การเกิดรุ้ง

การเกิดรุ้ง
รุ้งเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่เกิดขึ้นเมื่อในอากาศมีละอองน้ำอยู่มาก เช่น หลังฝนตกใหม่ๆ โดยเกิดขึ้นในทิศทางตรงข้ามกับตำแหน่งของดวงอาทิตย์ แสงขาวจากดวงอาทิตย์จะหักเหผ่านละอองน้ำแล้วกระจายออกเป็นแสงสีต่างๆ มาเข้าตาทำให้มองเห็นเป็นกลุ่มละอองน้ำเป็นแถบสี


ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการกระจายของแสงที่มักเห็นกันบ่อยๆ คือ รุ้ง ซึ่งเราอาจเห็นก่อนหรือหลังฝนตกก็ได้ โดยสังเกตได้จากตำแหน่งที่เหมาะสม การเกิดรุ้งนั้น มีสาเหตุจากการที่แสงแดดส่องผ่านละอองน้ำ หรือหยดน้ำที่มีอยู่มากก่อนหรือหลังฝนตก แล้วเกิดการกระจายของแสงและการสะท้อนกลับหมด ทำให้ได้สเปกตรัมของแสงขาวรุ้งเกิดขึ้นได้ 2 แบบ ซึ่งจะเป็นแบบใดนั้นขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่แสงมาตกกระทบหยดน้ำ

1. รุ้งปฐมภูมิ เกิดจากแสงแดดตกกระทบเข้าทางด้านบนของหยดน้ำ ซึ่งมีขั้นตอนการเกิดรุ้งดังนี้เมื่อแสงแดดตกกระทบหยดน้ำจะเกิดการหักเหหรือกระจายแสงเป็น 7สีในหยดน้ำแสงแต่ละสีจะเกิดการสะท้อนกลับหมดที่ผิวด้านในของหยดน้ำแสงแต่ละสีจะเกิดการหักเหออกจากหยดน้ำรุ้งปฐมภูมิจะเกิดการหักเห2 ครั้งสะท้อน1ครั้ง แถบแดงจะอยู่บนสุดและแถบม่วงจะอยู่ล่างสุด หยดน้ำแต่ละหยดจะให้แสงออกมา 7 สีแต่จะมีเพียงสีเดียวเท่านั้นของหยดน้ำแต่ละหยดที่เดินทางเข้าสู่ตาเรา คือถ้าแสงสีแดงผ่านเข้าตา แสงสีอื่นจะผ่านเหนือตา และถ้าแสงสีม่วงผ่านเข้าตาแสงสีอื่นจะผ่านใต้ตา

2. รุ้งทุติยภูมิ เกิดจากแสงแดดตกกระทบเข้าทางด้านล่างของหยดน้ำซึ่งมีลำดับขั้นตองการเกิดรุ้งดังนี้เมื่อแสงแดดตกกระทบหยดน้ำจะเกิดการหักเหหรือการกระจายแสงเป็น7 สีในหยดน้ำแสงแต่ละสีจะเกิดการสะท้อนกลับหมดครั้งที่1 ที่ผิวด้านในแสงแต่ละสีจะเกิดการสะท้อนกลับหมดครั้งที่2 ที่ผิวด้านในแสงแต่ละสีจะเกิดการหักเหออกจากหยดน้ำ

รุ้งทุติยภูมิเกิดการหักเห 2ครั้งสะท้อน 2ครั้ง แถบสีแดงจะอยู่ล่างสุด แถบสีม่วงจะอยู่บนสุดหยดจะให้แสงออกมา 7 สีแต่จะมีเพียงสีเดียวเท่านั้น ของหยดน้ำแต่ละหยดที่เดินทางเข้าสู่ตาเรา คือถ้าแสงสีแดงผ่านเข้าตา แสงสีอื่นจะผ่านใต้ตา และถ้าแสงสีม่วงผ่านเข้าตาแสงสีอื่นจะผ่านเหนือตา
                                                        

