แสง
แสง (อังกฤษ: light) เป็นการแผ่อนุภาโฟตอนที่เรียงตัวเป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในบางส่วนของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า คำนี้ปกติหมายถึง แสงที่มองเห็นได้ ซึ่งตามนุษย์มองเห็นได้และทำให้เกิดสัมผัสการรับรู้ภาพ[1] แสงที่มองเห็นได้ปกตินิยามว่ามีความยาวคลื่นอยู่ในช่วง 400–700 นาโนเมตร ระหว่างอินฟราเรด (ที่มีความยาวคลื่นมากกว่าและมีคลื่นกว้างกว่านี้) และอัลตราไวโอเล็ต (ที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่าและมีคลื่นแคบกว่านี้)[2][3] ความยาวคลื่นนี้หมายถึงความถี่ช่วงประมาณ 430–750 เทระเฮิรตซ์
แสงที่โอนถ่ายความร้อนหรือแผ่รังสีความร้อนคือแสงที่เกิดจาก รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในทุกความยาวคลื่น ไม่ว่ามองเห็นได้หรือไม่[4][5] ในความหมายนี้ รังสีแกมมา รังสีเอ็กซ์ ไมโครเวฟและคลื่นวิทยุก็เป็นแสงด้วย เช่นเดียวกับแสงทุกชนิด คุณสมบัติปฐมภูมิของแสงที่มองเห็นได้ คือ ความเข้ม ทิศทางการแผ่ สเปกตรัมความถี่หรือความยาวคลื่น และโพลาไรเซชัน (polarization) ส่วนความเร็วในสุญญากาศของแสง 299,792,458 เมตรต่อวินาที เป็นค่าคงตัวมูลฐานหนึ่งของธรรมชาติ[6]
ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งกำเนิดแสงหลักบนโลก แสงอาทิตย์ให้พลังงานซึ่งพืชสีเขียวใช้ผลิตน้ำตาลเป็นส่วนใหญ่ในรูปของแป้ง ซึ่งปลดปล่อยพลังงานแก่สิ่งมีชีวิตที่ย่อยมัน กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงนี้ให้พลังงานแทบทั้งหมดที่สิ่งมีชีวิตใช้ ในอดีต แหล่งสำคัญของแสงอีกแหล่งหนึ่งสำหรับมนุษย์คือไฟ ตั้งแต่แคมป์ไฟโบราณจนถึงตะเกียงเคโรซีนสมัยใหม่ ด้วยการพัฒนาหลอดไฟฟ้าและระบบพลังงาน การให้แสงสว่างด้วยไฟฟ้าได้แทนแสงไฟ สัตว์บางชนิดผลิตแสงไฟของมันเอง เป็นกระบวนการที่เรียกว่า การเรืองแสงทางชีวภาพ
อนุภาคโฟตอนมีขนาดที่เล็กมาทำให้แสงที่อนุภาคโฟตอนน้อยมองไม่ชัดหรือไม่เห็นแสง ซึ่งแสงสีขาวที่มีความถี่สูงจะมีอนุภาคโฟตอนที่หนาแน่น เพราะเหตุผลนี้แสงสีขาวที่ผ่านปริซึ่มจึงเรียงตัวเป็นคลื่นที่ต่างกัน
สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าและแสงที่เห็นได้แก้ไข
แสงคือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่อยู่ในช่วงสเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่สามารถมองเห็นได้ คือ อยู่ในย่านความถี่ 380 THz (3.8×1014 เฮิรตซ์) ถึง 789 THz (7.5×1014 เฮิรตซ์) จากความสัมพันธ์ระหว่าง ความเร็ว ( ) ความถี่ ( หรือ ) และ ความยาวคลื่น ( ) ของแสง:
และความเร็วของแสงในสุญญากาศมีค่าคงที่ ดังนั้นเราจึงสามารถแยกแยะแสงโดยใช้ตามความยาวคลื่นได้ โดยแสงที่เรามองเห็นได้ข้างต้นนั้นจะมีความยาวคลื่นอยู่ในช่วง 400 นาโนเมตร (ย่อ 'nm') และ 800 nm (ในสุญญากาศ)
การมองเห็นของมนุษย์นั้นเป็นผลมาจากภาวะอนุภาคของแสงโดยเฉพาะ เกิดจากการที่ก้อนพลังงาน (อนุภาคโฟตอน) แสง ไปกระตุ้น เซลล์รูปแท่งในจอตา (rod cell) และ เซลล์รูปกรวยในจอตา (cone cell) ที่จอตา (retina) ให้ทำการสร้างสัญญาณไฟฟ้าบนเส้นประสาท และส่งผ่านเส้นประสาทตาไปยังสมอง ทำให้เกิดการรับรู้มองเห็น
อัตราเร็วแก้ไข
นักฟิสิกส์หลายคนได้พยายามทำการวัดความเร็วของแสง การวัดแรกสุดที่มีความแม่นยำนั้นเป็นการวัดของ นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก Ole Rømer ในปี ค.ศ. 1676 เขาได้ทำการคำนวณจากการสังเกตการเคลื่อนที่ของดาวพฤหัสบดี และ ดวงจันทร์ไอโอ ของดาวพฤหัสบดี โดยใช้กล้องดูดาว เขาได้สังเกตความแตกต่างของช่วงการมองเห็นรอบของการโคจรของดวงจันทร์ไอโอ และได้คำนวณค่าความเร็วแสง 227,000 กิโลเมตรต่อวินาที
