ใบความรู้ที่ 1.1

เรื่อง แสงและสมบัติของแสง

รายวิชา แสงและทัศนูปกรณ์     ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2     โดย ครูรัตนาพร   สุขใสบูลย์

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 จุดประสงค์การเรียนรู้   เมื่อศึกษาเนื้อหานี้แล้วนักเรียนสามารถ

         1.  อธิบายความหมาย และสมบัติของแสง ได้

         2. บอกแหล่งกำเนิดแสงทั้งที่เกิดตามธรรมชาติและที่มนุษย์เป็นผู้คิดค้น

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

แสงและสมบัติของแสง

                แสง คือพลังงานรูปหนึ่งที่ไม่มีตัวตน แต่สามารถทำงานได้ แสงช่วยให้เรามองเห็นสิ่งต่างๆ แสงเปลี่ยนมาจากพลังงานรูปหนึ่งแล้วยังเปลี่ยนไปเป็นพลังงานรูปอื่นได้ แสงสว่างมีประโยชน์ต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์ทั้งทางตรงและทางอ้อม

                ประโยชน์ทางตรง

  • ช่วยในการมองเห็นสิ่งต่างๆ
  • ช่วยให้ผ้าที่ตากไว้แห้ง
  • ช่วยในการถนอมอาหาร

                ประโยชน์ทางอ้อม

  • ช่วยทำให้เกิดวัฏจักรของน้ำ
  • ช่วยให้เกิดกระแสไฟฟ้าจากโซลาเซลล์หรือเซลล์สุริยะ
  • ช่วยในการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชซึ่งเป็นอาหารของมนุษย์และสัตว์ต่างๆ
  • ทำให้มีการประดิษฐ์สิ่งที่ใช้เกี่ยวกับแสง ได้แก่ ทัศนูปกรณ์ต่างๆ เช่น กล้องถ่ายรูป กล้องโทรทรรศน์ กล้องจุลทรรศน์ กล้องดูดาว กล้องดูแห่ กล้องสองตา และอุปกรณ์อื่นๆ ที่เกี่ยวกับการมองเห็น ซึ่งนำไปใช้ประโยชน์ในการดำรงชีวิตของมนุษย์อย่างมากมาย

                สมบัติของแสง

  1. แสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ไม่ต้องอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่
  2. แสงเดินทางเป็นเส้นตรง ด้วยอัตราเร็ว 3´103 เมตรต่อวินาที หรือ 186,000 ไมล์ต่อวินาที
  3. แสงมีการสะท้อน การหักเห และการกระจายแสง ทำให้เกิดปรากฏการณ์ต่างๆ

 

 

แหล่งกำเนิดแสง

  1. ดวงอาทิตย์ เป็นแหล่งกำเนิดแสงตามธรรมชาติที่ใหญ่ที่สุดและสำคัญที่สุด

เมื่อปี พ.ศ.2209 เซอร์ไอแซก นิวตัน นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ได้ทดลองเกี่ยวกับ เรื่องแสง พบว่าถ้าให้แสงอาทิตย์ส่องผ่านปริซึม แสงจะเกิดการหักเหออกมาเป็นแสงสีต่างๆ 7 สี เรียกว่า “สเปกตรัม” เริ่มจากแสงที่มีความยาวคลื่นสั้นไปหาแสงสีที่มีความยาวคลื่นยาวได้ดังนี้ คือ ม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสด และแดง ที่สามารถมองเห็นได้ นอกจากนี้ยังมีรังสีอื่นๆ ที่ไม่สามารถมองเห็นได้ ได้แก่ รังสีเหนือม่วงหรือรังสีอัลตราไวโอเลต เป็นรังสีที่มีความถี่สูงกว่าแสงสีม่วง และรังสีใต้แดงหรือรังสีอินฟาเรด เป็นรังสีที่มีความถี่ต่ำกว่าแสงสีแดง

