การสะท้อนของแสง การสะท้อนของแสง การสะท้อนของแสงที่ผิวราบ เมื่อรังสีของแสงตกกระทบผิววัตถุที่จุดใดก็ตาม ถ้าเราลากเส้นตั้งฉาก กับผิววัตถุนั้น เส้นตั้งฉากที่ลากนี้เรียกว่า เส้นแนวฉาก และเรียกมุมที่รังสีตกกระทบทำกับเส้นแนวฉากว่า มุมตกกระทบ มุมที่รังสีสะท้อนทำกับแนวฉาก เรียกว่า มุมสะท้อน กฎการสะท้อนของแสงมีดังนี้ 1. รังสีตกกระทบ รังสีสะท้อน และเส้นแนวฉาก อยู่บนระนาบเดียวกัน 2. มุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อน วัตถุที่สะท้อนแสงได้ดีจะต้องมีผิวเรียบและเป็นมัน เช่น กระจกเงา จะทำให้เกิดการสะท้อนอย่างมีระเบียบ (ดังภาพที่ ๑) แต่ถ้าวัตถุที่มีผิวไม่เรียบ จะเกิดการสะท้อนไม่มีระเบียบ (ดังภาพที่ ๒) แต่การสะท้อนของแสดงเป็นไปตามกฎการสะท้อนของแสง  เราใช้การสะท้อนแสงที่ผิวกระจกราบมาใช้ประโยชน์ได้ดังนี้ กล้องเปอริสโคปเป็นกล้องที่ใช้สำหรับดูวัตถุที่อยู่สูงกว่าระดับสายตา หรือดูสิ่งที่มีของขวางกั้น โดยนำกฎการสะท้อนของแสงมาใช้ ร้านขายสินค้าบางชนิด เช่น ร้านขายทอง หรือตามห้างสรรพสินค้า มักนำกระจกเงาระนาบ มาช่วยตกแต่งร้าน โดยวางทำมุมต่างๆ เพื่อให้ลูกค้ามองสินค้าแล้วรู้สึกว่ามีสินค้าวางจำหน่ายอยู่มาก และยังทำให้ร้านดูกว้างขวางอีกด้วย จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี การสะท้อน (อังกฤษ: reflection) หมายถึง การเปลี่ยนแปลงทิศทางของหน้าคลื่นที่รอยต่อของตัวกลางสองชนิดและทำให้หน้าคลื่นหันกลับไปยังฝั่งของตัวกลางชนิดแรก ตัวอย่างเช่น การสะท้อนของแสง คลื่นน้ำ คลื่นเสียง โดยอยู่ภายใต้ กฎการสะท้อน ที่กล่าวว่า ที่พื้นผิวใดๆ มุมตกกระทบ (θi) จะมีค่าเท่ากับมุมสะท้อน (θr) ณ จุดที่เกิดการสะท้อนนั้น กระจกเงาเป็นตัวอย่างหนึ่งของการสะท้อนที่เป็นระเบียบของแสง สำหรับการสะท้อนของคลื่นเสียงทำให้เกิดการกังวานของเสียง ซึ่งเป็นหลักการสำคัญที่ใช้ในระบบวิเคราะห์ตำแหน่งของวัตถุในลักษณะเดียวกับค้างคาว ในทางธรณีวิทยา การสะท้อนของคลื่นมีส่วนสำคัญในการศึกษาคลื่นไหวสะเทือน การสะท้อนของคลื่นยังสามารถพบเห็นได้ในคลื่นน้ำ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า การสะท้อนมีความสำคัญในระบบโทรคมนาคม ติดต่อ สื่อสารผ่านคลื่นวิทยุ และสำหรับการสำรวจด้วยเรดาร์ การสะท้อนของแสง[แก้]บนกระจกเงา มุมตก (θi) จะทำมุมกับ normal เท่ากับมุมสะท้อน (θr) การสะท้อนของแสง (Reflection) เป็นปรากฏการณ์ที่แสงมีการเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ที่บริเวณรอยต่อของตัวกลาง 2 ชนิด โดยแสงจะเคลื่อนที่ย้อนกลับไปในตัวกลางเดิม