1. หน่ว ย
1. ที่ 2
ทดลองการหักเหของแสง
แสงและการหักเห
และเขียนภาพแสดง
จุด ประสงค์
การเรีย นรู้ การหักเหของแสงที่ผ่าน
ตัวกลางต่างกันได้
2. อธิบายความหมายของคำาต่อ
ไปนี้นี้ได้
การหักเหของแสง
ดรรชนีหักเหของตัวกลาง
มุมวิกฤต การสะท้อนกลับ
หมด
3. ทดลองหามุมวิกฤตของแก้ว
หรือพลาสติกได้

2. ผลการ
เรีย นรู้
มีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับการ
หักเหของแสง ดรรชนีหักเหของ
ตัวกลาง มุมวิกฤตการสะท้อนของ
แสง การเกิดปรากฎการณ์ทาง
ธรรมชาติที่เป็นผลจากการหักเห
และการสะท้อนกลับหมดของแสง
และการใช้ประโยชน์ของการ
สะท้อนกลับหมด

3. แสงและ
การหัก เห

4. เป็น เส้น ที่แ สดงทิศข องแสง อ นที่ข อง
รัง สี ทางการเคลื่
แสง เขีย นแทนด้ว ยเส้น ตรงมีห ัว ลูก ศร
รัง สีแ สงแบ่ง เป็น 3 แบบ คือ รัง สีข นาน
รัง สีล เ ข้า และรัง สีล ู่อ อก
ู่
รังสี รังสีลู่ รังสีลู่
ขนาน เข้า ออก

5. การหัก เหของแสง (Refraction
เมื่อแสงเดินทางผ่าน
of Light)
วัตถุหรือตัวกลาง
โปร่งใส เช่น อากาศ
แก้ว นำ้า พลาสติกใส
แสงจะสามารถเดินทาง
ผ่านได้เกือบหมด เมื่อ
แสงเดินทางผ่าน
ตัวกลางชนิดเดียวกัน
แสงจะเดินทางเป็นเส้น
ตรงเสมอ แต่ถ้าแสง
เดินทางผ่านตัวกลาง
หลายตัวกลาง แสงจะ
หักเห

6. ตาราง แสดงค่า ดัช นีห ก เหของสารต่า ง ๆ สำา หรับ
ั
แสงความยาวคลื่น 589.3 นาโนเมตร
สาร ค่า ดัช นีห ัก เห
เพชร 2.417
คาร์บอนไดซัลไฟด์ที่ 1.625
200C 1.517
แก้ว 1.360
เอทิลแอลกอฮอล์ที่ 1.333
200C 1.310
นำ้าที่ 200C 1.000293
นำ้าแข็ง

7. สดงค่า ดัช นีท ี่ห ัก เหและความเร็ว ของแสงในตัว กลา
ตัว กลาง ดัช นีห ก เห ความเร็ว
ั
แสง
(เมตร/
วิน าที)
อากาศ 1.00 3.00 x
นำ้า 1.33 108
แอลกอฮอล์ 1.36 2.23x 108
แก้ว 1.50 2.21x 108
เมื่อลำาแสงตกกระทบทำามุม 90 2.00x 108ผิวรอยต่อของ
องศา กับ
เพชร 2.42
ตัวกลางที่ต่างชนิดกัน ทิศทางของลำาแสงตกกระทบ ลำาแสงหักเห
ลำาแสงสะท้อนอยู่ในเส้นตรงเดียว แต่ล1.24x 108 ทิศทางตรง
ำาแสงสะท้อนจะมี
ข้ามกับลำาแสงทั้งสอง
**** การหัก เหของแสงจะทำา ให้เ รามองเห็น ระยะ
ต่า ง ๆ ผิด ไปจากที่ค วรจะเป็น ****

8. 1. การหัก เหของแสง
การเดิน ทางของแสง
บางครั้ง ผ่า นตัว กลาง
2 ชนิด ที่ม ีค วามหนา
แน่น ต่า งกัน เช่น
แสงเดิน ทางผ่า น
อากาศแล้ว เดิน ทาง
ผ่า นไปในนำ้า การ
เดิน ทางของแสงใน
ตัว กลางทั้ง สอง
จะเป็น เส้น ตรงใน
แนวต่า งกัน ซึ่ง เรา

9. เกิด จากการเดินให้แ สง
สาเหตุท ี่ท ำา ทางของ
แสงจากตัว กลางหนึ่ง ไปยัง
เกิว กลางหนึ่งเห มีค วาม
อีก ตั
ด การหัก ซึ่ง
หนาแน่น แตกต่า งกัน จะมี
ความเร็ว ไม่เ ท่า กัน ด้ว ย
โดยแสงจะเคลื่อ นที่ใ น
ตัว กลางโปร่ง กว่า ได้เ ร็ว
กว่า ตัว กลางที่ท ึบ กว่า เช่น
ความเร็ว ของแสงใน
อากาศมากกว่า ความเร็ว
ของแสงในนำ้า และ
ความเร็ว ของแสงในนำ้า

