ฟิสิกส์ Rotton

คลื่นแสง คลื่นแสง = คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คลื่นแสง (= แสง) เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่งครับ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คือ คลื่นซึ่งเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าอันเกิดจากผลของไฟฟ้าและแม่เหล็กครับ คำว่า "แสง" นี้สามารถหมายถึงแสงในช่วงที่มองเห็นได้เท่านั้น หรืออาจหมายรวมถึงแสงอินฟราเรด, แสงในช่วงที่มองเห็นได้, และแสงอัลตราไวโอเลต ทั้ง 3 อย่างก็ได้ครับ นอกจากนี้อาจรวมถึงรังสีเอกซ์และรังสีแกมม่าที่มีความยาวคลื่นสั้นลงไปอีกก็ได้ครับ ผมไม่คิดว่ามีคำจำกัดความที่ชัดเจนครับ ความเร็วแสง ความเร็วของคลื่นแสง (คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า) ในสุญญากาศ ( ความเร็วแสง ) คือ \(c\) = 299 792 458 m/s ครับ ＊ \(c\) นี้มาจากคำว่า celeritas (ความเร็ว) ในภาษาลาติน เวลาที่จะเน้นว่าในสุญญากาศจะไม่เขียนว่า \(c\) แต่จะเขียนว่า \(c_0\) ครับ ค่านี้แตกต่างจากค่า \(π\hspace{6pt} 3.141592\cdot\cdot\cdot\) ซึ่งไม่มีที่สิ้นสุดครับ เพราะจบเพียงแค่ 9 หลักครับ ปิด ตัวเลข 9 หลักนี้ไม่ใช่ค่าที่วัดได้ แ...

การวัดความเร็วแสง ความเร็วที่แสงเดินทางมีขนาดจำกัด ในชีวิตประจำวัน เราทั้งไม่ตระหนักรับรู้ถึงความเร็วที่แสงเดินทาง ( ความเร็วแสง ) และ ไม่ว่าไกลเท่าใด แสงก็เดินทางไปถึงทันที พูดอีกอย่างก็คือ เรารู้สึกไปเองราวกับว่าความเร็วแสงมีค่าอนันต์ครับ แต่ว่ากันว่านักวิทยาศาสตร์ในช่วงคริสต์ศตวรรษที่ 17 เริ่มตระหนักเห็นว่าความเร็วแสงนั้นมีขนาดจำกัดครับ นักวิทยาศาสตร์หลายคนเช่น กาลิโลโอ กาลิเลอี, เลมา, บรัดลีย์ , ฟีโซ, ฟูโค ( qGARA ), ไมเคลสัน กับคณะ ได้ทดลองวัดความเร็วแสงครับ ในบรรดาการทดลองเหล่านั้น การทดลองของฟีโซนั้นถูกกล่าวถึงในตำราเรียน(ฟิสิกส์ญี่ปุ่น) ทุก ๆ เล่ม ดังนั้นจะอธิบายไว้ล่วงหน้า ณ ที่นี้ครับ การคำนวนของเลมา ก่อนอื่น จะแตะ ๆ เกี่ยวกับการคำนวนของเลมาก่อนครับ ว่ากันว่า คนแรกที่ระบุค่าความเร็วของแสงในโลกคือ เลมา ＊ โอเลอ คริสเทนเซิน เรอเมอร์, นักดาราศาสตร์ชาวเดนมาร์กของศตวรรษที่ 17 ได้ใช้ข้อมูลการสังเกตของ จิโอวานนิ แคสซีนี นักดาราศาสตร์ชาวอิตาลี คำนวณหาความเร็วแสง ปิด ครับ ...

การสะท้อนของแสง กฏการสะท้อน เช่นเดียวกับเสียงและคลื่นชนิดอื่น กฏการสะท้อน ที่ว่า มุมตกกระทบ = มุมสะท้อน ก็เป็นจริงสำหรับแสงเช่นกันครับ การหมุนของกระจกเงาราบ ถ้าหมุนเอียงกระจกเงาราบไปดังในรูปด้านซ้าย รังสีสะท้อนจะเอียงออกไปมากกว่ามุมที่หมุนกระจกนั้นไปครับ มุมที่รังสีสะท้อนบิดไป เท่ากับ 2 เท่าของมุมที่หมุนกระจกเงาราบไปครับ ภาพที่เกิดจากกระจก เรียกภาพที่เกิดจากกระจกว่า ภาพเสมือน ครับ เราจะรู้สึกราวกับว่าภาพเสมือนนั้นอยู่ที่ตำแหน่งสมมาตรเมื่อเทียบกับแกนกระจกเงาราบครับ

