แสงและการมองเห็น

ลำแสง    แสงเป็นพลังงานรูปหนึ่ง เดินทางในรูปคลื่นด้วยอัตราเร็วสูง 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที แหล่งกำเนิดแสงมีทั้งแหล่งกำเนิดที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่น แสงดวงอาทิตย์ที่เป็นแหล่งพลังงานของสิ่งมีชีวิต แหล่งกำเนินแสงที่มนุษย์สร้างขึ้น เช่น แสงสว่างจากหลอดไฟ เป็นต้นเมื่อแสงเคลื่อนที่ผ่านกลุ่มควันหรือฝุ่นละออง จะเห็นเป็นลำแสงเส้นตรง และสามารถทะลุผ่านวัตถุได้ วัตถุที่ยอมให้แสงเคลื่อนที่ผ่านเป็นเส้นตรงไปได้นั้น เราเรียกวัตถุนี้ว่า วัตถุโปร่งใส เช่น แก้ว อากาศ น้ำ เป็นต้น ถ้าแสงเคลื่อนที่ผ่านวัตถุบางชนิดแล้วเกิดการกระจายของแสงออกไป โดยรอบ ทำให้แสงเคลื่อนที่ไม่เป็นเส้นตรง เราเรียกวัตถุนั้นว่า วัตถุโปร่งแสง เช่น กระจกฝ้า กระดาษไข พลาสติกฝ้า เป็นต้น ส่วนวัตถุที่ไม่ยอมให้แสงเคลื่อนที่ผ่านไปได้ เราเรียกว่า วัตถุทึบแสง เช่น ผนังคอนกรีต กระดาษแข็งหนาๆ เป็นต้น วัตถุทึบ

อัตราการให้พลังงานแสงของแหล่งกำเนิดแสง

แสงเป็นพลังงานอย่างหนึ่งที่ทำให้เกิดความสว่างบนพื้นผิว  โดยแหล่งกำเนิดแสงจะเปล่งพลังงานแสงออกมาในหนึ่งหน่วยเวลา  เรียกว่า ฟลักซ์ส่องสว่าง ( luminous Flux ) หรือ “อัตราการให้พลังงานแสง” มีหน่วยเป็น ลูเมน ( lumen ;  lm ) เขียนแทนด้วย ” F ”  ตามบ้านเรือนเราใช้หลอดไฟเป็นแหล่งกำเนิดแสง

ตาและการมองเห็นสี

การมองเห็นวัตถุ เกิดจากการที่แสงไปตกกระทบสิ่งต่างๆ แล้วเกิดการสะท้อนเข้าสู่ตาเรา และผ่านเข้ามาในลูกตา ไปทำให้เกิดภาพบนจอ (Retina) ที่อยู่ด้านหลังของลูก ข้อมูลของวัตถุที่มองเห็นจะส่งขึ้นไปสู่สมองตามเส้นประสาท (optic nerve) สมองจะแปลข้อมูลเป็นภาพของวัตถุนั้น

 ตาคนและกล้องถ่ายรูปมีส่วนประกอบที่ทำหน้าที่คล้ายกันมาก ตาประกอบด้วยเลนส์ตา เป็นเลนส์รับแสง เรตินาทำหน้าที่คล้ายฟิล์มถ่ายรูป ถัดจากเรตินาเป็นใยประสาทซึ่งติดต่อกับประสาทตา ผ่านไปยังสมอง เวลามีแสงจากวัตถุตกบนเลนส์ตาจะเกิดภาพชัดที่เรตินา ตาจะเห็นวัตถุในลักษณะเดียวกับภาพของวัตถุที่ตกบนฟิล์มถ่ายรูป นอกจากนี้ตายังมีม่านตาเพื่อทำหน้าที่ปรับความเข้มของแสงบนเรตินาให้เหมาะโดยเปลี่ยนขนาดของพิวพิล ม่านตาจึงทำหน้าที่คล้ายไดอะแฟรมของกล้องถ่ายรูป นอกจากนี้ตายังมีกล้ามเนื้อยึดเลนส์ตาทำหน้าที่บังคับเลนส์ตาให้นูนมากหรือน้อย เพื่อให้เกิดภาพชัดบนเรตินา ส่วนนี้แตกต่างจากกล้องถ่ายรูป เพราะกล้องถ่ายรูปใช้วิธีเลื่อนตำแหน่งเลนส์เพื่อให้เกิดภาพชัดบนฟิล์ม

ตาคนปกติถ้ามองดูวัตถุที่ระยะอนันต์ ภาพจริงของวัตถุจะเกิดที่จุดโฟกัสของเลนส์ตาซึ่งอยู่บนเรตินาพอดี โดยระยะใกล้สุดของวัตถุที่ตาคนปกติมองเห็นได้ชัดเจนเรียกว่า ระยะใกล้ตาหรือจุดใกล้สุด(Near Point) โดยระยะใกล้ตาของคนที่มีสายตาปกติ คือ ประมาณ 25 เซนติเมตร

ระยะไกลสุดที่ตาคนปกติมองเห็นได้ชัดเจนเรียกว่าระยะไกลตาหรือจุดไกลสุด(FarPoint)โดยระยะไกลตาของคนที่มีสายตาปกติ คือ ระยะอนันต์ และ ดังรูป

รูปแสดงจุดไกล และจุดใกล้ของคนสายตาปกติ