แสงอาจเกิดการสะท้อนสมบูรณ์ (specular reflection) เช่นการสะท้อนผ่านกระจกเงา หรือสะท้อนไม่สมบูรณ์ (diffuse reflection) ซึ่งสูญเสียภาพเชิงฟิสิกส์แต่อนุรักษ์พลังงาน ขึ้นกับชนิดของตัวกลางทึบแสงซึ่งแสงเกิดการสะท้อน ลำแสง[แก้]แสงเป็นพลังงานรูปหนึ่ง เดินทางในรูปคลื่นด้วยอัตราเร็วสูง 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที แหล่งกำเนิดแสงมีทั้งแหล่งกำเนิดที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่น แสงดวงอาทิตย์ที่เป็นแหล่งพลังงานของสิ่งมีชีวิต แหล่งกำเนินแสงที่มนุษย์สร้างขึ้น เช่น แสงสว่างจากหลอดไฟ เป็นต้น เมื่อแสงเคลื่อนที่ผ่านกลุ่มควันหรือฝุ่นละออง จะเห็นเป็นลำแสงเส้นตรง และสามารถทะลุผ่านวัตถุได้ วัตถุที่ยอมให้แสงเคลื่อนที่ผ่านเป็นเส้นตรงไปได้นั้น เราเรียกวัตถุนี้ว่า วัตถุโปร่งใสเช่น แก้ว อากาศ น้ำ เป็นต้น ถ้าแสงเคลื่อนที่ผ่านวัตถุบางชนิดแล้วเกิดการกระจายของแสงออกไป โดยรอบ ทำให้แสงเคลื่อนที่ไม่เป็นเส้นตรง เราเรียกวัตถุนั้นว่า วัตถุโปร่งแสง เช่น กระจกฝ้า กระดาษไข พลาสติกฝ้า เป็นต้น ส่วนวัตถุที่ไม่ยอมให้แสงเคลื่อนที่ผ่านไปได้ เราเรียกว่า วัตถุทึบแสง เช่น ผนังคอนกรีต กระดาษแข็งหนาๆ เป็นต้น วัตถุทึบแสงจะสะท้อนแสงบางส่วนและดูดกลืนแสงบางส่วนไว้ทำให้เกิดเงาขึ้น การสะท้อนของแสง (Reflection) เมื่อแสงเดินทางมากระทบวัตถุแสงจะสะท้อนกลับไปยังตัวกลางเรียกว่าการสะท้อน การสะท้อนของแสงทำให้เกิดมุมตกกระทบคือมุมที่แสงตกกระทบทำกับเส้นตั้งฉากกับกระจก และมุมสะท้อนคือมุมที่แสงสะท้อนทำกับเส้นตั้งฉากกับกระจก กฎของการสะท้อนกล่าวว่า “เมื่อเกิดการสะท้อนแสงทุกครั้งมุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อนเสมอ” การสะท้อนของแสงเมื่อตกกระทบพื้นผิววัตถุที่เรียบ เกิดขึ้นเมื่อลำแสงตกกระทบไปยังพื้นกระจกหรือพื้นผิวที่ขรุขระจะส่งผลให้แสงสะท้อนกลับไปคนละทิศละทาง รังสีตก กระทบ (Incident Ray) คือ รังสีของแสงที่พุ่งเข้าหาพื้นผิวของวัตถุ รังสีสะท้อน (Reflected Ray) คือ รังสีของแสงที่พุ่งออกจากพื้นผิวของวัตถุ เส้นปกติ (Normal) คือ เส้นที่ลากตั้งฉากกับพื้นผิวของวัตถุตรงจุดที่แสงกระทบ มุมตกกระทบ (Angle of Incidence) คือ มุมที่รังสีตกกระทบทำกับเส้นปกติ มุมสะท้อน (Angle of Reflection) คือ มุมที่รังสีสะท้อนทำกับเส้นปกติ กฎการสะท้อน[แก้]การสะท้อนบนพื้นผิวที่ต่างกัน รังสีสะท้อนจะพุ่งไปต่างทิศทาง กฎการสะท้อนของแสง ( Law of Reflection )
