วันอังคารที่ 10 เมษายน พ.ศ. 2555
ปรากฎการณ์บนท้องฟ้า
เรื่องนี้เป็นสารคดีเรื่อง "ปรากฎการณ์บนท้องฟ้า" ที่เกี่ยวกับแสง ซึ่งออกอากาศผ่าน TPBS ไปนานแล้วคุณ ladyEdnaMode นำมาอัพเป็นคลิปลงใน youtube นะครับ ถ้าตั้งใจฟังดีๆจะมีอะไรที่น่าสนใจมากมายเลยครับ
มหัศจรรย์การมองเห็น
ผมได้นำคลิปที่คุณ ladyEdnaMode ได้นำมาลงไว้ ซึ่งเป็นรายการที่ TPBS นำมาออกอากาศไว้นานแล้วพอสมควรน่ะครับ อาจจะมีปัญหาเรื่องลิขสิทธิ์ แต่ก็อยากให้ได้ดูทุกตอนนะครับ ผมว่ามันเป็นอะไรที่ดูแล้วมัน Wonderful มากๆเลย ^_^
ภาพขอบม่วง กับ Chromatic aberration
ต้องขออภัยด้วยนะครับที่ผมห่างหายจาก blog ไปนาน ก็ด้วยเหตุสุดวิสัยจากการติดสอบปลายภาคน่ะครับวันนี้จะมาต่อจากตอนที่แล้วที่ผมถามไปว่า
" ถ้าแสงขาวนี้ผ่านเลนส์เดี่ยวในกล้องถ่ายรูป
ภาพที่ถ่ายออกมาจะมีลักษณะอย่างไร ทำไมจึงเป็นเช่นนั้น"คำตอบก็คือภาพที่ออกมาจะมีลักษณะที่มีความเพี้ยนของสีตามขอบของภาพ ดังรูป
 |
| ที่มา : http://www.tlc-systems.com/pp011185crp.jpg |
ภาพที่เกิดขึ้นแบบนี้บางครั้งช่างภาพจะเรียกว่า "ภาพขอบม่วง" ซึ่งศัพท์ทางวิชาการจะเรียกว่า "Chromatic Aberration" ครับ เนื่องจากคำว่า Aberration คือความคลาดเคลื่อนของภาพจากที่ควรจะเป็นซึ่งมีสาเหตุมาจากเลนส์เป็นต้นเหตุ และคำว่า Chromatic จะหมายถึงสี ซึ่งจะเกี่ยวข้องกับค่าความยาวคลื่นของแสงโดยตรง
ค่าของความยาวคลื่นแสงนั้นมีความสัมพันธ์กับค่าดัชนีหักเหของแสงในตัวกลางหนึ่งๆ เพราะค่าดัชนีเห คือ
n = c / v
n = c / (ความยาวคลื่น x ความถี่)
เนื่องจากความถี่ของแสงในตัวกลางใดๆจะคงที่เสมอ แต่สิ่งที่เปลี่ยนไปแล้วส่งผลให้ความเร็วของแสงในตัวกลางใดๆเปลี่ยนไปคือการเปลี่ยนแปลงความยาวคลื่น ดังนั้น จึงกล่าวได้ว่า "ค่าดัชนีหักเหของแสงจะแปรผกผันกับความยาวคลื่นของแสง" หรือพูดเป็นภาษาพูดได้ว่า "ความยาวคลื่นน้อยๆ(เช่นสีม่วง ประมาณ 400 nm)จะหักเหมาก แต่ถ้าความยาวคลื่นมากๆ(เช่นสีแดง ประมาณ 700 nm)จะหักเหน้อย"
ดังนั้น เมื่อแสงขาวที่ประกอบด้วยหลายความยาวคลื่นของแสงเดินทางจากอากาศเข้าสู่เลนส์เดี่ยว (ในที่นี้จะกล่าวถึงเลนส์นูนในกล้องถ่ายรูป) จะทำให้เกิดการตกของภาพในแต่ละสีไม่ตรงกัน อันเนื่องมาจากมีดัชนีหักเหของแต่ละสีแตกต่างกัน ดังรูป
 |
| ที่มา : http://www.lenklong.com/forums/attachment.php?attachmentid=49&d=1243581035 |
ผมได้จำลองการเกิด Chromatic Aberration โดยใช้ต้นกำเนิดแสงสองสีคือ เลเซอร์สีแดง และเลเซอร์สีเขียว ซึ่งวางตั้งฉากกันแล้วยิงเข้าไปที่ Beam slitter ทำให้แสงเลเซอร์ทั้งสองสีนั้นรวมกันเป็นลำเดียวกัน จากนั้นจะส่งผ่านเข้าไปที่เลนส์นูนที่เป็นเลนส์เดี่ยวและวางเลนส์เอียง เพื่อให้สังเกตเห็นการเกิด Chromatic Aberration แบบ Lateral ซึ่งสังเกตได้ง่ายที่สุด โดยผมได้จัดอุปกรณ์ ดังรูป
หลังจากที่ทำการทดลองแล้ว ได้ผลดังนี้
การแก้ไขการเกิด Chromatic Aberration ได้สามารถทำได้หลักๆสองวิธีคือ การใช้โปรแกรมตกแต่งรูปหลังจากถ่ายเสร็จแล้ว หรือใช้เลนส์ประกบที่เรียกว่า Achromatic lens ซึ่งจะทำให้สีทุกสีมีระยะภาพที่ตำแหน่งใกล้เคียงกัน หรือตรงกันมากขึ้น ดังรูป
 |
| ที่มา : http://d3sd55e8xn3mwv.cloudfront.net/wp-content/uploads/2007/12/achromat-raysthick-50.gif |
วันอังคารที่ 6 มีนาคม พ.ศ. 2555
ทำไมผ้าเปียกจึงมีสีเข้มกว่าผ้าแห้ง ?
