Transcript u = 2F

การเคลือ่ นที่ของแสงผ่ านวัตถุผวิ โค้ ง
โดย นารีรัตน์ ฟักสมบูรณ์
สุ นิศา โชติกลาง
จุดประสงค์
• เพื่อศึกษาทางเดินของแสงผ่านวัตถุผวิ โค้ง
วัตถุผวิ โค้ ง
เลนส์ นูน
เลนส์ เว้ า
กระจกเว้ า
กระจกนูน
เลนส์ นูน (convex lens)
A
B
C
จากรู ป
A
เลนส์ นูน 2 ด้ าน
B
เลนส์ นูนแกมระนาบ
C
เลนส์ นูนแกมเว้ า
ประโยชน์
ใช้ ทาแว่ นตาสาหรับ
คนสายตายาว ทาแว่ น
ขยาย และเป็ น
ส่ วนประกอบของกล่ อง
ส่ องทางไกล กล้ องถ่ ายรู ป
กล้ องจุลทรรศน์
ลักษณะ
 ขอบเลนส์ บางกว่ าตรงกลาง
 ด้ านโค้ งนูนรับแสง มีสมบัตริ วมแสงหักเห
 ให้ ได้ ท้งั ภาพจริงและภาพเสมือน
ส่ วนประกอบของเลนส์ นูน
A
AB เส้ นแกนมุขสาคัญ
O จุดกึง่ กลางเลนส์
M
O
N
F
C
B
OC รัศมีความโค้ งของเลนส์
OF ความยาวโฟกัส
MN เส้ นแบ่ งครึ่งเลนส์
รังสี ตกกระทบ
F จุดโฟกัส
รังสี หักเห
วัตถุ
F
ภาพ
การเขียนภาพทีเ่ กิดจากเลนส์
1. ลากเส้ นแกนมุขสาคัญ เขียนเลนส์ ทตี่ ้ องการ แล้วกาหนดจุด F
2 . เขียนวัตถุทรี่ ะยะทีต่ ้ องการ
3. ลากรังสี จากจุดยอดของวัตถุให้ ขนานกับเส้ นแกนมุขสาคัญ ไปตกกระทบ
เลนส์ แล้วเขียนรังสี หักเหผ่ านจุด F
4. ลากรังสี จากจุดยอดของวัตถุผ่านจุดกึง่ กลางเลนส์ ตาแหน่ งทีร่ ังสี นีต้ ัดกับ
รังสี ข้อ 3 คือ ตาแหน่ งทีเ่ กิดภาพ โดยจุดตัด คือ จุดยอดของภาพ
การเกิดภาพบนเลนส์
เลนส์ นูน
เลนส์ เว้ า
วัตถุอยู่ทรี่ ะยะ 2 เท่ า ของความยาวโฟกัส (u = 2F)
วัตถุ
การเขียนภาพ
1.เขียนรังสี ตกกระทบขนานกับแกนมุขสาคัญ รังสี หักเหผ่ านจุดโฟกัส
2.เขียนรังสี ตกกระทบผ่ านจุดศู นย์ กลางความโค้ ง รังสี หักเหอยู่แนวเดิม
*** รังสี ท้งั สองตัดกันคือตาแหน่ งภาพ
1
2
2F
F
F
2F
ภาพ
เกิดภาพอยู่หลังเลนส์ เป็ นภาพจริงหัวกลับ ขนาดเท่ าวัตถุ ห่ าง
จากจุดกึง่ กลางเลนส์ 2 เท่ าของความยาวโฟกัส
วัตถุอยู่ทรี่ ะยะไกลกว่ า 2 เท่ า ของความยาวโฟกัส (u >2F)
วัตถุ
1
2
2F
F
F
2F
ภาพ
เกิดภาพอยู่หลังเลนส์ เป็ นภาพจริงหัวกลับ ขนาดเล็กกว่ าวัตถุ
ห่ างจากจุดกึง่ กลางเลนส์ < 2 เท่ าของความยาวโฟกัส
วัตถุอยู่ทรี่ ะยะไกลกว่ า 1 เท่ า ของความยาวโฟกัส
เท่ าของความยาวโฟกัส (u >F<2F)
วัตถุ
1
2
2F
แต่ ไม่ ถึง 2
F
F
2F
ภาพ
