หนวยท หนวยท 77 การเลยวเบนและโพลาไรเซชนการเลยวเบนและโพลาไรเซชน

ตอนท ตอนท 77..11 การเลยวเบนการเลยวเบน การเลยวเบนจากชองเลกยาวเดยว

การเลยวเบนผานชองกลม

การเลยวเบนเนองจากชองเลกยาวสองชอง

เกรตตงเลยวเบน

โ การเลยวเบนของรงสเอกซโดยผลก

ตอนท ตอนท 77..22 โพลาไรเซชนโพลาไรเซชนโ ไ โ โพลาไรเซชนโดยการเลอกดดกลน

โพลาไรเซชนโดยการสะทอน

โ ไ โ โพลาไรเซชนโดยการหกเหสองแนว

โพลาไรเซชนโดยการกระเจง

Acknowledgement: อ.ดร.วรวฒน มวาสนา และ ผศ.ดร. รตกร ยมนรญ หรบเอกสารการสอน

105102 105102 ฟสกส ฟสกส 22105102 105102 ฟสกส ฟสกส 22

กลมท กลมท 11

หองเรยน หองเรยน BB31013101

อาจารยผสอน อาจารยผสอน รศรศ..ดรดร..สนต แมนสนต แมนศรศร

ตดตอทาง ตดตอทาง email: email: santimaensiri@g.sut.ac.thsantimaensiri@g.sut.ac.th

ฟ ฟ หองทางานหองทางาน:: SCSC--GG05 05 สาขาวชาฟสกส สาขาวชาฟสกส ((ตกตก CC))

เอกสารอางอง

(1) J W Jewett Jr and R A Serway Physics for scientist(1) J. W. Jewett, Jr. and R. A. Serway, Physics for scientist and engineers with modern physics, 7th Ed., Brook/Cole, Singapore, 2008.

(2) R. A. Serway, Physics for scientist and engineers with modern physics 6th Ed Brook/Cole Singapore 2004modern physics, 6th Ed., Brook/Cole, Singapore, 2004.

(3) ฟ 2 C C h i T t(3) ฟสกส 2: Course Comprehensive Text, สาขาวชาฟสกส สานกวชาวทยาศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร 2549มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร, 2549

33Acknowledgement: อ.ดร.วรวฒน มวาสนา และ ผศ.ดร. รตกร ยมนรญ หรบเอกสารการสอน

การเลยวเบน

แสงทมความยาวคลนแสงทมความยาวคลนใกลเคยงใกลเคยงหรอหรอมากกวามากกวาความกวางความกวางของสของสลตลต

เดยวเมอเดยวเมอผานสผานสลตจะแผกระจายไปขางหนาในทกทศทางลตจะแผกระจายไปขางหนาในทกทศทาง

ปรากฏการณนเรยกวา ปรากฏการณนเรยกวา ““การเลยวเบน การเลยวเบน (diffraction)(diffraction)””ปรากฏการณนเรยกวา ปรากฏการณนเรยกวา การเลยวเบน การเลยวเบน (diffraction)(diffraction)

แสงแผไปยงชองแคบทควบคมแสงแผไปยงชองแคบทควบคมโดยสลตโดยสลตไปยงบรเวณเงามดไดถาแสงไปยงบรเวณเงามดไดถาแสง

เดนทางเปนเสนตรงเดนทางเปนเสนตรง

การเลยวเบน การเลยวเบน กคอ การโคงของคลนรอบสงกดขวางหรอผานชองเปดกคอ การโคงของคลนรอบสงกดขวางหรอผานชองเปดการเลยวเบน การเลยวเบน กคอ การโคงของคลนรอบสงกดขวางหรอผานชองเปดกคอ การโคงของคลนรอบสงกดขวางหรอผานชองเปด

การเลยวเบน

oo จากหลกของ จากหลกของ Huygens’s (Huygens’s principle) Huygens’s (Huygens’s principle)

คลนจะแผออกคลนจะแผออกจากสจากสลต การกระจายตวของแสงลต การกระจายตวของแสง

จากเสนเรมตนนเรยกวา จากเสนเรมตนนเรยกวา การเลยวเบนของแสงการเลยวเบนของแสง

(diffraction)

