ทัศนอุปกรณ์

         
         มีเครื่องมือทางแสงหลายชนิดที่ช่วยในการเห็นของนัยน์ตา โดยใช้กระจกและเลนส์ประกอบ เช่น กล้องจุลทรรศน์ช่วยให้เราเห็นรายละเอียดของของเล็กๆได้มากกว่าใช้เพียงนัยน์ตา กล้องโทรทรรศน์ช่วยให้เห็นวัตถุที่อยู่ไกลๆได้ชัดเจน กล้องถ่ายรูปช่วยให้เราเก็บภาพต่างๆไว้ดูภายหลังได้

แว่นขยาย

ที่มา  http://kruphysics-satri5.blogspot.com/p/blog-page_986.html

          แว่นขยายทำ จากเลนส์นูน มีความยาวโฟกัส 3-20 cm ในการส่องดูวัตถุ จะต้องวางวัตถุให้อยู่ห่างจากเลนส์เป็นระยะน้อยกว่าความยาวโฟกัสของเลนส์ ซึ่งจะได้ภาพเสมือนหัวตั้ง ขนาดขยาย ภาพอยู่หน้าเลนส์หรืออยู่ข้างเดียวกับวัตถุ แว่นขยายที่มีความยาวโฟกัสมากจะให้ภาพเสมือนหัวตั้ง ที่มีขนาดใหญ่กว่าแว่นขยายที่มีความยาวโฟกัสน้อย ในช่วงระยะที่น้อยกว่าความยาวโฟกัส ถ้าเลื่อนวัตถุออกห่างจากเลนส์จะได้ภาพเสมือนหัวตั้งขนาดใหญ่ขึ้นกว่าเดิม ถ้าเลื่อนวัตถุเข้าหาเลนส์ จะได้ภาพเสมือนหัวตั้งขนาดเล็กลงกว่าเดิมแต่ยังใหญ่กว่าวัตถุ และถ้าเลื่อนวัตถุให้ชิดติดกับเลนส์ จะได้ภาพเสมือนหัวตั้งขนาดเท่าวัตถุ

กล้องจุลทรรศน์

กล้องจุลทรรศน์เป็นกล้องที่ใช้ขยายภาพของวัตถุเล็กๆซึ่งอยู่ใกล้ประกอบด้วยเลนส์นูน 2อัน คือ

               1 .เลนส์ใกล้วัตถุ หมายถึงเลนส์ที่อยู่ใกล้วัตถุเป็นเลนส์มีขนาดเล็ก มีความยาวโฟกัสน้อย
               2 .เลนส์ใกล้ตาหมายถึงเลนส์ที่อยู่ใกล้ตาเป็นเลนส์ขนาดใหญ่ มีความยาวโฟกัสมาก

หมายเหตุ
     เลนส์ใกล้ตาและเลนส์ใกล้วัตถุจะอยู่ห่างกันเป็นระยะคงที่ค่าหนึ่งโดยติดตั้งอยู่ภายในท่อทรงกระบอกซึ่งเป็นส่วน ประกอบหนึ่งของกล้องจุลทรรศน์
     ถ้าต้องการมองภาพของวัตถุให้ขยายใหญ่ขึ้น อาจทำได้โดยการเลื่อนท่อทรงกระบอกขึ้นลงเพื่อปรับตำแหน่งของเลนส์(ระยะห่าง ของเลนส์ทั้งสองมีค่าคงเดิม)

ที่มา  http://kruphysics-satri5.blogspot.com/p/blog-page_986.html

กล้องถ่ายรูป

ที่มา  http://kruphysics-satri5.blogspot.com/p/blog-page_986.html

  ภาพจริงที่เกิดบนฟิล์มมีระยะภาพจากเลนส์qขึ้นกับระยะวัตถุpกล้องถ่ายรูปโดยทั่วไปมักจะจัดระยะระหว่าง เลนส์และฟิล์มได้เพื่อให้ได้ภาพชัดบนฟิล์มเมื่อวัตถุอยู่ที่ระยะต่างๆ กล้องถ่ายรูปยังมีชัตเตอร์(shutter) ควบคุมเวลาเปิดให้แสงเข้ามาในกล้องเพียงพอให้เกิดภาพชัดได้ นอกจากนี้ยังมีช่องเปิดที่ปรับขนาดได้คือ ไดอะแฟรม(diaphragm)ให้แสงเข้าได้ตามต้องการ ภาพที่ได้เป็นภาพจริงหัวกลับขนาดเล็กกว่าวัตถุ

