วิทยาศาสตร์ระดับประถม สารบัญ


นิยาม

แสงเป็นพลังงานรูปหนึ่งที่รับรู้ได้ด้วยสายตา แสงทำให้เรามองเห็นสิ่งต่างๆ

Background vector created by Brgfx - Freepik.com Design vector created by Freepik
  • เรามองเห็นวัตถุต่างๆได้ เพราะแสงไปตกกระทบวัตถุและสะท้อนกลับมาเข้าตา
  • แสงเดินทางเป็นเส้นตรงในตัวกลางที่มีความหนาแน่นเดียวกัน
  • แสงเดินทางในสุญญากาศด้วยความเร็ว 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที
  • แสงเดินทางจากดวงอาทิตย์มายังโลกใช้เวลา 8 นาที

แหล่งกำเนิดแสง

  1. แสงที่เกิดจากธรรมชาติ เช่น ดวงอาทิตย์, ดาวฤกษ์, ฟ้าแลบ, ฟ้าผ่า
  2. แสงที่มนุษย์ประดิษฐ์ขึ้น เช่น หลอดไฟ, ตะเกียง

ตัวกลางของแสง

หมายถึง วัตถุที่ขวางทางเดินของแสง แบ่งเป็น 3 ประเภทได้แก่

  1. ตัวกลางโปร่งใส หมายถึงตัวกลางที่ยอมให้แสงผ่านไปได้ทั้งหมด เช่น กระจกใส, พลาสติกใส
  2. ตัวกลางโปร่งแสง หมายถึงตัวกลางที่ยอมให้แสงผ่านไปได้บางส่วน เช่น กระจกฝ้า, น้ำขุ่น
  3. ตัวกลางทึบแสง หมายถึงตัวกลางที่ไม่ยอมให้แสงผ่าน เช่น กระจกเงา, ไม้

สมบัติของแสง

  1. การสะท้อนของแสง
  2. การหักเหของแสง
  3. การกระจายของแสง

การสะท้อนของแสง

  • เมื่อแสงตกกระทบพื้นผิววัตถุ จะเกิดการสะท้อนของแสง
  • แสงตกกระทบเรียกว่า “รังสีตกกระทบ”
  • แสงที่สะท้อนเรียกว่า “รังสีสะท้อน”
  • มุมระหว่างรังสีตกกระทบและเส้นปกติเรียกว่า“มุมตกกระทบ”
  • มุมระหว่างรังสีสะท้อนและเส้นปกติเรียกว่า“มุมสะท้อน”

การหักเหของแสง

  • เกิดขึ้นเมื่อแสงเดินทางผ่านตัวกลางที่มีความหนาแน่นต่างกัน ทำให้ความเร็วของแสงและทิศทางของแสงเปลี่ยนแปลง แสงเดินทางในตัวกลางโปร่งได้เร็วกว่าตัวกลางทึบกว่า เช่น แสงเดินทางในอากาศได้เร็วกว่าในน้ำ
  • ชื่อสาร ความเร็วของแสง (กิโลเมตรต่อวินาที)
    สุญญากาศ 299,792.5
    อากาศ 299,706
    น้ำ 224,900
    แก้ว 197,600

    แหล่งข้อมูลจาก คลังความรู้ SciMath

  • การหักเหเข้าหาเส้นแนวฉาก

    เกิดขึ้นเมื่อแสงเดินทางจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อยไปสู่ตัวกลางทีี่มีความหนาแน่นมากเช่น จาก อากาศไปแก้ว

  • การหักเหออกจากเส้นแนวฉาก

    เกิดขึ้นเมื่อแสงเดินทางจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากไปสู่ตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อย

  • แนวรังสีแสงที่ตกตั้งฉากกับผิวรอยต่อ
  • มุมวิกฤติ
    • คือมุมกระทบที่ทำให้มุมหักเหมีค่า 90 องศา
    • จะเกิดเมื่อแสงเดินทางจากที่มีความหนาแน่นมากไปสู่ตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อย
  • การสะท้อนกลับหมด
    • คือ การที่ไม่มีแสงผ่านไปยังตัวกลางที่ 2
    • เกิดขึ้นเมื่อมุมตกกระทบมีขนาดโตกว่ามุมวิกฤติ
    • ตัวอย่างเช่น
      รุ้งกินน้ำ เกิดจากแสงจากดวงอาทิตย์ส่องกระทบละอองน้ำแล้วเกิดการหักเหสะท้อนกลับหมด
      มิราจ คือปรากฎการณ์เกิดภาพลวงตา ในวันที่อากาศร้อนเราอาจจะมองเห็นแอ่งน้ำบนถนน
    Designed by Brgfx / Freepik

    ตัวอย่าง การหักเหของแสงทำให้เรามองเห็นตำแหน่งปลาตื้นกว่าตำแหน่งจริง

    Designed by Brgfx / Freepik ,Design vector created by Photoroyalty - Freepik.com
  • การหักเหของแสงผ่านเลนส์
    เลนส์นูน เลนส์เว้า
    1. เลนส์ที่ลักษณะขอบบาง กลางหนากว่าส่วนขอบ 1. เลนส์ที่มีลักษณะผิวโค้งเข้าด้านใน มีขอบหนา และตรงกลางบาง
    2. ทำหน้าที่รวมแสง (เมื่อแสงเดินทางผ่านเลนส์นูนแสงจะหักเหเข้ามารวมกันที่จุดรวมแสง) 2. ทำหน้าที่กระจายแสง (เมื่อแสงเดินทางผ่านเลนส์เว้าแสงจะกระจายออก)
    3. ตัวอย่างอุปกรณ์ เช่น แว่นสายตายาว, แว่นขยาย, กล้องโทรทรรศน์, กล้องจุลทรรศน์ 3. ตัวอย่างอุปกรณ์ เช่น แว่นตาสั้น