                                                     ที่มา

http://www.blogger.com/blogger.g?blogID

วันที่31 มกราคม2556

การระเหิด

การระเหิด

การระเหิด (อังกฤษ: sublimation หรือ primary drying) คือปรากฏการณ์ที่สสารเปลี่ยนสถานะจากของแข็งกลายเป็นไอหรือก๊าซที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดหลอมเหลว โดยไม่ผ่านสถานะของเหลว

การเกิด

เมื่อลดความดันลงจนถึงจุดสมดุล ระหว่างสถานะของแข็งและก๊าซ จะเกิดการระเหิดของอนุภาคของสารนั้น การระเหิดเกิดขึ้นได้เพราะอนุภาคในของแข็งมีการสั่น และชนกับอนุภาคข้างเคียงตลอดเวลา ทำให้มีการถ่ายเทพลังงานจลน์ระหว่างอนุภาค เช่นเดียวกับในของเหลวและก๊าซ

ปัจจัยที่มีผลต่อการระเหิด

1. อุณหภูมิ อัตราการระเหิดเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอุณหภูมิ
2. ชนิดของของแข็ง ของแข็งที่มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคน้อยจะระเหิดได้ง่าย
3. ความดันของบรรยากาศ ถ้าความดันของบรรยากาศสูงของแข็งจะระเหิดได้ยาก
4. พื้นที่ผิวของของแข็ง ถ้ามีพื้นที่มากจะระเหิดได้ง่าย
5. อากาศเหนือของแข็ง อากาศเหนือของแข็งจะต้องมีการถ่ายเทเสมอ เพื่อป้องกันการอิ่มตัวของไอ 
6.  สารที่ระเหิดได้

• แนฟทาลีน (ลูกเหม็น)
• (น้ำแข็งแห้ง)คาร์บอนไดออกไซด์ที่เย็นจัด
• การบูร
• พิมเสน
• เกล็ดไอโอดีน  บทความเกี่ยวกับเคมีนี้ยังเป็นคุณสามารถช่วยวิกิพีเดียได้

           การสังเคราะห์ด้วยแสง (อังกฤษ: photosynthesis) เป็นกระบวนการทางชีวเคมีที่สำคัญอย่างหนึ่ง ซึ่งทำให้พืช,สาหร่าย และแบคทีเรียบางชนิดได้รับพลังงานจากแสงอาทิตย์มาปรุงอาหารได้ จะว่าไปแล้ว สิ่งมีชีวิตแทบทั้งหมดล้วนอาศัยพลังงานที่ได้จากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเพื่อความเติบโตของตน ทั้งทางตรงและทางอ้อม นับเป็นความสำคัญยิ่งยวดสำหรับสิ่งมีชีวิตในโลก นอกจากนี้ยังก่อให้เกิดการผลิตออกซิเจน ซึ่งมีเป็นองค์ประกอบในสัดส่วนที่มากของบรรยากาศโลกด้วย สิ่งมีชีวิตที่สร้างพลังงานจากกระบวนการสังเคราะห์แสงได้ เรียกว่า "phototrophs"

