หน่วยที่ 2 การหักเหของแสง

การหักเหของแสง

                เมื่อแสงเดินทางผ่านตัวกลางที่มีความหนาแน่นต่างกัน  จะทำให้เกิดการหักเหของแสงขึ้น  เช่นการหักเหของแสงขาวเมื่อผ่านปริซึมตามที่ได้กล่าวมาแล้ว  การหักเหของแสงแบ่งออกเป็น 2 กรณีดังนี้

            1.    เมื่อแสงเคลื่อนที่จากตัวกลางที่มีความหนาแน่นมาก เช่น แสงเคลื่อนที่จากอากาศไปสู่พลาสติกที่มีความหนาแน่นมากกว่า แนวรังสีการหักเหจะเบนเข้าหาเส้นปกติ  ดังนั้นจึงทำให้มุมหักเห กางน้อยกว่ามุมตกกระทบ e₁  น้อยกว่า e₂    ดังภาพ

ภาพที่ 1

ภาพที่ 2

             จากภาพที่ 2 เมื่อแสงเคลื่อนที่จากตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากไปสู่ตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อย เช่น แสงเคลื่อนที่จากแท่งพลาสติกไปสู่อากาศ  แนวรังสีหักเหจะเบนออกจากเส้นปกติ   จึงทำให้เกิดมุมหักเห( e₂ )  มากกว่ามุมตกกระทบ ( e₁)

           ** โดยทั่วไปค่าความหนาแน่นของตัวกลางมีความสัมพันธ์โดยตรงค่าดัชนีหักเหของแสง  กล่าวคือวัตถุที่มีความหนาแน่นมาก  จะมีค่าดัชนีการหักเหมาก ตัวอย่างเช่น เพชร มีค่าดัชนีหักเห 2.417 ซึ่งมากที่สุดเพราะเพชรมาความหนาแน่นมากที่สุดและแข็งที่สุด

ค่าดัชนีของตัวกลางหาได้จากสูตร

                n = c/v                     

   เมื่อ 

                   n  =  ค่าดัชนีหักเหของของตัวกลางเทียบกับอากาศ
                   c  =  ความเร็วของแสงในสุญญากาศ ซึ่งมีค่าใกล้เคียงกับความเร็วแสง
                           ในอากาศ คือ 3 × 10⁸ เมตร / วินาที

                   v  = ความเร็วของแสงในตัวกลางใดๆ

คำถามท้ายชั่วโมง

นักเรียนเคยมองเห็นถนนข้างหน้ามีลักษณะเป็นน้ำเจิ่งนองคล้ายฝนตกใหม่ๆ  แต่เมื่อรถวิ่งไปใกล้กลับไม่เห็นมีน้ำ และจะปรากฏเช่นนี้เรื่อยๆและเห็นชัดที่สุดเมื่อมีอากาศร้อนจัดนักเรียนคิดว่าเกิดจากอะไร..............จงอธิบาย  ( 5 คะแนน)