แสงทมความยาวคลนแสงทมความยาวคลนใกลเคยงใกลเคยงหรอหรอมากกวามากกวา

ความกวางความกวางของสของสลตเดยวเมอลตเดยวเมอผานสผานสลตจะแผลตจะแผความกวางความกวางของสของสลตเดยวเมอลตเดยวเมอผานสผานสลตจะแผลตจะแผ

กระจายไปขางหนาในทกทศทาง ปรากฏการณนกระจายไปขางหนาในทกทศทาง ปรากฏการณน

เรยกวา เรยกวา ““การเลยวเบน การเลยวเบน (diffraction)(diffraction)””เรยกวา เรยกวา การเลยวเบน การเลยวเบน (diffraction)(diffraction)

หรอ หรอ การเลยวเบน การเลยวเบน กคอ การโคงของคลนกคอ การโคงของคลน

รอบสงกดขวางหรอผานชองเปด นนเองรอบสงกดขวางหรอผานชองเปด นนเองรอบสงกดขวางหรอผานชองเปด นนเองรอบสงกดขวางหรอผานชองเปด นนเอง

ลวดลาย(รปแบบ)การเลยวเบน

สลตสลตเดยวทอยระหวางแหลงกาเนดทอยไกลกบฉากทาใหเกดเดยวทอยระหวางแหลงกาเนดทอยไกลกบฉากทาใหเกดสลตสลตเดยวทอยระหวางแหลงกาเนดทอยไกลกบฉากทาใหเกดเดยวทอยระหวางแหลงกาเนดทอยไกลกบฉากทาใหเกด

ลวดลายการเลยวเบน ลวดลายการเลยวเบน (diffraction pattern)(diffraction pattern)

ถาลวดลายกวาง แถบตรงกลางเขมถาลวดลายกวาง แถบตรงกลางเขม เรยกวา เรยกวา แถบสวางตรงแถบสวางตรง

กลางกลาง ((central maximum)central maximum)กลางกลาง ((central maximum)central maximum)

แถบกลางจะมแถบสวางถดมาทงสองดานทแคปกวาเปนชดแถบกลางจะมแถบสวางถดมาทงสองดานทแคปกวาเปนชด

เรยกวา เรยกวา แถบสวางทตยภมแถบสวางทตยภม ((side side maximamaxima หรอหรอ secondary secondary

maxima)maxima)

แถบกลางจะมแถบมดถดมาทงสองดานเปนชดเชนเดยวกนแถบกลางจะมแถบมดถดมาทงสองดานเปนชดเชนเดยวกน

แถบมดแถบมด (( i i ) i i ) เรยกวา เรยกวา แถบมดแถบมด ((minima) minima)

ลวดลายการเลยวของสลตเดยว

ลวดลายหรอรปแบบการลวดลายหรอรปแบบการ

เลยวเบนประกอบดวยเลยวเบนประกอบดวย

ตาแหนงตาแหนงแถบสวางตรงกลางแถบสวางตรงกลาง

(central maximum)(central maximum) และชดและชด(central maximum) (central maximum) และชดและชด

ของของแถบสวางทตยภมแถบสวางทตยภม

(secondary maxima) (secondary maxima) และและ

แถบมดแถบมด (minima)(minima)

ลวดลายแบบนคลายกบกรณลวดลายแบบนคลายกบกรณ

สสลวดลายการแทรกสอดลวดลายการแทรกสอด

การเลยวเบนเมอแสงผานขอบของวตถ

รปแสดงครงบนของลวดลายการเลยวเบนทเกดจากแสงจากแหลงกาเนดรปแสดงครงบนของลวดลายการเลยวเบนทเกดจากแสงจากแหลงกาเนดรปแสดงครงบนของลวดลายการเลยวเบนทเกดจากแสงจากแหลงกาเนดรปแสดงครงบนของลวดลายการเลยวเบนทเกดจากแสงจากแหลงกาเนดเดยวผานไปยงขอบของวตถทบแสงเดยวผานไปยงขอบของวตถทบแสง