คุณสมบัตรของคลื่น

คุณสมบัติอื่นๆที่เกิดขึ้นกับคลื่น

          การถูกดูดกลืน ( ABSORPTION )    เมื่อคลื่นวิทยุเดินผ่านตัวกลาง พลังงานส่วนหนึ่งจะสูญเสียไปในลักษณะที่กลายเป็นความร้อนเรียกว่า คลื่นวิทยุถูกดูดกลืนโดยตัวกลาง   ตัวกลางนั้นไม่ว่าจะเป็นตัวนำ หรือมีภาพเป็นตัวต้านทานต่อคลื่นวิทยุ   อาคารตึก   และสิ่งก่อสร้างต่าง ๆ บนพื้นโลก   อุณหภูมิของอากาศ   น้ำ   และฝุ่นละออง ซึ่งประกอบกันเป็นชั้นบรรยากาศ   สามารถเป็นตัวดูดกลืนพลังงานได้ทั้งสิ้น
           การกระจัดการกระจาย ( SCATTERING )  เมื่อคลื่นเดินทางตกกระทบบนตัวกลางที่รวมกันเป็นกลุ่ม   พลังงานส่วนหนึ่งจะสะท้อนออกมา และบางส่วนเดินทางหักเหเข้าไปในตัวกลาง   ส่วนหนึ่งของพลังงานที่เข้าไปในตัวกลางจะถูกดูดกลืนแปลงรูปเป็นความร้อน และมี อีก ส่วนหนึ่งถูกตัวกลางคายออกมาอีกในรูปของการกระจายพลังงานคลื่น   เนื่องจากคลื่นที่กระจายออกมานี้ไม่ค่อยเป็นระเบียบเราจึงเรียกว่า  คลื่นกระจัดกระจาย   การกระจัดกระจายของคลื่นนี้ บางครั้งก็นำมาใช้ประโยชน์ได้เช่น ในระบบการสื่อสารที่เรียกว่า   TROPOSPHERIC   SCATTER ซึ่งอาศัยการกระจัดกระจายของคลื่นวิทยุจากกลุ่มอากาศที่หนาแน่นในชั้นบรรยากาศ   TROPOSPHERE ซึ่งอยู่ห่างจากผิวโลกประมาณ 10 กิโลเมตร   ในบางครั้งการกระจัดกระจายของคลื่นก็มีผลเสียเช่น   การสื่อสารย่านความถี่ไมโครเวฟ เมื่อคลื่นตกกระทบเม็ดฝนจะทำให้คลื่นเกิดการสูญเสียเป็นผลจากการกระจัดกระจาย และการหักเหทำให้คลื่นไม่สามารถเดินทางไปยังปลายทางได้หมด
           การลดทอนพลังงาน (ATTENUATION)ของคลื่น จะมีความหมายหรือสาเหตุคล้ายคลึงกับการถูกดูดกลืน   คือการลดทอนพลังงานคลื่นอันเนื่องมาจากการถ่างออกของลำคลื่นวิทยุในลักษณะที่คล้ายคลึงกับการถ่างออกของลำแสงไฟฉายปรากฎการณ์เช่นนี้จะทำให้ ความเข้มของพลังงานคลื่นวิทยุต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่ลดลงไปเรื่อยๆ เมื่อคลื่นเดินทางห่างจากจุดกำเนิดออกไปถ้าแหล่งกำเนิดคลื่นมีลักษณะที่สามารถกระจายคลื่นได้ทุกทิศทางรอบตัวหรือเรียกว่า   ISOTROPIC ANTENNA    นั้น คลื่นที่ถูกสร้างขึ้น จะลดความเข้มลงไปเรื่อย ๆ เมื่อคลื่นเดินทางห่างออกไป โดยความเข้มจะแปรกลับ กับระยะทางกำลังสองนั่นเอง
เนื่องจากการเคลื่อนที่แบบคลื่นเกิดจากการรบกวนสภาวะสมดุลทางฟิสิกส์ ทำให้เกิดการส่งผ่านพลังงานจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่ง โดยจำเป็นต้องมีตัวกลางหรือไม่ก็ได้  ดังนั้นในการแบ่งชนิดของคลื่นจึงแบ่งออกได้เป็นชนิดต่าง ๆ  ดังนี้

1.  แบ่งชนิดของคลื่นโดยพิจารณา การอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ สามารถแบ่งคลื่นได้เป็น 2 ชนิด คือ

     1.1  คลื่นกลหรือคลื่นยืดหยุ่น (Mechanical Wave หรือ Elastic Wave)  คือ คลื่นที่อาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ โดยตัวกลางจะเกิดการสั่นทำให้เกิดการส่งผ่านพลังงานจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง  เช่น คลื่นเสียง, คลื่นน้ำ, คลื่นในเส้นเชือก เป็นต้น

