ปัจจุบันเชื่อว่าแสงสามารถแสดงสมบัติได้ทั้งคลื่นและอนุภาค ซึ่งเราเรียกว่า “สมบัติคู่” กล่าวคือ แสงสามารถแสดงสมบัติของคลื่น คือ มีการสะท้อน หักเห แทรกสอด เลี้ยวเบน และแสงสามารถแสดงสมบัติของอนุภาค เพราะอนุภาคของแสงก็คือ ก้อนพลังงานที่เรียกว่า โฟตอน ตามทฤษฎีแสงของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ พบว่าในตัวกลางเดียวกัน
แสงมีแนวทางการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง เช่น การที่เราไม่สามารถมองอ้อมขอบวัตถุที่ขวางกันได้ หรือการมองเห็นไส้หลอดไฟฟ้า โดยมองผ่านรูเล็กๆ บนแผ่นกระดาษได้ ก็ต่อเมื่อไส้หลอดไฟฟ้า รูบนแผนกระดาษและตาต้องอยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกัน เมื่อแสงจากแหล่งกำเนิดไปกระทบวัตถุทึบแสง จะเกิดเงาขึ้นทางด้านหลังของวัตถุทึบแสงนั้น โดยเงาที่เกิดขึ้นจะขึ้นอยู่กับขนาดของแหล่งกำเนิดแสงและขนาดของวัตถุ 2.1 กรณีแหล่งกำเนิดแสงมีขนาดเล็ก (ถือว่าเป็นจุด) จะเกิดเงามืดเพียงอย่างเดียวดังรูปที่
1 รูปที่ 1 แสงจากแหล่งกำเนิดแสงที่เป็นจุด 2.2 กรณีแหล่งกำเนิดแสงมีขนาดใหญ่ จะเกิดเงามัวล้อมรอบเงามืด ดังรูปที่ 2รูปที่ 2 แสงจากแหล่งกำเนิดแสงที่มีขนาดใหญ่ อัตราเร็วของแสงการวัดอัตราเร็วแสงในอดีต
แสงจะเกี่ยวข้องกับชีวิตของเราตลอด รวมทั้งปรากฏการณ์ต่าง ๆ ของแสง จากแหล่งกำเนิดหลากหลายชนิด แต่เราทราบหรือไม่ว่า ธรรมชาติของแสงเป็นอย่างไร แสงเคลื่อนที่อย่างไร และเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วเท่าใด แสงสีดังกล่าวอยู่ในช่วงความถี่หนึ่ง จัดเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่นเดียวกับ ไมโครเวฟ อุลตราไวโอเลต ฯลฯ ในสุญญากาศแสงจะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงด้วยอัตราเร็วต่างๆ ตามชนิดของตัวกลาง จากตารางจะเห็นว่าแสงเคลื่อนที่ได้เร็วมากในอากาศ ซึ่งประมาณได้ว่า อัตราเร็วของแสงในอากาศเท่ากับสุญญากาศ การเรียกระยะทางที่แสงเคลื่อนที่ได้ในสุญญากาศในเวลา 1 ปี จะเรียกว่า ระยะทาง 1 ปีแสง ในการศึกษาคลื่นแสงเกี่ยวกับคุณสมบัติต่างๆ จะเขียนเส้นตรงแสดงหน้าคลื่น และใช้รังสีแสดงทิศทาง ดังรูปที่ 3 รูปที่ 3 แสดงทิศทางของรังสีแสงและหน้าคลื่น การสะท้อนของแสง (Reflection of Light)เมื่อแสงเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่มีความหนาแน่นสม่ำเสมอ เช่น น้ำ อากาศ แท่งพลาสติกใส หรือสุญญากาศ แสงจะเคลื่อนที่เป็นแนวตรง และถ้าแสงเคลื่อนที่ไปกระทบวัตถุต่างชนิดกันแล้วเป็นวัตถุทึบแสงที่มีผิวขัดมัน แสงจะเปลี่ยนทิศการเคลื่อนที่ ณ ตำแหน่งบนผิวที่แสงกระทบและเคลื่อนที่ย้อนกลับในตัวกลางเดิม เรียกการเปลี่ยนทิศการเคลื่อนที่ของแสงนี้ว่า การสะท้อน ที่มา http://arts.kmutt.ac.th ตามปกติเมื่อแสงตกกระทบวัตถุใด วัตถุส่วนมากจะดูดกลืนแสงไว้ส่วนหนึ่ง และแสงส่วนที่เหลือจะสะท้อนที่ผิววัตถุ สำหรับวัตถุที่เป็นกระจกเงา แสงจะสะท้อนเกือบทั้งหมด โดยทั่วไปลักษณะการสะท้อนของแสงขึ้นกับลักษณะผิวของวัตถุ ดังรูปที่ 4 รูปที่ 4 การสะท้อนของแสงที่ผิวเรียบแบบต่างๆ การสะท้อนของแสงที่เกิดขึ้นบนวัตถุในแต่ละผิวจะให้ผล ซึ่งเป็นไปตาม กฎการสะท้อน 2 ข้อ คือ
