การสะท้อนกับการหักเห: ความแตกต่างและการเปรียบเทียบ

เคยสงสัยบ้างไหมว่าเราสามารถรับรู้และเห็นสิ่งต่าง ๆ ได้อย่างไร? การสะท้อนและการหักเหเป็นปรากฏการณ์ที่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของแสง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเราจึงมองเห็นสิ่งต่าง ๆ ได้

ประเด็นที่สำคัญ

1. การสะท้อนเป็นกระบวนการที่คลื่นแสงสะท้อนจากพื้นผิว เปลี่ยนทิศทางโดยไม่ผ่านวัสดุ ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์เหมือนภาพสะท้อนในกระจก
2. การหักเหคือการโค้งงอของคลื่นแสงขณะที่มันผ่านตัวกลางต่างๆ ที่มีความหนาแน่นต่างกัน ทำให้เกิดผลกระทบ เช่น การบิดเบี้ยวของวัตถุที่มองผ่านน้ำหรือกระจก
3. ความแตกต่างหลักระหว่างการสะท้อนและการหักเหอยู่ที่การที่แสงมีปฏิสัมพันธ์กับพื้นผิวหรือตัวกลาง โดยที่การสะท้อนจะเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงทิศทางและการหักเหของแสงที่ทำให้เกิดการโค้งงอของคลื่นแสง

การสะท้อนและการหักเหของแสง

การสะท้อนกลับเป็นกระบวนการที่แสงสะท้อนจากพื้นผิวในมุมเท่ากับมุมที่แสงกระทบกับพื้นผิว แสงสามารถถูกดูดซับโดยวัสดุหรือสะท้อนกลับเมื่อกระทบกับพื้นผิว การหักเหเป็นกระบวนการที่แสงโค้งงอขณะที่มันผ่านขอบเขตระหว่างตัวกลางสองชนิดที่แตกต่างกัน

การสะท้อนคือเมื่อแสงที่ตกกระทบพื้นผิวหรือตัวกลางสะท้อนกลับเข้าไปในตัวกลางเดียวกันแทนที่จะส่องผ่านตัวกลาง นี่คือสิ่งที่ก่อให้เกิดภาพ และภาพเหล่านี้มักเรียกกันว่าภาพสะท้อน

การหักเหคือการที่ความเร็วการแพร่กระจายของรังสีแสงเปลี่ยนไปเมื่อกระทบกับตัวกลาง และพวกมันเปลี่ยนทิศทางไปพร้อมกับมัน แต่พวกมันไม่ได้สร้างภาพวัตถุที่สมบูรณ์แบบ แต่กลับกลายเป็นสิ่งที่บิดเบี้ยว

---

 

ตารางเปรียบเทียบ

พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ	การสะท้อน	การหักเหแสง
ความหมาย	รังสีแสงเมื่อกระทบกับพื้นผิวจะสะท้อนกลับเข้าสู่ตัวกลางเดียวกัน	ลำแสงที่ส่องกระทบจะเปลี่ยนความเร็วและทิศทางการแพร่กระจายของมัน
พื้นผิว	ส่วนใหญ่จะเกิดบนพื้นผิวมันเงาเหมือนกระจก	ส่วนใหญ่เกิดขึ้นบนพื้นผิวที่โปร่งใสเช่นเลนส์
มุมตกกระทบ	มันเท่ากับมุมสะท้อน	มุมหักเหไม่เท่ากัน
การสร้างภาพ	การแสดงวัตถุที่แท้จริงที่สมบูรณ์แบบหรือเกือบสมบูรณ์แบบ	ภาพที่เกิดขึ้นจะบิดเบี้ยว และขึ้นอยู่กับมุมตกกระทบ
ความเร็วในการขยายพันธุ์	ไม่มีการบันทึกการเปลี่ยนแปลง	ความเร็วในการขยายพันธุ์เปลี่ยนไป

---

 

การสะท้อนคืออะไร?

การสะท้อนเป็นปรากฏการณ์ของแสงเมื่อรังสีกระทบกับตัวกลาง แต่แสงจะสะท้อนกลับเข้าสู่ตัวกลางเดียวกันแทนที่จะเข้าสู่ตัวกลางที่สอง

ปรากฏการณ์นี้มักพบเห็นได้ในพื้นผิวที่แวววาวและเรียบ พื้นผิวเหล่านี้สะท้อนรังสีแสงตกกระทบส่วนใหญ่จนกลายเป็นความสมบูรณ์แบบหรือเกือบจะสมบูรณ์แบบ แบบจำลอง หรือภาพของวัตถุ

จำนวนรังสีสะท้อนไม่เพียงขึ้นอยู่กับความเรียบของพื้นผิวเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางกายภาพของวัตถุที่จะสะท้อนด้วย

การสะท้อนทำงานตามกฎของการสะท้อน กฎข้อนี้ระบุว่ามุมตกกระทบจะเท่ากับมุมสะท้อนเสมอ

กฎนี้ยังระบุถึงรังสีตกกระทบ รังสีสะท้อน และเส้นปกติควรอยู่ในระนาบเดียวกันเสมอ

ดวงตาของมนุษย์สามารถรับรู้สีของวัตถุต่างๆ เนื่องจากการสะท้อนและคุณสมบัติการสะท้อนแสงของวัตถุแต่ละชิ้น วัตถุดูดซับบางส่วนและสะท้อนรังสีแสงบางส่วนที่มีความยาวคลื่นจำเพาะ

รังสีสะท้อนคือสิ่งที่กำหนดสีของวัตถุ

 

การหักเหคืออะไร?