     1.2  คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Wave) คือ คลื่นที่ไม่ต้องอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ เช่น คลื่นแสง, คลื่นวิทยุ เป็นต้น

2. แบ่งชนิดของคลื่น โดยพิจารณาทิศทางของการเคลื่อนที่ของคลื่นและของตัวกลางที่      ถูกรบกวน สามารถแบ่งได้เป็น 2 ชนิดคือ

    2.1 คลื่นตามขวาง (Transverse Wave) คือ คลื่นที่ทำให้อนุภาคของตัวกลางที่คลื่นเคลื่อนที่ผ่านมีการเคลื่อนที่ไปกลับในทิศทางที่ตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนของคลื่น เช่น คลื่นน้ำ, คลื่นในเส้นเชือก เป็นต้น

ภาพที่ 1.1    คลื่นน้ำ

    2.2   คลื่นตามยาว (Longitudinal Wave) คือ คลื่นที่ทำให้อนุภาคของตัวกลางที่คลื่นเคลื่อนที่ผ่านมีการเคลื่อนที่ไปกลับในทิศทางที่เดียวกันกับทิศทางการเคลื่อนของคลื่น เช่น คลื่นเสียง, คลื่นในสปริง เป็นต้น  

ภาพที่ 1.2  คลื่นในสปริง

3.      แบ่งตามความต่อเนื่องของแหล่งกำเนิดแบ่งออกได้  2 ชนิด

3.1  คลื่นดล  (  PuLse  Wave ) เป็นคลื่นที่เกิดจากแหล่งกำเนิดสั่น หรือการรบกวนตัวกลางเป็นช่วงเวลาสั่น ๆ  ทำให้เกิดคลื่นเพียง 1 หรือ 2 คลื่น แผ่ออกไป  เช่น การนิ้วจุ่มที่ผิวน้ำเพียงครั้งหรือ 2 ครั้ง

3.2 คลื่นต่อเนื่อง ( Continuous  Wave ) เป็นคลื่นที่เกิดจากแหล่งกำเนิดสั่น หรือการรบกวนตัวกลางอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดคลื่นแผ่ออกไปเป็นขบวนอย่างต่อเนื่อง เช่น การเกิดคลื่นผิวน้ำเนื่องจากแหล่งกำเนิดติดกับมอเตอร์ หรือการสบัดเชือกอย่างต่อเนื่อง

องค์ประกอบพื้นฐานของคลื่น

โดยทั่วไปคลื่นมีองค์ประกอบพื้นฐานดังนี้

1. ความยาวคลื่น (Wave Length ; λ ) หมายถึง ความยาวของคลื่น  1  คลื่น เป็นระยะทางที่วัดระหว่างจุดสองจุดที่สั้นที่สุดบนคลื่นที่เฟสตรงกัน ในระบบ SI มีหน่วยเป็นเมตร (m)

2. ความถี่ (Frequency ; f ) หมายถึง จำนวนคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านจุดใด ๆ  ในหนึ่งหน่วยเวลา   ในระบบ SI มีหน่วยเป็น วินาที^-1(s^-1) หรือ เฮิร์ทซ์ (Hz)

3.  คาบการเคลื่อนที่ (Period ; T) หมายถึง เวลาที่คลื่น 1 คลื่น เคลื่อนที่ผ่านจุดใด ๆ  ในระบบ SI มีหน่วยเป็นวินาที (s)

4.  อัตราเร็วของคลื่น (Speed ; v)  หมายถึง ระยะทางที่คลื่นเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลาและเนื่องจากขณะที่คลื่นเคลื่อนที่ไปด้วย อัตราเร็วค่าหนึ่ง เฟสของคลื่นก็เคลื่อนที่ไปด้วยอัตราเร็ว เท่ากัน ดังนั้นในบางครั้งจึงเรียกว่า อัตราเร็วเฟส ( Phase Speed) ของคลื่น  ในระบบ SI มีหน่วยเป็นเมตรต่อวินาที (ms^-1) 

