เรื่องที่ 4  แสง

3.7 แสง  และคุณสมบัติของแสง

แสงส่วนใหญ่ที่เราได้รับมาจากดวงอาทิตย์ เป็นแหล่ง กําเนิดแสงที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ส่วนแสงจากดวงจันทร์ที่เราเห็นในเวลาค่ำคืน เป็นแสงจากดวงอาทิตย์ตกกระทบผิวดวงจันทร์ แล้ว สะท้อนมายังโลก นอกจากแหล่งกําเนิดแสงในธรรมชาติแล้ว ยังมีแหล่งกําเนิดแสงที่มนุษย์สร้างขึ้น เช่น หลอดไฟ ตะเกียง เทียนไข เป็นต้น แสงมีประโยชน์และเป็นสิ่งจําเป็นต่อสิ่งมีชีวิต

เมื่อจุดเทียนไขในห้องมืด เราจะเห็นเปลวเทียนไขสว่าง เนื่องจากแสงจากเปลวเทียนไขมาเข้า ตา ส่วนสิ่งของอื่น ๆ ในห้องที่เราเห็นได้ เป็นเพราะแสงจากเปลว เทียนไขไปตกกระทบสิ่งของนั้น ๆ แล้วสะท้อนมาเข้าตา แสงที่เคลื่อนที่มาเข้าตาหรือเคลื่อนที่ไปบริเวณใดๆ ก็ตามจะเคลื่อนที่ในแนว เส้นตรง เช่น ถ้าให้แสงผ่านรู บนกระดาษแข็ง 3 แผ่น ถ้าช่องของรูบนกระดาษแข็งไม่อยู่บนแนว เดียวกัน จะมองไม่เห็นเปลวเทียนและหลังจากปรับแนวช่องทั้งสามให้อยู่ในแนวเดียวกันแล้ว สังเกต ได้ว่าถ้าร้อยเชือก และดึงเชือกเป็นเส้นตรงเดียวกันได้ จะมองเห็นเปลวเทียนไข แสดงว่า "แสงเคลื่อนที่ เป็นเส้นตรง"เราสามารถเขียนเส้นตรงแทนลําแสงนี้ได้ และเรียกเส้นตรงนี้ว่า รังสีของแสง การเขียน เส้นตรงแทนรังสีของแสงนี้ ใช้เส้นตรงที่มีหัวลูกศรกํากับเส้นตรงนั้น โดยเส้นตรงแสดงลําแสงเล็กๆ และหัวลูกศรแสดงทิศการเคลื่อนที่ กล่าวคือ หัวลูกศรชี้ไปทางใด แสดงว่าแสงเคลื่อนที่ไปทางนั้น

คุณสมบัติของแสง

คุณสมบัติต่าง ๆ ของแสงแต่ละคุณสมบัตินั้น เราสามารถนําหลักการมาใช้ประโยชน์ได้ หลายอย่าง เช่น คุณสมบัติของการสะท้อนแสงของวัตถุ เรานํามาใช้ในการออกแบบแผ่นสะท้อนแสง ของโคมไฟ การหักเหของแสงนํา มาออกแบบแผ่นปิดหน้าโคมไฟ ซึ่งเป็นกระจก หรือพลาสติก เพื่อบังคับทิศทางของแสงไฟ ที่ออกจากโคมไปในทิศที่ต้องการ การกระจายตัวของลําแสงเมื่อกระทบ ตัวกลางเรานํามาใช้ประโยชน์ เช่นใช้แผ่นพลาสติกใสปิดดวงโคมเพื่อลดความจ้าจากหลอดไฟ ต่าง ๆ การดูดกลืนแสง เรานํามาทํา เตาอบพลังงานแสงอาทิตย์เครื่องต้มพลังงานแสง และการแทรกสอดของ แสง นํามาใช้ประโยชน์ในกล้องถ่ายรูป เครื่องฉายภาพต่าง ๆ จะเห็นว่าคุณสมบัติแสงดังกล่าวก็ได้ นํามาใช้ในชีวิตประจําวันของมนุษย์เราทั้งนั้น

  กฎการสะท้อนแสง

1.รังสีตกกระทบ เส้นปกติและรังสีสะท้อนย่อมอยู่บนพื้นระนาบเดียวกัน

2.มุมในการตกกระทบย่อมโตเท่ากับมุมสะท้อน

3.8 เลนส์

การเกิดภาพจากกระจกเงาและเลนส์

กระจกเงาราบ คือ กระจกแบนราบ ซึ่งมีด้านหนึ่งสะท้อนแสง ดังนั้นภาพที่เกิดขึ้น จึงเป็น ภาพเสมือน อยู่หลังกระจก มีระยะภาพเท่ากับระยะวัตถุ และขนาดภาพเท่ากับขนาดวัตถุ ภาพที่ได้จะ กลับด้านกันจากขวาเป็นซ้ายของวัตถุจริง

