นิยามของการสะท้อนแสงแบบปกติและแบบกระจาย
ถ้าคุณยืนอยู่หน้ากระจกแบนคุณจะเห็นภาพสะท้อนของใบหน้าตัวเอง แต่ถ้าคุณยืนอยู่ตรงขอบกระจก คุณยังจะเห็นใบหน้าตัวเองอยู่ด้านหลังกระจกหรือไม่? คุณสามารถทดลองเพิ่มเติมได้โดยการส่องไฟฉายหรือสิ่งอื่นที่คล้ายกันไปที่กระจก ถ้าไฟฉายส่องตั้งฉากกับกระจก คุณจะเห็นแสงสะท้อน แต่ถ้าคุณยืนอยู่ตรงขอบกระจกและส่องไฟฉายไปที่กระจก คุณจะไม่เห็นภาพสะท้อน!
ทำความเข้าใจกฎการสะท้อนแสง
การสะท้อนหมายถึงกระบวนการกระเด้งกลับ การกระเด้งกลับหมายถึงการเคลื่อนที่ถอยหลังเพราะไปชนกับสิ่งใดสิ่งหนึ่ง ดังนั้น การสะท้อนจึงสามารถนิยามได้ว่าเป็นปรากฏการณ์ที่ทิศทางการเคลื่อนที่ของวัตถุเปลี่ยนไปเพราะไปชนกับสิ่งกีดขวาง หากคุณโยนลูกบอลไปชนกำแพง ลูกบอลจะกระเด้งกลับเพราะไปชนกับกำแพง
ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการสะท้อนแสง
เมื่อแสงถูกปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์หรือแหล่งกำเนิดแสงอื่นๆ เช่น หลอดไฟ แสงจะเดินทางจากแหล่งกำเนิดแสงไปในทุกทิศทาง เมื่อแสงกระทบกับสิ่งกีดขวาง เช่น หนังสือ ผนัง หรือกระจก แสงจะถูกสะท้อนโดยสิ่งกีดขวางนั้น ทิศทางของแสงสะท้อนหลังจากกระทบกับสิ่งกีดขวางจะแตกต่างจากทิศทางของแสงก่อนกระทบกับสิ่งกีดขวาง กล่าวได้ว่า การสะท้อนของแสงเป็นเหตุการณ์ที่แสงกระทบกับสิ่งกีดขวาง ทำให้ทิศทางการเคลื่อนที่ของแสงเปลี่ยนไป ทิศทางการเคลื่อนที่ของแสงหลังจากกระทบกับสิ่งกีดขวางจะแตกต่างจากทิศทางการเคลื่อนที่ของแสงก่อนกระทบกับสิ่งกีดขวาง
ก่อนที่จะศึกษาเกี่ยวกับสูตรเลนส์นูน โปรดทำความเข้าใจ กฎเกี่ยวกับเครื่องหมาย ของเลนส์นูน ต่อไปนี้ ก่อน
กฎการใช้เครื่องหมายเลนส์นูน
- ระยะห่างของวัตถุ (วินาที)
ถ้ามีวัตถุผ่านเข้าไป ลำแสงก็จะส่องเข้ามา ระยะห่างของวัตถุ ผลตรวจเป็นบวก
- ระยะห่างของภาพ (วินาที)
ถ้าลำแสงส่องผ่านเงาแล้ว ระยะเงา ถือว่าผลเป็นบวก (ภาพจริง) หากลำแสงไม่ส่องผ่านภาพนั้น ระยะเงา เครื่องหมายลบ (ภาพเสมือน)
ก่อนที่จะหาที่มาของสูตรสำหรับเลนส์เว้า เราต้องเข้าใจกฎเกณฑ์ต่างๆ เกี่ยวกับเครื่องหมายของเลนส์เว้า เสียก่อน
กฎของเลนส์เว้า
- ระยะห่างของวัตถุ (วินาที)
ถ้าวัตถุอยู่ด้านเดียวกับเลนส์และทิศทางที่ลำแสงส่องมา ระยะห่างของวัตถุ ผลตรวจเป็นบวก
- ระยะห่างของภาพ (วินาที)
ถ้าลำแสงส่องผ่านเงาแล้ว ระยะเงา ถือว่าผลเป็นบวก (ภาพจริง) หากลำแสงไม่ส่องผ่านภาพนั้น ระยะเงา เครื่องหมายลบ (ภาพเสมือน)