การเลยวเบนเมอแสงผานเหรยญบาท

Geometric optics would Geometric optics would predict a dark spot in the predict a dark spot in the centercenterWave theory predicts the Wave theory predicts the presence of the center spotpresence of the center spotpresence of the center spotpresence of the center spotThere is a bright spot at the There is a bright spot at the centercentercentercenter

Confirms wave theoryConfirms wave theoryThe circular fringes extend The circular fringes extend outward from the shadow’s outward from the shadow’s edgeedge

การเลยวเบนจากชองเลกยาวเดยว

พจารณาเมอฉากอยหางจากสลตมากๆ หรอทเรยกวา

Fraunhofer diffraction pattern

sin2 2a λθ = ±

λ

2 สวน

sin4 2a λθ = ± 4 สวน

เงอนไขสาหรบการแทรกสอดแบบ

หกลางสาหรบสลตเดยว

o แถบสวางกลางจะมขนาดใหญ แถบสวางทอยถดไปจะมความเขมนอยกวามาก

และสลบดวยแถบมด

o ตาแหนงของแถบสวางจะอยประมาณตรงกลางระหวางแถบมดทอยตดกน

o แถบสวางกลางจะมขนาดประมาณ 2 เทาของแถบสวางอนๆ

การเลยวเบนจะยงมคามากขนถาขนาดของชองมคานอย

กวาความยาวคลนมากๆ

a

a<<λ

(a)

a≈λ

(b)

a>>λ

(c)(a) (b) (c)

(d) (e)

Active Figure 38.4Use the active figure to adjust the slit width and the wavelength of the lightthe wavelength of the lightObserve the effect on the diffraction pattern

In this animation light enters asingle slit from the left anddiffracts as it propagatesdiffracts as it propagatestoward the screen. Theobserving screen is actuallymuch farther from the slit thanis shown here. The patternformed on the screen consistsof a central bright fringeflanked by much weakermaxima alternating with darkfringes. This is called a

f ff

PLAY ACTIVE FIGURE

Fraunhofer diffraction pattern.

ตวอยาง 1 แสงความยาวคลน 600 นาโนเมตร สองผานชองเลก

ยาวความกวาง 0.1 มลลเมตร จงหา

(a) มมของตาแหนงมดแรก

(b) ตาแหนงมดทสองอยหางจากจดกงกลางรวสวางกลางเทาไร

กาหนดใหชองเลกยาวและฉากหางกน 3 เมตร กาหนดใหชองเลกยาวและฉากหางกน 3 เมตร

sin λ=θ

73 (6 10 m) 6 10

−−×

= = ×a

sin 1 =θ 4 6 10 (1 10 m)−= = ×

×31 0.34 )10 (6sin 31

1 =×=θ −− องศา

y Ly tan sin =θ≈θ 2 m =เนองจาก สาหรบ

2LsinLy 2λ

=θ= )10m)(2)(6(3 3−××=a

2L sin L y 2θ )10 m)(2)(6 (3 ××

3.6 = เซนตเมตร

ตวอยาง 2 แสงสเขยวความยาวคลน 500 nm ตกกระทบชองเปดเลกยาวกวาง

ไป โ a ไปเกดรวการเลยวเบนบนฉากระยะ 2 m โดยแถบมดทสองอยหางจากจด

กงกลางเปนระยะ 1 cm จงหาความกวางของชองเปดน

sina mθ λ=sin 2a θ λ=2sin 2a θ λ=

22sinaλθ =

มมทเกดแถบมดท 2 นอยกวา 4° ประมาณเปนมมเลกๆ ได

a

2sin tan yL

θ θ» =

2

2 0.2 mmLayλ= =22 y

a Lλ =

ตวอยาง 3 แสงความยาวคลน λ1 และ λ2 ผานชองเลกยาวชองหนง จาก

λ ลวดลายการเลยวเบนพบวาตาแหนงมดท 1 ของแสง λ1 ตรงกบตาแหนงมดท

2 ของแสง λ2 จงหาความสมพนธของ λ1 และ λ2

1sina θ λ=

2sin 2a θ λ=λ1

2

12λλ

=

2λ λ1 22λ λ=

ความเขมของลวดลายการเลยวเบนจากชองเลกยาวเดยว

ผลรวมของสวนยอยไดสวนของเสนโคงยาว E0

รศม R กวาดเปนมม B

( ) 2/sinsin⎥⎤

⎢⎡ λθπaIIความเขมแสงของการ ( )

max /sin ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=λθπa

IIความเขมแสงของการ

เลยวเบนจากสลตเดยว

Minima

ความเขมของลวดลายการเลยวเบนจากชองเลกยาวเดยว

( ) 2⎤⎡ความเขมแสงสวนมากรวมอยทความเขมแสงสวนมากรวมอยท central maximumcentral maximum