เกิดภาพอยู่หลังเลนส์ เป็ นภาพจริงหัวกลับ ขนาดโตกว่ าวัตถุ
ห่ างจากจุดกึง่ กลางเลนส์ >2 เท่ าของความยาวโฟกัส
วัตถุอยู่ทจี่ ุดโฟกัส (u =F)
วัตถุ
2F
F
F
2F
ภาพ
ไม่ เกิดภาพ หรือเกิดภาพที่ระยะอนันต์
วัตถุอยู่ทรี่ ะยะใกล้ กว่ าความยาวโฟกัส (u < F)
ภาพ
2F
วัตถุ
F
F
2F
เกิดภาพอยู่หน้ าเลนส์ เป็ นภาพเสมือนหัวตั้ง ขนาดโตกว่ าวัตถุ
ห่ างจากจุดกึง่ กลางเลนส์ > ความยาวโฟกัส
วัตถุอยู่ทรี่ ะยะอนันต์ (u = ∞)
2F
F
F
ภาพ
2F
เกิดภาพอยู่หน้ าเลนส์ เป็ นภาพจริง
ขนาดเล็กมากหรือเป็ นจุด อยู่ทจี่ ุดโฟกัส ดังนั้น
ความยาวโฟกัสของเลนส์ นูน จึงเป็ นโฟกัสจริง
เลนส์ เว้ า (concave lens)
จากรู ป
A เลนส์ เว้ า 2 ด้ าน
B เลนส์ เว้ าแกมระนาบ
A
B
C
ลักษณะ
 ตรงกลางเลนส์ บางกว่ าตรงขอบ
 ด้ านโค้ งเว้ ารับแสง มีสมบัตกิ ระจายแสงหักเห
 ให้ เฉพาะภาพเสมือน ขนาดเล็กกว่ าวัตถุ
C เลนส์ เว้ าแกมนูน
ประโยชน์
ใช้ ทาแว่ นตาสาหรับ
คนสายตาสั้ น กล้ อง
จุลทรรศน์
ส่ วนประกอบของเลนส์ เว้ า
M
A
.
C
.
F
.O .
.
N
AB เส้ นแกนมุขสาคัญ
OC รัศมีความโค้ งของเลนส์
O จุดกึง่ กลางเลนส์
OF ความยาวโฟกัส
MN เส้ นแบ่ งครึ่งเลนส์
รังสี ตกกระทบ
F จุดโฟกัสเสมือน
รังสี หักเห
B
การหาตาแหน่งภาพที่เกิดจากเลนส์เว้า
โดยการเขียนรู ปเมื่อวางวัตถุที่ระยะต่างๆ
วัตถุอยู่ทรี่ ะยะ 2 เท่ า ของความยาวโฟกัส (u = 2F)
การเขียนภาพ
1.เขียนรังสี ตกกระทบขนานแกนมุขสาคัญ รังสี หักเหเสมือนผ่ านจุดโฟกัส
2.เขียนรังสี ตกกระทบผ่ านจุดศู นย์ กลางเลนส์ รังสี หักเหจะอยู่ในแนวเดิม
*** รังสี ท้งั สองตัดกันคือตาแหน่ งภาพ
1
2
วัตถุ
2F
F ภาพ
เกิดภาพอยู่หน้ าเลนส์ เป็ นภาพเสมือนหัวตั้ง ขนาดเล็กกว่ าวัตถุ ห่ างจากจุด
กึง่ กลางเลนส์ < ความยาวโฟกัส
วัตถุอยู่ทรี่ ะยะไกลกว่ า 2 เท่ า ของความยาวโฟกัส (u > 2F)
2F
F
เกิดภาพอยู่หน้ าเลนส์ เป็ นภาพเสมือนหัวตั้ง ขนาดเล็กกว่ าวัตถุ
ห่ างจากจุดกึง่ กลางเลนส์ < ความยาวโฟกัส
วัตถุอยู่ทรี่ ะยะไกลกว่ า 1 เท่ า ของความยาวโฟกัส
2 เท่ าของความยาวโฟกัส (u >F<2F)
.2F
.F
.
.
แต่ ไม่ ถึง
.
เกิดภาพอยู่หน้ าเลนส์ เป็ นภาพเสมือนหัวตั้ง ขนาดเล็กกว่ าวัตถุ
ห่ างจากจุดกึง่ กลางเลนส์ < ความยาวโฟกัส
วัตถุอยู่ทคี่ วามยาวโฟกัส (u = F)
.2F
.F
.