  1. สิ่งมีชีวิต เช่น หิ่งห้อย ปลาบางชนิด
  2. เทียนไข คบเพลิง หลอดไฟฟ้า เป็นแหล่งกำเนิดที่มาจากการเปลี่ยนแปลงพลังงานรูปอื่นมาเป็นพลังงานแสง ปริมาณพลังงานแสงที่ส่องออกมาจากแหล่งกำเนิดแสงใดๆ ต่อหนึ่งหน่วยเวลาหรืออัตราการให้พลังงานแสงของแหล่งกำเนิดแสง มีหน่วยการวัดเป็นลูเมน หลอดไฟฟ้าที่นิยมใช้กันตามบ้านเรือนมี 2 ชนิด คือ หลอดไฟฟ้าแบบไส้ และหลอดไฟฟ้าแบบไส้ และหลอดเรืองแสงหรือหลอดฟลออเรสเซนต์ ในจำนวนวัตต์ที่เท่ากัน หลอดเรืองแสงให้ความสว่างมากกว่าหลอดไฟฟ้าแบบไส้ประมาณ 3-4 เท่า

 

 
 

 

 

 


                ถ้าพิจารณาพื้นที่ใดๆ ที่รับแสง ความสว่างบนพื้นที่นั้น หาได้จาก

                เมื่อ         E เป็นความสว่าง (ลักซ์)

                                F เป็นอัตราพลังงานแสงที่ตกบนพื้น (ลูเมน)

                                A เป็นพื้นที่รับแสง (ตารางเมตร)

                ความสว่าง 1 ลักซ์ หมายถึง ความสว่างที่เกิดขึ้นบนพื้นที่ผิว 1 ตารางเมตร เมื่อแหล่งกำเนิดแสงมีความเข้มแห่งการส่องสว่างเท่ากับ 1 แคนเดลา (cd)

                โดยปกติแล้ว ความสว่างในสถานที่ต่างๆ นั้นมาจากแหล่งกำเนิดต่างๆ กัน เช่น ดวงอาทิตย์ หลอดไฟฟ้า เป็นต้น ถ้าแหล่งกำเนิดแสงอยู่ห่างผิววัตถุมากขึ้น จะพบว่าความสว่างบนผิววัตถุจะน้อยลง แต่ถ้าระยะห่างระหว่างผิววัตถุกับแหล่งกำเนิดแสงมีค่าคงตัว พบว่าแหล่งกำเนิดแสงที่ให้พลังงานแสงในหนึ่งหน่วยเวลาออกมามากว่าก็จะมีความสว่างมากกว่า ในการหาความสว่าง ณ บริเวณใดบริเวณหนึ่งทำได้โดยใช้เครื่องวัดความสว่างที่เรียกว่า ลักซ์มิเตอร์ ที่ให้ค่าออกมาเป็น ลักซ์ โดยตรง ค่าความสว่างที่พอเหมาะกับการใช้งานในสถานที่ต่างๆ ดังตัวอย่างข้อมูลในตาราง ต่อไปนี้

 

 

ตารางที่ 1.1 แสดงความสว่างที่เหมาะสมในสถานที่ต่างๆ โดยประมาณ

 

สถานที่

ความสว่าง (ลักซ์)

บ้าน

ห้องนั่งเล่น ห้องครัว ห้องอาหาร

ห้องอ่านหนังสือ ห้องทำงาน

โรงเรียน

โรงพลศึกษา หอประชุม

ห้องเรียน

ห้องสมุด ห้องปฏิบัติการ ห้องเขียนแบบ

โรงพยาบาล

ห้องตรวจโรค

ห้องผ่าตัด

สำนักงาน

บันไดฉุกเฉิน

ทางเดินภายในอาคาร

  ห้องประชุม  ห้องรับรอง

 

150 - 300

500-1,000

 

75-300

300-750

750-1,000

 

200-750

5,000-10,000

 

30-75

75-200

200-750

 


แบบฝึกหัดก่อนเรียน : 
แบบฝึกหัดหลังเรียน :