ภาพหัวกลับที่ปรากฏในหยดน้ำเกิดขึ้นได้อย่างไร

บทความฟิสิกส์

เมื่อสังเกตหยดน้ำที่เกาะอยู่ที่ใบไม้ จะพบว่า ถ้าสังเกตที่ตำแหน่งใกล้ ๆ จะมองเห็นภาพของวัตถุที่อยู่ด้านหลังไม่ชัดเจน แต่ถ้าขยับออกมาเรื่อยๆ จะพบว่าที่ระยะห่างเหมาะสม จะมองเห็นภาพของวัตถุซึ่งอยู่ด้านหลังหยดน้ำชัดขึ้น แต่เป็นภาพหัวกลับ มีลักษณะกลับซ้ายขวา 

เนื่องจากหยดน้ำสมบัติคล้ายเลนส์นูน กล่าวคือ มีความโปร่งใส มีรูปร่างโค้งนูน โดยมีบริเวณตรงกลางหนากว่าบริเวณขอบ จึงทำให้สามารถรวมแสงไว้ที่จุดเดียว เรียกว่า จุดโฟกัสหรือจุดรวมแสง ภาพของวัตถุที่อยู่ในระยะใกล้โดยห่างจากเลนส์น้อยกว่าระยะจากเลนส์ถึงจุดรวมโฟกัสจะเป็นภาพขยายหัวตั้ง และไม่กลับซ้ายขวา ดังแสดงในแผนภาพที่ 1  แต่ถ้าวัตถุอยู่ไกลมากกว่าระยะจากเลนส์ถึงจุดโฟกัส ภาพที่ได้จะเป็นภาพขยาย หัวกลับ และกลับซ้ายขวา ดังแสดงในแผนภาพที่ 2 แต่ถ้าอยู่ไกลออกไปมากกว่า 2 เท่าของระยะจากเลนส์ถึงจุดรวมแสง (ระยะโฟกัส) จะได้ภาพทีมีขนาดเล็ก หัวกลับ และกลับซ้ายขวา ดังแสดงในแผนภาพที่ 3

                                                  แผนภาพที่ 1 วัตถุอยู่ระหว่างระยะโฟกัสกับเลนส์นูน

 

       

                                          แผนภาพที่ 2 วัตถุอยู่ระหว่างระยะโฟกัสกับสองเท่าของระยะโฟกัส 

 

           

                                                   แผนภาพที่ 3 วัตถุอยู่ไกลกว่าสองเท่าของระยะโฟกัส 

 

ภาพด้านล่าง แสดงภาพของวัตถุชิันเดียวกันที่เกิดขึ้นจากการหักเหของแสงผ่านแก้วน้ำทรงกระบอกและแก้วทรงกลม ในขณะที่ภาพในแก้วน้ำทรงกระบอกเป็นภาพหัวตั้ง แต่ภาพในโหลแก้วใสเป็นภาพหัวกลับ 

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

สาเหตุที่เป็นเช่นนี้ เนื่องจาก ทั้งแก้วทรงกระบอกและโหลแก้วใสต่างมีสมบัติคล้ายเลนส์นูน กล่าวคือ มีความโปร่งใส มีรูปร่างโค้งนูน โดยมีบริเวณตรงกลางหนากว่าบริเวณขอบ แต่โหลแก้วใส มีระยะโฟกัสยาวกว่าระยะโฟกัสของแก้วน้ำทรงกระบอก และด้วยความสัมพันธ์ระหว่างลักษณะของภาพที่เกิดกับระยะโฟกัสของเลนส์นูนตามที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น ทำให้ภาพที่เห็นในภาชนะทั้งสองต่างกัน 

Comments

comments