การกระเจิงของแสง ถ้าหากมีวัตถุกีดขวางอยู่ในเส้นทางเดินของแสงแล้ว แสงที่มีความยาวคลื่นสั้น ( สีม่วง ) จะสะท้อนกลับ แต่แสงที่มีความยาวคลื่นยาว( สีแดง ) จะเดินทางผ่านไปได้ครับ แสงที่มีความยาวคลื่นปานกลาง( สีฟ้า ) จะสะท้อนออกไปในทิศทางต่าง ๆ ครับ เรียกสิ่งนี้ว่า การกระเจิงของแสง ครับ (ในความเป็นจริงแล้วไม่ได้ง่ายแบบนี้ครับ สำหรับรายละเอียด ลองสืบค้นด้วยคำว่า 「การกระเจิงแบบเรเลห์ (Rayleigh scattering)」ดูนะครับ) แสงจากดวงอาทิตย์มีทั้งแสงที่มีความยาวคลื่นยาวและแสงที่มีความยาวคลื่นสั้นปนกันอยู่ครับ แสงสีแดงและแสงสีส้มที่มีความยาวคลื่นสัมพัทธ์ยาวกว่า จะเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศไปตรง ๆ ครับ แสงสีน้ำเงินและม่วงที่มีความยาวคลื่นสัมพัทธ์สั้นกว่า จะเกิดการกระเจิงออกเพราะโมเลกุลของไนโตรเจนและออกซิเจนในชั้นบรรยากาศครับ ช่วงตอนเย็นของฮาวาย จะตรงกับช่วงกลางวันที่ประเทศญี่ปุ่นครับ แสงสีแดงจะเดินทางไปถึงผู้คนซึ่งกำลังดูพระอาทิตย์ตกที่ฮาวายอยู่มาก แสงสีน้ำเงินจะเดินทางไปถึงผู้คนที่ประเทศญี่ปุ่นอยู่มาก เพราะว่าสำหรับแสงอาทิตย์ที่มุ่งไปยังฮาวายชั้นบรรยากาศจะหนา ส...

การทดลองการแทรกสอดของแสงโดยวิธีของยัง ปรากฏการณ์การแทรกสอดของคลื่น##linkนั้นมีรูปแบบต่าง ๆ มากมาย เช่นการแทรกสอดของคลื่นผิวน้ำหรือ หรือการแทรกสอดของคลื่นเสียง##linkเป็นต้นครับ ในบทความนี้จะทำการอธิบายเกี่ยวกับการแทรกสอดของคลื่นแสง##link(โดยเฉพาะรังสีแสงช่วงที่มองเห็นได้)ที่มาจากแหล่งกำเนิดสองจุดครับ เมื่อคลื่นแสงลูกหนึ่งกับคลื่นแสงอีกลูกหนึ่งปะทะกันแล้ว จะแทรกสอดแบบเสริมกันหรือหักล้างกันนั้น สามารถตรวจสอบด้วยฉากได้ครับ จุดที่แทรกสอดแบบเสริมกันจะสว่างขึ้น จุดที่แทรกสอดแบบหักล้างกันจะมืดลงครับ บนฉากรับนั้นจุดมืดและจุดสว่างเหล่านี้จะปรากฏสลับไปสลับมา ทำให้เกิดเป็นริ้วขึ้นได้ เรียกว่า ริ้วการแทรกสอด ครับ การทดลองการแทรกสอดของแสงโดยวิธีของยัง การวางแผนเตรียมการของยัง แม้ว่าในการแทรกสอดของคลื่นผิวน้ำหรือคลื่นเสียง การสร้างคลื่นที่มีความยาวคลื่นเท่ากันและเฟส##linkตรงกันจากแหล่งกำเนิดสองแหล่งจะเป็นเรื่องที่ง่าย แต่สำหรับคลื่นแสงแล้ว นี่ไม่ใช่เรื่องง่ายเลยครับ ความยาวของคลื่นแสง (ในช่วงที่ตามองเห็น) นั้นเป็นสิ่งที่เล็กมากๆ แต่เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว หลอดไฟที่เป็นแหล่งกำเน...

