Physics M.5 แสง หนาท 1

แสง

ทศนศาสตรเชงฟสกส คอ การศกษาสมบตของแสงเชงฟสกส

ในอดตนกวทยาศาสตรไดถกเถยงกนวา แสงมสมบตเปนอนภาคหรอคลน หรอเปนทงอนภาคและคลน เซอร ไอแซค นวตน ไดเสนอทฤษฏอนภาคของแสงในการอธบายการสะทอนและการหกเห

ครสเตยน ฮอยเกนส ไดเสนอทฤษฏคลนของแสงเพอใชอธบายการสะทอนและการหกเห

การแทรกสอด

โทมส ยง ทดลองการแทรกสอดของแสง โดยใหแสงสเดยวผานชองแคบ 1 ชอง แลวไปผานชองแคบอก 2 ชอง ท าใหเกดแถบมด แถบสวางปรากฏบนฉาก ดงรป

x

พจารณาจดบนแถบมด (การแทรกสอดแบบหกลาง , ต าแหนงบพ) S1P – S2P = (n - ½) dsin = (n - ½)

L

dx = (n - ½)

เมอ n = 1 , 2 , 3 , ...

พจารณาจดบนแถบสวาง (การแทรกสอดแบบเสรม, ต าแหนงปฏบพ)

S1P – S2P = n dsin = n

L

dx = n

เมอ n = 0 , 1 , 2 , 3 , ...

Note ระยะหางระหวางสลตเพมขน ความกวางของแถบสวางกลางจะแคบลง (d เพม x ลด)

L 2

2

P

L

Physics M.5 แสง หนาท 2

สรป 1. ระยะหางระหวางปฏบพทตดกนหรอบพทตดกนบนฉาก (x) L

dx = n (n=1)

2. ระยะหางระหวางปฏบพและบพทตดกนบนฉาก (x/2) Ex 1 สลตคมชองหางกน 900 ไมโครเมตร เมอแสงความยาวคลน 450 นาโนเมตรผานสลต เกดการแทรกสอดบนฉากซงหางสลต 1.0 เมตร แถบสวางท 2 อยหางจากจดกงกลางของแถบสวางกลางเทาใด

Ex 2

Note

x/2

แถบสวางทอยถดกน = แถบมดทอยถดกน แถบสวางท 1 หางจากแบสวางกลาง = แถบสวางทอยถดกน แถบมดท 1 หางจากแบสวางกลาง = ½ ของแถบสวางทอยถดกน

2

2

20

x

x x

Physics M.5 แสง หนาท 3

Ex 3

Ex 4

0.5 500

Physics M.5 แสง หนาท 4

Ex 7 แสงสเดยวสองผานสลตคซงสลตอยหางกน 450 ไมโครเมตร เกดการแทรกสอดบนฉากทอยหางจากสลตค 50 เซนตเมตร ถาระยะหางระหวางแถบมดทอยถดกนเทากบ 0.6 มลลเมตร ความยาวคลนแสงเปนเทาใด

ก. 540 nm ข. 600 nm ค. 720 nm ง. 800 nm

Ex 5

Ex 6

Physics M.5 แสง หนาท 5

พจารณาต าแหนงของแถบมด

dsin = n เมอ n = 1 , 2 , 3 , ...

L

xd = n

พจารณาต าแหนงของแถบสวาง

dsin = (n + ½) เมอ n = 1 , 2 , 3 , ...

L

xd = (n + ½)

การเลยวเบนของแสง

กรมลด เปนผเหนสมบตการเลยวเบนของแสง พบวา เมอใหแสงผานสลตทแคบ จะเกดปรากฏการณการเลยวเบนมผลใหแถบสวางกลางมขนาดกวางกวาสลต นอกจากนถดจากแถบสวางกลางออกไปทงสองขางยงมแถบสวางและมดสลบกน

Ex 8 แสงมความยาวคลน 700 นาโนเมตร ตกตงฉากผานสลตเดยวทกวาง 500 ไมโครเมตร ขอบของแถบสวางกลางอยเหนอแนวกลางเปนมมเทาใด

a

x A

C

P

ขอบของแถบสวางกลางหางจากแนวกลาง = x ของแถบมดท 1 ขอบของแถบสวางกลางเบนจากแนวกลางเปนมมโต = ของแถบมดท 1 ความกวางของแถบสวางกลาง = 2x ของแถบมดท 1 (ตองหา x ของแถบมดท 1 แลว คณ 2)

Note

ความกวางของสลตเพมขน ความกวางของแถบสวางกลางจะแคบลง

L

Master Physics แสง หนาท 6

ครเจรญวทย ชะดารตน Tel 084 0595045

Ex 9 แสงมความยาวคลน 5.0 X 10-5 เซนตเมตร ตกกระทบสลตเดยวทมความกวางของชอง 0.01 เซนตเมตร ในแนวตงฉาก ภาพการเลยวเบนจะปรากฏบนฉากทอยหางออกไป 1.5 เมตร แถบสวางกลางกวางเทาใด

Ex 10

Ex 11

Master Physics แสง หนาท 7

ครเจรญวทย ชะดารตน Tel 084 0595045

Ex 12 แสงมความยาวคลน 600 นาโนเมตร ตกตงฉากผานสลตเดยวทกวาง 500 ไมโครเมตร เกดการแทรกสอดบนฉากหาง 1 เมตร แถบสวางท 4 อยหางจากแถบสวางท 6 เทาใด

Ex 13

Ex 14.

