ปฏฏิบัติการที่ 8 เลนส์และอุปกรณ์ทางแสง

วัตถุประสงค์

1. เพื่อศึกษาหาคุณสมบัติของเลนส์นูนและเลนส์เว้า

2. เพื่อศึกษาการหักเหของแสงผ่านเลนส์โดยอาศัยความสัมพันธ์ของระยะวัตถุ ระยะภาพ และความยาวโฟกัส

อุปกรณ์การทดลอง

1. ชุดการทดลองการหักเหของแสงผ่านเลนส์

2. แหล่งกำเนิดแสง

3. วัตถุรูปต่างๆ

4. ไม้บรรทัด/ตลับเมตร

ทฤษฎี

เลนส์ทำด้วยแก้วหรือพลาสติก ที่มีผิวโค้งทรงกลมสองข้างไม่ขนานกัน เลนส์ มี 2 ชนิด คือเลนส์นูนและเลนส์เว้า

เลนส์นูน คือ เลนส์ที่มีลักษณะส่วนตรงกลางหนากว่าส่วนริม ทําหน้าที่รวมแสง เมื่อมีแสงขนานมา ตกกระทบเลนส์ รังสีหักเหของแสงจะทะลุผานเลนส์ไปตัดกันจริงที่จุดโฟกัสซึ่งอยู่หลังเลนส์

เลนส์เว้า คือ เลนส์ที่มีลักษณะส่วนตรงกลางบางกว่าส่วนริม ทําหน้าที่กระจายแสง เมื่อมีแสงขนานมาตกกระทบ เลนส์ รังสีหักเหของแสงจะกระจายออกทะลุผ่านเลนส์โดยแนวของรังสีหักเหไปตัดกันที่จุดโฟกัสด้านหน้าเลนส์ ซึ่งสามารถทําการทดลองเพื่อหาค่าความยาวโฟกัสของเลนส์ (Focal length) ได้ดังรูปแสดงแสงหักเหผ่านเลนส์นูน (ด้านบน) และเลนส์เว้า (ด้านล่าง)

จุดโฟกัสของเลนส์ (Focus, F) คือ จุดตัด (หรือเสมือนตัด) ของแสงที่หักเหผ่านเลนส์ เมื่อมีแสงที่ขนานกับแกนมุขสำคัญมาตกกระทบเลนส์ กล่าวคือเมื่อให้แสงที่ขนานกับแกนมุขสำคัญ เดินทางมาตกกระทบเลนส์ แสงนั้นจะเกิดการหักเห แสงหักเหที่เกิดขึ้นนั้นไปตัดกัน (หรือเสมือนตัด) ที่จุดใดๆ จะเรียกจุดนั้นว่าเป็นจุดโฟกัสของเลนส์ และเรียกระยะจากจุดโฟกัสไปถึงกึ่งกลางเลนส์ว่า ความยาวโฟกัส (f) การคำนวณหาความสัมพันธ์ของระยะภาพ ระยะวัตถุจากกการหักเหผ่านเลนส์สามารถคำนวณได้จาก

เมื่อ f คือ ความยาวโฟกัสของเลนส์

S คือ ระยะจากวัตถุถึงเลนส์

S’ คือ ระยะจากเลนส์ถึงภาพ

ค่าความยาวโฟกัสของเลนส์นูนจะมีค่าเป็น + และค่าความยาวโฟกัสของเลนส์เว้าจะมีค่าเป็น – ส่วนระยะภาพ S’ จะเป็น + เมื่อเป็นภาพจริงซึ่งเกิดเมื่อแสงหักเหผ่านเลนส์แล้วตัดกันได้จริงอยู่ด้านหลังเลนส์หรือด้านตรงข้ามวัตถุ และระยะ S’ จะมีค่าเป็น – เมื่อเป็นภาพเสมือน ซึ่งเกิดจากแสงหักเหผ่านเลนส์ แล้วไม่สามารถตัดกันได้จริง ต้องต่อเส้นย้อนแสงว่าเสมือนตัดอยู่ด้านหน้าเลนส์ หรือด้านเดียวกับวัตถุ รูปด้านล่างแสดงการเขียนภาพจากเลนส์นูนและเลนส์เว้า

m = I/O = s’/s

m คือ กำลังขยายของเลนส์ ( เครื่องหมาย + สำหรับภาพจริง และภาพเสมือนใช้เครื่องหมาย –)

I คือ ขนาดหรือความสูงของภาพ ( เครื่องหมาย + สำหรับภาพจริง และภาพเสมือนใช้เครื่องหมาย –)

O คือ ความสูงของวัตถุ ( จะมีเครื่องหมาย + เสมอ)

ภาพที่เกิดจากเลนส์นูน

ภาพที่เกิดจากเลนส์เว้า

ภาพที่เกิดจากกระจกนูน

ภาพที่เกิดจากกระจกเว้า

บันทึกผลการทดลอง ปฏิบัติการที่ 6 คลื่นนิ่งในเส้นเชือก

ชื่อ-นามสกุล............................................................. รหัส.............................................. กลุ่มเรียนที่..........

สาขาวิชา................................................... คณะ.................................................วันที่ ...............................

ทฤษฎี

...................................................................................................................................................................

วัตถุประสงค์

1. ...............................................................................................................................................................

2. ...............................................................................................................................................................

เครื่องมือและอุปกรณ์

1. ................................................................................................................................................................

2. ................................................................................................................................................................

3. ................................................................................................................................................................

4. ................................................................................................................................................................

วิธีการทดลอง
1. ................................................................................................................................................................
2. ................................................................................................................................................................
3. ................................................................................................................................................................
4. ................................................................................................................................................................
5. ................................................................................................................................................................
6. ................................................................................................................................................................

ตอนที่ 1 ภาพที่เกิดจากเลนส์นูน

ตอนที่ 2 ภาพที่เกิดจากเลนส์เว้า

ตอนที่ 3 ภาพที่เกิดจากกระจกนูน

ตอนที่ 4 ภาพที่เกิดจากกระจกเว้า

ตอนที่ 3 การหาระยะภาพ ชนิดของภาพและขนาดของวัตถุที่เกิดจากกระจกเว้า

สรุปและอภิปรายผล

...................................................................................................................................................................

อ้างอิง:http://physics.bu.edu/~duffy/HTML5/Lenses.html

:http://www.electron.rmutphysics.com/science-news/index.php option=com_content&task=view&id=697&Itemid=4
:https://simbucket.com/lensesandmirrors/

:https://www.scimath.org/lesson-physics/item/7278-2017-06-13-14-46-38

ค้นหาบล็อกนี้

Physics Laboratory for Engineers II