เทคนิคช่วยจำฟิสิกส์

ลำดับตอนที่ #5 : ภาคคำนวนเรื่องการหักเหของคลื่น

จบไปสำหรับเหตุผลที่ทำไมมันถึงหักเห ต่อไปจะขึ้นภาคคำนวน
สำหรับคลื่นแสง จะมีความเร็วในตัวกลางต่างๆกัน(แต่จะวิ่งในสุญญากาศได้เร็วสุด) เค้าจึงนำความเร็วที่ต่างๆกันมาเทียบอัตราส่วน ทำให้ได้ ดัชนีหักเห ของตัวกลางนั้นๆออกมา ซึ่งถือเป็นลักษณะเฉพาะของตัวกลาง ถ้าจะเปลี่ยนก็ต้องเปลี่ยนตัวกลาง

แล้วทีนี้พอเราจะบอกว่ามันหักเหมาก หักเหน้อย จะใช้อะไรเทียบ นักวิทยาศาสตร์ก็เลยนำมุมมาเป็นตัวเปรียบเทียบว่าหักเหไปมากแค่ไหน ความสัมพันธ์ระหว่าง ดัชนีหักเห กับ มุม ก็คือ


โดย N(1) คือดัชนีหักเหของตัวกลางที่ 1 และ เซต้า คือมุมที่รังสีทำในตัวกลางที่ 1
และ  N(2) ก็คือดัชนีหักเหของตัวกลางที่ 2 และ เซต้าก็คือมุมในตัวกลางที่ 2
เราสามารถดูง่ายๆได้ว่า ถ้า N ยิ่งต่างกันมาก มันก็จะยิ่งหักเหมาก

โดยโจทย์พวกนี้ก็จะใช้มันอยู่สูตรเดียวอ่ะแหละ แค่เอาไปปนกะเรขาคณิตนิดหน่อย แล้วก็แต่งเป็นโจทย์ออกมา เพราะงั้นถ้าเรขาคณิตแม่น ก็ไม่ต้องกลัวทำไม่ได้แต่ห้ามลืมเป็นอันขาดว่า


มุมที่ต้องใช้คือมุมที่รังสีทำกับเส้นปกติเท่านั้น
ที่นี้โจทย์ก็จะหันมาเล่นกับความเร็วที่เปลี่ยนแปลงในตัวกลางเป็นอีกแนวหนึ่ง(ถ้ายังจำกันได้ มันเกิดการหักเหก็เพราะ ความเร็วในตัวกลางเปลี่ยน จริงมะ)สมการเชื่อมความสัมพันธ์ระหว่าง ความเร็ว กับมุมที่หักเหก็คือ
     
สังเกตุว่าเป็นอัตราส่วน คือ  ก่อนหักเหส่วนหลังหักเหตลอด ซึ่งผมไม่แนะนำให้เอา ดัชนีหักเหมาใส่ในสมการนี้ด้วยเพราะจะทำให้งง(แต่รูปนี้ก๊อปเค้ามา เพราะอย่าไปสนไอ้ ตัว n จำไปเปลืองสมองเปล่าๆ
 ให้จำแยกกัน  สมการแล้วนำมาประยุกต์เข้าด้วยกันจะสะดวกกว่า

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
เกร็ดความรู้
ดัชนีหักเหในอากาศ เป็น 1 เสมอ
มุมวิกฤต(ที่จะงงๆกันว่ามันต้องวิ่งจากเร็วไปช้า หรือ ช้าไปเร็ว)

มุมวิกฤต  คือ มุมตกกระทบที่ทำให้มุมหักเหเป็น 90
ก็คือมุมที่ทำให้แสงไม่ผ่านตัวกลางที่สองอ่ะ


จะเห็นว่า มันวิ่งมา แล้วก็หักเหขนานกับ แนวรอยต่อ มันจึงไม่ผ่านตัวกลางที่สอง
นึกตามนะครับ มันวิ่งลงมา แล้วเบี้ยวไปทางขวา จะเกิดได้ไง
แสดงว่าด้านที่เปลี่ยนตัวกลางจะต้อง เร็วกว่า แล้วดึงให้หน้าคลื่นเบี้ยวได้ (ถ้าไม่เข้าไปกลับไปอ่านบทก่อนหน้านี้ ช้าๆคับ)เพราะงั้นจะสรุปได้ว่า
คลื่นจะต้องเคลื่อนที่จากตัวกลางที่เร็วน้อย ไปเร็วมาก จึงจะเกิดมุมวิกฤตได้
จากรูปนี้ เราจะสามารถแทนค่าลงไปในสมการว่ามุมหลังหักเหเป็น 90 แล้วจะได้ sin 90 เป็น 1 ไปก็ตัวแปรก็จะหายไปได้หนึ่งตัว
หาโจทย์ฝึกเอานะครับ ใครสงสัยอะไรก็โพสลงบอร์ดก็ได้ ผมเข้ามาอ่านเรื่อยๆครับ