ทฤษฎีเกี่ยวกับแสงสว่างพื้นฐาน 1

1.1 แสงสว่างและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

แสงเป็นพลังงานรูปหนึ่งที่มีลักษณะเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ผ่านจากวัตถุหนึ่ง
ไปยังอีกวัตถุหนึ่งโดยไม่ต้องอาศัยตัวนำ

แสงมีความเร็วสูงถึง 3 x 108 เมตร / วินาที
ใช้เวลาประมาณ 1.3 วินาที จากพระจันทร์มายังโลก
และใช้เวลาประมาณ 8.3 วินาที จากดวงอาทิตย์มายังโลก

มีคุณสมบัติที่ทำให้ตาของมนุษย์สามารถมองเห็นแสงสว่างมีสีต่างๆได้
และสามารถแยกแยะขนาด รูปร่าง และสีของสิ่งต่างๆได้
แต่ความยาวคลื่นของแสงสีต่างๆมีความยาวคลื่นที่แตกต่างกันออกไป
การที่เรามองเห็นแสงสีต่างๆได้ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นของแสงที่ตกกระทบกับตา
ว่าอยู่ในช่วงความยาวคลื่นของแสงที่เท่าไรก็จะเห็นแสงของสีนั้นออกมา ดังรูป




รูปที่ 1.1 ความยาวคลื่นแสงในช่วงต่างๆจากดวงอาทิตย์


คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มาจากดวงอาทิตย์แบ่งเป็น 3 ย่านดังนี้

1. รังสีแกมมา เอกซเรย์ อัลตราไวโอเลต ลงมาไม่ถึงพื้นโลก
ถูกกรองและดูดซับด้วยโอโซนในชั้นบรรยากาศ

2. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นย่าน 290 – 1400 นาโนเมตร
ลงมาถึงพื้นโลกมีทั้งชนิดที่มองเห็นและมองไม่เห็น ส่วนที่มองเห็นคือ
ในช่วงความยาวคลื่น 380 – 760 นาโนเมตร ช่วงที่ไวต่อสายตามากที่สุด
ได้แก่ความยาวคลื่นที่ 555 นาโนเมตร ซึ่งในช่วงนี้เป็นแสงสีเหลือง

3. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าช่วงความยาวคลื่นมากกว่า 1400 นาโนเมตร เป็นคลื่นความร้อน
จะถูกดูดด้วยละอองน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ ในชั้นบรรยากาศ


รูปที่ 1.1 แสดงความยาวคลื่นต่างๆกันของแสงจากดวงอาทิตย์
ช่วงของความยาวคลื่นที่สามารถมองเห็นได้มีสีและความยาวคลื่นแตกต่างกันดังนี้

แสงสีม่วงความยาวคลื่นอยู่ที่ประมาณ 380 นาโนเมตร
แสงสีน้ำเงินความยาวคลื่นอยู่ที่ประมาณ 460 นาโนเมตร
แสงสีเขียวความยาวคลื่นอยู่ที่ประมาณ 500 นาโนเมตร
แสงสีเหลืองความยาวคลื่นอยู่ที่ประมาณ 550 นาโนเมตร
แสงสีส้มความยาวคลื่นอยู่ที่ประมาณ 650 นาโนเมตร
แสงสีแดงความยาวคลื่นอยู่ที่ประมาณ 760 นาโนเมตร


รังสีอัลตราไวโอเลต (UV) ส่วนใหญ่จะตกลงมาไม่ถึงพื้นโลก
เพราะถูกดูดซับจากไอน้ำและฝุ่นละอองในชั้นบรรยากาศ
CIE (International Commission on Illumination) แบ่งรังสีอัลตราไวโอเลต
ออกเป็น 3 ย่านดังนี้

UV-A 315 - 400 นาโนเมตร ทำให้ผิวหนังมีสีเข้ม (Sun-tan)
UV-B 280 - 315 นาโนเมตร ทำให้ผิวหนังไหม้เกรียม
UV-C 100 - 280 นาโนเมตร ทำให้ผิวหนังถูกทำลาย ส่วนใหญ่ใช้ในการฆ่าเชื้อ


รังสีอัลตราไวโอเลตที่ความยาวคลื่นน้อยกว่า 320 นาโนเมตรทำให้เนื้อเยื่อ
ผิวหนังเป็นอันตรายและมีสีแดง ส่วนความยาวคลื่นที่ 220 นาโนเมตร มีผล
ในการทำลายแบคทีเรียมากที่สุด ดังนั้นหลอดฆ่าเชื้อจึงผลิตให้มีความยาวคลื่นที่ 253.7 นาโนเมตร


อุปกรณ์ที่อยู่ภายใต้ อัลตราไวโอเลต และ แสงอินฟราเรด จะทำให้อุปกรณ์นั้นกรอบ
พลาสติกสีขาวอาจมีสีสันที่เปลี่ยนไป และมักกรอบ เช่น แผ่นกรองแสงขาวขุ่นของโคม
เมื่อใช้ไปนานๆมีสีเหลืองและกรอบแตกง่าย


ในปัจจุบันยังไม่มีอุปกรณ์ใดสามารถทนแสง UV หรือ IR ได้ มีแต่ทำให้เสื่อมช้าลง
เช่น กล่องไฟฟ้าที่ทำด้วยโพลีคาร์บอเนต (Polycarbonate) ที่ใช้ภายนอกอาคารก็ทนแสงแดดไม่ได้
แต่มีอายุการใช้งานนานกว่าพลาสติกเท่านั้น รูปภาพในพิพิธภัณฑ์ก็เป็นอีกตัวอย่าง
ที่ต้องระวังเรื่องแสงจาก UV และ IR เพราะภาพที่โดนแสงนานๆจะเปลี่ยนสี
และภาพกรอบได้ง่าย ดังนั้นโคมที่ใช้ในพิพิธภัณฑ์ต้องใส่ตัวกรอง UV และ IR
และการจัดวางแสดงภาพจะหลีกเลี่ยงแสงธรรมชาติให้มากที่สุด



-----------------------------------------------------------------------------

Architectural Lighting Second Edition ; M. David Egan , Victor Olgyay
: McGraw-Hill Higher Education ,2002

Concept in Architectureal Lighting : M. David Egan
; McGraw-Hill Book Company, 1983

Concept and Practice of Architectural Daylighting
; Fuller Moore : Van Nostrand Reinhold Company, NY , 1985


ชำนาญ ห่อเกียรติ : เทคนิคการส่องสว่าง : กรุงเทพมหานคร :
มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, 2540

Create Date : 20 สิงหาคม 2553 Last Update : 20 สิงหาคม 2553 18:04:01 น. Counter : 9921 Pageviews.		1 comments
Share Tweet