Master Physics แสง หนาท 8

ครเจรญวทย ชะดารตน Tel 084 0595045

การหาจ านวนแถบสวาง

เกรตตง เกรตตง มลกษณะเปนแผนซงประกอบดวยชองขนาดเลกจ านวนมากมาย จ านวนชองของเกรตตงอาจมตงแต 1,000 ถง 10,000 ในชวงความยาว 1 เซนตเมตร โดยชองขนาดแคบมากและอยหางกนเทากน ระยะหางระหวางสลต =

d = Nl

จ านวนชอง ความยาวของเกรตตง

Ex 15

Ex 16

ขนท 1 หา n เศษปดทง

จาก d = n หรอ N

l = n

ขนท 2 จ านวนแถบสวางทงหมด = 2n+1 จ านวนแถบสรง = 2n

Master Physics แสง หนาท 9

ครเจรญวทย ชะดารตน Tel 084 0595045

Ex 17

Ex 18

Ex 19

Master Physics แสง หนาท 10

ครเจรญวทย ชะดารตน Tel 084 0595045

Ex 20

Ex 21

Ex 22

Ex 23

Master Physics แสง หนาท 11

ครเจรญวทย ชะดารตน Tel 084 0595045

Ex 24

Ex 25

Ex 26.

Master Physics แสง หนาท 12

ครเจรญวทย ชะดารตน Tel 084 0595045

Ex 27.

Ex 28

Ex 29.

Ex 30.

Master Physics แสง หนาท 13

ครเจรญวทย ชะดารตน Tel 084 0595045

การกระเจงของแสง การกระเจงของแสง (Scattering of light) เปนปรากฏการณทแสงคลนทไปกระทบอนภาคของอากาศ ท าใหแสงกระจดกระจายออกทกทศทาง * แสงมความยาวคลนสน กระเจงไดมากกวาแสงทมความยาวคลนยาว ดงนน แสงสน าเงนกระเจงไดมากกวาแสงสแดง * บรเวณทไมมอนภาคกจะไมมการกระเจง เชน อวกาศ * กลางวน(บรรยากาศชวงสน) เราเหนทองฟาเปนสน าเงน เพราะแสงสมวงและสน าเงนกระเจงไดด และอยในทศทางทสงเกตเหนได และประสาทตาเรามองเหนสน าเงนไดดกวาสมวง * ยามเชา และยามเยน(บรรยากาศระยะยาว) เราเหนทองฟาเปนสแดง เพราะแสงสน าเงนกระเจงไดด จงกระจายหายไป จงท าใหแสงสแดงเทานนทมาถงตาเรา * ถาอยบนดวงจนทร ไมมไอน า และฝนละอองในในอากาศ ทองฟาเปนสด า เพราะไมมการกระเจงของแสงในชนบรรยากาศ ปรากฏการณเรอนกระจก ปรากฏการณเรอนกระจก (Greenhouse Effect) เปนปรากฏการณทบรรยากาศใกลผวโลกรอนกวาปกต แสงทโลกดดกลนสวนใหญเปนแสงทตามองเหน ท าใหผวโลกรอนขน(อณหภมทผวโลกประมาณ 300) คลนแมเหลกไฟฟาทเปลงออกมาจากผวโลกจะเปนรงสอนฟราเรด และเนองจากความถของรงสอนฟราเรดตรงกบความถธรรมชาตของโมเลกลของคารบอนไดออกไซด และไอน า ดงนนเมอรงสตกกระทบกบโมเลกลของคารบอนไดออกไซดและไอน า กจะถกดดกลน ท าใหโมเลกลเหลานมพลงงานเพมขนจงปลายรงสอนฟราเรดออกมาทกทศทาง รงสสวนหนงจะถกโมเลกลชนดอนๆ ดดกลน แตอกสวนหนงจะหนออกสอวกาศ และสวนทเหลอจะกลบสพนโลกและถกดดกลน ผวโลกจงรอนจงรอนขนอกท าใหเกดกระบวนการซ าเดมจะเปนเหตใหผวโลกและบรรยากาศใกลผวโลกยงรอนขน ปรากฏการนเรยกวา ปรากฏการณเรอนกระจก (Greenhouse Effect) เพราะคลายกบทเกดในเรอนกระจกทใชเพาะปลกพช กลาวคอ กระจกยอมใหแสงผาน และไมยอมใหอนฟราเรดผานออกมา นอกจากนยงเกดในรถทปดกระจกในรถและปดมดชด Ex 25 แสงสใดมการกระเจงในอากาศ ทหอหมโลกไดมากทสด

ก. มวง ข. เขยว ค. เหลอง ง. แดง Ex 26 ขอใดถกตองทสด

ก. ถานทก าลงลกไหมจะเปนสแดง เพราะสะทอนแสงสแดง ข. ผลไมมสแดง เพราะสารสดดกลนแสงทกส ยกเวนแสงสแดง ค. ทองฟาบรเวณใกลดวงอาทตยในชวงเวลาเยนเปนสแดง เพราะขณะนน แสงสแดงกระเจงไดดทสด ง. ผวบางๆ ของฟองสบจะมสตางๆ ไดเพราะเกดการหกเหและการกระจายของแสง

Master Physics แสง หนาท 14

ครเจรญวทย ชะดารตน Tel 084 0595045

Master Physics แสง หนาท 15

ครเจรญวทย ชะดารตน Tel 084 0595045

15.

17.

19.

Master Physics แสง หนาท 16

ครเจรญวทย ชะดารตน Tel 084 0595045

20.

21.