***ควรทำความเข้าใจ ภาพในกระจกเงาราบภาพของวัตถุในกระจกเงาราบ จะอยู่หลังกระจก ถ้าวัตถุนั้นมีลักษณะเป็นจุด ภาพก็เป็นจุด วัตถุที่มีขนาด ภาพก็มีขนาด โดยมีขนาดภาพ (ความสูงภาพ) เท่ากับขนาดวัตถุ (ความสูงวัตถุ) เสมอ และระยะภาพจะเท่ากับระยะวัตถุด้วยเมื่อวัดจากกระจกเงาราบ ภาพที่เกิดขึ้นในลักษณะนี้ จึงเรียกว่า ภาพเสมือน เราสามารถแสดง ตำแหน่งและขนาดของภาพที่เกิดหลังกระจกได้ โดยใช้กฎการสะท้อนของแสง ดังรูปที่ 5 สรุปเกี่ยวกับวัตถุที่อยู่หน้าผิวสะท้อนราบได้ว่า1. ระยะภาพเท่ากับระยะวัตถุ 2. ขนาดภาพเท่ากับขนาดวัตถุ 3. ภาพที่เกิดขึ้นเป็นภาพเสมือนหัวตั้งเสมอ สิ่งควรทราบ
ภาพที่เกิดจากการสะท้อนของแสงบนกระจกผิวโค้งทรงกลมภาพที่เกิดจากการสะท้อนของแสงบนกระจกผิวโค้งทรงกลม จะเกิดภาพที่อยู่ได้ทั้งด้านหน้ากระจกและหลังกระจก ในลักษณะทั้งหัวตั้งและหัวกลับ ระยะภาพอยู่ใกล้หรือไกลจากกระจกขึ้นกับระยะวัตถุ และขนาดของภาพเล็กกว่าหรือใหญ่กว่าวัตถุ ภาพที่ได้เป็นเช่นนี้เนื่องจากการสะท้อนของแสง และลักษณะความโค้งของกระจก ทำให้เห็นภาพลักษณะต่าง ๆ กันออกไป ดังนั้นการอธิบายภาพที่เกิดขึ้นจึงต้องเข้าใจส่วนต่าง ๆ ของกระจกเงาโค้ง และชนิดของกระจกเงาโค้ง กระจกเงาโค้งทรงกลมจะมี 2 ชนิด คือ 1. กระจกเว้า 2. กระจกนูน ส่วนต่าง ๆ ของกระจกที่ควรทราบC คือ ศูนย์กลางความโค้งของกระจก R คือ รัศมีความโค้งของกระจก เป็นเส้นตรงที่ลากจุดยอดถึงศูนย์กลางความโค้งของกระจก V คือ จุดยอดของกระจกโค้ง เส้นแกนมุขสำคัญ เป็นเส้นตรงที่ลากผ่านจุดยอด V และจุดศูนย์กลางความโค้ง C F คือ จุดโฟกัส เป็นจุดรวมของรังสีสะท้อน ที่สะท้อนมาจากรังสีตกกระทบทั้งหลายที่ขนานกับเส้นแกนมุขสำคัญ f คือ ความยาวโฟกัส เป็นระยะจากจุดยอดของกระจกถึงจุดโฟกัส พิจารณาจากรูป การหาตำแหน่งภาพของวัตถุมีขนาดที่อยู่หน้ากระจกเว้า สรุปเป็นหลักที่ใช้ในการเขียนรูปแสดงการเกิดภาพดังนี้
ลักษณะของภาพภาพจริง : ฉากรับได้ เกิดจากรังสีสะท้อนของแสงตัดจริงด้านหน้ากระจก ให้ภาพหัวกลับ ภาพเสมือน : ฉากรับไม่ได้ เกิดจากแนวรังสีสะท้อนของแสงเสมือนตัดกันด้านหลังกระจก ให้ภาพหัวตั้ง ตารางที่ 1 แสดงการเขียนทางเดินแสงเพื่อหาตำแหน่งภาพที่เกิดขึ้นเมื่อวัตถุอยู่หน้ากระจกเว้าตารางที่ 2 แสดงการเขียนทางเดินแสงเพื่อหาตำแหน่งภาพที่เกิดขึ้นเมื่อวัตถุอยู่หน้ากระจกนูนข้อสังเกต จะได้ว่า กระจกเว้า เกิดได้ทั้งภาพจริงและภาพเสมือน ขนาดเล็ก, ใหญ่และเท่ากับวัตถุ กระจกนูน เกิดเฉพาะภาพเสมือนหัวตั้งขนาดเล็กกว่าวัตถุเท่านั้น สูตรที่ใช้ในการคำนวณการเกิดภาพในกระจกเว้าและกระจกโค้งหมายเหตุ ในการแทนเครื่องหมาย กระจกโค้งเว้า ความยาวโฟกัสแทนเครื่องหมายบวก (+) กระจกโค้งนูน ความยาวโฟกัสแทนเครื่องหมายลบ (-) สำหรับภาพที่เกิดหลังกระจกเงาระยะภาพมีเครื่องหมายลบ (–) ภาพจริง ระยะภาพ กำลังขยาย (m) แทนเครื่องหมายบวก (+) ภาพเสมือน ระยะภาพ กำลังขยาย (m) แทนเครื่องหมายลบ (-) |