ก่อนที่จะทบทวนสูตรกระจกนูน เราควรทำความเข้าใจกฎเกณฑ์ต่างๆ เกี่ยวกับเครื่องหมายของกระจกนูน เสียก่อน
กฎของเครื่องหมายกระจกนูน
- ระยะห่างของวัตถุ (วินาที)
ถ้าวัตถุอยู่ด้านหน้าพื้นผิวกระจกที่สะท้อนแสง ซึ่งแสงจะทะลุผ่านวัตถุได้ แล้ว ระยะห่างของวัตถุ (S) เป็นไปในทางบวก
- ระยะห่างของภาพ (วินาที)
ถ้าเงาอยู่ด้านหน้าพื้นผิวกระจกที่สะท้อนแสง โดยที่แสงผ่านเงาไปได้ แล้ว ระยะเงา (ส') เป็นค่าบวก (ภาพจริง) ถ้าภาพอยู่ด้านหลังพื้นผิวกระจกที่สะท้อนแสง ซึ่งแสงไม่สามารถทะลุผ่านภาพได้ แล้ว ระยะเงา เป็นค่าลบ (ภาพเสมือน)
ก่อนที่จะหาที่มาของสูตรสำหรับกระจกเว้า เราต้องเข้าใจกฎเกณฑ์ต่างๆ เกี่ยวกับเครื่องหมายของกระจกเว้า เสียก่อน
กฎเกี่ยวกับป้ายกระจกเว้า
- ระยะห่างของวัตถุ (วินาที)
ถ้าวัตถุอยู่ด้านหน้าพื้นผิวกระจกที่สะท้อนแสงแล้ว ระยะห่างของวัตถุ (S) เป็นไปในทางบวก
- ระยะห่างของภาพ (วินาที)
ถ้าเงาอยู่ด้านหน้าพื้นผิวกระจกที่สะท้อนแสง โดยที่แสงผ่านเงาไปได้ แล้ว ระยะเงา (ส') เป็นค่าบวก (ภาพจริง) ถ้าภาพอยู่ด้านหลังพื้นผิวกระจกที่สะท้อนแสง ซึ่งแสงไม่สามารถทะลุผ่านภาพได้ แล้ว ระยะเงา เป็นค่าลบ (ภาพเสมือน)
ถ้าวัตถุอยู่ด้านใดด้านหนึ่งของเลนส์นูน เลนส์นูนจะสามารถสร้างภาพของวัตถุนั้นได้ ถ้าทราบตำแหน่งของวัตถุที่อยู่ด้านใดด้านหนึ่งของเลนส์นูนแล้ว จะวาดภาพการสร้างภาพของวัตถุนั้นได้อย่างไร? เพื่อให้เข้าใจได้ชัดเจนยิ่งขึ้น สมมติว่าวัตถุอยู่ทางด้านซ้ายของเลนส์นูนดังแสดงในรูปด้านล่าง
ถ้าวัตถุอยู่ด้านใดด้านหนึ่งของเลนส์เว้า เลนส์เว้าจะสามารถสร้างภาพของวัตถุได้ ถ้าทราบตำแหน่งของวัตถุที่อยู่ด้านใดด้านหนึ่งของเลนส์เว้าแล้ว จะวาดภาพการสร้างวัตถุได้อย่างไร? เพื่อให้เข้าใจได้ชัดเจนยิ่งขึ้น สมมติว่าวัตถุอยู่ทางด้านซ้ายของเลนส์เว้าดังแสดงในรูปด้านล่าง
ถ้าเราวางวัตถุไว้หน้ากระจกนูนที่สะท้อนแสง กระจกนูนจะสร้างภาพของวัตถุนั้น ถ้าเรารู้ระยะห่างของวัตถุจากกระจกนูน เราจะวาดภาพของวัตถุนั้นได้อย่างไร เพื่อความชัดเจน ลองสมมติว่ามีวัตถุวางอยู่หน้ากระจกนูนดังแสดงในรูปด้านล่าง
ถ้าเราวางวัตถุไว้หน้ากระจกเว้าที่สะท้อนแสง กระจกเว้าจะสร้างภาพของวัตถุนั้น ถ้าเรารู้ตำแหน่งของวัตถุที่อยู่หน้ากระจกเว้าแล้ว เราจะวาดภาพของวัตถุนั้นได้อย่างไร เพื่อความชัดเจน ลองสมมติว่ามีวัตถุวางอยู่หน้ากระจกเว้าดังแสดงในรูปด้านล่าง