กลไกของการสะท้อน[แก้]จากความรู้เกี่ยวกับทฤษฎีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคลาสสิก แสงถูกจัดให้เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่งซึ่งสามารถอธิบายได้ด้วยสมการของแมกซ์เวลล์ ด้วยหลักการนี้สามารถอธิบายกลไกการสะท้อนของแสงได้ กล่าวคือ คลื่นแสงซึ่งตกกระทบลงบนผิวของวัตถุทำให้เกิดการสั่นสะเทือนและเกิดการโพลาไรซ์ในระดับอะตอม (หรือการสั่นของอิเล็กตรอนในกรณีของโลหะ) ซึ่งส่งผลให้อนุภาคเหล่านี้เกิดการแผ่คลื่นทุติยภูมิในทุกทิศทาง ซึ่งทำให้เกิดหลักการของออยเกนส์และเฟรชเนลซึ่งอธิบายว่าคลื่นทุติยภูมิเหล่านี้เองคือการสะท้อนแบบสมบูรณ์กลับสู่ตัวกลางที่หนึ่งและการหักเหเข้าสู่ตัวกลางที่สอง ในกรณีของฉนวนไฟฟ้าเช่นแก้ว สนามไฟฟ้าจากคลื่นแสงที่เกิดปฏิสัมพันธ์กับอิเล็กตรอนในแก้ว อิเล็กตรอนที่สั่นเหล่านี้สร้างสนามไฟฟ้าขึ้นและกลายเป็นตัวส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า การหักเหของแสงในแก้วที่สังเกตได้เป็นคลื่นลัพธ์ที่ได้จากการรวมคลื่นตกกระทบเข้ากับคลื่นที่ปล่อยออกมาจากการสั่นของอนุภาคของแก้วในทิศทางเดียวกันกับคลื่นตกกระทบ ในขณะที่คลื่นจากการสั่นของอนุภาคของแก้วในทิศตรงกันข้ามทำให้เกิดการสะท้อนที่สังเกตได้ การแผ่รังสีของอนุภาคของตัวกลางนี้เกิดขึ้นทั่วไปในแก้วแต่ผลลัพธ์ที่ได้เทียบเท่ากับการสะท้อน ณ พื้นผิวแต่เพียงอย่างเดียว ในปัจจุบัน แสงถูกอธิบายด้วยหลักการของควอนตัม ซึ่งพิจารณาแสงที่สามารถอยู่ในรูปของอนุภาค ริชาร์ด เฟยน์แมนได้อธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับการสะท้อนของแสงไว้อย่างน่าสนใจในหนังสือ QED: The Strange Theory of Light and Matter การสะท้อนของคลื่น (reflection)[แก้]การสะท้อนของคลื่นเป็นปรากฏการณ์ที่สำคัญประการหนึ่งของคลื่น ถือได้ว่าเป็นสมบัติของคลื่นอย่างหนึ่ง จะเกิดขึ้นเมื่อคลื่นเคลื่อนที่ไปพบสิ่งกีดขวาง หรือเปลี่ยนตัวกลางในการเคลื่อนที่ โดยคลื่นที่เคลื่อนที่ไปกระทบสิ่งกีดขวางเรียกว่า คลื่นตกกระทบ และคลื่นที่สะท้อนออกมาเรียกว่าคลื่นสะท้อน การสะท้อนของคลื่นต้องเป็นไปตามกฏการสะท้อนของคลื่น ดังนี้ กฏการสะท้อนคลื่น 1. มุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อนเสมอ 2. รังสีตกกระทบ เส้นปกติ รังสีสะท้อน อยู่ในระนาบเดียวกัน ผลของการสะท้อนของคลื่นที่ควรทราบ คือ 1. ความถี่ของคลื่นสะท้อนมีค่าเท่ากับความถี่ของคลื่นตกกระทบ 2. อัตราเร็วและความยาวคลื่นของคลื่นสะท้อนมีค่าเท่ากับอัตราเร็วและความยาวคลื่นของคลื่นตกกระทบ 3. ถ้าการสะท้อนไม่สูญเสียพลังงาน จะได้แอมพลิจูดของคลื่นสะท้อนมีค่าเท่ากับแอมพลิจูดของคลื่นตกกระทบ คุณสมบัติการสะท้อนของคลื่น 1. ความถี่ของคลื่นสะท้อนมีค่าเท่ากับความถี่ของคลื่นตกกระทบ 2. อัตราเร็วและความยาวคลื่นของคลื่นสะท้อนมีค่าเท่ากับอัตราเร็วและความยาวคลื่นของคลื่นตกกระทบ 3. ถ้าการสะท้อนไม่สูญเสียพลังงาน จะได้แอมพลิจูดของคลื่นสะท้อนมีค่าเท่ากับแอมพลิจูดของคลื่นตกกระทบ การสะท้อนของเสียง [แก้]เสียงมีการสะท้อนเหมือนกับคลื่น เป็นไปตามกฏการสะท้อน โดยที่เมื่อเสียงเคลื่อนที่จากตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อยไปยังตัวกลางที่มีความหนาแน่นมาก จะมีการสะท้อนของคลื่นเสียงเกิดขึ้นซึ่งเฟสจะเปลี่ยนไป 180 องศา แต่ถ้าเสียงเคลื่อนที่จากตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากไปยังตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อยจะมีการสะท้อนเพียงบางส่วนซึ่ง การสะท้อนนี้คลื่นเสียงจะมีเฟสเท่าเดิม เงื่อนไขการเกิดการสะท้อนของเสียง[แก้]คลื่นเสียงซึ่งเคลื่อนที่จากตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อย ไปสู่ตัวกลางที่มีความหนาแน่นมาก เช่น คลื่นเสียงเคลื่อนที่ในอากาศไปชนผิวสะท้อนที่เป็นของแข็ง คลื่นเสียงจะเกิดการสะท้อนโดยคลื่นสะท้อนจะมีเฟสเปลี่ยนไป 180º คล้ายกับการสะท้อนของคลื่นในเส้นเชือกที่ปลายตรึง คลื่นเสียงซึ่งเคลื่อนที่จากตัวกลางที่มีความหนาแน่นมาก ไปสู่ตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อย เช่น การเดินทางของคลื่นเสียงจากน้ำไปยังอากาศ เนื่องจากอากาศมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ คลื่นที่สะท้อนกลับมาในน้ำจะมีเฟสเหมือนเดิม ซึ่งคล้ายกับการสะท้อนของคลื่นในเส้นเชือกปลายอิสระ ผลของการสะท้อนของคลื่นที่ควรทราบ คือ 1. ความถี่ของคลื่นสะท้อนมีค่าเท่ากับความถี่ของคลื่นตกกระทบ 2. อัตราเร็วและความยาวคลื่นของคลื่นสะท้อนมีค่าเท่ากับอัตราเร็วและความยาวคลื่นของคลื่นตกกระทบ 3. ถ้าการสะท้อนไม่สูญเสียพลังงาน จะได้แอมพลิจูดของคลื่นสะท้อนมีค่าเท่ากับแอมพลิจูดของคลื่นตกกระทบ สมบัติการสะท้อนของเสียง 1. การสะท้อนของเสียง จะเกิดขึ้นได้เมื่อ “ตัวสะท้อนมีขนาดใหญ่กว่า หรือ เท่ากับ ความยาวคลื่นเสียง” 2. สำหรับมนุษย์สามารถยกเสียงสะท้อนได้ ก็ต่อเมื่อ “ เวลาที่เสียงออกจากแหล่งกำเนิด กับเวลาที่เสียงสะท้อนกลับมายังแหล่งกำเนิดเสียงหรือผู้ฟังต่างกันอย่างน้อย 1/10 วินาที หรือคิดเป็นระยะทางประมาณ 17 เมตร” การสะท้อนของเสียงถูกนำมาใช้ประโยชน์อย่างมากมาย ดังตัวอย่างที่นำเสนอต่อไปนี้ การหาความลึกของทะเล การหาฝูงปลา การตรวจจับเรือดำน้ำหรือวัตถุที่จมอยู่ใต้น้ำ โดยส่งสัญญาณเสียงโซนาร์ออกไป แล้วจับเวลาที่สัญญาณเสียงสะท้อนกลับมา แล้วจึงนำมาคำนวณหาความลึกของทะเล 1.