     ข้อสังเกตุ  -ถ้าวัตถุมีความสว่างมากเราต้องลดขนาดของช่องไดอะแฟรมและเพิ่มความเร็วชัตเตอร์
                      -ถ้าวัตถุมีความสว่างน้อยเราต้องเพิ่มขนาดของช่องไดอะแฟรมและลดความเร็วชัตเตอร

          เมื่อถ่ายรูปวัตถุที่ระยะไกลเช่น ภาพวิว ภาพจะตกที่ระยะโฟกัสของเลนส์กำลังขยายโดยประมาณ m = f / p พื้นที่ของภาพจะเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของด้านสูง และด้านสูงเป็นสัดส่วนกับความยาวโฟกัสของเลนส์ ฉะนั้นพื้นที่ภาพจึงเป็นสัดส่วนกับความยาวโฟกัสกำลังสองปริมาณแสงที่ผ่านเลนส์เป็นสัดส่วนกับเส้นผ่าน ศูนย์กลางของเลนส์กำลังสอง ส่วนความสว่างของภาพบนฟิล์มเป็นสัดส่วนกับปริมาณแสงต่อหน่วยพื้นที่ บนฟิล์มหรือ ความสว่างบนฟิล์ม
        เมื่อ D เป็นเส้นผ่าศูนย์กลางของเลนส์หมายถึงเส้นผ่าศูนย์กลางของไดอะแฟรม และf เป็นความยาวโฟกัส
          

 เครื่องฉายภาพนิ่ง

            เครื่องฉายภาพนิ่งใช้สำหรับฉายภาพประเภทโพสิทีฟ ขาวดำ หรือฟิล์มสี  ถ้าฟิล์มที่ฉายมีแผ่นเดียว เรียกว่า “สไลด์” แต่ถ้าเป็นฟิล์มติดต่อกันเรียกว่า “ฟิล์มสตริฟ”

ที่มา  http://kruphysics-satri5.blogspot.com/p/blog-page_986.html

 เครื่องฉายภาพนิ่งมีส่วนประกอบและหน้าที่สำคัญดังนี้

กระจกสะท้อนแสง  ทำด้วยโลหะฉาบอะลูมิเนียม  ทำหน้าที่สะท้อนแสงด้านหลังของหลอดฉายไปใช้ประโยชน์ด้านหน้า

หลอดฉาย  เป็นหลอดไฟขนาดเล็ก  มีกำลังการส่องสว่างสูง  เนื่องจากหลอดฉายแผ่รังสีความร้อนสูงมาก  เครื่องฉายภาพทั่วไปจึงมีพัดลมเป่าระบายความร้อน

เลนส์รวมแสง  เป็นเลนส์นูนแกมระนาบ 2 อัน  หันด้านนูนเข้าหากัน  ทำหน้าที่รวมแสงทั้งหมดให้มีความเข้มสูงผ่านสไลด์  และทำให้เกิดภาพจริงของหลอดฉายไปตกตรงจุดศูนย์กลางของเลนส์ภาพ  เพื่อมิให้เกิดภาพของหลอดไฟที่จอฉาย

เลนส์หน้ากล้อง  เป็นเลนส์นูนเดี่ยวหรือหลายอันประกอบกัน  เลนส์หน้ากล้องมีหน้าที่ฉายภาพไปเกิดภาพจริงหัวกลับที่จอ

          การปรับภาพให้ชัดเจน ปรับโดยการปรับเลนส์ฉายภาพ  ภาพที่เกิดเป็นภาพขนาดขยาย  จึงต้องวางสไลด์ในระยะระหว่าง f กับ 2f ของเลนส์ฉายภาพ

ที่มา  http://kruphysics-satri5.blogspot.com/p/blog-page_986.html

การฉายระบบตรง (Direct Projection) มีหลักการทำงานโดยสังเขป คือ แสงที่สะท้อนจากแผ่นสะท้อนแสง รวมกับแสงโดยตรงจากหลอดฉาย ผ่าน เลนส์รวมแสงผ่านวัสดุที่นำมาฉาย และผ่านเลนส์ภาพไปสู่จอ ดังแผนภาพ