5.  มุมเฟส (Phases Angle; Φ ) หมายถึง มุมที่ใช้กำหนดตำแหน่งบนคลื่นขณะที่เคลื่อนที่ โดยมีความสัมพันธ์กับการกระจัดของการเคลื่อนที่ของคลื่น ในระบบ SI มีหน่วยเป็นเรเดียน (Radian ; rad)

6.  แอมพลิจูด ( Amplitude A) หมายถึง การกระจัดสูงสุดของการสั่นของอนุภาคจากระดับปกติ ค่าของแอมปลิจูดจะบอกค่าพลังงานของคลื่นโดยพลังงานจะแปรโดยตรงกับแอมปลิจูด ในระบบ SI มีหน่วยเป็นเมตร (m)

รังสีอินฟาเรด

รังสีอินฟราเรด

รังสีอินฟราเรด


รังสีอินฟราเรด (อังกฤษ: Infrared (IR)) มีชื่อเรียกอีกชื่อว่า รังสีใต้แดง หรือรังสีความร้อน เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นอยู่ระหว่างคลื่นวิทยุและแสงมีความถี่ในช่วง 1011 – 1014 เฮิร์ตซ์ มีความถี่ในช่วงเดียวกับไมโครเวฟ มีความยาวคลื่นอยู่ระหว่างแสงสีแดงกับคลื่นวิทยุสสารทุกชนิดที่มีอุณหภูมิอยู่ระหว่าง -200 องศาเซลเซียสถึง 4,000 องศาเซลเซียส จะปล่อยรังสีอินฟาเรดออกมา คุณสมบัติเฉพาะตัวของรังสีอินฟราเรด เช่น ไม่เบี่ยงเบนในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ที่แตกต่างกันก็คือ คุณสมบัติที่ขึ้นอยู่กับความถี่ คือยิ่งความถี่สูงมากขึ้น พลังงานก็สูงขึ้นด้วย ดังนั้น
ในการใช้ประโยชน์ ใช้ในการควบคุมเครื่องใช้ระบบไกล (remote control) สร้างกล้องอินฟราเรดที่สามารถมองเห็นวัตถุในความมืดได้ เช่น อเมริกาสามารถใช้กล้องอินฟราเรดมองเห็นเวียตกงได้ตั้งแต่สมัยสงครามเวียตนาม และสัตว์หลายชนิดมีนัยน์ตารับรู้รังสีชนิดนี้ได้ ทำให้มองเห็นหรือล่าเหยื่อได้ในเวลากลางคืน
.. Sir William Herschel นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ได้ค้นพบ อินฟราเรด สเปกตรัม ในปี 1800 โดยเขา
ได้ทำการทดลองวัดอุณหภูมิของแถบสีต่างๆที่เปล่งออกมา เป็นสีรุ้งจากปริซึม พบว่าอุณหภูมิความร้อนจะเพิ่ม
ขึ้นตามลำดับจากสีม่วงและสูงสุดที่ แถบสีสีแดง ซึ่งขอบเขตนี้เรียกว่า “อินฟราเรด” (ของเขตที่ต่ำกว่าแถบสี
แดง)

