***วิธีชำระเงิน***
   ผลิตภัณฑ์ของเรา
   ~กล้องดูดาวสะท้อนแสง
   ~กล้องดูดาวหักเหแสง
   ~กล้องดูดาวผสม
   ~ขาตั้งกล้องดูดาว
   ~อุปกรณ์ถ่ายภาพดาราศาสตร์
   ~กล้องส่องทางไกล&กล้องตาเดียว
   ~อุปกรณ์เสริม
   ~กล้องจุลทรรศน์และอุปกรณ์เสริม
   ~กล้องเล็งปืน
   ~กล้องเล็งจุดแดง
   เลือกซื้อกล้องดูดาว
   download คู่มือ
   ติดต่อเรา logo
สถิติผู้เข้าชม
 ขณะนี้มีผู้เข้าใช้ 8
 ผู้เข้าชมในวันนี้ 154
 ผู้เข้าชมทั้งหมด 2,784,942
กรุณาฝาก Email ของท่าน
  เพื่อรับข่าวสาร ที่น่าสนใจ
  แหล่งความรู้ดาราศาสตร์
เลนส์ใกล้ตาที่ไม่เป็นเพียงเลนส์ใกล้ตา
[13 พฤษภาคม 2551 16:08 น.]จำนวนผู้เข้าชม 13414 คน

 

 หัวข้อหลัก  
♦ การหักเหของแสงและการเกิดสีรุ้ง
♦ การเกิดสีรุ้งในภาพจากเลนส์
♦ การแก้สีรุ้งของเลนส์
♦ ชนิดและประสิทธิภาพของเลนส์ใกล้ตา
 
 

♦ การหักเหของแสงและการเกิดสีรุ้ง
 
เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าเมื่อแสงเดินทางผ่านตัวกลางซึ่งเปลี่ยนชนิดไป แสงจะเกิดการหักเหขึ้น ตามกฎของเสนลล์ ( Snell's Law) ค่าดัชนีการหักเหของแสงจะขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุที่แสงนั้นผ่านเข้าไป ซึ่งจะทำให้มุมการหักเหของแสงนั้นไม่เท่ากัน ยกตัวอย่างในรูปที่ 1 เป็นการเปรียบเทียบมุมการหักเหของแสงในแก้ว และในอากาศซึ่งจะเห็นได้ว่าแก้วสามารถหักเหแสงได้มากกว่าน้ำ ซึ่งค่าดัชนีการหักเหของแก้วก็จะมากกว่าน้ำตามไปด้วย


 

  

รูปที่ 1  ลักษณะการหักเหของแสงที่เกิดขึ้นเมื่อแสงเดินทางผ่านแก้ว และน้ำ [1]



 
ยิ่งไปกว่านั้น แสงซึ่งมีช่วงความยาวคลื่นต่างกัน จะมีมุมของการหักเหที่ต่างกัน ตัวอย่างซึ่งสามารถเห็นได้ชัดเจนที่สุดคือปริซึม ( Prism) เมื่อแสงสีขาวเดินทางผ่านแท่งปริซึม แสงที่ออกมาจากปริซึมจะมีสีที่ต่างกันออกไปดังแสดงในรูปที่ 2


  
  

  

รูปที่ 2  แสงสีขาวซึ่งส่องผ่านปริซึมจะถูกแยกสีออกมาได้หลายสี [1]



 
และเมื่อทำการในช่วงแสงซึ่งตาเราสามารถเห็นได้ (แดงไปจนถึงน้ำเงิน) ดัชนีการหักเหของแสงซึ่งมีช่วงความยาวคลื่นต่างกันในวัสดุต่างชนิดกันจะมีค่าซึ่งแสดงในตารางที่ 1


 
 

 
♦ การเกิดสีรุ้งในภาพจากเลนส์ 
 
จากพฤติกรรมตามธรรมชาติของการหักเหแสงในวัสดุต่าง ๆ ข้างต้น ส่งผลให้ภาพที่เกิดขึ้นจากเลนส์เป็นสีรุ้งขึ้นดังแสดงในรูปที่ 3 แสงเดินทางตั้งฉากกับเลนส์ทางด้านซ้าย แล้วผ่านเลนส์ออกไปทำให้เกิดจุดโฟกัสของแสงในด้านขวา แต่เนื่องจากดัชนีการหักเหของแสงในช่วงความยาวคลื่นแสงมีความต่างกัน จึงทำให้จุดโฟกัสของแสงในช่วงความยาวคลื่นต่าง ๆ ต่างมีจุดโฟกัสของตัวเอง โดยจากรูปจะเห็นว่าแสงสีน้ำเงินมีความยาวโฟกัสสั้นสุดเมื่อเทียบกับสีอื่น และแสงสีแดงจะมีความยาวโฟกัสที่มากสุด เราเรียกความคลาดเคลื่อนของสีแบบนี้ว่าความคลาดเคลื่อนสีตามแนวแกน (Longitudinal Chromatic Aberration)