.
.
เกิดภาพอยู่หน้ าเลนส์ เป็ นภาพเสมือนหัวตั้ง ขนาดเล็กกว่ าวัตถุ
ห่ างจากจุดกึง่ กลางเลนส์ < ความยาวโฟกัส
วัตถุอยู่ทรี่ ะยะใกล้ กว่ าความยาวโฟกัส (u < F)
การเขียนภาพ
1.เขียนรังสี ตกกระทบขนานกับแกนมุขสาคัญ รังสี
หักเหเสมือนไปตัดทีโ่ ฟกัส
2.เขียนรังสี ตกกระทบผ่ านจุดศู นย์ กลางเลนส์ รังสี
หักเหกลับทางเดิม
.2F
1
.F
1
2
.
.
.
เกิดภาพอยู่หน้ าเลนส์ เป็ นภาพเสมือนหัวตั้ง ขนาดเล็กกว่ าวัตถุ ห่ างจากจุด
กึง่ กลางเลนส์ < ความยาวโฟกัส
วัตถุอยู่ทรี่ ะยะ อนันต์ (u = ∞)
.2F
ภาพ
.F
.
.
.
เกิดภาพอยู่หน้ าเลนส์ เป็ นภาพเสมือนหัวตั้ง
ขนาดเล็กกว่ าวัตถุ อยู่ทจี่ ุดโฟกัส ดังนั้น
ความยาวโฟกัสของเลนส์ จึงเป็ นโฟกัสเสมือน
สรุปการเกิดภาพกับเลนส์ นูนเมือ่ วางวัตถุทรี่ ะยะต่ างๆ
ระยะวัตถุ
U =∞
u < ∞ >2f
U = 2f
u > f < 2f
u=f
u<f
ลักษณะภาพ
ภาพจริง หัวกลับ หลังเลนส์
ขนาดภาพ
เล็กเป็ นจุด
ภาพจริง หัวกลับ หลังเลนส์
เล็กกว่ าวัตถุ
ภาพจริง หัวกลับ หลังเลนส์
เท่ าวัตถุ
ภาพจริง หัวกลับ หลังเลนส์
โตกว่ าวัตถุ
ภาพจริง หัวกลับ หลังเลนส์
ไม่ เกิดภาพ
ภาพเสมือน หัวตั้ง หน้ าเลนส์
โตกว่ าวัตถุ
สรุปการเกิดภาพกับเลนส์ เว้ าเมื่อวางวัตถุทรี่ ะยะต่ างๆ
ระยะวัตถุ
U =∞
u < ∞ >2f
U = 2f
u > f < 2f
u=f
u<f
ลักษณะภาพ
ภาพเสมือนหัวตั้ง หน้ าเลนส์
ขนาดภาพ
เล็กกว่ าวัตถุ
ภาพเสมือนหัวตั้ง หน้ าเลนส์
เล็กกว่ าวัตถุ
ภาพเสมือนหัวตั้ง หน้ าเลนส์
เล็กกว่ าวัตถุ
ภาพเสมือนหัวตั้ง หน้ าเลนส์
เล็กกว่ าวัตถุ
ภาพเสมือนหัวตั้ง หน้ าเลนส์
เล็กกว่ าวัตถุ
ภาพเสมือนหัวตั้ง หน้ าเลนส์
เล็กกว่ าวัตถุ
การเกิดภาพบนกระจกโค้ ง
กระจกนูน
กระจกเว้ า
กระจกโค้ ง
กระจกโค้ งเว้ า หมายถึง กระจกที่มีส่วนโค้ งด้ านเว้ ารับแสง ทา
หน้ าทีร่ วมของรังสี สะท้ อน ให้ ภาพจริงหัวกลับ อยู่หน้ ากระจก
เอาฉากรับได้
กระจกนูน หมายถึง กระจกทีม่ ีส่วนโค้ งด้ านนูนรับแสง ทาหน้ าที่
กระจายรังสี สะท้ อน ภาพเสมือนขนาดเล็กกว่ าวัตถุ อยู่หลังกระจก
หัวตั้งเหมือนวัตถุไม่ สามารถเอาฉากรับได้
ส่ วนประกอบของกระจก
ก. กระจกเว้ า (รวมแสง)
ข.กระจกนูน (กระจายแสง)
C คือ จุดศูนย์ กลางความโค้ ง
C F O คือ เส้ นแกนมุขสาคัญ
O คือ ขั้วกระจก
OF คือ ความยาวโฟกัส