การค้นพบรังสีอินฟราเรดระยะไกล
รังสีอินฟราเรดระยะไกล เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ในปี ค.ศ. 1800 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน คือ
เอฟ ดับบลิวฮาร์เชล ได้ค้นพบรังสีอินฟราเรดระยะไกลผ่านทางการใช้เครื่องแยกเชิงสีของแสงอาทิตย์
เอมิซีปริซึมจะแยกลำแสงของดวงอาทิตย์ออกเป็นสีต่างๆกันตั้งแต่สีม่วงไปจนกระทั่งสีแดง อุณหภูมิของ
แต่ละสีสามารถตรวจจับได้โดยใช้เทอร์โมมิเตอร์วัดอุณหภูมิของแต่ละสี
far infrared คือพวกคลื่นที่ห่างจากสีแดงมาก ๆ มักออกจากสิ่งมีชีวิต เครื่องจักรที่มีความร้อน เช่น
เครื่องยนต์ปฏิกรณ์นิวเคลียร์ คลื่นพวกนี้คนมองไม่เห็นครับ ต้องใช้ sensor พิเศษ หรือสัตว์บางจำพวกมองเห็น
ได้ วัตถุที่มีความหนาพอ สามารถกั้นคลื่น far infrared ได้ ตอนนี้มีกล้อง far infrared ออกมาขายแล้ว ไว้ตรวจ
สอบ heat pattern ของเครื่องจักร์ ตรวจคนเป็นไข้ สำหรับทางทหาร มีกล้อง far infrared ใช้ตั้งแต่สงคราม
โลกครั้งที่ 2 ใช้ดูกองทัพรถถังเวลากลางคืน สมัยนี้ดูได้จากดาวเทียมจารกรรม
การประยุกต์ใช้อินฟาเรทในชีวิตประจำวัน
• กล้องถ่ายรูปใช้กลางคืน และกล้องส่องทางไกลที่ใช้ในเวลากลางคืน แสดงภาพความร้อน เพิ่มความปลอดภัยเวลาขับรถในเวลากลางคืน
• รีโมทคอลโทลในเครื่องใช้ไฟฟ้าก็เป็นอินฟาเรทอีกชนิดหนึ่ง
• การไล่ล่าทางทหาร มิดไซ ที่ใช้ไล่ล่าเครื่องบินก็เป็นอินฟาเรทอีกชนิดหนึ่ง
• เครื่องกำเนิดความร้อนทั่วไป เช่นเตาแก๊สอินฟาเรทในครัวเรือน เครื่องกำเนิดความร้อนในห้องซาวด์น่า
• แผ่นกายภาพบำบัด มีเป็นประคบร้อนอินฟาเรท ปัจจุบันเป็นวิธีการ กายภาพบำบัดที่ปลอดภัยชนิดหนึ่ง
เช่น ความร้อนอุณหภูมิต่ำมาจากอินฟาเรท สามารถซึมเข้าลึกถึงผิวหนัง 1-1.5นิ้ว ลดอาการปวดหัวเข่า หรือทำให้แผลเรื้อรัง โลหิตหมุนเวียนดีขึ้นจึงทำให้แผลหายเร็ว
ข้อดีของคลื่นอินฟาเรด
- ใช้พลังงานน้อย จึงนิยมใช้กับเครื่อง laptops ,โทรศัพท์
- แผงวงจรควบคุมราคาต่ำ (Low circuitry cost) เรียบง่ายและสามารถเชื่อมต่อกับระบบอื่นได้อย่างรวดเร็ว
- มีความปลอดภัยในการเรื่องข้อมูลสูง ลักษณะการส่งคลื่น( Directionality of the beam)จะไม่รั่วไปที่
เครื่องรับตัวอื่นในขณะที่ส่งสัญญาณ
- กฎข้อห้ามระหว่างประเทศของ IrDA (Infrared Data Association)มีค่อนข้างน้อยสำหรับนักเดินทาง
ทั่วโลก
- คลื่นแทรกจากเครื่องใช้ไฟฟ้าใกล้เคียงมีน้อย (high noise immunity)
ข้อเสียของอินฟาเรด
- เครื่องส่ง(transmitter)และเครื่องรับ(receiver)ต้องอยู่ในแนวเดียวกัน คือต้องเห็นว่าอยู่ในแนวเดียวกัน
- คลื่นจะถูกกันโดยวัตถุทั่วไปได้ง่ายเช่น คน กำแพง ต้นไม้ ทำให้สื่อสารไม่ได้
- ระยะทางการสื่อสารจะน้อย ประสิทธิภาพจะตกลงถ้าระยะทางมากขึ้น
- สภาพอากาศ เช่นหมอก แสงอาทิตย์แรงๆ ฝนและมลภาวะมีผลต่อประสิทธิภาพการสื่อสาร
- อัตราการส่งข้อมูลจะช้ากว่าแบบใช้สายไฟทั่วไป
สรุป
อินฟราเรด infra red คือแสงที่มนุษย์เราไม่สามารถมองเห็นได้ เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่ต่ำกว่าแสงสีแดง แต่สัตว์บางชนิดและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สามารถเห็นหรือตรวจจับได้ วัตถุบางอย่างทึบแสงที่เรามองเห็น แต่อินฟราเรดผ่านได้ เช่นเมฆ การถ่ายภาพจากดาวเทียมบางครั้งจึงจับแสงอินฟาเรดแทนการถ่ายภาพสีปกติ วัตถุบางอย่างก็ทำมาเพื่อป้องกันแสงอินฟราเรดโดยเฉพาะ อย่างเช่นฟิล์มกันร้อนติดรถยนต์