กราฟแสดงกราฟแสดง light intensity vs. (light intensity vs. (ππ //λλ) a sin ) a sin θθ

( ) 2

max /sin/sinsin

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=λθπλθπ

aaII

ตวอยาง 4 จงหาอตราสวนระหวางความเขมของแถบสวางทตยภม (secondary

ปmaxima) อนดบท 1 และ 2 ตอความเขมของแถบสวางตรงกลางจากรป

การเกดแถบสวางทตยภมจะเกดระหวางรวมดสองรว

ทตดกน จงจะใชคาประมาณวา รวสวางทตยภมทตดกน จงจะใชคาประมาณวา รวสวางทตยภม

เกด ณ ตาแหนงกงกลางรวมดทตดกน จากสมการ

จะเหนวาแถบสวางทตยภมเกดเมอ เทากบจะเหนวาแถบสวางทตยภมเกดเมอ เทากบ

กาลงแยกของชองเลกยาวเดยว

กาลงแยก กาลงแยก ((resolutionresolution) ) เปนประสทธภาพของอปกรณทางเปนประสทธภาพของอปกรณทางทศนทศนศาสตรทศาสตรท

สามารถแยกภาพของวตถ สามารถแยกภาพของวตถ 22 ชนดทอยตดกนออกจากกนไดชนดทอยตดกนออกจากกนไดสามารถแยกภาพของวตถ สามารถแยกภาพของวตถ 22 ชนดทอยตดกนออกจากกนไดชนดทอยตดกนออกจากกนได

เกณฑของเกณฑของเรยเรยล ล (Rayleigh’s criterion)(Rayleigh’s criterion) ““วตถจะแยกชดไดพอดถาจดกลางวตถจะแยกชดไดพอดถาจดกลาง

ของลวดลายการเลยวเบนหนงซอนทบกบตาแหนงตาสดแรกของอกอนหนงของลวดลายการเลยวเบนหนงซอนทบกบตาแหนงตาสดแรกของอกอนหนง’”’”

ไ ไ ไ แยกได แยกไมได

การเลยวเบนผานชองกลม

Well Resolved Just Resolved

Unresolvedo การเลยวเบนผานชองกลม

มลกษณะเปนรววงกลมสวางWell Resolved Just Resolved

ตรงกลาง แลวลอมรอบดวยวง

มดและวงสวางสลบกนไป

i 1 22θ λ

เงอนไขวงมด

sin 1.22D mθ λ=

1.22i λθ

λ

sinD

θ =

D คอ เสนผานศนยกลาง

ชองกลม Dλθ 22.1min =มมจากดของการแยก

สาหรบชองกลม

Resolution, ExampleResolution, Example

Pluto and its moon, Pluto and its moon, CharonCharonLeft: EarthLeft: Earth--based telescope is blurredbased telescope is blurredRight: Hubble Space Telescope clearly resolves the Right: Hubble Space Telescope clearly resolves the g p p yg p p ytwo objectstwo objects

