ฟิสิกส์ Rotton

สำหรับหัวข้อนี้ แนะนำให้อ่าน หน้าเสริม ก่อนนะครับ ได้อธิบายเรื่องพื้นฐานของรังสีแสงและภาพไว้นะครับ แสงที่ผ่านเลนส์ เลนส์ สิ่งที่เรียกว่าเลนส์นั้นคือสิ่งที่ถูกนำมาใช้ในแว่นตา กล้องถ่ายรูป และ กล้องโทรทรรศน์เป็นต้น เป็นสิ่งที่ทำให้ภาพขยายใหญ่ขึ้น・เล็กลงครับ ใช้ประโยชน์จากความต่างของดัชนีหักเหของแก้ว(หรือพลาสติกต่าง ๆ ) และของอากาศ ทำให้รังสีแสง## หักเห ไปตามที่เราต้องการ และทำให้มัดของรังสีแสงตีบเข้า・กระจายออกได้ครับ เพื่อที่จะให้ภาพปรากฏอย่างชัดเจนจึงให้ขอบด้านข้างของเลนส์มีรูปทรงเป็นโค้งทรงกลมครับ แบบที่ส่วนตรงกลางป่องออกเรียกว่า เลนส์นูน ครับ แบบที่ส่วนตรงกลางเว้าเข้าไปเรียกว่า เลนส์เว้า ครับ ＊ ที่ศึกษาในระดับมัธยมปลายคือเลนส์##tl 2 ชนิดนี้ครับ นอกเหนือจากนี้ ยังมีเลนส์อีกหลายชนิด อาทิเช่น เลนส์ที่มีด้านหนึ่งเป็นผิวเรียบแทนที่จะเป็นผิวโค้งทรงกลม หรือเลนส์ที่มีรูปร่างเหมือนกับใบเลื่อยคันธนู (Fresnel Lens) ปิด จุดโฟกัส เส้นตรงที่ผ่านจุดศูนย์กลางของเลนส์และตั้งฉากกับผิวของเลนส์เรียกว่า แกนแสง (แกนมุขสำคัญ) ครับ ดังในรูปด้านซ้ายมือ เมื่อฉายรังสีแสงที่ขนานกับแกนแ...

ว่าด้วยรังสีของแสงและภาพในทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิต สมมติให้มีแท่งที่ถูกทาด้วยสี \(4\) สีตามรูปด้านซ้ายครับ รังสีของแสงจะกระจายออกไปทุกทิศทุกทางจากทุก ๆ จุดเล็ก ๆ ครับ ในบรรดารังสีของแสงที่มีเป็นอนันต์นี้ มีเพียงส่วนน้อยนิดเท่านั้นที่จะเข้าสู่ตาของมนุษย์ครับ มนุษย์จะรู้ว่า 「มีแท่งอยู่」ครับ สำหรับรังสีของแสงส่วนใหญ่ที่ไม่ได้เข้าสู่ตามนุษย์นั้น มนุษย์จะไม่รับรู้ครับ ถ้าหากว่ามีเลนส์อยู่ รังสีของแสงที่ถูกเลนส์จับไว้จะเกิดการหักเหและเกิดเป็นภาพขึ้นครับ ถ้าหากวางฉากไว้ที่ตำแหน่งนั้น ＊ หรือ ฟิล์มกระจก (Photographic plate) หรือ CMOS sensor ปิด ภาพก็จะปรากฏอย่างชัดเจนครับ เมื่อเลื่อนตำแหน่งของฉากไป ภาพก็จะเบลอครับ นี่คือที่เรียกกันเวลาถ่ายภาพว่าหลุดโฟกัสครับ ณ ขณะนี้ มีรังสีของแสงจำนวนมากที่ไม่ถูกเลนส์จับเอาไว้ครับ หากขยายขนาดของเลนส์ จำนวนเส้นของรังสีของแสงที่ถูกเลนส์จับเอาไว้ได้ก็จะเพิ่มขึ้นครับ ＊ แน่นอนว่า ไม่ใช่สิ่งที่สามารถนับได้แบบเป๊ะ ๆ ว่า \(1\) เส้น \(2\) เส้น ครับ ปิด ภาพจะยิ่งคมชัดขึ้นครับ ＊ หากพูดในมุมกลับ กล้องที่มีเลนส์ใหญ่จะสามารถถ่ายภาพอย่...