การวัดความเร็วของแสงบนโลกนั้นกระทำสำเร็จเป็นครั้งแรกโดย Hippolyte Fizeau ในปี ค.ศ. 1849 เขาทำการทดลองโดยส่องลำของแสงไปยังกระจกเงาซึ่งอยู่ห่างออกไปหลายพันเมตรผ่านซี่ล้อ ในขณะที่ล้อนั้นหมุนด้วยความเร็วคงที่ ลำแสงพุ่งผ่านช่องระหว่างซี่ล้อออกไปกระทบกระจกเงา และพุ่งกลับมาผ่านซี่ล้ออีกซี่หนึ่ง จากระยะทางไปยังกระจกเงา จำนวนช่องของซี่ล้อ และความเร็วรอบของการหมุน เขาสามารถทำการคำนวณความเร็วของแสงได้ 313,000 กิโลเมตรต่อวินาที
Albert A. Michelson ได้ทำการพัฒนาการทดลองในปี ค.ศ. 1926 โดยใช้กระจกเงาหมุน ในการวัดช่วงเวลาที่แสงใช้ในการเดินทางไปกลับจาก ยอด Mt. Wilson ถึง Mt. San Antonio ในรัฐแคลิฟอร์เนีย ซึ่งการวัดนั้นได้ 299,796 กิโลเมตร/วินาที
หน่วยและการวัดแก้ไข
หน่วยที่ใช้ในการวัดแสง
- ความจ้า (brightness) หรือ อุณหภูมิ(temperature)
- ความสว่าง (illuminance หรือ illumination) (หน่วยSI: ลักซ์ (lux))
- ฟลักซ์ส่องสว่าง (luminous flux) (หน่วย SI: ลูเมน (lumen))
- ความเข้มของการส่องสว่าง (luminous intensity) (หน่วย SI: แคนเดลา (candela))
นอกจากนี้ยังมี:
- ความสุกใสของแสง (brilliance) หรือ แอมปลิจูด (amplitude)
- สี (color) หรือ ความถี่ (frequency)
- ความกว้างคลื่น (bandwidth)
- ความยาวคลื่น (wavelength)
- โพลาไรเซชั่น (polarization) หรือ มุมการแกว่งของคลื่น (angle of vibration)
หน่วย SI ของแสง | ||||
---|---|---|---|---|
ปริมาณ | หน่วย SI | ตัวย่อ | หมายเหตุ | |
พลังงานของการส่องสว่าง | จูล (joule) | J | ||
ฟลักซ์ส่องสว่าง (Luminous flux) | ลูเมน (lumen) หรือ แคนเดลา · สเตอเรเดียน (candela · steradian) | lm | อาจเรียกว่า กำลังของความสว่าง (Luminous power) | |
ความเข้มของการส่องสว่าง (Luminous intensity) | แคนเดลา (candela) | cd | ||
ความเข้มของความสว่าง (Luminance) | แคนเดลา/ตารางเมตร (candela/square metre) | cd/m2 | อาจเรียกว่า ความหนาแน่นของความเข้มการส่องสว่าง | |
ความสว่าง (Illuminance) | ลักซ์ (lux) หรือ ลูเมน/ตารางเมตร | lx | ||
ประสิทธิภาพการส่องสว่าง (Luminous efficacy) | ลูเมน ต่อ วัตต์ (lumens per watt) | lm/W |
ดูเพิ่มแก้ไข
อ้างอิงแก้ไข
- ↑ CIE (1987). International Lighting Vocabulary เก็บถาวร 27 กุมภาพันธ์ 2010 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน. Number 17.4. CIE, 4th edition. ISBN 978-3-900734-07-7.
By the International Lighting Vocabulary, the definition of light is: "Any radiation capable of causing a visual sensation directly." - ↑ Pal, G.K.; Pal, Pravati (2001). "chapter 52". Textbook of Practical Physiology (1st ed.). Chennai: Orient Blackswan. p. 387. ISBN 978-81-250-2021-9. สืบค้นเมื่อ 11 October 2013.
The human eye has the ability to respond to all the wavelengths of light from 400–700 nm. This is called the visible part of the spectrum.
- ↑ Buser, Pierre A.; Imbert, Michel (1992). Vision. MIT Press. p. 50. ISBN 978-0-262-02336-8. สืบค้นเมื่อ 11 October 2013.
Light is a special class of radiant energy embracing wavelengths between 400 and 700 nm (or mμ), or 4000 to 7000 Å.
- ↑ Gregory Hallock Smith (2006). Camera lenses: from box camera to digital. SPIE Press. p. 4. ISBN 978-0-8194-6093-6.
- ↑ Narinder Kumar (2008). Comprehensive Physics XII. Laxmi Publications. p. 1416. ISBN 978-81-7008-592-8.
- ↑ Uzan, J-P; Leclercq, B (2008). The Natural Laws of the Universe: Understanding Fundamental Constants. แปลโดย Robert Mizon. Springer-Praxis, Internet Archive: 2020-06-14 AbdzexK uban. pp. 43–4. Bibcode:2008nlu..book.....U. doi:10.1007/978-0-387-74081-2. ISBN 978-0-387-73454-5.
แหล่งข้อมูลอื่นแก้ไข
คอมมอนส์ มีภาพและสื่อเกี่ยวกับ: แสง |
วิกิพจนานุกรม มีความหมายของคำว่า แสง |