10. ดรรชนีห ก เหของตัว กลาง กลางต่างชนิดกันจะมี
การเคลื่อนทีของแสงในตัว (Index of Refraction)
ั ่
อัตราเร็วต่างกัน เช่น ถ้าแสงเคลื่อนทีในอากาศจะมี
่
อัตราเร็วเท่ากับ 300,000,000 เมตรต่อวินาที แต่
ถ้าแสงเคลื่อนทีในแก้วหรือพลาสติกจะมีอัตราเร็ว
่
ประมาณ 200,000,000 เมตรต่อวินาที การ
เปลี่ยนความเร็วของแสงเมือผ่านตัวกลางต่างชนิด
่
กัน ทำาให้เกิดการหักเห อัตราเร็วของแสงใน
สุญญากาศต่ออัตราเร็วของแสงในตัวกลางใดๆ
เรียกว่า ดรรชนีหกเหของตัวกลาง นัน
ั ้
(อัตราเร็วของแสงในสุญญากาศ = 3
x 108 เมตร/วินาที)

11. ผลที่เกิดจากการหักเหของแสง คือ
อัตราเร็วของแสงเปลี่ยนไป และทิศทางของ
แสงเปลี่ยนไป

12. จาก
รูป 1. แสงเดินทางผ่านอากาศเข้าสูแท่ง
่
แก้ว ผลที่ได้มุมหักเห
จะมีขนาดเล็กกว่ามุมกระทบ
2. แสงเดินทางผ่านแท่งแก้วออกสู่
อากาศ ผลที่ได้มุมหักเห
หรื 1.จะมีลำาแสงตกกระทบอยู่ในตัวกลางที่
ถ้า ขนาดใหญ่กว่ามุมตกระทบ
อ มีคาดัชนีหักเห
่
น้อยกว่า มุมหักเหที่ได้จะมีขนาด
เล็กกว่ามุมตกกระทบ
2. ถ้าลำาแสงตกกระทบอยู่ในตักลาง ที่
มีคาดรรชนีหักเห
่
มากกว่า มุมหักเหที่ได้จะโตกว่ามุม

13. การเดิน ทางของแสงผ่า น
รูป ที่ 2 แสงเดินทางจาก
ตัว กลาง ตัวกลางที่ 1 ที่มีความหนา
แน่นน้อยไปยังตัวกลางที่ 2
เส้นปกติ
ที่มีความหนาแน่นมาก เช่น
ตัวกลางชนิดที่ 1
จากอากาศไปนำ้า รังสีหักเห
จะเบนเข้าหาเส้นปกติ
ทำาให้มุมตกกระทบโตกว่า
ตัวกลางชนิดที่ 2 มุมหักปกติ
เส้น
เห
ตัวกลางชนิดที่ 1
รูปที่ 1
ตัวกลางชนิดที่ 2
รูป ที่ 1 ตัว กลางที่ 1 และ
2 เป็น ตัว กลางชนิด
เดีย วกัน แสงไม่ม ีก าร รูปที่ 2
หัก เห

14. เส้นปกติ
รูป ที่ 4 แสงเดินทาง
ตกกระทบผิวรอยต่อใน
ตัวกลางชนิดที่ 1
แนวตั้งฉากจะเดินทางเป็น
เส้นตรงทำาให้มองไม่เห็น
การหักเหของแสง
ตัวกลางชนิดที่ 2
รูปที่ 3
เส้นปกติ
ตัวกลางชนิดที่ 1
รูป ที่ 3 แสงเดินทางจาก
ตัวกลางที่ 1 ทีมความ
่ ี ตัวกลางชนิดที่ 2
หนาแน่นมากไปยัง
ตัวกลางที่ 2 ทีมความ
่ ี รูปที่ 4
หนาแน่นน้อยกว่า เช่น
จากแท่งแก้วไปยัง
อากาศ รังสีหกเหจะเบน
ั

15. กฎการหัก เหของแสง (The
Law of Refraction)
เมื่อแสงเคลื่อนที่จากตัวกลางหนึ่งไปยังอีก
ตัวกลางหนึ่งด้วยมุม ๆ วกลางที่มีความมุมฉาก
1.แสงเคลื่อนที่จากตั หนึ่งซึงไม่ใช่
่
แล้ว แสงจะเกิดการหัา เหขึ้นกว่า) ไปสู่
หนาแน่นน้อยกว่ก (โปร่งโดย
ตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากกว่า
(ทึบกว่า) แสงจะหักเหออกจากเส้น
ปกติ
2.แสงเคลื่อนที่จากตัวกลางที่มีความ
หนาแน่นมากกว่า (ทึบกว่า) ไปสู่
ตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า
(โปร่งกว่า) แสงจะหักเหเข้าหาเส้น

16. การหัก เหของแสงทำา ให้เ รามองเห็น ภาพของ
วัต ถุอ ัน หนึ่ง ที่จ มอยู่ใ นก้น สระว่า ยนำ้า อยู่ต ื้น
กว่า ความเป็น จริง ที่เ ป็น เช่น นีก ็เ พราะว่า แสง
้
จากก้น สระว่า ยนำ้า จะหัก เหเมือ เดิน ทางจาก
่
นำ้า สูอ ากาศ ทั้ง นีเ พราะความเร็ว ของแสงที่
่ ้
เดิน ทางในอากาศเร็ว กว่า เดิน ทางในนำ้า จึง

18. สิง ที่ค วรทราบเกี่ย วกับ
่
การหัก เหของแสง
- ความถี่ข องแสงยัง คง
เท่า เดิม ส่ว นความยาวคลื่น
และความเร็ว ของแสงจะไม่เ ท่า
เดิม
- ทิศ ทางการ
เคลื่อ นทีข องแสงจะอยูใ นแนว
่ ่
เดิม ถ้า แสงตำา ตั้ง ฉากกับ ผิว รอย
ต่อ ของตัว กลางจะไม่อ ยูใ น ่
แนวเดิม ถ้า แสงไม่ต กตั้ง ฉาก
กับ ผิว รอยต่อ ของตัว กลาง