คลื่นของแสง

คลื่นของแสง

เมื่อเราขว้างก้อนหินไปยังสระน้ำที่สงบนิ่ง พื้นผิวน้ำจะกระจายคลื่นแผ่ออก คลื่นแสงก็เช่นเดียวกันเมื่อเกิดแสงขึ้นมันจะเคลื่อนที่ออกไปด้วยอัตราเร็ว ในบทนี้เราจะศึกษาสมบัติคลื่นของแสง

ได้แก่ การเลี้ยวเบน การแทรกสอด และโพลาไรเซชัน

ทฤษฏีของฮอยเกน (Huygen’s Principle)

ฮอยเกนกล่าวว่าทุกจุดบนหน้าคลื่นเกิดจากคลื่นเล็กๆรวมกัน จากภาพจะเห็นได้ว่าเมื่อแต่ละจุดบนหน้าคลื่นAA’ เป็นต้นกำเนิดของหน้าคลื่นใหม่ในเวลาอันสั้นทุกคลื่นนั้นจะรวมกันได้หน้าคลื่นใหม่คือ BB’

ทุกจุดบนหน้าคลื่นสามารถเป็นแหล่งกำเนิดคลื่นใหม่ได้

การเลี้ยวเบน (Diffraction)

การเลี้ยวเบนของแสงเกิดจากการที่แสงเคลื่อนที่ผ่านช่องแคบแล้วเลี้ยวเบนไปจากแนวเดิม

 a. แสงผ่านหน้าต่างกว้างไม่มีการเลี้ยวเบน b. แสงผ่านช่องแคบ (สลิต) มีการเลี้ยวเบน

เมื่อแสงผ่านช่องที่กว้างมากเมื่อเทียบกับความยาวคลื่นแสง จะเห็นเงาที่คมชัดที่ฉาก แต่ถ้าแสงผ่านช่องแคบ(สลิดเดี่ยว) เราจะเห็นแสงเลี้ยวเบนทำให้เกิดเงามัวที่ฉาก กราฟของความเข้มแสงที่เกิดขึ้นบนฉากมีการลดลงของความเข้มแสงด้านข้างมากกว่าการเปลี่ยนความเข้มแสงมืดกับสว่างเนื่องจากอิทธิพลของการเลี้ยวเบน

การเลี้ยวเบนของแสงผ่านช่องแคบทำให้เกิดริ้วมืดที่ค่อยๆมัวออกด้านข้าง การเลี้ยวเบนขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นเทียบกับช่องแคบ ถ้าความกว้างของช่องแคบมีขนาดเท่าๆกับความยาวคลื่นแสงจะมีการเลี้ยวเบนของแสงมาก

คลื่นวิทยุ AM มีความยาวคลื่น 180 ถึง 550 m มันจึงเลี้ยวเบนน้อยมากสามารเคลื่อนผ่านตึกต่างๆได้ดี แต่ในทางตรงข้ามคลื่นวิทยุ FM มีความยาวคลื่น 2.8 ถึง 3.4 m มีความยาวคลื่นน้อยกว่าขนาดของตึก จึงเคลื่อนที่ผ่านตึกได้ไม่ดี ผลก็คือทำให้คลื่น AM สามารถคลื่นที่ได้ได้ไกลกว่าคลื่น FM

