 |
ทำไมในตาของเราถึงเปลี่ยนภาพเสมือนให้เป็นภาพจริงได้ และมีอะไรอีกบ้างที่สามารถเปลี่ยนภาพเสมือนให้เป็นภาพจริง?
ตัวอย่างสิ่งของอื่นที่สามารถเปลี่ยนภาพเสมือนให้เป็นจริงได้ก็คือ กระดาษที่มีรูเล็กๆ ซึ่งเป็นหลักการที่ใช้ในกล้องรูเข็ม
ถ้าเรากลับไปที่ห้องมืดลูกบาศก์ตอนแรก ที่มีไฟดวงเล็กๆอยู่ แล้วระหว่างดวงไฟ กัับกำแพง เราเอากระดาษเจาะรูไปขั้น แล้วลองพิจารณาอีกทีว่าจุดแต่ละจุดบนกำแพงได้รับแสงจากไหนบ้าง ทีนี่ทุกๆจุดบนกำแพงจะไม่ได้รับไฟจากหลอดไฟแล้ว แต่จะมีแค่จุดเดียวเท่านั้นที่จะได้รับไฟจากดวงไฟ นั้นก็คือจุดที่อยู่บนเส้น ที่ลากจากหลอดไฟ ผ่านรู ไปถึงกำแพง เส้นๆนี้ จะมีแค่เส้นเดียว (ลองวาดบนกระดาษดู) เพราะฉะนั้น ปัญหาที่ทุกจุดบนกำแพงได้รับแสงจากหลอดไฟก็จะหมดไป แล้วเราก็จะเห็นจุดๆเดียวบนกำแพง ซึ่งเป็นภาพบนฉากนั้นเอง ถึงแม้ว่าเราจะเปลี่ยนจากหลอดไฟ เป็นอะไรก็ตาม บนกำแพงเราก็จะเห็นภาพตีลังกา ของวิวอะไรก็ตามที่เราเปลี่ยนแทนหลอดไฟนั่นเอง (ในทางปฏิบัติ ภาพอาจจะไม่ได้ชัดขนาดนั้นนะครับ เพราะต้องไม่มีแสงรบกวนเยอะ และรูบนกระดาษมักทำให้เกิดการเลี้ยวเบนของแสง หรือ diffraction)
ถ้าใช้นิยามว่าภาพจริงคือภาพที่ฉากมารับได้ ภาพที่ได้จากกระดาษเจาะรูก็จะเป็นภาพจริงนั้นเอง แต่ปัญหาของคำนิยามภาพจริงก็คือ ในกรณีนี้ ไม่เกิดการตัดกันของลำแสง แต่ลำแสงเป็นลำแสงแค่เส้นเดียวที่ทำให้เกิดภาพบนฉาก ต่างกับภาพที่เกิดผ่านเลนส์นูนในตาของเรา
เลนส์นูนในกรณีที่วัตถุ(สมมติเป็นแท่งดินสอ) อยู่่ห่างจากเลนส์มากกกว่าระยะ focal length เมื่อลากลำแสงจากปลายดินสอหลายๆเส้น ผ่านเลนส์ มันก็จะไปตัดกันหมดเลย ที่ระยะนึง ในฝั่งตรงข้ามกับดินสอ และระยะนั้นนั่นเองที่เอาฉากไปวางแล้วจะได้ภาพชัดเจน (ฟิสิกส์มัธยมจะสอนให้ลากเส้นสองเส้นจากปลายดินสอ เส้นหนึ่งออกมาจากปลายดินสอขนานพื้นแล้วผ่านเลนส์ และตรงไปยังจุด focus อีกเส้นออกมาจากปลายดินสอ ทะลุกลางเลนส์ ในความเป็นจริง ลำแสงมีเยอะไม่จำกัด ไม่ใช่แค่สอง การลากสองเส้นเป็นเพียงเพื่อใช้คำนวณด้วยการวาดภาพ) เพราะฉะนั้นฉากที่วางในระยะที่ลำแสงตัดกันหมด จะไม่เจอปัญหาที่จุดๆหนึ่งบนฉากได้รับแสงจากทุกๆที่ในวิว พอจุดๆหนึ่งรับแสงจากแค่จุดเดียวของวิว(ในกรณีนี้คือปลายดินสอ) ถึงแม้แสงจากจุดเดียวมันจะแยก แล้วมารวมกันทีหลัง เราก็จะเห็นภาพที่ชัดเจนบนฉากได้
ในกรณีที่วัตถุอยู่ใกล้เลนส์นูนมากกว่า focal length เมื่อลากลำแสงโดยใช้วิทย์มัธยมแล้วก็จะเห็นว่า ลำแสงหลายๆเส้นจำนวนไม่จำกัดจากปลายดินสอ ที่ผ่านเลนส์นูนมาไม่ตัดกันเลยที่ด้านตรงข้ามเลนส์ไม่ว่าจะระยะห่างเท่าไหร่ก็ตาม ถ้าเราพิจารณาว่าจุดแต่ละจุดบนฉากได้รับแสงจากไหนบ้าง เราก็จะเจอปัญหาเดิม ที่จุดๆเดียวบนฉาก รับแสงจากมากกว่าหนึ่งจุดจากวิว(ในที่นี่ก็เช่น แสงจากปลายดินสอ ด้ามดินสอ ก้นดินสอ ต่างตรงมาที่จุดๆเดียวกันบนฉาก) ซึ่งนั่นคือหลักการที่ทำให้ภาพบนฉากซึ่งเป็นภาพเสมือน มองไม่เห็นเป็นภาพ เพราะแสงจากหลายๆจุดจากดินสอมันซ้อนทับกันหมด ไม่ใช่เพราะมันไม่มีแสงออกมานะครับ