โซนาร์ : เสียงที่มีความถี่สูง พบว่า ความยาวคลื่นเสียงจะสั้น ถ้าหากำเนิดคลื่นเสียงไปกระทบกับวัตถุที่มีขนาดเท่ากับหรือใหญ่กว่าความยาวคลื่นเสียงที่มาตกกระทบ จะเกิดการสะท้อนของคื่นเสียงนั้น หลักการทำงานของเครื่องโซนาร์ เริ่มต้นจากเครื่องโซนาร์ส่งเสียงที่มีความถี่สูงเกินกว่าหูมนุษย์จะได้ยิน (คลื่นเหนือเสียง) ผ่านไปในน้ำ เสียงนั้นมีความถี่ประมาณ 50,000 เฮิรตซ์ เมื่อเสียงนั้นเดินทางไปกระทบวัตถุ เช่น เรือดำน้ำ หรือพื้นทะเล ก็จะสะท้อนกลับมาเข้าเครื่องรับ โดยการวัดช่วงเวลาที่เสียงเดินทางไปและกลับ ก็จะสามารถคำนวณหาระยะทางของวัตถุจากความเร็วของคลื่นเสียงใต้น้ำได้ และสมการที่ใช้คำนวณคือ s = vt 2.เสียงก้อง : เนื่องจากมนุษย์สามารถบันทึกเสียงที่ได้ยิน ติดอยู่ในประสาทหูได้นานประมาณ 0.1 วินาที ดังนั้น ถ้าตะโกนออกไป เสียงสะท้อนจะกลับสู่หูช้ากว่าเสียงที่ตะโกนออกไป ภายในเวลา 0.1 วินาทีขึ้นไป จะเกิดเสียงก้อง นั่นคือถ้าตะโกนก่อน จากนั้นเงียบ แล้วจะได้ยินเสียงที่ตะโกนตามมาภายหลัง ดูเพิ่ม[แก้]
อ้างอิง[แก้]แหล่งข้อมูลอื่น[แก้]
มุมระหว่างรังสีตกกระทบกับเส้นแนวฉากเรียกว่าอะไรเมื่อรังสีของแสงตกกระทบผิววัตถุที่จุดใดก็ตาม ถ้าเราลากเส้นตั้งฉาก กับผิววัตถุนั้น เส้นตั้งฉากที่ลากนี้เรียกว่า เส้นแนวฉาก และเรียกมุมที่รังสีตกกระทบทำกับเส้นแนวฉากว่า มุมตกกระทบ มุมที่รังสีสะท้อนทำกับแนวฉาก เรียกว่า มุมสะท้อน
เส้นสมมุติที่ลากตั้งฉากกับผิวสะท้อน ณ จุดที่แสงตกกระทบ คืออะไรเส้นปกติ (Normal) คือ เส้นที่ลากตั้งฉากกับพื้นผิวของวัตถุตรงจุดที่แสงกระทบ มุมตกกระทบ (Angle of Incidence) คือ มุมที่รังสีตกกระทบทำกับเส้นปกติ มุมสะท้อน (Angle of Reflection) คือ มุมที่รังสีสะท้อนทำกับเส้นปกติ
รังสีตกกระทบกับรังสีสะท้อนแตกต่างกันอย่างไรรังสีตกกระทบ (Incident Ray) คือรังสีของแสงที่พุ่งเข้าหาพื้นผิวของวัตถุ รังสีสะท้อน (Reflected Ray) คือรังสีของแสงที่พุ่งออกจากพื้นผิวของวัตถุ เส้นปกติ (Normal) คือ เส้นที่ลากตั้งฉากกับพื้นผิวของวัตถุตรงจุดที่แสงกระทบ มุมตกกระทบ (Angle of Incidence) คือมุมที่รังสีตกกระทบทำกับเส้นปกติ
รังสีตกกระทบตั้งฉากกับผิวสะท้อนรังสีสะท้อนจะมีลักษณะอย่างไรQ. ถ้ารังสีตกกระทบตั้งฉากกับผิวสะท้อน รังสีสะท้อนจะมีลักษณะอย่างไร สะท้อนย้อนกลับทางเดิม สะท้อนทำมุม180 องศา
|
รังสีตกกระทบ รังสีสะท้อน และเส้นแนวฉากอยู่ในระนาบเดียวกันหรือไม่
ลิขสิทธิ์ © 2024 moicapnhap Inc.