เกรตติ้งเลี้ยวเบน การแทรกสอดของแสงที่เกิดจากเกรตติ้งเลี้ยวเบน เราเรียกแผ่นแก้วที่มีการขูดร่องที่ผิวด้วยอัตราส่วน \(\rm{100-1000}\) เส้นต่อ \(\rm{1\;cm}\) โดยที่แต่ละร่องมีระยะห่างเท่า ๆ กันว่า เกรตติ้งเลี้ยวเบน ครับ บริเวณที่เป็นร่องนั้น แสงจะกระเจิงและเดินทางผ่านไปยาก แต่บริเวณอื่น ๆ นอกจากร่องที่มีลักษณะราบเรียบแสงจะเดินทางผ่านไปได้ครับ ＊ หากวาดเป็นภาพ จะสื่อได้ แบบนี้ หรือแบบนี้ครับ ปิด ในอีกมุมหนึ่ง สามารถพูดได้ว่าเกรตติ้งเลี้ยวเบนคือการเปลี่ยนจากสองสลิตใน การทดลองของยัง มาเป็นแบบหลายสลิต และทำให้ระยะห่างระหว่างสลิต \(d\) นั้นมีค่าน้อยลงครับ เรียกระยะห่าง \(d\) ในเกรตติ้งนี้ว่า lattice constant ครับ ＊ หมายเหตุผู้แปล : ในตำราญี่ปุ่นจะเรียกระยะห่าง \(d\) ของเกรตติ้งเลี้ยวเบนนี้ว่า lattice constant นะครับ นอกจากในเรื่องของเกรตติ้งแล้ว คำว่า lattice constant ยังถูกใช้ในวิชาเคมีเรื่องพันธะไอออนิก เพื่อสื่อถึงระยะและมุมต่าง ๆ ในโครงสร้างของผลึกไอออนิกหนึ่งหน่วยครับ แล้วทำไมจึงเรียก \(d\) ซึ่งแทนระยะห่างระหว่างสลิตในเกรตติ้งว่า lattice constant? นั่นเป็นเพราะว่าที...

สลิตเดี่ยว การแทรกสอดของแสงผ่านสลิตเดี่ยว ในบทเรื่อง การทดลองการแทรกสอดของยัง และ เกรตติ้งเลี้ยวเบน ผมได้อธิบายเกี่ยวกับการแทรกสอดของแสงในกรณีสลิตสองช่องและสลิตหลายช่องไปแล้วครับ แต่ในบทนี้จะอธิบายเกี่ยวกับการแทรกสอดของแสงในกรณีสลิตช่องเดียว อาจจะคิดว่าไม่มีการแทรกสอดเกิดขึ้นในกรณีของสลิตเดี่ยวนะครับ แต่ในความจริงมีการแทรกสอดครับ ในชุดอุปกรณ์ตามรูปด้านซ้าย เมื่อความกว้างของช่องสลิตเดี่ยวน้อยมาก ๆ จะเกิดแถบลายการแทรกสอดขึ้นบนฉากครับ หากว่ารูสลิตกว้างถึง\( \rm{ 1\;mm}\) ก็จะกว้างเกินไปแล้ว และจะปรากฏเป็นเพียงจุดบนฉากเท่านั้นครับ เมื่อบีบให้ความกว้างของสลิตมีค่าเพียงไม่กี่เท่าของความยาวคลื่นแสง \((5.0\times 10^{-7} \rm{\;m})\) แล้วแสงจะกระจายออกด้านข้างเล็กน้อย และจะเกิดแถบลายแทรกสอดขึ้นบาง ๆ ครับ เงื่อนไขของแถบสว่าง แถบมืด ผมจะลองหาความสัมพันธ์ของ \(d\) และ \(\lambda\) ดูนะครับโดยใช้หลักการเดี่ยวกับที่ทำในบทเรื่อง การทดลองการแทรกสอดของยัง และ เกรตติ้งเลี้ยวเบน จะมองว่าในช่องสลิตนี้มี คลื่นมูลฐาน? ที่อยู่ห่างกันเป็นระยะเท่า ๆ กัน \({12}\) แหล่งครับ จุด \(P_1\) (กรณีที่...