ตวอยาง 5 ในการทดลองการเลยวเบนฟราวนโฮเฟอรผานชองกลม นกทดลองได

ใ ไป ใชแสงความยาวคลน 500 nm สองผานชองกลมเสนผานศนยกลาง D ไปเกด

ลวดลายการเลยวเบนทฉากซงหางออกไป 2 เมตร พบวาเสนผานศนยกลางวงมด

ใ ป วงแรกมคาเทากบ 2.44 cm ใหหาเสนผานศนยกลาง D ของชองเปดดงกลาว

i 1 22D θ λ 1rθsin 1.22D mθ λ=

1.22sin λθ =

1tan rL

θ =

21 1.22 10t 0 35θ

-- ´ °sin

Dθ = 1tan 0.35

2θ -= = °

มมทเกดวงมดวงแรกนอยกวา 4° ประมาณเปนมมเลกๆ ได

11.22tan rD Lλθ = = 1.22 0.1 mmLD

rλ= =

D L 1r

ความเขมของลวดลายการเลยวเบนเนองจากชองเลกยาวสองชอง

( ) 22 /sinsinsincos ⎥

⎤⎢⎡⎟⎞

⎜⎛=

λθπθπ adIIเปนการรวมผลจากทงการ

max /sincos ⎥⎦⎢⎣

⎟⎠

⎜⎝

=λθπλ a

IIเลยวเบนและการแทรกสอด

การเลยวเบน

การแทรกสอด

รปแบบการเลยวเบนของสลตค: แถบสวาง และแถบมด

ตาแหนงทแถบมดเนองจากการเลยวเบน ทบกบแถบสวางทเกด

จากการแทรกสอด:

s i n s i n

d θ m λ d ma θ λ a

= → =

เงอนไขสาหรบการแทรกสอดแถบสวางอนแรกเงอนไขสาหรบการแทรกสอดแถบสวางอนแรก

d sin θ = d sin θ = mλmλเงอนไขสาหรบการเลยวเบนแถบมดอนแรกเงอนไขสาหรบการเลยวเบนแถบมดอนแรกเงอนไขสาหรบการเลยวเบนแถบมดอนแรกเงอนไขสาหรบการเลยวเบนแถบมดอนแรก

a sin θ = λa sin θ = λ

ตาแหนงทแถบมดเนองจากการเลยวเบน ทบกบแถบสวางทเกดจากการแทรกสอด

md=

a

แถบสวางแรกทเกดจากการ

เลยวเบนบรรจแถบสวางทเกดจาก

การแทรกสอดได 6 แถบพอด

Active Figure Active Figure 3838..77

Use the active figure to Use the active figure to adjust adjust

The slit widthThe slit widthThe slit separationThe slit separationThe wavelength of the lightThe wavelength of the light

Observe the effect on the Observe the effect on the i t f tti t f ttinterference pattern interference pattern

PLAYPLAYACTIVE FIGURE

This animation shows the combined effects of two-slit and single-slit interference. Notice how the diffraction pattern acts

' l ' d t l th i t it f th l las an 'envelope' and controls the intensity of the regularly spaced interference maxima.

ตวอยาง 6 จงหาอตราสวนระหวางระยะหางของสลตค a ตอความกวางของสลต

b ททาใหแถบสวางทเกดจากการเลยวเบนบรรจแถบสวางทเกดจากการแทรกb ททาใหแถบสวางทเกดจากการเลยวเบนบรรจแถบสวางทเกดจากการแทรก

สอดได 7 แถบพอด

sin 1b mθ λ λ= =แถบสวางกลางทเกดจากการเลยงเบนเนองจากสลตกวาง b

ภายในบรรจแถบสวาง 7 แถบ ทเกดจากการแทรกสอด เนองจากสลตหางกน a

ดงนนแถบแรกจากการเลยวเบน ตรงกบแถบมดอนดบ 4 จากการแทรกสอดดงนนแถบแรกจากการเลยวเบน ตรงกบแถบมดอนดบ 4 จากการแทรกสอด

λλλθ29)

214()

21(sin =+=+= ma

21-1-2 b sin θλ

222

λ

9a0 1-2 -1 765432-5 -4 -3-7 -6 a sin θ

λ2

=b

เกรตตงเลยวเบน

เกรตเกรตตงเลยวเบนประกอบดวยตงเลยวเบนประกอบดวย

ชองเลกยาวจานวนมากขนานกนชองเลกยาวจานวนมากขนานกน

แตละชองมระยะหางเทากนแตละชองมระยะหางเทากน

ความเขมของลวดลายการความเขมของลวดลายการ

เลยวเบนทปรากฏบนฉากจะเปนเลยวเบนทปรากฏบนฉากจะเปนเลยวเบนทปรากฏบนฉากจะเปนเลยวเบนทปรากฏบนฉากจะเปน