F คือ จุดโฟกัส
R คือ รัศมีความโค้ งของกระจก = 2f
การสะท้อนแสงผ่านกระจกโค้ง
ก.กระจกเว้า
จากรูป ก
แสงขนานตกกระทบกระจกเว้า รังสีสะท้ อน
จะตัดกันหน้ ากระจก เรียกว่าโฟกัสจริง
ข.กระจกนูน
จากรูป ข
แสงขนานตกระทบกระจกนูน รังสีสะท้ อนจะเสมือน
ไปตัดกันด้ านหลังกระจก เรียกว่าโฟกัสเสมือน
การเขียนภาพที่เกิดจากกระจกโค้ ง
กรณีทวี่ ตั ถุมีขนาด
เขียนรังสี ตกกระทบ 3 เส้ น
เส้ นที่ 1 เป็ นรังสี ตกกระทบขนานกับแกนมุขสาคัญซึ่งต้ องสะท้ อนผ่ านจุดโฟกัส
เส้ นที่ 2 รังสี ตกกระทบผ่ านจุดโฟกัส รังสี สะท้ อนขนานกับแกนมุขสาคัญ
เส้ นที่ 3 รังสี ตกกระทบผ่ านจุกศูนย์ กลางความโค้งจะสะท้ อนกลับทางเดิม
จุดตัดกันของรังสี สะท้ อนทั้ง 3 เส้ น คือ ภาพปลายของวัตถุน้ัน
** ปกติเราเขียนรังสี เพียง 2 เส้ นก็พอ และนิยมเขียนเส้ นที่ 1 กับ 3
ภาพทีเ่ กิดจากกระจกเมื่อวางวัตถุไว้ ทรี่ ะยะต่ างๆ กัน
วัตถุอยู่ทรี่ ะยะ 2 เท่ าของความยาวโฟกัส (u = 2F)
1
กระจกเว้ า
2
Object
การเขียนภาพ
1.ลากรังสี ตกกระทบขนาน
กับแกนมุขสาคัญ รังสี
สะท้ อนผ่ านจุดโฟกัส
2.ลากรังสี ตกกระทบผ่ าน
จุดโฟกัส รังสี สะท้ อน
ขนานกับแกนมุขสาคัญ
Image
2F
F
เกิดภาพจริง ขนาดเท่ ากับวัตถุ ทีต่ าแหน่ ง 2F
วัตถุอยู่ทรี่ ะยะไกลกว่ า 2 เท่ า ของความยาวโฟกัส (u > 2F)
กระจกเว้ า
1
2
Object
2F
การเขียนภาพ
1.ลากรังสี ตกกระทบขนานกับแกน
มุขสาคัญ รังสี สะท้ อนผ่ านจุด
โฟกัส
2.ลากรังสี ตกกระทบผ่ านจุดโฟกัส
รังสี สะท้ อนขนานกับแกนมุข
สาคัญ
F
Image
เกิดภาพจริง ขนาดเล็กว่ าวัตถุ ทีต่ าแหน่ ง < 2F
วัตถุอยู่ทรี่ ะยะไกลกว่ าความยาวโฟกัส
แต่ ไม่ เกิน 2 เท่ าของความยาวโฟกัส (u > F<2F)
1
กระจกเว้ า
2
Object
2F
Image
F
เกิดภาพจริง ขนาดโตกว่ าวัตถุ ทีต่ าแหน่ ง > 2F
วัตถุอยู่ทจี่ ุดโฟกัส (u = F)
กระจกเว้ า
2
1
Object
2F
การเขียนภาพ
1. เขียนรังสี ตกกระทบขนาน
แกนมุขสาคัญ รังสี
สะท้ อนผ่ านจุดโฟกัส
2. รังสี ตกกระทบผ่ านจุด
ศูนย์ กลางความโค้ ง รังสี
สะท้อนจะกลับแนวเดิม
F
ไม่ เกิดภาพ หรือเกิดที่ระยะอนันต์
วัตถุอยู่ทรี่ ะยะน้ อยกว่ าความยาวโฟกัส (u < F)
กระจกเว้ า
Image
2F
F Object
การเขียนภาพ
1.เขียนรังสี ขนานกับแกนมุขสาคัญ รังสี สะท้ อนผ่ านจุดโฟกัส