19. ตัว อย่า ง การใช้ประโยชน์ของการหักเหของแสงเช่น
แผ่นปิดหน้าโคมไฟ ซึ่งเป็นกระจกหรือพลาสติก เพือ
่
บังคับทิศทางของแสงไฟทีออกจากโคมไปในทิศทางที่
่
ต้องการ จะเห็นว่าแสงจากหลอดไฟจะกระจายไปยัง
ทุกทิศทางรอบหลอดไฟแต่เมื่อผ่านแผ่นปิดหน้าโคม
ไฟแล้ว แสงจะมีทศทางเดียวกัน เช่นไฟหน้ารถยนต์
ิ
รถมอเตอร์ไซด์ ดังรูปที่

20. การเขียนทางเดินของแสงผ่านตัวกลางที่หนา
แน่นต่าง ๆ กันทำาได้ ดังนี้
ตัวการเดิน ทาง
อย่า ง
ของแสง
ผ่า นอากาศ
จากรูป AB เป็น รัง สีต กกระ
และนำ้าิว รอยต่อ ระหว่า งอากาศ
ทบทีผ ่
กับ นำ้า NM เป็น เส้น ปกติ มุม I
เป็น มุม ทีร ัง สีต กกระทบกระทำา
่
กับ เส้น ปกติเ รีย กว่า มุม ตกกระ
ทบ BC เป็น รัง สีห ก เห มุม r
ั
เป็น มุม ทีร ัง สีห ก เหกระทำา กับ
่ ั
เนื่อ งจากแสงเดิน ทางจากอากาศ
เส้น ปกติเ รีย กว่า มุม หัก เห
(ดัช นีห ัก เห = 1) ไปสู่น ำ้า (ดัช นีห ัก เห =
1.33) ดัง นั้น รัง สีห ัก เหจึง เบนเข้า หา
เส้น ปกติ ทำา ให้ม ุม หัก เห (มุม r) มีค ่า
น้อ ยกว่า มุม ตกระทบ (มุม I)

21. ผลที่เ กิด ขึ้น จากการหัก เหของแสง
เมือมองทีอยู่ในนำ้าโดยนัยน์ตา
่ ่
ของเราอยู่ในอากาศ จะทำาให้
มองเห็นวัตถุตื้นกว่าเดิม
นอกจากนี้นกเรียนอาจจะเคย
ั
สังเกตุว่าสระว่ายนำ้าหรือถังใส่
นำ้าจะมองดูตื้นกว่าความเป็น
จริง เพราะแสงต้องเดินทาง
ผ่านนำ้าและอากาศแล้วจึงหักเห
เข้าสู่นยน์ตา
ั

22. กรณีท แ สงเดิน ทางจากตัว กลางทีห นาแน่น
ี่ ่
มากกว่า (ทึบ กว่า ) ไปยัง ตัว กลางทีห นาแน่น น้อ ยกว่า
่
(โปร่ง กว่า ) รัง สีห ก เหจะเบนออกจากเส้น ปกติ ซึ่ง
ั
ทำา ให้ม ม หัก เหใหญ่ก ว่า มุม ตกกระทบ
ุ
รูป แสดงการหัก เหของแสงจาก
นำ้า สู่อ ากาศ

23. ถ้า รัง สีต กกระทบทำา มุม ตกกระทบ แล้ว ทำา ให้ร ัง สี
หัก เหทำา มุม หัก เหเท่า กับ 900 รัง สีห ก เหจะมีท ศ
ั ิ
ขนานกับ ผิว รอยต่อ ตัว กลาง มุม ตกกระทบนี้เ รีย กว่า
มุม วิก ฤต
รูป แสดงการเกิด มุม
วิก ฤต

24. ความลึก
ปรากฏ
n2 s n1
=
s′ n2
คือ ลึก จริง s
s′
n1
s
คือ ลึก ปรากฎ s′
ถ้าผู้มองอยู่ในตัวกลางที่มี nน้อยกว่า จะเห็นวัตถุใกล้เข้ามา
ถ้าผู้มองอยู่ในตัวกลางที่มี nมากกว่า จะเห็นวัตถุไกลออกไป

25. การ
สะท้อ น
(Reflection
)

26. การสะท้อ นของแสง
เป็นปรากฏการณ์ทแสงเดินทางจากตัวกลางทีมี
ี่
(reflection of light) ่
ความหนาแน่นค่าหนึ่งมายังตัวกลางทีมค่าความ
่ ี
หนาแน่นอีกตัวหนึ่ง ทำาให้แสงตกกระทบกับ
ตัวกลางใหม่ แล้วสะท้อนกลับสู่ตัวเดิม เช่น การ
สะท้อนของแสงจากอากาศกับผิวหน้าของ
กระจกเงาจะเกิดการสะท้อนแสงทีผิวหน้าของ
่
กระจกเงาราบแล้วกลับสู่อากาศดังเดิม เมือแสง ่
ตกกระทบกับผิวหน้าของตัวกลางใดๆ ปริมาณ
และทิศทางของการสะท้อนของแสง จะมากหรือ
น้อย ขึ้นอยูกับธรรมชาติของพืนผิวหน้าของ
่ ้
ตัวกลางทีตกกระทบ จากรูป เมือลำาแสงขนาน
่ ่
ตกกระทบพืนผิวหน้าวัตถุที่เรียบ แสงจะสะท้อน
้
เป็นลำาแสงขนานเหมือนกับลำาแสงทีตกกระทบ
่
การสะท้อนบนพืนผิวหน้าที่เรียบ โดยเรียกว่า
้

