พฤติกรรมของแสงเป็นคลื่น

พฤติกรรมของแสงเป็นคลื่น

ในทางฟิสิกส์แสงเป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่มองเห็นได้ด้วยตา แสงมีคุณสมบัติเฉพาะที่สามารถอธิบายได้ในทางฟิสิกส์ว่าเป็นทั้งคลื่นและเป็นกระแสของอนุภาคที่เรียกว่า โฟตอน .

ในหน้านี้เราจะอธิบายพฤติกรรมบางอย่างของแสงเป็นคลื่นรวมถึงการสะท้อนการหักเหและการเลี้ยวเบน

การสะท้อน

พฤติกรรมคล้ายคลื่นที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของแสงคือการสะท้อน เป็นแสงสะท้อนที่เราเห็นด้วยตา การที่แสงสะท้อนออกจากวัตถุก็ส่งผลต่อสีที่เราเห็นเช่นกัน

เมื่อคลื่นกระทบกับตัวกลางใหม่คลื่นบางส่วนจะกระเด็นจากผิวน้ำ พื้นผิวสะท้อนแสงจะเป็นตัวกำหนดว่าจะสะท้อนแสงเท่าใด (และความยาวคลื่นของแสงใด) และจะถูกดูดซับหรือส่งผ่านไปเท่าใด

เมื่อแสงสะท้อนมันจะเป็นไปตามกฎแห่งการสะท้อนที่ตามมาด้วยคลื่น นั่นหมายความว่ามุมของคลื่นแสงสะท้อนจะเท่ากับมุมตกกระทบของคลื่นแสงที่เข้ามา ดูภาพด้านล่างสำหรับตัวอย่าง:


ประเภทของการสะท้อนกลับ

• การสะท้อนแบบพิเศษ - การสะท้อนแบบ specular คือเมื่อรังสีของแสงสะท้อนออกจากพื้นผิวในทิศทางเดียว ตัวอย่างของการสะท้อนประเภทนี้คือกระจกเงา การสะท้อนแบบพิเศษเกิดขึ้นบนพื้นผิวที่เรียบในระดับกล้องจุลทรรศน์เช่นเงินขัดเงาหรือพื้นผิวเรียบน้ำ
• การสะท้อนแบบกระจาย - การสะท้อนแบบกระจายคือเมื่อพื้นผิวสะท้อนรังสีของแสงในหลากหลายทิศทาง การสะท้อนแบบกระจายเกิดขึ้นเมื่อพื้นผิวขรุขระในระดับกล้องจุลทรรศน์ พื้นผิวอาจปรากฏหรือรู้สึกเรียบเหมือนกระดาษ แต่จริงๆแล้วมีความหยาบในระดับกล้องจุลทรรศน์ ทำให้ลำแสงสะท้อนในมุมที่ต่างกัน

การหักเห

เมื่อแสงเคลื่อนจากตัวกลางหนึ่ง (เช่นอากาศ) ไปยังตัวกลางอื่น (เช่นน้ำ) มันจะเปลี่ยนทิศทาง นี่คือพฤติกรรม 'คล้ายคลื่น' และเรียกว่าการหักเหของแสง ด้วยวิธีนี้แสงจะทำงานเหมือนกับคลื่นอื่น ๆ เช่นคลื่นเสียง ความเร็วของคลื่นแสงจะเปลี่ยนไปเช่นกันเมื่อเคลื่อนที่จากตัวกลางไปยังตัวกลาง

คุณสามารถดูตัวอย่างการหักเหของแสงในน้ำได้หากคุณใส่ฟางลงในแก้วน้ำ คุณจะเห็นว่าฟางดูเหมือนจะขยับไปด้านข้างอย่างไร นี่คือคลื่นแสงที่โค้งงอเมื่อเข้าสู่น้ำ

ดัชนีหักเห

เพื่อวัดว่าแสงจะทำงานอย่างไรในสารต่างๆนักวิทยาศาสตร์ใช้ดัชนีการหักเหของแสง สิ่งนี้ให้อัตราส่วนของความเร็วแสงในสุญญากาศกับความเร็วแสงในสสาร สมการสำหรับดัชนีการหักเหของแสงคือ:

n = c / v

โดยที่ n คือดัชนีการหักเหของแสง c คือความเร็วของแสงในสุญญากาศและ v คือความเร็วของแสงในสสาร

ตัวอย่างเช่นใช้ดัชนีการหักเหของน้ำซึ่งเท่ากับ 1.33 ซึ่งหมายความว่าความเร็วของแสงในสุญญากาศเร็วกว่าความเร็วแสงในน้ำ 1.33 เท่า

การเลี้ยวเบน คุณสมบัติคล้ายคลื่นของแสงอีกประการหนึ่งคือการเลี้ยวเบน เมื่อคลื่นแสงพบสิ่งกีดขวางหรือผ่านช่องเปิดก็จะโค้งงอ การเลี้ยวเบนของแสงสามารถมองเห็นได้ในแถบสีเงินรอบ ๆ ก้อนเมฆรวมทั้งรูปแบบของแสงจากพื้นผิวของคอมแพคดิสก์ (ดูภาพ)