การหักเหของแสง

เมื่อมองแท่งไม้ที่จุ่มอยู่ในน้ำ ดังรูป 1 จะเห็นแท่งไม้ จะไม่เป็นแท่งตรง และเห็นแท่งไม้ส่วนที่อยู่ในน้ำอยู่ที่ตำแหน่งสูงกว่าเป็นจริง แสดงว่า แสงจากแท่งไม้เดินทางเข้าสู่ตาผิดไปจากแนวเดิม

ถ้าเอาปากกามาจุ่มลงในน้ำ เราจะเห็นว่าปากกามันโค้ง รูปที่ 1 แสดงรูปการหักเหของแสงจากปากกาเข้าสู่ตา

ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเรียกว่า การหักเหของแสง เราอาจ จะให้คำจำกัดความ การหักเหของแสงได้ว่า เป็น การเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ของแสง ซึ่งเป็นผลจากการเคลื่อนที่ของแสงจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางหนึ่ง โดยมีทิศทางการเคลื่อนที่ของแสง ดังรูป 2

รูปที่ 2 แสดงการหักเหของแสงผ่านตัวกลาง

กฎการหักเหของแสง เมื่อแสงเดินทางจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางหนึ่ง แสงจะเกิดการหักเห และเป็นไปตามกฎการหักเหของแสง ดังต่อไปนี้

การหักเหของแสงเมื่อเคลื่อนที่ผ่านปรึซึม

มาศึกษาที่วีดีโอกัน

การทดลองการหักเหของแสงผ่านตัวกลาง

https://phet.colorado.edu/sims/html/bending-light/latest/bending-light_th.html

มุมวิกฤต

มุมวิกฤต คือ มุมตกกระทบที่ทำให้เกิดมุมหักเหเป็นมุม 90 องศา พอดี เกิดจากแสงจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากกว่าไปสู่ตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า หรือแสงจากตัวกลางที่มีดัชนีหักเหมากไปสู่ตัวกลางที่มีดัชนีหักเหน้อยกว่าดังรูป

การสะท้อนกลับหมด (Total reflection) คือ ปรากฏการณ์ที่เกิดจากมุมตกกระทบมีขนาดโตกว่ามุมวิกฤต จะทำให้แสงเกิดการสะท้อนกลับสู่ตัวกลางเดิมทั้งหมด ไม่มีการหักเหออกไปอีก

ลึกจริง ลึกปรากฏ

นำแท่งพลาสติกใสผิวระนาบวางทับตัวหนังสือ ดังรูป เมื่อมองดูตัวหนังสือใต้แท่งพลาสติก จะมองเห็นตัวหนังสือที่ตำแหน่งที่ไม่ใช่ตำแหน่งจริง เป็นตำแหน่งที่ไม่ใช่ตำแหน่งจริง เป็นตำแหน่งที่สูงขึ้นกว่าตำแหน่งเดิม การเห็นวัตถุในลักษณะนี้เนื่องจากอากาศมีดรรชนีหักเหน้อยกว่าแก้ว ดังนั้นมุมหักเหในอากาศจึงมีค่ามากกว่ามุมตกกระทบในแก้ว ภาพที่มองเห็น จึงเรียกว่า ความลึกปรากฏ ส่วนตำแหน่งของวัตถุจริง จึงเรียกว่า ความลึกจริง ดังแสดงได้จาก รูปต่อไปนี้