ผลทเกดขนจากทงการแทรกสอดผลทเกดขนจากทงการแทรกสอด

และการเลยวเบนและการเลยวเบน

เกรตเกรตตงมทงแบบใหแสงสองผาน ตงมทงแบบใหแสงสองผาน

และแบบใหแสงสะทอนออกและแบบใหแสงสะทอนออก

เงอนไขสาหรบตาแหนงความเขมสงสดสาหรบเกรตตง

เงอนไขสาหรบแถบสวางเงอนไขสาหรบแถบสวาง คอคอ

dd sin sin θθbrightbright = = mλmλm = m = 00, , ±±11, , ±±22, …, …

mm คอเลขอนดบของคอเลขอนดบของ

รปแบบการเลยวเบนรปแบบการเลยวเบนรปแบบการเลยวเบนรปแบบการเลยวเบน

ถารงสตกกระทบรวมหลายถารงสตกกระทบรวมหลาย

ความยาวคลนความยาวคลน แตละความแตละความ

ยาวคลนจะกระจายออกยาวคลนจะกระจายออก

ดวยมมเฉพาะดวยมมเฉพาะ

Active Figure Active Figure 3838..1313

Use the active figure to Use the active figure to choose the number of slitschoose the number of slitsSee the effect on the See the effect on the interference patterninterference pattern

This animation shows the intensity distribution for a diffraction grating obtaineddiffraction grating obtained with the use of a monochromatic source. Note the sharpness of the principal maxima as the number of slits increasesnumber of slits increases. This is in contrast to the broad bright fringes

PLAYACTIVE FIGURE

characteristic of the two-slit interference pattern.

ตวอยาง 7 แสงความยาวคลน 632.8 nm ตกกระทบเกรตตงเลยวเบน

6000 1 จานวน 6000 ชองตอเซนตเมตร จงหามมทจะพบแถบสวางอนดบท 1

และ 2

หาความกวางของชอง1dN

=N

แถบสวางอนดบ 3 อยทตาแหนงใด

แถบสวางอนดบ 3 จะมองไมเกด เนองจากคา sin เกน 1

มความจขอมลถง 25 GB ตอชนมความจขอมลถง 25 GB ตอชน

ใชแสงทมความยาวคลน 405 nm

ซงมากกวาแผน DVD ประมาณ 5 เทาซงมากกวาแผน DVD ประมาณ 5 เทา

ซงมความจประมาณ 5 GB ตอชน

ใชแสงทมความยาวคลน 780 ใชแสงทมความยาวคลน 780 nm

http://en.wikipedia.org/wiki/Blu-ray_Disc

กาลงแยกของเกรตตงเลยวเบน

ถามคลนทความยาวคลน มคาใกลเคยงกน คาความแตกตางถามคลนทความยาวคลน มคาใกลเคยงกน คาความแตกตางถามคลนทความยาวคลน มคาใกลเคยงกน คาความแตกตางถามคลนทความยาวคลน มคาใกลเคยงกน คาความแตกตาง

ความยาวคลนนอยทสดทความยาวคลนนอยทสดทเกรตเกรตตงจะแยกไดหรอเปนขดจากดตงจะแยกไดหรอเปนขดจากด

การแยกการแยก

คากาลงแยก อาจเขยนในรปของเลขอนดบ คากาลงแยก อาจเขยนในรปของเลขอนดบ m m และจานวนชอง และจานวนชอง

N N ของของเกรตเกรตตง ตง

ตวอยาง 8 เมออะตอมของธาตทอยในสถานะกาซเกดการกระตนทอณหภมสง จะ

ปลอยแสงทมคาความยาวคลนเฉพาะคาออกมา เปนลกษณะสเปกตรมเฉพาะของแต

ละธาต ซงธาตโซเดยมจะใหแสงทมความยาวคลน 589.00 nm และ 589.59 nm

a ) จะตองเลอกเกรตตงใหมคากาลงแยกอยางนอยเทาใดเพอแยกแยะแสงสองความ

ยาวคลนน

b ) ถาจะแยกแสงสองความยาวคลนนทแถบสวางอนดบ 2 จะตองใชเกรตตงทมอยาง

นอยกชอง

สเปกโตมเตอรเกรตตง (Grating Spectrometer)