27. กฎการสะท้อ นของแสง
(The Laws of Reflection) มี 2 ข้อ ดังนี้
1. รังสีตกกระทบ รังสีสะท้อน
และเส้นปกติจะอยูในระนาบ
่
เดียวกัน
2. มุมตกกระทบเท่ากับมุม
สะท้อน ดังภาพ
รสะท้อนแสงจะเกิดขึ้นได้ดี เมือวัตถุเป็นผิวเรียบ และวัตถุมความมัน
่ ี

28. การสะท้อ นแสงบนกระจกเงา
ระนาบสามารถเขีย นรูป ได้ด ัง นี้

29. สัญ ลัก ษณ์
รัง สีต กกระทบ (Incident Ray)
คือรังสีของแสงทีพุงเข้าหาพืนผิวของ
่ ้
ของลำา แสง
วัตถุ
รัง สีส ะท้อ น (Reflected Ray) การเขียน
คือ รังสีของแสงที่พงออกจากพืนผิว
ุ่ ้ แนวลำาแสง
ของวัตถุ หรือรังสีให้
เส้น ปกติ (Normal) คือ เส้นที่ เขียนเป็นเส้น
ลากตั้งฉากกับพืนผิวของวัตถุตรงจุดที่
้ ตรงทีมหัวลูก
่ ี
แสงตกกระทบ ศรกำากับแกน
มุม ตกกระทบ (Angle of แนวลำาแสง
Incident) คือ มุมที่รังสีตกกระทบทำา และเรียก
กับเส้นปกติ สัญลักษณ์นี้
มุม สะท้อ น (Angle of ว่า รังสีแสง
Reflection) คือ มุมที่รังสีสะท้อนทำา รังสีแสงมี
กับเส้นปกติ ว ่า ผิว สะท้อ นจะมีล ัก ษณะอย่า งไร
*** ไม่ มุม
หลายอย่าง
ตกกระทบจะเท่า กับ มุม สะท้อ นเสมอ เช่นรังสี

30. เห็นการสะท้อนปกติมาแล้ว
ลัก ษณะการ
จากกระจกเงาและวัตถุผิว
1. การสะท้อนปกติ อ นของแสง
สะท้ เรียบมันอื่น ๆ เช่นผิวโลหะ
วัตถุทมผิวราบหรือ
ี่ ี
ผิวโค้ง การสะท้อน ต่าง ๆ แต่วัตถุทมผิวขรุขระ
ี่ ี
ของแสงจะให้ผล เช่น กระดาษ ไม้ และวัตถุ
เช่นเดียวกัน คือ ทึบแสงอื่น ๆ ก็มการสะท้อน
ี
รังสีตกกระทบ รัง แสงเช่นเดียวกัน แต่
สะท้อน และเส้น เนื่องจากผิวของวัตถุหยาบ
ปกติ (เส้นแนวฉาก) แสงจึงสะท้อนออกไปใน
จะอยูในระนาบ
่ หลายทิศทาง เรียกว่า การ
เดียวกัน นอกจากนี้ สะท้อนกระจาย เมือ ่
มุมตกกระทบและมุม พิจารณาบริเวณเล็ก ๆ ของ
สะท้อนจะมีค่าเท่า ผิวขรุขระ จะเห็นว่าประกอบ
กันเสมอ ด้วยผิวเรียบจำานวนมาก
โดยทีมมระหว่างผิวเหล่านั้น
่ ุ
จะมีค่าต่าง ๆ กัน และมุม

32. ประโยชน์ก ารสะท้อ นของ
แสงบนกระจกเงา
1. ใช้ส่องดูตัวเอง ภาพที่
มองเห็นจะเป็นภาพเสมือนมี 2. ใช้ทำา
ขนาดและระยะเท่ากับวัตถุ กล้องสลับลาย
แต่กลับซ้ายเป็นขวากับวัตถุ หรือกล้องคาไล
ซึ่งเรียกว่า “ปรัศวภาวิโลม” โดสโคป ซึ่งทำา
ด้วยกระจกเงา
ราบยาว 3 แผ่น
นำามาประกบทำา
มุมกัน 60 องศา
ดังรูป เมือปิด
่
ทางด้านหนึ่ง
แล้วนำากระดาษ
สีใส่ลงไป แล้ว
มองเข้าไปดูจะ

33. มุม วิก ฤต (critical angle)
เป็นมุมตกกระทบที่ทำาให้เกิดมุม
หักเหมีค่า 90 องศา

34. การสะท้อ นกลับ หมด (total reflection)
เป็นปรากฏการณ์ทแสงเดินทางผ่านจากตัวกลางทีมความ
ี่ ่ ี
หนาแน่นมากไปยังตัวกลางทีมความหนาแน่นน้อย โดย
่ ี
ทำาให้มมตกกระทบโตมาก ๆ จึงเกิดการสะท้การ
ุ อนกลบหมด
(มุมตกกระทบโตกว่ามุมวิกฤตนั่นเอง) เจียระไน
เพชรและ
พลอยมี
ความ
แวววาว
สวยงาม
การเกิด
ภาพมิราจ
จะเกิดจาก
ปรากฏการ
ณ์สะท้อน
กลับหมด

