infist

บทที่ 17 · แสงเชิงรังสี

Problem 17.1

หัวข้อ: เงามืด และเงามัว (Umbra and Penumbra)

แหล่งกำเนิดแสงทรงกลมรัศมี 10.0 cm ห่างจากวัตถุทึบแสงทรงกลมรัศมี 2.0 cm เป็นระยะ 1.0 m จงหาระยะห่างระหว่างฉากกับวัตถุที่น้อยที่สุดที่ไม่เกิดเงามืด และ เส้นผ่านศูนย์กลางของเงามัวดังกล่าวเป็นเท่าใด?
รูปประกอบโจทย์ 17.1
คำตอบ
∴ เส้นผ่านศูนย์กลางเงามัว \(= 2GE= 10 cm \;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ

พิจารณาการเกิดเงา ดังรูปด้านล่าง

A

\(10.0 cm\)

\(2.0 cm\)

\(\frac{B\frac{CG}{DE}}{F}\)

\(1.0 mx = ?\)

พิจารณาสามเหลี่ยม CED คล้ายกับสามเหลี่ยม AEB

จะได้ \(=\)

\(\frac{DE}{CD}\frac{BE}{AB}\)

\(\frac{x}{2.00 cm}=\frac{(1.0 m) + x}{10.0 cm}\)

\(x = 25 cm \;\blacksquare\)

พิจารณาสามเหลี่ยม AFB คล้ายกับสามเหลี่ยม CFD

จะได้ \(=\)

\(\frac{BF}{AB}\frac{DF}{CD}\)

\(\frac{BF}{10.0 cm}=\frac{(1.0m)-BF}{2.0 cm}\)

\(BF=\frac{5}{6}m\) และ \(DF=\frac{1}{6}m\)

พิจารณาสามเหลี่ยม GFE คล้ายกับสามเหลี่ยม CFD

จะได้ \(=\)

\(\frac{GE}{EF}\frac{CD}{DF}\)

\(\frac{GE}{x + (\frac{1}{6}m)}=\frac{2.0 cm}{\frac{1}{6}m}\)

\(GE= 5.0 cm\)

∴ เส้นผ่านศูนย์กลางเงามัว \(= 2GE= 10 cm \;\blacksquare\)

โจทย์อื่นในหัวข้อ เงามืด และเงามัว (Umbra and Penumbra)
17.2 17.3