 |
| ที่มา : http://www.oknation.net/blog/home/blog_data/239/239/images/rain.jpg |
 |
| ที่มา : http://www.polo-otop.com/images/column_1290582409/DSC00127.JPG |
ในกรณีผ้าแห้ง เมื่อแสงจากดวงอาทิตย์หรือหลอดไฟส่องมากระทบผ้า จะมีแสงส่วนหนึ่งถูกเนื้อผ้าดูดกลืนไว้และสะท้อนแสงออกมาสู่เรตินาในดวงตาของเรา แต่ในผ้าเปียก น้ำจะไปแทรกตัวอยู่ระหว่างรูพรุนในเนื้อผ้า เมื่อแสงตกกระทบมาที่เนื้อผ้าที่เปียก แสงจะเกิดการหักเหระหว่างตัวกลางคือจากน้ำไปอากาศ ทำให้ทิศทางการเดินทางแสงเบนออกไป ซึ่งเป็นไปตามกฎของสเนล (Snell's law) อีกทั้งแสงยังเกิดการสะท้อนระหว่างรอยต่อของผิวน้ำและอากาศอีกด้วย ดังรูป
 |
| ที่มา : http://media-1.web.britannica.com/eb-media/91/96591-004-959BC455.gif |
- แสงเริ่มต้นวิ่งที่ไปกระทบน้ำ ที่รอยต่อระหว่างอากาศ-น้ำมีส่วนหนึ่งหักเหลงไป และมีบางส่วนสะท้อนขึ้นมาโดยแสงนี้ยังไม่ถึงเนื้อผ้า
- แสงที่หักเหลงไปจะวิ่งเข้าไปถึงเนื้อผ้าแล้วสะท้อนขึ้นมา
- ณ รอยต่อหว่างน้ำ-อากาศ จะเกิดการหักเหอีกครั้งเป็นไปตามกฎของสเนล และมีแสงบางส่วนสะท้อนกลับไปในผิวน้ำอีกครั้งโดยไม่ส่งผ่านขึ้นมาที่อากาศ
คิดสักนิด ?
จากภาพข้างบนที่มีเด็กๆกลางสายฝนสองคน จะเห็นว่าเม็ดฝนในภาพนั้นเห็นเป็นหยดน้ำชัดเจนอยู่กลางอากาศ คำถามคือ "กล้องหยุดภาพหยดน้ำฝนกลางอากาศนี้ได้อย่างไร ทั้งๆที่น้ำฝนก็เคลื่อนที่ตลอดเวลา"
>>> เดี๋ยวผมจะมาเฉลยในฉบับหน้านะครับ ^_^
วันจันทร์ที่ 5 มีนาคม พ.ศ. 2555
รู้หรือไม่ ? ทำไมรุ้งกินน้ำจึงมีสีแดงอยู่ข้างบนและมีสีม่วงอยู่ด้านล่าง
 |
| ที่มา : http://i.kapook.com/tripplep/1-9-53/rainbow5.jpg |
เราทราบว่าแสงขาวที่ออกมาจากดวงอาทิตย์นั้นประกอบด้วยสีหลายสี ดังรูป
 | ||||
| ที่มา : http://www.promolux.com/thai/images/spectrum.jpg |
แสงแต่ละสีจะมีความยาวคลื่นไม่เท่ากัน ซึ่งในวัสดุหนึ่งๆ ค่าดัชนีหักเหจะมีค่าแปรผกผันกับความยาวคลื่น หากความยาวคลื่นน้อยดัชนีหักเหจะมาก และหากความยาวคลื่นมากดัชนีหักเหจะน้อย เป็นไปตาม Sellmeier equation ตัวอย่างดังรูป
 | |
| ที่มา : http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/4/4f/Sellmeier-equation.svg |
 |
| ที่มา : http://static.ddmcdn.com/gif/rainbow-raindrop.jpg |
ดังนั้นเมื่อแสงขาวซึ่งประกอบด้วยแสงหลายสี (หลายความยาวคลื่น) เดินทางผ่านเข้าไปในละอองหยดน้ำ แสงขาวจะเกิดการหักเห แต่แสงแต่ละสีจะมีค่าดัชนีหักเหไม่เท่ากันจึงเกิดปรากฎการณ์การกระจายของแสง (Dispersion) ก่อให้เกิดเป็นรุ้งกินน้ำ
จากความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่นกับดัชนี้หักเห ส่งผลให้ดัชนีหักเหของแสงสีม่วงมีค่ามากกว่าสีแดง (ในหยดน้ำนี้แสงสีม่วง n=1.343, แสงสีแดง n=1.331) ทำให้สีม่วงมีมุมหักเหที่มากกว่าสีแดง ส่งผลให้มองเห็นสีแดงอยู่ด้านบนและเห็นสีม่วงอยู่ด้านล่างของรุ้งกินน้ำนั่นเอง
ที่มา : http://patarnott.com/atms749/pdf/MultipleRainbowsSingleDrops.pdf
ลองคิดสักนิด ?
ในเมื่อทราบกันแล้วนะครับว่าแสงแต่ละสี (แต่ละความยาวคลื่น) จะมีค่าดัชนีหักเหที่แตกต่างกันในตัวกลางเดียวกัน คำถามคือ
ถ้าแสงขาวนี้ผ่านเลนส์เดี่ยวในกล้องถ่ายรูป ภาพที่ถ่ายออกมาจะมีลักษณะอย่างไร ทำไมจึงเป็นเช่นนั้น
>>> ติดตามผลเฉลยตอนต่อไปนะครับ
สมัครสมาชิก:
บทความ (Atom)