35. ถ้า มุม ตกกระทบในตัว กลางทีห นาแน่น มากกว่า
่
ใหญ่ก ว่า มุม วิก ฤต แสงจะเกิด การสะท้อ นกลับ
หมดคือ ไม่ม ร ัง สีห ก เหออกในตัว กลางทีห นาแน่น
ี ั ่
น้อ ยกว่า ดัง รูป
รูป การสะท้อ นกลับ
หมดของแสง

36. การสะท้อ นกลับ หมด (Total Internal Reflection)
•มุมหักเหไม่สามารถมีค่าเกิน 90 องศา
มีค่ามากที่สุดเท่ากับ 2 = 90º
•n1 sin θ 1(max) = n2 sin 90º
•มุม1(max)เรียกว่ามุมวิกฤต(Critical angle)
•สำาหรับมุมตกกระทบที่มค่ามากกว่า 1(max)
ี
ไม่มการหักเห
ี
มีแต่การสะท้อน
**เกิด ขึ้น ในกรณีท แ สงเดิน ทางจาก nมาก ไปยัง nน้อ ย เท่า นั้น
ี่

37. Reflection and refraction
เมือแสงเดินทางเปลี่ยนตัวกลางแสงส่วนหนึ่ง
่
จะเกิดการการสะท้อน
n คือค่าดัชนีนหนึงจะเกิดการหักเห(ทะลุผ่าน)
และอีกส่ว หักเหของ
่
ตัวกลาง
ในสุญญากาศ, n=1
ในอากาศ , n~1
ในตัวกลางอื่นๆ , n>1
กฎการหักSnell’s law.
เห :
n2 sin θ 2 = n1 sin θ 1
กฎการสะท้อ น:
มุมตกกระทบ เท่ากับมุม
สะท้อน

38. 31° 48°
อากาศ
42°
20° 30° แท่งพลาสติก
ครึ่งวงกลม
จากรูป เมื่อ แสงเดิน ทางจากแท่ง พลาสติก
ครึ่ง วงกลมไปยัง อากาศ เมื่อ มุม ตกกระทบ
กาง 42 องศา จะทำา ให้ม ุม หัก เหเท่า กับ 90
องศา ดัง นัน มุม วิก ฤตของแท่ง พลาสติก จึง
้

39. ถ้า มุม ตกกระทบใหญ่ก ว่า มุม วิก ฤต จะเกิด การ
สะท้อ นกลับ หมดของแสง ทำา ให้เ กิด ปรากฏการณ์
ธรรมชาติห ลายอย่า ง เช่น รุ้ง กิน นำ้า หรือ การเห็น
ภาพลวงตา เรีย กว่า มิร าจ
50° 50°
รูป แสดงการสะท้อนกลับหมดของแสง

40. ตัว อ
การทดลองการสะท้อน
ย่าบหมดและมุมวิกฤต
กลั ง
นำาแก้วใสทีมนำ้าบรรจุ
่ ี
อยูประมาณ ¾ ของ
่
แก้ว ยกให้สง ๆ เหนือ
ู
ระดับสายตา แล้วมอง
เฉียงขึ้นไปบนผิวนำ้า จะ
เห็นผิวนำ้ามีลักษณะ
เหมือนกระจกเงาระนาบ
และไม่สามารถมองทะลุ
ผิวนำ้าออกไปสู่อากาศ
ได้ แสดงว่าได้เกิดการ
สะท้อนกลับหมดในนำ้า
ซึงในขณะนั้นจะมีมม
่ ุ
ตกกระทบในนำ้าโตกว่า

41. ผลจากการ
หัก เหและ
สะท้อ นกลับ
หมดของแสง
ทำา ให้เ กิด ปราก
ฎการณ์ท าง
ธรรมชาติ
หลายอย่า ง
เช่น การเกิด
รุ้ง กิน นำ้า และ
การเกิด ภาพ
ลวงตัว หรือ
มิร าจ

42. 2. การเกิด เงา
เงาเกิดจากแสงตกกระทบวัตถุทเป็นตัวกลางทึบ
ี่
แสง วัตถุนไม่ยอมให้แสงผ่านจึงทำาให้เกิดเงาด้าน
ี้
หลังวัตถุ คนเป็นตัวกลางทึบแสง ดังนัน เมือยืนอยู่
้ ่
กลางแสงแดดจะทำาให้เกิดเงาเพราะคนกั้นทางเดิน
ของแสง ทำาให้แสงส่องไปด้านหลังไม่ถึง
เงา หมายถึง บริเวณที่แสงส่องไปไม่ถึง
เนืองจาก วัตถุทเป็นตัวกลางทึบแสง กั้นทางเดิน
่ ี่
ของแสงเงาทีเกิดขึ้นมี 2 บริเวณ
่
1. เงามืด หมายถึง บริเวณทีแสงส่องไปไม่
่
ถึงเลย
2. เงามัว หมายถึง บริเวณทีแสงส่องไปถึง
่