การที่ตายังสามารถมองเห็นภาพเสมือนจากเลนส์นูนได้ก็เพราะ เลนส์นูนบนตาเราแปลงภาพเสมือนให้ปรากฏบนฉากในตาเราได้ โดยใช้หลักการที่กล่าวไปในกรณี วัตถุนั้นอยู่ห่างจาก focal length ของตาของเรา (เพราะเราไม่ได้มองสิ่งของโดยการเอามาใกล้ตาสุดๆ จน < focal length) ถึงแม้ว่าในกรณีนี้สิ่งที่เรามองมันไม่ใช่วัตถุ แต่เป็นลำแสงภาพเสมือนของวัตถก็ตาม อย่าลืมนะครับ ว่าภาพของสิ่งแวดล้อมของเราก็เป็นภาพเสมือนเหมือนกัน
สรุปในกรณี ดินสอก็คือ
ถ้าลำแสงจากปลายดินสอ จำนวนเยอะมากๆ ไปตัดกันหรือไปรวมกันที่จุด A, 5cm(สมมติ) หลังเลนส์นูน และ
ถ้าลำแสงจากด้ามดินสอ จำนวนเยอะมากๆ ไปตัดกันหรือไปรวมกันที่จุด B, 5cm หลังเลนส์นูน และ
ถ้าลำแสงจากก้นดินสอ จำนวนเยอะมากๆ ไปตัดกันหรือไปรวมกันที่จุด C, 5cm หลังเลนส์นูน และ
ถ้าลำแสงจากที่ๆหนึ่งบนดินสอ จำนวนเยอะมากๆ ไปตัดกันหรือไปรวมกันที่จุดๆหนึ่ง 5cm หลังเลนส์นูน
ฉากที่ตำแหน่ง 5cm หลังเลนส์นูนก็จะได้ภาพของดินสอ(ตีลังกา) ที่ชัดเจน แต่ฉากที่ตำแหน่งอื่น ก็จะเจอปัญหาจุดๆหนึ่งบนฉาก ได้รับแสงมากกว่าหนึ่งจุดของดินสอ ทำให้ภาพไม่ชัด หรือไม่เห็นภาพ
ถ้าลำแสงจากปลายดินสอ จำนวนเยอะมากๆ ไม่เคยรวมกันหลังเลนส์
ถ้าลำแสงจากด้ามดินสอ จำนวนเยอะมากๆ ไม่เคยรวมกันหลังเลนส์
ถ้าลำแสงจากก้นดินสอ จำนวนเยอะมากๆ ไม่เคยรวมกันหลังเลนส์
ถ้าลำแสงจากที่ๆหนึ่งบนดินสอ จำนวนเยอะมากๆ ไม่เคยรวมกันหลังเลนส์
ฉากไม่ว่างตำแหน่งไหน หลังเลนส์ก็จะเจอปัญหาที่ว่า จุดๆหนึ่งบนฉาก ได้รับแสงมากกว่าหนึ่งจุดของดินสอ ทำให้ภาพของปลายดินสอ ด้ามและก้ม ซ้อนทับกันหมด จนมองไม่เห็นเป็นภาพ
แต่ตาเรายังสามารถมองเห็นเพราะเลนส์นูนในตาเรา ทำให้ภาพเสมือนปรากฏบนฉากได้ ตามที่ได้อธิบาย
สรุปโดยทั่วไปก็คือ
ฉากที่พยายามรับภาพเสมือน จะเจอปัญหาที่จุดๆหนึ่งบนฉาก ได้รับลำแสงจากมากกว่าหนึ่งจุดของวัตถุ ซึ่งทำให้ภาพของวัตถุซ้อนทับกันจนดูไม่เป็นภาพ แต่เมื่อใดก็ตามถ้าจุดๆหนึ่งบนฉาก ได้รับลำแสงจากจุดเดียวของวัตถุ ก็จะทำให้จุดๆหนึ่งบนฉากเป็นตัวแทนภาพของวัตถุที่จุดๆหนึ่งได้ เช่น จุดตรงกลางของฉากคือแสงจากปลายดินสอ จุดที่สูงขึ้นหน่อยบนฉาก คือแสงจากด้ามดินสอ แบบนี้ก็จะทำให้เราเห็นภาพบนฉากได้ และภาพจากลำแสงที่ว่าก็คือภาพจริง
ป.ล เครดิตhttp://www.vcharkarn.com/vcafe/93165
| จากคุณ |
:
Transcendence 
|
| เขียนเมื่อ |
:
25 ส.ค. 55 13:24:41
|
|
|
|
|
เรื่องกล้อง แต่ต้องถามห้องนี้
