึ้นอยู่กับวัตถุที่แสงเดินทางผ่าน จึงควรพิจารณาดังนี้
( 1) ถ้าแสงเดินทางจากวัตถุที่แสงมีความเร็วมากกว่า ไปยังวัตถุที่แสงมีความเร็วน้อยกว่า เช่น จากน้ำไปสู่แก้ว จากอากาศไปสู่น้ำ หรือ จากน้ำไปสู่พลาสติก ลำแสงจะเบนเข้าหาเส้นแนวฉาก ดังภาพที่ 1
( 2) ถ้าแสงเดินทางจากวัตถุที่แสงมีความเร็วน้อยกว่า ไปยังวัตถุที่แสงมีความเร็วมากกว่า เช่น จากแก้วไปสู่น้ำ จากน้ำไปสู่อากาศ หรือ จากพลาสติกไปสู่อากาศ ลำแสงจะเบนออกจากเส้นแนวฉาก ดังภาพที่ 2
ปรากฏการณ์ที่เกิดจากการหักเหของแสง
( 1) การมองเห็นวัตถุที่อยู่ในน้ำหักงอ เช่น เห็นหลอดหรือช้อนที่อยู่ในแก้วซึ่งมีน้ำอยู่มีลักษณะหักงอผิดความจริง
( 2) การมองเห็นสิ่งต่างๆ ที่อยู่ในน้ำอยู่ตื้นกว่าความเป็นจริง เช่นเวลามองปลาที่อยู่ในน้ำ จะมองเห็นว่าปลาอยู่ตื้นกว่าความเป็นจริง
( 3) เมื่อมองวัตถุผ่านน้ำไปยังอากาศ จะเห็นวัตถุอยู่ไกลกว่าความเป็นจริง
การเคลื่อนที่ของแสงผ่านวัตถุต่างๆ
จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อแสงเคลื่อนที่ผ่านวัตถุต่างชนิดกัน นักเรียนเคยมองปลาหรือวัตถุต่างๆ ที่อยู่ในน้ำใสบ้างหรือไม่ และเคยคิดว่าปลาหรือวัตถุเหล่านั้นอยู่ตรงตำแหน่งที่มองเห็นหรือไม่ เพราะเหตุใด
นำดินสอใส่ลงในแก้วเปล่า แล้วมองแท่งดินสอในแนวต่างๆ กัน (ตำแหน่งของตาอยู่เหนือถ้วย) สังเกตลักษณะที่เห็น จากนั้นนำดินสอใส่ในแก้วที่บรรจุน้ำ สังเกตลักษณะที่เห็น และลองทำซ้ำโดยเปลี่ยนจากดินสอเป็นไม้บรรทัด สังเกตลักษณะที่เห็นเช่นกัน เราจะเห็นว่าลักษณะดินสอทั้งแท่งในแก้วทั้งสอง จากการมองเห็นแตกต่างกัน ดินสอส่วนที่อยู่ในน้ำจะอยู่ ตื้นกว่าที่เป็นจริง จะเห็นดินสอทั้งส่วนที่อยู่ในน้ำ และเหนือน้ำไม่ตรงเหมือนเดิม จะเห็นหักเป็นมุมที่ผิวน้ำ
เมื่อเปลี่ยนดินสอเป็นไม้บรรทัด จะสังเกตเห็นไม้บรรทัดไม่ตรง จะเห็นหักเป็นมุมที่ผิวน้ำ ไม้บรรทัดส่วนที่อยู่ในน้ำ จะมองเห็นอยู่ตื้นกว่าที่เป็นจริง
เมื่อแสงผ่านวัตถุต่างกัน แสงจะเบนไปจากแนวเดิมตรงผิวรอยต่อของน้ำและอากาศ เรียกแสงที่เบนไปจากแนวเดิมนี้ว่า รังสีหักเห
สรุปว่า การที่เราเห็นวัตถุได้ เพราะแสงจากวัตถุมาเข้าตาเรา แสงจากวัตถุในน้ำที่มาเข้าตาเรา มีการเบนไปเมื่อผ่านจากน้ำออกสู่อากาศ ดังแผนภาพ
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น