43. คือ แถบสีสเปตรัมของ
รุ้ง กิน นำ้าาวของแสงอาทิตย์
แสงสีข (Rainabow)
เกิดจากแสงอาทิตย์ส่องผ่าน
เข้าไปในละอองนำ้าในอากาศ
แล้วเกิดการหักเหและสะท้อน
กลับหมดในละอองนำ้า โดย
แสงทีหักเหออกจากละออง
่
นำ้าจะกระจายออกเป็นแถบ
แสงสี(แถบสีสเปตรัม)ต่าง ๆ
จากละอองนำ้า ขึ้นรุ้งกินนำ้า
มักเกิดขึ้นหลังฝนตก และผู้
สังเกตต้องยืนหันหลังให้ดวง สเปกตรัมของแสงอาทิตย์
อาทิตย์จึงจะมองเห็นได้ ประกอบด้วยแสงสี 7 สี
รุ้งกินนำ้าจะเกิดขึ้นอยูตรง
่ คือ ม่วง คราม นำ้าเงิน
ขอบฟ้าด้านตรงข้ามกับดวง เขียว เหลือง แสด แดง
อาทิตย์เสมอ

44. การเกิด รุ้ง กิน นำ้า
ในบรรยากาศ

45. องรุ1. กิ้ง ปฐมภูแบ่ง เป็น 2 ชนิด คือ
้ง รุ น นำ้า ม ิ
(Primary rainbow)
เป็นรุ้งที่มการหักเหของ
ี
แสง 2 ครั้ง พร้อมกับ
การสะท้อนกลับหมด 1
ครั้ง มีแสงสีแดงอยูด้าน
่
บน แสงสีมวงอยูด้าน
่ ่
ล่าง และอยู่สูงจากพืน ้
ดินทำามุม 40 -42
องศา
รูป แสดงรุ้ง
ปฐมภูม ิ
จากรูป จุดที่ 1,3,5 เป็นจุดทีเกิดการหักเหของแสง จุดที่
่
2 และ 4 เป็นจุดทีเกิดการสะท้อนกลับหมดของลำาแสง
่

46. 2. รุ้ง ทุต ิย ภูม ิ (Secondary rainbow) เป็นรุ้งที่มการ
ี
หักเหของแสง 2 ครั้ง พร้อมกับการสะท้อนกลับหมด 2
ครั้ง มีแสงสีมวงอยูด้านบน แสงสีแดงอยู่ด้านล่าง และอยู่
่ ่
สูงจากพื้นดินทำามุม 50-54 องศา
รูป แสดงรุ้ง
ทุต ิย ภูม ิ
จากรูป จุดที่ 1,4, 7 เป็นจุดทีเกิดการหักเหของลำาแสง
่
จุดที่ 2ม3ม5 และ 6 เป็นจุดทีเกิดการสะท้อนกลับหมดของ
่
ลำาแสง

47. อากาศที่อยู่สูงจากผิว
มิร าจ (Mirage) ้นไป ความ
ถนนขึ
หนาแน่นของอากาศ
ที่แตกต่างกันจึง
คือ ปรากฏการณ์ทเกิดขึ้นใน
ี่ เปรียบเสมือนตัวกลาง
วันทีอากาศร้อนจัด เราจะเห็น
่ ที่แตกต่างกัน ดังนั้น
เหมือนกับมีสระนำ้าอยูบนพื้น
่ เมื่อแสงจากท้องฟ้า
เดินทางผ่านความ
ถนน นันเป็นภาพลวงตาทีเกิด
่ ่ หนาแน่นของอากาศ
จากแสงจากท้องฟ้าหักเหและ ที่แตกต่างกัน แสงจึง
สะท้อนกลับหมดจากชั้นของ เกิดการหักเหได้ และ
อากาศร้อนบนพืนดินทีเป็นเช่น
้ ่ เมื่อมุมตกกระทบโตก
นี้เพราะในขณะทีแสงแดดร้อน
่ ว่ามุมวิกฤต จึงเกิด
จัด อากาศที่ใกล้ผิวถนนจะมี การสะท้อนกลบหมด
นอกจากนี้จากหลัก
อุณหภูมิสงกว่าอากาศทีอยู่สง
ู ่ ู การสะท้อนกลับหมด
จากผิวถนนขึ้นไป อากาศทีอยู่ ่ ของแสงได้ถกนำาไป
ู
ใกล้ผิวถนนจึงมีความหนาแน่น ใช้อย่างกว้างขวาง

51. การเกิด ภาพลวงตาหรือ มิร าจ (mirage)
เป็นปรากฎการณ์ทเกิดขึ้นเนืองจากการหักเห
ี่ ่
และการสะท้อนกลับหมดของลำาแสง

52. รูป แสดงการเกิด
ภาพลวงตา

53. จ แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ
1. มิราจทีเห็นอยูด้านล่างของวัตถุจริง
่ ่
เนืองจากอากาศบริเวณใกล้ ๆ วัตถุมี
่
อุณหภูมสูงกว่าบริเวณที่เหนือขึ้นไป
ิ

54. 2. มิราจทีเห็นอยูด้านบนของ
่ ่
วัตถุจริง เนื่องจากอากาศ
บริเวณใกล้ ๆ วัตถุมอุณหภูมตำ่า
ี ิ
กว่าบริเวณทีอยู่เหนือขึ้นไป
่