 คลื่นที่มีความยาวคลื่นมากเคลื่อนที่ผ่านสิ่งกีดขวางได้ดี เสียพลังงานระหว่างการเดินทางน้อย

การแทรกสอดของแสง (Interference of Light)

 ภาพริ้วการแทรกสอด ถ่ายโดยนักฟิสิกส์ ชัค แมนก้า

ถ่ายภาพริ้วการแทรกสอดโดยวางแผ่นฟิล์มไว้ด้านหลังนอตแล้วฉายแสงเลเซอร์ให้เกิดภาพเงาของนอตนั้น ริ้วที่เกิดกับภาพทั้งสองนั้นเกิดจากการแทรกสอดของแสง ซึ่งเกิดจากการรวมคลื่นแสงแบบเสริมและแบบหักล้าง การรวมคลื่นแบบเสริมทำให้ได้คลื่นที่มีความสูงของคลื่นเพิ่มขึ้นแต่มีความถี่เท่าเดิม แต่ถ้าคลื่นมีเฟตต่างกันครึ่ง เรียกว่าเฟตตรงกันข้ามคลื่นนั้นจะหักล้างกันคลื่นที่ได้จะหักล้างกันหมด

a. การรวมคลื่นแบบเสริม b. การรวมคลื่นแบบหักล้าง

 การแทรกสอดของคลื่นน้ำ

ในปี 1801 นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษชื่อโทมัส ยัง สาธิตการแทรกสอดของแสง ยังค้นพบว่าเมื่อแสงผ่านช่องแคบซึ่งอยู่ติดกันจะเกิดแถบมืดและแถบสว่างขึ้นที่ฉาก แถบสว่างเกิดขึ้นเมื่อคลื่นเสริมกันแถบมืดเกิดขึ้นเมื่อคลื่นหักล้างกัน

การรวมกันของคลื่นแสงแบบเสริมที่ฉากได้แสงสว่าง

และการรวมกันของคลื่นแสงแบบหักล้างที่ฉากได้มืด

การแทรกสอดของแสงผ่านสลิตคู่

จากรูปด้านบนแสดงผลจากการแทรกสอดของแสง แถบสว่างกลางเกิดจากการรวมคลื่นจากสลิตทั้งสองมีเฟตตรงกันแล้วรวมกันแบบเสริม แถบมืดแถบแรกซึ่งขนาบแถบสว่างกลางมี เฟตต่างกันครึ่ง และแถบมืดต่อๆไปมีเฟตต่างกันเป็นครึ่งหนึ่งของเลขคี่ได้แก่

 แผนภาพแสดงตัวแปรของการทดลองแทรกสอดในห้องปฏิบัติการ

ในห้องปฏิบัติการเราใช้สมการ

เมื่อ คือความยาวคลื่นแสง d คือระยะห่างระหว่างสลิต

และ คือมุมระหว่างแถบกลางและแถบสว่างแถบแรก

จากภาพค่า คืออัตราส่วนระหว่างความยาว y ต่อ D

นอกจากการแทรกสอดด้วยสลิตคู่แล้วเรายังสามารถทำให้คลื่นแทรกสอดผ่านช่องที่มากกว่า 2 ช่องได้ เราเรียกว่าเกรตติง ซึ่งสามารถแยกแสงขาวออกเป็นเจ็ดสีได้เหมือนกับปริซึม

เรายังเห็นสีสันที่สวยงามซึ่งเกิดจากการแทรกสอดของแสงผ่านขนนกบางชนิด ปีกผีเสื้อ หางนกยูง และสีสันสวยงามบนแผ่นซีดี

ที่มา

http://a2u-club.blogspot.com/2009/07/blog-post_1412.html

วันที่ 31 มกราคม 2556