ภาพที่เลนส์นูนสร้างขึ้น หาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณ 3 ตัว จะลองคิดถึงความสัมพันธ์ของตัวแปรสามตัวนี้สำหรับ เลนส์นูน ดูครับ ระยะจากวัตถุถึงเลนส์ \(:a\) ระยะจากเลนส์ถึงภาพ \(:b\) ระยะโฟกัส \(:f\) จำนวนของรังสีแสงที่จะพิจารณาไม่ใช่ 3 เส้น แต่เป็น 2 เส้นนะครับ เพียงแค่ 2 เส้นก็สามารถหาความสัมพันธ์ของทุกปริมาณข้างต้น ออกมาได้ครับ เวลาที่วางวัตถุไว้ไกลจากจุดโฟกัสออกไป จะกำหนดตัวแปรดังในรูปด้านซ้าย โดยให้ระยะจากวัตถุถึงเลนส์นูนเป็น \(a\) ระยะจากเลนส์นูนถึงภาพเป็น \(b\) ระยะโฟกัสของเลนส์นูนเป็น \(f\) ครับ เส้นสีแดงในรูปด้านซ้ายคือเส้นที่อ้างอิงจากหลักข้อ (1), (2) ของบท ภาพที่เกิดจากเลนส์ (เลนส์นูน) ครับ และเพราะว่าเส้นที่อ้างอิงจากหลักข้อ (3) ไม่มีความจำเป็นจึงไม่ได้วาดไว้ครับ เนื่องจาก \(\triangle {\rm AA’O}\) คล้ายกับ \(\triangle {\rm BB’O}\) ดังนั้น \(\color{#b63}{\large{\frac{\mathrm{BB}^{\prime}}{\mathrm{AA}^{\prime}}}}=\large{\frac{\mathrm{B}^{\prime} \mathrm{O}}{\mathrm{A}^{\prime} \mathrm{O}}}=\large{\frac{b}{a}}\hspace{12pt} \cdot\cdot\cdot\cdot\cdot\cdot ...

เลนส์เว้า หาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณ 3 ตัว จะลองคิดถึงความสัมพันธ์ของตัวแปรสามตัวนี้สำหรับ เลนส์เว้า แบบเดียวกับกรณีของ เลนส์นูน ดูครับ ระยะจากวัตถุถึงเลนส์ \(:a\) ระยะจากเลนส์ถึงภาพ \(:b\) ระยะโฟกัส \(:f\) ภาพที่เลนส์เว้าสร้างขึ้น จะกำหนดตัวแปรดังในรูปด้านซ้าย โดยให้ระยะจากวัตถุถึงเลนส์เว้าเป็น \(a\) ระยะจากเลนส์เว้าถึงภาพเป็น \(b\) ระยะโฟกัสของเลนส์เว้าเป็น \(f\) ครับ เส้นสีแดงในรูปด้านซ้ายคือเส้นที่อ้างอิงจากหลักข้อ (1), (2) ของบท ภาพที่เกิดจากเลนส์ (เลนส์เว้า) ครับ และเพราะว่าเส้นที่อ้างอิงจากหลักข้อ (3)ไม่มีความจำเป็นจึงไม่ได้วาดไว้ครับ เนื่องจาก \(\color{lime}{\triangle {\rm AA’O}}\) คล้ายกับ \(\color{orange}{\triangle {\rm BB’O}}\) ดังนั้น \(\color{#b63}{\large{\frac{\mathrm{BB}^{\prime}}{\mathrm{AA}^{\prime}}}}=\large{\frac{\mathrm{B}^{\prime} \mathrm{O}}{\mathrm{A}^{\prime} \mathrm{O}}}=\large{\frac{b}{a}}\hspace{12pt} \cdot\cdot\cdot\cdot\cdot\cdot ①\) นอกจากนี้ เนื่องจาก \({\rm AA'}={\rm PO}\) และ \(\color{lime}{\triangle {\rm POF_{1}}}\...

แสงสะท้อนจากกระจกเงาทรงกลม ภาพจากกระจกเงาราบ เมื่อรังสีแสงตกกระทบกับกระจกและสะท้อน มุมตกกระทบและมุมสะท้อนจะเท่ากันครับ นี่คือ## กฎแห่งการสะท้อน ครับ ภาพที่ฉายโดยกระจกเงาราบนั้น ถ้าให้กระจกเงาราบเป็นจุดกึ่งกลางแล้ว จะอยู่ที่ตำแหน่งตรงข้ามครับ รูปร่างและขนาดเหมือนเดิม (ซ้อนกันสนิท) และระยะห่างจากกระจกก็เท่ากันครับ ภาพนี้ ไม่ได้กลับบนล่าง ดังนั้นจึงเป็น ภาพหัวตั้ง และเนื่องจากไม่ได้ปรากฏภาพบนฉาก แต่ว่าเป็นภาพการจินตนาการขึ้นในสมองของมนุษย์จึงเป็น ภาพเสมือน ครับ กระจกเงาทรงกลม กระจกเงาที่มีพื้นผิวเป็นทรงกลมเรียกว่า กระจกเงาทรงกลม ถ้าพูดอย่างรัดกุมแล้ว เพื่อที่จะรวมเข้าไว้ที่ จุดโฟกัส ได้ มันจะต้องเป็นพื้นผิวพาราโบลอยด์ (เอาเส้นโค้งพาราโบลามาหมุน) แทนที่จะเป็นพื้นผิวทรงกลมครับ ＊ สำหรับรายละเอียด โปรดอ้างอิง เส้นโค้งพาราโบลา (เป็นฉบับภาษาอังกฤษนะครับ) หรือลองดูตำราเรียนคณิตศาสตร์ดูนะครับ ถ้าเป็นพื้นผิวพาราโบลอยด์จะอารมณ์นี้ครับ ถ้าเป็นทรงกลมจะกลายเป็นอารมณ์ประมาณนี้แทนครับ ต่อให้เป็นพื้นผิวทรงกลม แต่หากว่าใช้เพียงแค่ส่วนเล็ก ๆ ก็จะสามารถได้คุณสมบัติที่ใกล้เคีย...