วันจันทร์ที่ 3 กันยายน พ.ศ. 2550

Physics in Everyday Life


รุ้งเกิดขึ้นได้อย่างไร?



นักเรียนอาจเคยเห็นรุ้งมาแล้ว แต่เคยสังเกตไหมว่าเราจะเห็นรุ้งได้หลังฝนตกใหม่ ๆ หรือขณะกำลังตกโปรย ๆ ไม่หนักมากและจะต้องมีแดดด้วย (ฝนตกแดดออก!) ทั้งนี้เป็นเพราะว่าเราจะเห็นรุ้งได้จะต้องมีละอองน้ำเล็ก ๆ มากมายอยู่ในอากาศและที่สำคัญคือต้องมีแสงด้วย พระอาทิตย์ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดแสงจะต้องอยู่ข้างหลังเราเสมอเมื่อเกิดรุ้ง


เมื่อแสงอาทิตย์ตกกระทบกับหยดน้ำแต่ละหยดในอากาศจะเกิดการหักเหเข้าไปข้างในหยดน้ำ ไปสะท้อนที่ผิวภายในหยดน้ำแล้วหักเหออกมาภายนอก (ดูรูปประกอบ) ตอนที่หักเหครั้งแรกนั้นแสงขาวถูกแยกออกเป็นแสงสีต่าง ๆ แล้ว การหักเหครั้งที่สองทำให้แสงแต่ละสีออกมาจากหยดน้ำมาเข้าสู่ตาเราได้ มุมระหว่างแสงตกกระทบกับแสงที่เข้าตาคือ 42 องศา แต่ว่าแสงทุกสีบนรุ้งที่เราเห็นไม่ได้มาจากหยดน้ำหยดเดียวกัน! แสงหนึ่งสีมาจากหยดน้ำหนึ่งหยด จะให้ได้แถบสีหนึ่งแถบบนรุ้งต้องอาศัยหยดน้ำหลายล้านหยดในอากาศที่เรียงตัวกันเป็นวงกลมเพื่อรักษามุมที่กล่าวข้างต้นให้คงที่ แถบสีอื่น ๆ บนรุ้งมาจากชุดของหยดน้ำที่อยู่คนละระดับกันในอากาศ


คราวหน้าเมื่อฝนตกแล้วมีแดดออกด้วย นักเรียนลองดูซิว่าจะหารุ้งพบไหม ควรมองไปทิศทางไหนดี แล้วถ้าเราเห็นปรากฏการณ์อื่น ๆ ซึ่งมีรุ้งเกิดขึ้นโดยที่ไม่ได้เกิดจากฝนกับแดด นักเรียนจะอธิบายได้อย่างไร


http://www.sc.mahidol.ac.th/scpy/penthai/rainbow.html