เลนส์

เลนส์ (lens) คือ วัตถุโปร่งใสที่มีผิวหน้าโค้งทําจากแก้วหรือพลาสติก เลนส์แบ่งออกเป็น 2 ชนิด ได้แก่ เลนส์นูนและเลนส์เว้า

เลนส์นูน

ลนส์นูน (convex lens) คือ เลนส์ที่มีลักษณะหนาตรงกลางและบางที่ขอบ ดังรูป

เลนส์นูนทําหน้าที่รวมแสงขนานไปตัดกันที่จุด ๆ หนึ่ง ซึ่งแนวหรือทิศทางของแสงที่เข้ามายัง เลนส์สามารถเขียนแทนด้วยรังสีของแสง ถ้าแสงมาจากระยะไกลมากเรียกระยะนี้ว่า " ระยะอนันต์" เช่น แสงจากดวงอาทิตย์หรือดวงดาวต่างๆ แสงจะส่องมาเป็นรังสีขนาน เมื่อรังสีของแสงผ่านเลนส์จะมี การหักเหและไปรวมกันที่จุด ๆ หนึ่งเรียกว่า "จุดโฟกัส (F)" ระยะจากจุดโฟกัสถึงกึ่งกลางเลนส์ เรียกว่า "ความยาวโฟกัส (f)" และเส้นตรงที่ลากผ่านจุดศูนย์กลางความโค้งของผิวทั้งสองของเลนส์เรียกว่า " แกนมุขสําคัญ (principal axis)"

เลนส์เว้า

   เลนส์เว้า (concave lens) คือ เลนส์ที่มีลักษณะบางตรงกลางและหนาที่ขอบ ดังรูป

3.9 ประโยชน์  และโทษของแสง

ประโยชน์ของแสง

แสงเป็นพลังงานรูปหนึ่งซึ่งไม่ต้องการที่อยู่ ไม่มีน้ำหนัก แต่สามารถทํางานได้  ในแสงอาทิตย์ มีคลื่นรังสีหลายชนิดตามที่ได้กล่าวมาแล้วในตอนต้น  ประโยชน์ที่เราได้รับจากแสงอาทิตย์ มีอยู่  2  ส่วน คือ  ความร้อน และแสงสว่าง ในชีวิตประจําวัน เราได้รับประโยชน์จากความร้อน และ แสงสว่างของดวงอาทิตย์ตลอดเวลา แสงอาทิตย์ทําให้โลกสว่าง เราสามารถทํากิจกรรมต่างๆ ได้อย่าง สะดวก อาชีพหลายอาชีพต้องใช้ความร้อนของแสงอาทิตย์โดยตรง แม้ตอนที่ดวงอาทิตย์ตกดิน เราก็ยัง ได้รับความอบอุ่นจากแสงอาทิตย์ที่พื้นโลกดูดซับไว้ ทําให้เราไม่หนาวตาย  ประโยชน์ของแสงสามารถ แบ่งได้เป็น 2 ทาง  คือ ประโยชน์ทางตรง และประโยชน์ทางอ้อม

1.ประโยชน์จากแสงทางตรง   เช่น  การทํานาเกลือ  การทําอาหารตากแห้ง  การตากผ้า  การฆ่าเชื้อโรคในน้ำดื่ม ต้องอาศัยความร้อนจากแสงอาทิตย์  การแสดงหนังตะลุง และ ภาพยนตร์ ต้องใช้แสงเพื่อทําให้เกิดเงาบนจอ  การมองเห็นก็ถือเป็น การใช้ประโยชน์จากแสง ทางตรง

2.ประโยชน์จากแสงทางอ้อม   เช่น ทําให้เกิดวัฏจักรของน้ำ (การเกิดฝน)  พืชและสัตว์ที่เรารับประทาน ก็ได้รับการถ่ายทอดพลังงานมาจากแสงอาทิตย์

โทษของ แสง

1.ถ้าเรามองดูแสงที่มีความเข้มมากเกินไปอาจเกิดอันตรายกับดวงตาได้

2.เมื่อแสงที่มีความเข้มสูง โดนผิวหนังเป็นเวลานาน ๆ จะทําให้ผิวหนังไหม้และอาจเป็น มะเร็งผิวหนังได้

3.เมื่อแสงจากดวงอาทิตย์ส่องลงมาบนโลกมากเกินไป  ทําให้เกิดภาวะโลกร้อน และเป็น อันตรายแก่สิ่งมีชีวิตได้