55. นำา หลัก การสะท้อ นแสงของกระจกเว้า ไปใช้
ประโยชน์ใ นชีว ิต ประจำา วัน

56. พระอาทิต ย์ท รงกลด (halos) หรือ
พระจันทร์ทรงกลด
เป็นปรากฏการณ์ที่แสงขาวของ
ดวงอาทิตย์ตกกระทบกับผลึกของ
นำ้าแข็งในบรรยากาศที่เรียงกัน
ตามแนวโค้งของวงกลม แล้วมี
การหักเหและสะท้อนกลับหมด
ภายในผลึก แสงบางส่วนหักเห
เข้าสูนัยน์ตาผู้สังเกตเห็นเป็นสี
่
ขาวนวลรอบๆดวงอาทิตย์หรือ
รอบ ๆ ดวงจันทร์

57. ปแสดงการเกิด พระอาทิต ย์ท รงกลดและพระจัน ทร์ท รงกลด

58. การกระเจิง ของแสง
(Scattering) เป็น
ปรากฏการณ์ที่แสงอาทิตย์
แผ่ไปชนกับอนุภาคที่มี
ขนาดต่าง ๆ ที่กระจายอยู่
แล้วทำาให้แสงขาวจากดวง
อาทิตย์กระจายเป็นแสงสี
ต่างๆ ไปทุกทิศทุกทางอย่าง
ไม่เป็นระเบียบ

59. ใดจึง เห็น ดวงอาทิต ย์เ ป็น สีแ ดงในยามสายัณ ห
เป็นเพราะในขณะนันแสงโดยตรง
้
จากดวงอาทิตย์เดินทางผ่านชั้นของ
บรรยากาศที่หนามากกว่าปกติแสงที่มี
ความยาวคลื่นสันจะกระเจิงได้ดี (แสง
้
สีม่วง แสงสีนำ้าเงิน แสงสีเขียว) ดัง
นั้น กว่าจะไปถึงผูสังเกตจึงเหลือแต่
้
แสงที่มีความยาวคลื่นยาว (แสงสีแสด
แสงสีแดง) ทำาให้มองเห็นดวง
อาทิตย์เป็นสีแดงหรือสีแสดนั่นเอง

61. ก้อ นเมฆในยามปกติจ ะเห็น เป็นย์ ข าวเสมอ
เพราะว่าแสงขาวจากดวงอาทิต สี
ตกกระทบกับไอนำ้าที่มีขนาดใหญ่
ทำาให้ทุกสีเกิดการกระเจิงเท่ากัน
หมด แสงสีต่าง ๆ จะรวมกันเข้าสู่
นัยน์ตาของผู้สังเกต จึงเห็นก้อนเมฆ
เป็นสีขาว แต่ก่อนที่ฝนจะตกเห็น
ก้อนเมฆเป็นสีดำา เพราะไอนำ้าที่มี
มาก ๆ จะเกิดการดูดกลืนแสงไว้หมด
หรือเกือบหมด ทำาให้ผสังเกตเห็น
ู้
เมฆเป็นสีดำา

62. แสงโพลาไรซ์ (Polarized light)
เป็นแสงทีมการ
่ ี
โดยปกติแสงจาก
สันของอนุภาค
่
แหล่งธรรมชาติ หรือ
ตัวกลางใน
แสงทีมนุษย์ประดิษฐ์
่
ระนาบเดียว
ขึ้นบางชนิดเป็นแสง
ตลอดการ
ที่มระนาบการ
ี
เคลื่อนที่
เคลื่อนทีได้หลาย
่
ระนาบ กล่าวคือ เป็น
แสงทียงไม่ได้รับการ
่ ั
โพลาไรซ์ เช่น แสง
อาทิตย์ แสงจาก
เทียนไข แสงจาก
ไฟฉาย แสงจากโคม

63. รูป แสดงแสงทีไ ด้ร ับ การโพลาไรซ์แ ล้ว
่

64. แผ่นโพลารอยด์ (Polaroid)
เป็นแผ่นกรองแสงพิเศษชนิดหนึ่ง
ซึ่งผลิตจากพลาสติกเหลวกับสาร
ไอโอโดควินินซัลเฟต โดยทำาให้
โมเลกุลของสารเคมีเรียงตัวเป็น
แถวขนานในทิศทางเดียวกัน
ตลอด
แผ่นโพลารอยด์ มีหน้าที่
กรองแสงด้วยการลดความเข้ม
ของแสงให้เหลือครึ่งหนึ่งของ ๆ
เดิม และทำาให้แสงที่ยงไม่โพรา
ั
ไรซ์เป็นแสงที่โพลาไรซ์ได้

65. ให้แ สงเป็น แสงโพลาไรซ์ส ามารถนำา มาใช้ป ร
1. ใช้เป็นส่วนประกอบทีสำาคัญของเครื่อง
่
โพลาริมเตอร์ทใช้ตรวจความหวานของนำ้า
ิ ี่
อ้อย องุน
่
2. ใช้ตรวจแร่ธาตุบางอย่าง
3. ใช้ศึกษาแบบจำาลองโครงสร้างของสิ่ง
ก่อสร้าง
4. ใช้ในการหักเหสองแนวของสาร
โปร่งใสชนิดต่าง ๆ
5. ใช้ในการประดิษฐ์แว่นตากันแดด เช่น
แว่นตาของนักบิน
6 ใช้ในการกำาจัดแสงสะท้อนทีสว่างมาก
่
เกินไปในการถ่ายภาพนิ่งหรือภาพยนตร์
แสงเมื่อผ่านเลนส์