ใช ใช เมอลาแสงตกกระทบเมอลาแสงตกกระทบเกรตเกรตตง แสงเลยวเบนออกจากตง แสงเลยวเบนออกจากเกรตเกรตตงและใชกลองตงและใชกลองเทเลสโคปเทเลสโคปดดภาพสเปตรมภาพสเปตรมทเกดขนทเกดขน

ส ส ไ โ ส ส ไ โ สามารถคานวณหาคาความยาวคลนแสงไดโดยการวดมมเบยงเบนของสามารถคานวณหาคาความยาวคลนแสงไดโดยการวดมมเบยงเบนของตาแหนงสงสดทลาดบตางๆ และคานวณ ตาแหนงสงสดทลาดบตางๆ และคานวณ λλ จากสมการจากสมการ

Active Figure Active Figure 3838..1515

Use the active figure to operate Use the active figure to operate

the spectrometerthe spectrometer

Observe constructive Observe constructive

interference for various interference for various

wavelengthswavelengthswavelengthswavelengthsPLAY

ACTIVE FIGURE

A diffraction grating spectrometer like the one shown in this animation isused to measure angles in a diffraction pattern. The light to be analyzedg p g ypasses through a slit, and a collimated beam of light is incident on thegrating. The diffracted light leaves the grating at angles that satisfy,

and a telescope is used to view the image of the slit.and a telescope is used to view the image of the slit.The wavelength can be determined by measuring the precise angles atwhich the images of the slit appear for the various orders.

การเลยวเบนของรงสเอกซโดยผลก

กฎของแบรกก (Bragg’s law):

...,3,2,1 sin2 == mmd λθ

ผลก NaCl

Laue Pattern for Beryl Laue Pattern for Rubisco

โพลาไรเซชน (Polarization)

โพลาไรเซชนโดยการเลอกดดกลนโพลาไรเซชนโดยการเลอกดดกลนโพลาไรเซชนโดยการเลอกดดกลนโพลาไรเซชนโดยการเลอกดดกลน

โพลาไรเซชนโดยการสะทอนโพลาไรเซชนโดยการสะทอน

โพลาไรเซชนโดยการหกเหสองแนวโพลาไรเซชนโดยการหกเหสองแนว

โ ไ โ โ ไ โ โพลาไรเซชนโดยการกระเจงโพลาไรเซชนโดยการกระเจง

การประยกตแสงโพลาไรเซชนการประยกตแสงโพลาไรเซชนการประยกตแสงโพลาไรเซชนการประยกตแสงโพลาไรเซชน

การแกวงกวดของสนามไฟฟาในคลนแสง

แสงโพลาไรซ

แสงไมโพลาไรซทศทางของการโพลาไรเซชนทศทางของการโพลาไรเซชนของคลนแตละอน คอทางของคลนแตละอน คอทางเดยวกบทสนามไฟฟาสน ในเดยวกบทสนามไฟฟาสน ในภาพนทศทางของการโพลาไรภาพนทศทางของการโพลาไร

แสงไมโพลาแสงไมโพลาไรตไรตประกอบดวยแสงประกอบดวยแสงโพโพไ ไ ช ป ช ป ภาพนทศทางของการโพลาไรภาพนทศทางของการโพลาไร

เซชนอยในแนวแกน เซชนอยในแนวแกน yyลาลาไรตไรตเชงเสนสององคประกอบทตงเชงเสนสององคประกอบทตงฉากกนฉากกน

โพลาไรเซชนโดยการเลอกดดกลน

แผนโพลารอยด

2II θ2max cosII =Malus’s law

Active Figure Active Figure 3838..2626

Use the active figure to rotate the Use the active figure to rotate the analyzer and Observe analyzer and Observe the effect on the transmitted lightthe effect on the transmitted light

o In this animation an unpolarized light beam is incidentunpolarized light beam is incident on a first polarizing sheet, called the polarizer. A second polarizing sheet called the analyzersheet, called the analyzer, intercepts the transmitted beam. The intensity of light transmitted th h t l i d dthrough two polarizers depends on the relative orientation of their transmission axes. o Use the animation to explore the relationships between transmitted light intensity and the

PLAY ACTIVE FIGURE

g yorientation of the two polarizers.