การหักเหคือการที่รังสีแสงตกกระทบบนพื้นผิวหรือตัวกลาง แทนที่จะสะท้อนกลับ กลับเข้าสู่ตัวกลาง แต่ยังประสบกับการเปลี่ยนแปลงความเร็วและทิศทางการแพร่กระจายของแสงด้วย

ปรากฏการณ์นี้มักพบในพื้นผิวโปร่งใสเช่น กระจก หรือเลนส์ แทนที่จะสะท้อนแสง คลื่นพื้นผิวจะเข้าสู่ตัวกลางเพื่อสร้างภาพที่บิดเบี้ยวของวัตถุ

ความบิดเบี้ยวของภาพขึ้นอยู่กับมุมตกกระทบและมุมหักเห

เช่นเดียวกับการสะท้อน การหักเหยังทำงานตามกฎที่เรียกว่ากฎแห่งการหักเห กฎข้อนี้ระบุว่าอัตราส่วนร่วมระหว่างมุมตกกระทบและมุมการหักเหของแสงเรียกว่าดัชนีการหักเหของแสง

วิธีนี้จะวัดคุณลักษณะของการหักเหของตัวกลางและพื้นผิว นอกจากนี้ มุมตกกระทบ มุมการหักเห และเส้นปกติควรอยู่บนระนาบเดียวกัน

ปรากฏการณ์นี้ช่วยให้ดวงตาของมนุษย์รับรู้วัตถุต่างๆ รอบตัวเรา รังสีของแสงที่สะท้อนจากวัตถุต่างๆ จะหักเหด้วยเลนส์ตาของเรา ซึ่งมาบรรจบกันที่เรตินาเพื่อสร้างภาพ

สำหรับเลนส์ที่ถูกแก้ไข รังสีของแสงจะต้องผ่านการหักเหสองครั้งก่อนที่จะมาบรรจบกันที่เรตินา

---

ความแตกต่างหลักระหว่าง การสะท้อนและการหักเห

1. การสะท้อนและการหักเหของแสงจะปฏิบัติต่อรังสีของแสงที่แตกต่างกันเมื่อกระทบกับพื้นผิว ในระหว่างการสะท้อน แสงจะสะท้อนกลับเข้าสู่ตัวกลางเดิม แต่ในระหว่างการหักเห แสงจะเข้าสู่ตัวกลาง แต่จะมีการเปลี่ยนแปลงความเร็วและทิศทางการแพร่กระจาย
2. แม้ว่าทั้งสองจะเป็นคุณสมบัติของรังสีแสง แต่ก็สามารถเห็นได้บนพื้นผิวที่แตกต่างกัน พื้นผิวที่ส่องแสง เช่น กระจก ใช้สำหรับสะท้อนแสง แต่สำหรับการหักเหจะใช้พื้นผิวโปร่งใสเช่นเลนส์
3. เนื่องจากทั้งสองขึ้นอยู่กับกฎสองข้อที่แตกต่างกัน คุณสมบัติของมุมการสะท้อนและการหักเหจึงแตกต่างกันเช่นกัน มุมสะท้อนจะเท่ากับมุมตกกระทบของรังสีแสงที่กระทบกับพื้นผิวเสมอ ถึงกระนั้นมุมการหักเหก็ไม่เท่ากับมุมตกกระทบระหว่างปรากฏการณ์การหักเหของแสงเพราะเห็นว่ารังสีแสงเปลี่ยนทิศทาง
4. ความเร็วการแพร่กระจายระหว่างการสะท้อนไม่เปลี่ยนแปลงเนื่องจากไม่มีการเปลี่ยนแปลงในตัวกลาง แต่สำหรับการหักเห เนื่องจากทิศทางและตัวกลางเปลี่ยนไป ดัชนีการหักเหของแสงและความเร็วการแพร่กระจายของรังสีแสงจะเปลี่ยนไปด้วย
5. ตัวกลางในการแพร่กระจายของรังสีแสงจะไม่เปลี่ยนแปลงในระหว่างการสะท้อน เนื่องจากรังสีของแสงจะสะท้อนกลับเพื่อสร้างภาพจำลองในตัวกลางเท่านั้น แต่ในระหว่างการหักเห จะมีการเปลี่ยนแปลงในตัวกลางเนื่องจากรังสีแสงเข้าสู่ตัวกลางที่สองเมื่อมีอุบัติการณ์

---

อ้างอิง

1. https://www.osapublishing.org/abstract.cfm?uri=josa-58-4-551
2. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0953-8984/3/32/017/meta

อัพเดตล่าสุด : 11 มิถุนายน 2023