66. การทะลุผ ่า น (Transmission)
การทะลุผ่าน หมาย
ถึงการทีแสงพุงชน
่ ่
ตัวกลางแล้วทะลุผ่านมัน
ออกไปอีกด้านหนึง โดยที่
่
ความถี่ไม่เปลี่ยนแปลง
วัตถุทมคุณสมบัติการทะลุ
ี่ ี
ผ่านได้ เช่น กระจก ผลึก
คริสตัล พลาสติกใส นำ้า
และของเหลวต่าง ๆ

67. การดูด กลืน (Absorbtion)
การดูดกลืน หมายถึง
การที่แสงถูกดูดกลืนหาย
เข้าไปในตัวกลางโดยทัวไป่
เมือมีพลังงานแสงถูกดูดกลืน
่
หายเข้าไปในวัตถุใด ๆเช่น
เตาอบพลังงานแสงอาทิตย์
เครื่องต้มนำ้าพลังงานแสง และ
ยังนำาคุณสมบัติของการดูด
กลืนแสงมาใช้ในชีวิตประจำา
วัน เช่น การเลือกสวมใส่

68. การแทรกสอด (Interference)
การแทรกสอด หมายถึง การที่
แนวแสงจำา นวน 2 เส้น รวมตัว กัน
ในทิศ ทางเดีย วกัน หรือ หัก ล้า งกัน
หากเป็น การรวมกัน ของแสงทีม ี ่
ทิศ ทางเดีย วกัน ก็จ ะทำา ให้แ สงมี
ความสว่า งมากขึ้น แต่ใ นทางตรง
กัน ข้า มถ้า หัก ล้า งกัน แสงก็จ ะ
สว่า งน้อ ยลด การใช้ป ระโยชน์
จากการสอดแทรกของแสง เช่น
กล้อ งถ่า ยรูป เครื่อ งฉายภาพต่า ง

70. โธมัส ยัง (Thomas Young) ได้ท ำา การทดลอง
ปรากฏการณ์แ ทรกสอดของแสง โดยใช้อ ุป กรณ์ด ัง
แสดงในรูป ที่ 44 เมือ ให้แ สงเดีย วผ่า นช่อ งแคบ S0
่
แล้ว เลี้ย วเบนตกลงบนช่อ งแคบ S1 และ S2 ช่อ งแคบ
S1 และ S2 จะทำา หน้า ที่เ สมือ นแหล่ง กำา เนิด คลื่น อา
พัน ธ์ เมือ คลื่น แสงทัง สองเดิน ทางไปพบกัน จะทำา ให้
่ ้
เกิด การแทรกสอดกัน ในลัก ษณะทัง เสริม ทัง หัก ล้า ง
้ ้
กัน บนฉาก ทำา ให้แ ลเห็น เป็น แถบมืด และแถบสว่า ง
ปรากฏบนฉาก

71. ทึบ แสงไว้
ระหว่า งฉากกับ
ารเลี้ย วเบนของแสง (Diffraction จุด กำา เนิด แสงที่
สว่า งมากเราจ
หะเห็น ขอบของ
เงาวัต ถุน ั้น บน
ฉากพร่า มัว
เป็น แถบมืด แถบ
สว่า ง
สลับ กัน ดัง รูป ที่
46 ทีเ ป็น เช่น นี้
่
เพราะแสงเกิด
การเลี้ย วเบน
ทำา ให้เ กิด การ
เลี้ย วเบนทำา ให้
เกิด การแทรก
สอดเป็น แถบมืด

72. เกรตติ้ง (Grating)
เกรตติ้ง คือ อุป กรณ์ท ใ ช้ใ นการตรวจสอบส
ี่
เปรคของแสงโดยอาศัย คุณ สมบัต ิก ารแทรก
สอดของคลื่น ลัก ษณะของเกรตติ้ง จะเป็น แผ่น
วัส ดุบ างทีถ ูก แบ่ง ออกเป็น ช่อ งขนานซึ่ง อยูช ิด
่ ่
กัน มาก โดยทัว ไปใน 1 เซนติเ มตร แบ่ง ออก
่
เป็น 10,000 ช่อ ง ในการทดลอง ถ้า เราให้แ สง
จากดวงอาทิต ย์ห รือ แสงขาวจากหลอดไฟ
ส่อ งผ่า นเกรตติ้ง เราจะเห็น สเปรคตรัม ของ
แสงอาทิต ยหรือ แสงขาว์อ อกเป็น 7 สี

73. สรุป
คุณ สมบัต ิต ่า ง ๆ ของแสงแต่ล ะคุณ สมบัต ิน น
ั้
เราสามารถนำา หลัก การมาใช้ป ระโยชน์ไ ด้
หลายอย่า ง เช่น คุณ สมบัต ข องการสะท้อ นแสง
ิ
ของวัต ถุ เรานำา มาใช้ใ นการออกแบบแผ่น
สะท้อ นแสงของโคมไฟ การหัก เหของแสง นำา
มาออกแบบแผ่น ปิด หน้า โคมไฟ ซึง เป็น กระจก
่
หรือ พลาสติก เพื่อ บัง คับ ทิศ ทางของแสงไฟ ที่
ออกจากโคมไปในทิศ ทีต ้อ งการ การกระจาย
่
ตัว ของลำา แสงเมือ กระทบตัว กลางเรานำา มาใช้
่
ประโยชน์ เช่น ใช้แ ผ่น พลาสติก ใสปิด ดวงโคม
เพือ ลดความจ้า จากหลอดไฟ ต่า ง ๆ การดูด
่
กลืน แสง เรานำา มาทำา เตาอบพลัง งานแสงอา