    การกระจายของแสง

    เมื่อแสงขาวเดินทางผ่านปริซึมจะเกิดการกระจายของแสงออกเป็น 7 สี ได้แก่ ม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสด แดง เรียกแถบสีนี้ว่า “สเปกตรัมของแสงอาทิตย์”

รุ้ง

  1. เป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติซึ่งเกิดจากละอองน้ำในอากาศหักเหแสงอาทิตย์ทำให้เกิดแถบสเปกตรัม
  2. ปรากฏการณ์นี้มักจะเกิดหลังฝนตก ละอองน้ำในอากาศจะทำหน้าที่เหมือนปริซึมแยกแสงอาทิตย์ (แสงขาว)ออกเป็น 7 สี
  3. รุ้งจะเกิดตรงข้ามกับดวงอาทิตย์
    ตอนเช้า-รุ้งจะอยู่ทางทิศตะวันตก
    ตอนบ่าย-รุ้งจะอยู่ทางทิศตะวันตก

ประโยชน์ของแสง

  1. แสงสะท้อนวัตถุทำให้เรามองเห็นวัตถุ
  2. แสงอาทิตย์ให้ความร้อน ทำให้เกิดวัฏจักรน้ำ และทำให้มีการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
  3. พืชสร้างอาหารด้วยกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
  4. สามารถใช้ผลิตพลังงานไฟฟ้า โดยอุปกรณ์ที่เรียกว่า เซลล์สุริยะ Designed by D3Images / Freepik

    • ส่วนประกอบของเซลล์สุริยะ
      เป็นแผ่นกระจกด้านหน้าฉาบด้วยฟอสฟอรัส ทำหน้าที่เป็นขั้วลบ
      ด้านหลังฉาบด้วยสารซิลิคอน-โบรอน ทำหน้าที่เป็นขั้วบวก
    • ปริมาณของกระแสไฟฟ้า
      จะมากน้อยขึ้นกับ
      ขนาดพื้นที่ของเซลล์
      ปริมาณของแสงอาทิตย์
      ระยะเวลาที่ได้รับแสงอาทิตย์
    • ตัวอย่างประเภทของเซลล์สุริยะ
      • ชนิดผลึกซิลิคอน
      • ชนิดอะมอร์ฟัสซิลิคอน

โครงสร้างของตา

เป็นอวัยวะที่มีหน้าที่รับรู้การมองเห็น

  1. หนังตา (Eye lid)
    • ประกอบด้วยหนังตาบนและหนังตาล่าง
    • หน้าที่ปกป้องดวงตาโดยการปิด-เปิดตา
  2. กระจกตา (Cornea)
    • อยู่ด้านหน้าสุดของดวงตาเป็นรูปโคม เป็นเนื้อเยื่อใสไม่มีสี มักจะเรียกว่า “ตาดำ” ในความเป็นจริงส่วนนี้ไม่มีสี แต่ที่เห็นเป็นสีดำเนื่องมากจากสีของม่านตาที่อยู่ลึกลงไป
    • หน้าที่หักเหแสง
  3. ตาขาว (Sclera) หรือเปลือกลูกตา
    • เป็นส่วนต่อจากกระจกตาไปด้านหลัง
    • มีหน้าที่กลอก หรือเคลื่อนไหวลูกตา
  4. แก้วตา (Lens)
    • เป็นส่วนทีี่มีลักษณะคล้ายจานบิน วางอยู่หลังม่านตา
    • หน้าที่ช่วยกันกับกระจกตาในการหักเหแสงจากวัตถุให้มาตกที่จอตา และยังช่วยให้ตาสามารถเพ่งมองวัตถุระยะใกล้ได้ จนอายุประมาณ 40 ปีขึ้นไป จะมองวัตถุที่ระยะ 30 -40 เซนติเมตรไม่ได้ชัด
  5. ม่านตา (Iris)
    • เป็นเนื้อเยื่อประกอบด้วยหลอดเลือด เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน รวมถึงเซลล์ที่มีเม็ดสี “เป็นส่วนที่ทำให้ตาคนเรามีสีต่างกันตามเชื้อชาติ”
    • หน้าที่ของม่านตา ช่วยปรับระดับแสงให้เข้าสู่ตา
  6. รูม่านตา (Pupil)
    • คือรูที่อยู่ตรงกลางของม่านตา
    • เป็นส่วนที่แสงผ่านเข้ามาในตา โดยม่านตาจะควบคุมการขยายหรือหดของรูม่านตาตามระดับแสง
  7. จอตา (Retina)
    • เป็นเนื้อเยื่อมีลักษณะเป็นชั้นๆ ที่ไวแสง
    • หน้าที่เป็นตัวรับและแปลสัญญาณแสงให้เป็นสัญญาณประสาทส่งไปแปลผลยังสมอง