2.เขียนรังสี ผ่านจุดศู นย์ กลางความโค้ง รังสี สะท้ อนกลับทางเดิม
เกิดภาพเสมือน โตกว่ าวัตถุ
อยู่หลังกระจก
วัตถุอยู่ทรี่ ะยะอนันต์ (u = ∞)
กระจกเว้ า
Image
2F
F
เกิดภาพจริง เป็ นจุดขนาดเล็ก ทีจ่ ุด F เรียกว่ า โฟกัสจริง
วัตถุอยู่ทรี่ ะยะ 2 เท่ าของความยาวโฟกัส (u = 2F)
กระจกนูน
1
2
Object
2F
F
การเขียนภาพ
1. เขียนรังสี ตากระทบขนานแกนมุขสาคัญ รังสี
สะท้ อนเสมือนไปตัดทีจ่ ุดโฟกัส
2. เขียนรังสี ตกกระทบผ่ านจุดศู นย์ กลางความโค้ ง
รังสี สะท้ อนกลับทางเดิม
*** การเขียนรังสี ทอี่ ยู่ด้านหลังกระจก ถือว่ าเป็ นรังสี
เสมือนใช้ เส้ นประแทน
***
Image F
2F
เกิดภาพเสมือน ขนาดเล็กกว่ าวัตถุ ทีต่ าแหน่ ง < F
วัตถุอยู่ทรี่ ะยะความยาวโฟกัส (u = F)
กระจกนูน
1
2
Object
2F
F
การเขียนภาพ
1.เขียนรังสี ตกกระทบขนานกับแกนมุข
สาคัญ รังสี สะท้ อนเสมือนไปตัดที่จุด
โฟกัส
2.เขียนรังสี ตกกระทบผ่ านจุดศู นย์ กลาง
ความโค้ ง สะท้ อนกลับแนวเดิม
***
Image F
2F
เกิดภาพเสมือน ขนาดเท่ ากับวัตถุ ทีต่ าแหน่ ง 2F
วัตถุอยู่ทรี่ ะยะน้ อยกว่ าความยาวโฟกัส (u = < F)
กระจกนูน
1
2
Object
2F
F
***
Image F
2F
เกิดภาพเสมือน ขนาดเล็กวัตถุ ทีต่ าแหน่ ง < F
วัตถุอยู่ทรี่ ะยะอนันต์ (u = ∞)
กระจกนูน
Image
2F
F
F
2F
ภาพเสมือน เป็ นจุด ทีห่ ลังกระจก
เรียกว่ าโฟกัสเสมือน
สรุปการเกิดภาพกับกระจกเว้ าเมื่อวางวัตถุทรี่ ะยะต่ างๆ
ระยะวัตถุ
U =∞
u < ∞ >2f
U = 2f
u > f < 2f
u=f
u<f
ลักษณะภาพ
ภาพจริง หัวกลับ หน้ ากระจก
ขนาดภาพ
เล็กเป็ นจุด
ภาพจริง หัวกลับ หน้ ากระจก
เล็กกว่ าวัตถุ
ภาพจริง หัวกลับ หน้ ากระจก
เท่ าวัตถุ
ภาพจริง หัวกลับ หน้ ากระจก
โตกว่ าวัตถุ
ภาพจริง หัวกลับ หน้ ากระจก
ไม่ เกิดภาพ
ภาพเสมือน หัวตั้ง หลังกระจก โตกว่ าวัตถุ
สรุปการเกิดภาพกับกระจกนูนเมื่อวางวัตถุทรี่ ะยะต่ างๆ
ระยะวัตถุ
U =∞
u < ∞ >2f
U = 2f
u > f < 2f
u=f
u<f
ลักษณะภาพ
ภาพเสมือนหัวตั้ง หลังกระจก
ขนาดภาพ
เล็กกว่ าวัตถุ
ภาพเสมือนหัวตั้ง หลังกระจก
เล็กกว่ าวัตถุ
ภาพเสมือนหัวตั้ง หลังกระจก
เล็กกว่ าวัตถุ
ภาพเสมือนหัวตั้ง หลังกระจก
เล็กกว่ าวัตถุ
ภาพเสมือนหัวตั้ง หลังกระจก
เล็กกว่ าวัตถุ
ภาพเสมือนหัวตั้ง หลังกระจก
เล็กกว่ าวัตถุ