ความเขมของคลนทโพลาไรซ

ความเขมของแสงโพลาไรซททะลผานตววเคราะหความเขมของแสงโพลาไรซททะลผานตววเคราะห

θ2cosII =

• I0 คอ ความเขมของแสงโพลาไรซทตกกระทบตอตววเคราะห

θmax cosII =

• θ คอ มมระหวางแกนการสงผานของโพลารอยดทงสอง

• ความเขมจะมคาสงสดเมอแกนของการสงผานขนานกนและเปนศนย

เมอแกนตงฉากกน

• รปขางลางเปนรปของโพลารอยดทมแกนของการสงผานทามม 0,

45, 90 องศา

ตวอยาง 9 แสงไมโพลาไรซความเขม I0 สองผานแผนโพลารอยด 2 แผนดงภาพ

โ ป โดยหลงจากทผานแผนท 1 มความเขมของแสงเปน I1 ถาแกนสงผานของแผนท 2

ทามม 45° กบแผนท 1 ความเขมแสงทสองผานแผนท 2 มคาเทาใด

โ ไ โ ใ ป ถาสมมตวาแผนโพลารอยดสามารถสงผานแสงไดโดยสมบรณ ใหเปรยบเทยบ

ความเขมแสง I1 กบ I0

22 1 cosI I

Iθ=

1

2I=

0II = 01 2

I =

โพลาไรเซชนโดยการสะทอน

http://www.polaroideyewear.com/polarization_driving.html

http://www.hoyafilter.com/products/hoya/index.html

คาคา Indices of RefractionIndices of Refraction

Optical Stress AnalysisOptical Stress Analysis

Some materials become Some materials become birefringentbirefringent when stressedwhen stressed

When a material is stressed a series of light and dark bands is observedWhen a material is stressed a series of light and dark bands is observedWhen a material is stressed, a series of light and dark bands is observedWhen a material is stressed, a series of light and dark bands is observed

The light bands correspond to areas of greatest stressThe light bands correspond to areas of greatest stress

Optical stress analysis uses plastic models to test for regions of potential Optical stress analysis uses plastic models to test for regions of potential

weaknessesweaknesses

โพลาไรเซชนโดยการกระเจง

เมอแสงตกกระทบอนภาคขนาดเลกจะเกดการกระเจง อนภาคเหลานจะม

ขนาดเลกเมอเทยบกบความยาวคลนแสง

การกระเจงทาใหแสงทกระเจงเปนแสงโพลาไรซเชงเสนได

โพลาไรเซชนโดยการกระเจง

ใ โ ป ไป โใ โ ป ไป โในชนบรรยากาศของโลก ประกอบไปดวย โมเลกลของในชนบรรยากาศของโลก ประกอบไปดวย โมเลกลของออกซเจน ออกซเจน OO22 และไนโตรเจน และไนโตรเจน NN22 ซงขนาดของโมเลกลจะซงขนาดของโมเลกลจะ

22 22

กระเจงแสงความยาวคลนสนไดด กระเจงแสงความยาวคลนสนไดด ((สนาเงนสนาเงน))

ในเวลากลางวนทดวงอาทตยสงจากขอบฟา ทองฟาเปนในเวลากลางวนทดวงอาทตยสงจากขอบฟา ทองฟาเปนในเวลากลางวนทดวงอาทตยสงจากขอบฟา ทองฟาเปนในเวลากลางวนทดวงอาทตยสงจากขอบฟา ทองฟาเปนสนาเงนเนองจากการกระเจงของกลมแสงสนาเงนสนาเงนเนองจากการกระเจงของกลมแสงสนาเงน

ในเวลาเชาและเยนแสงเดนทางผานบรรยากาศเปนในเวลาเชาและเยนแสงเดนทางผานบรรยากาศเปนระยะไกลกวาในเวลากลางวน แสงสฟาสวนใหญจะระยะไกลกวาในเวลากลางวน แสงสฟาสวนใหญจะระยะไกลกวาในเวลากลางวน แสงสฟาสวนใหญจะระยะไกลกวาในเวลากลางวน แสงสฟาสวนใหญจะกระเจงออกไป จงเหลอแตแสงสแดง หรอแดงปนเหลองกระเจงออกไป จงเหลอแตแสงสแดง หรอแดงปนเหลอง