การศึกษาสมการการเลี้ยวเบนแบบฟรานโฮเฟอร์ของรูปแบบการกระจายตัวของรังสีจากการเลี้ยวเบนของแสง

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พสิษฐ์ ศรีวัฒนศักดิ์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

วัฒนะ รัมเอ็ด

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย ปทุมธานี

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2561

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

การศึกษาปรากฏการณ์ที่รังสีแผ่ออกจากตรงกลางของแหล่งกำเนิดแสงในการถ่ายภาพตอนกลางคืน ต่อไปนี้เป็นการศึกษาทั้งในขอบเขต Fresnel Diffraction (การเลี้ยวเบนสนามใกล้) และ Fraunhofer Diffraction (การเลี้ยวเบนสนามไกล) โดยทำการทดลองในรางควบคุมระยะทางและระบบปิดในห้องมืด(เพื่อลดปัจจัยจากแสงภายนอกระบบ),การศึกษาFresnel Diffraction พบว่าระยะระหว่างเลนส์และรูรับแสงน้อยจะทำให้ปริมาณแสงที่ออกมายังตัวรับแสงน้อย มีผลให้การกระจายตัวของแสงน้อย จึงทำให้เกิดความชัดเจนของภาพที่เซนเซอร์รับแสง ระยะวัตถุและภาพเป็นไปตามสมการเลนส์บางจะทำให้ภาพที่ออกมาชัดเจน,เมื่อเปรียบเทียบความสัมพันธ์ของรูปร่างของรูรับแสงกับแฉกของแสงที่เกิดขึ้นได้ข้อสรุปว่า จำนวนแฉกของแสงที่เกิดขึ้นในกรณีที่รูปร่างของรูรับแสงมีจำนวนด้านเป็นจำนวนคี่ จะทำให้จำนวนแฉกจะเป็น 2 เท่าของจำนวนด้าน และในกรณีจำนวนด้านเป็นจำนวนคู่ จะทำให้จำนวนแฉกจะเท่ากับจำนวนด้าน,เมื่อเปรียบเทียบระหว่างพื้นที่ของรูรับแสงที่แตกต่างกันจะได้ข้อสรุปว่าในกรณีที่มีพื้นที่ของรูรับแสงมากจะทำให้มีความเข้มของแสงมากตาม และการศึกษา Fraunhofer Diffraction พบว่าแม้ระยะระหว่างเลนส์และวัตถุจะเปลี่ยนแปลง หากระยะภาพเท่ากับความยาวโฟกัส ริ้วการแทรกทรอดจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง มีเพียงการเปลี่ยนแปลงขนาด นอกจากนี้ได้พิสูจน์การเกิดการแทรกสอดแบบ Fraunhofer ผลการทดลองสรุปได้ว่าเป็นไปตามทฤษฏี Fraunhofer Diffraction จากสูตรเลนบาง เมื่อให้ f และ s’=30 s จะมีค่า ∞ เมื่อทำการทดลองพบว่าเมื่อเปลี่ยนระยะ s ภาพที่ถ่ายได้จะเหมือนเดิมความแตกต่างจากงานเดิมคือศึกษาสมการการเลี้ยวเบนของฟรานโฮเฟอร์ซึ่งสามารถอธิบายปรากฏการณ์ได้ดีขึ้นและศึกษาสมการที่เกี่ยวข้องการแปลงฟูเรีย รวมทั้งขยายการศึกษาไปยังเรื่องดาราศาสตร์ดวงดาว ด้วย