 ที่มา  http://kruphysics-satri5.blogspot.com/p/blog-page_986.html

             การฉายระบบนี้มีการสูญเสียความเข้มของแสงน้อย จึงสามารถใช้ฉายในห้องที่มีแสงสว่างไม่มากเกินไปนักได้ เครื่องฉายที่ใช้ระบบนี้ได้แก่ เครื่องฉายสไลด์เครื่องฉานฟิล์ม และเครื่องฉายภาพยนตร์  เครื่องฉายระบบตรงนี้โดยปกติจะให้ภาพโดยพอเหมาะ เมื่อฉายในระยะห่างจากจอไกลสมควรจึงเรียกเครื่องฉายระบบนี้ว่า "Long throw" 

กล้องโทรทัศน์

กล้องโทรทรรศน์ชนิดหักเหแสง
            หลักการพื้นฐานประกอบด้วยเลนส์  2 อัน  คือ เลนส์ใกล้วัตถุ ทำด้วยเลนส์นูนมีความยาวโฟกัส  ยาวมาก  วัตถุซึ่งอยู่ไกลมากจะมีรัศมีรังสีแสงขนานมาตกกระทบเลนส์ใกล้วัตถุ แล้วหักเหไปเกิดภาพจริงตรงตำแหน่งที่ใกล้กับจุดโฟกัสของเลนส์ใกล้วัตถุ โดยมีมุมรองรับรังสีหักเหที่มาตัดกันเกิดภาพ เลนส์ใกล้ตา ทำด้วยเลนส์นูนมีความยาวโฟกัส( fe ) สั้น วางเลนส์ใกล้ตาโดยให้ภาพที่เกิดจากเลนส์ใกล้วัตถุ อยู่ระหว่างจุดโฟกัสของเลนส์ใกล้ตากับเลนส์ตา ทั้งนี้เพื่อให้เกิดภาพเสมือน ขนาดขยาย หัวกลับ  เมื่อเทียบกับวัตถุจริง

ที่มา  http://kruphysics-satri5.blogspot.com/p/blog-page_986.html

กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง

            หลัก การของกล้องโทรทัศน์ชนิดสะท้อนแสง  เช่น กล้องดูดาวที่ใช้กระจกเป็นหลัก กล้องจะรับแสงที่เข้ามากระทบกับกระจกเว้าที่อยู่ท้ายกล้องที่เราเรียกว่า Primary Mirror แล้วรวมแสงไปกระทบกับกระจกระนาบหรือปริซึม เราเรียกว่า Secondary Mirror ที่อยู่กลางลำกล้อง ให้สะท้อนเข้าสู่เลนซ์ตาขยายภาพอีกทีหนึ่ง

ที่มา  http://kruphysics-satri5.blogspot.com/p/blog-page_986.html

   โดยหลักการคำนวนอัตราการขยายคือ

อัตราขยายของกล้อง = ความยาวโฟกัสของกระจกเว้า / ความโฟกัสของเลนซ์ตา

ข้อดีของกล้องชนิดนี้

1. ใช้กระจกเว้าเป็นตัวรวมแสง ทำให้สามารถสร้างขนาดใหญ่มากๆได้ ซึ่งจะมีราคาถูกกว่าเลนซ์ที่มีขนาดเท่ากัน

2. โดยทั้วไปกล้องชนิดนี้จะมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5-6 นิ้วขึ้นไป ทำให้มีการรวมแสงได้มากเหมาะที่จะใช้สังเกตวัตถุระยะไกลๆ เช่น กาแลกซี เนบิวล่า เพราะมีความเข้มแสงน้อยมาก

3. ภาพที่ได้จากกล้องแบบสะท้อนแสง จะไม่กลับภาพซ้ายขวาเหมือนกล้องแบบหักเหแสง แต่การมองภาพอาจจะ หัวกลับบ้าง ขึ้นอยู่กับลักษณะการมองจากกล้องเพราะเป็นการมองที่หัวกล้อง ไม่ใช่ที่ท้ายกล้อง เหมือนกล้องแบบหักเหแสง

 ที่มา  http://kruphysics-satri5.blogspot.com/p/blog-page_986.html