 

  

รูปที่ 3  การเกิดจุดโฟกัสของแสงที่มีความยาวคลื่นแสงต่างกันในแนวแกน [2]
 



เมื่อยกตัวอย่างจากภาพของจริงในภาพที่ 4 ซึ่งเป็นการเปรียบเทียบภาพที่ถ่ายโดยมีจุดโฟกัสที่ดีที่สุด (ภาพด้านซ้าย) กับภาพที่มีจุดโฟกัสสั้นกว่าความเป็นจริงไปเล็กน้อย จะเห็นว่าสีที่เกิดขึ้นจะเปลี่ยนไปอยู่ในโทนสีที่ใกล้สีน้ำเงินมากขึ้น



 

  


รูปที่ 4 ภาพเปรียบเทียบระหว่างภาพที่มีการโฟกัสในจุดที่ดีที่สุด (ภาพทางซ้าย)
และภาพที่มีการโฟกัสสั้นกว่าความเป็นจริงเล็กน้อย (ภาพทางขวา) [2]



 
ในขณะที่เมื่อภาพที่เราสังเกตไม่ได้อยู่กึ่งกลางของเลนส์ แต่อาจอยู่ตรงมุมของเลนส์จะทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนสีตามแนวตั้งฉาก (Lateral Chromatic Aberration) ดังแสดงในรูป


 
  
  

รูปที่ 5 การเกิดจุดโฟกัสของแสงที่มีความยาวคลื่นแสงต่างกันในแนวตั้งฉาก [2]



 
โดยลักษณะอาการดังกล่าวสามารถสังเกตได้จากรูปตัวอย่าง รูปที่ 6 (ก) ซึ่งเป็นรูปที่ถ่ายให้เห็นมุมกว้าง โดยเมื่อสังเกตที่ไม้กางเขนที่อยู่ด้านบนขวาของรูป ภาพที่ได้จากการขยาย (รูปที่ 6 ( ข )) จะเห็นสีซึ่งคลาดเคลื่อนโดยมีสีในโทนสีเขียวอยู่ด้านนอกจากจุดศูนย์กลางของภาพและมีสีม่วงอยู่ด้านใน


 


(ก)



 


(ข)

 
รูปที่ 6 ภาพที่เกิดการคลาดเคลื่อนของสีในแนวตั้งฉาก [2]
 
 



♦ การแก้สีรุ้งของเลนส์
 
การแก้สีรุ้งของภาพที่เกิดจากเลนส์สามารถแก้ได้โดยการใช้แก้วซึ่งมีค่าดัชนีการหักเหต่างกัน 2 ชิ้นมาประกอบเข้าด้วยกัน โดยใช้เลนส์นูนซึ่งมีดัชนีการหักเหแสงที่น้อยกว่าเป็นตัวรับแสง แล้วทำการส่งแสงต่อไปยังเลนส์เว้าซึ่งมีดัชนีการหักเหแสงที่มากกว่า ซึ่งจะสามารถทำให้จุดรวมแสงของแสงในคลื่นความยาวต่าง ๆ มารวมจุดเดียวกัน ดังแสดงในรูปที่ 7


 


รูปที่ 7 การแก้สีรุ้งด้วยเลนส์นูนและเลนส์เว้าซึ่งมีค่าดัชนีการหักเหแสงต่างกัน
[3]
 
 



♦ ชนิดและประสิทธิภาพของเลนส์ใกล้ตา[3]
 
เลนส์ใกล้ตาอันแรกได้ถูกสร้างขึ้นนอกเหนือจากแว่นตาทั่วไป ในช่วงปี 1608-1609 โดย ฮานส์ ลิเปอร์ชี่ ( Hans Lipershy ) มันเป็นเลนส์นูน แต่ก็ยังไม่เป็นที่เข้าใจถึงหลักการทำงานของเลนส์ใกล้ตานั้นดีนัก ซึ่งหลังจากนั้น 5-6 ปี ฮานส์ได้สร้างเลนส์ใกล้ตาที่ใช้อย่างจริงจังขึ้น


 
เลนส์ใกล้ตาแบบ Galilean (Negative)
 
• เลนส์ใกล้ตาแบบกาลิเลี่ยน ( Galilean) (เลนส์ใกล้ตาแบบเนกาทีฟ ( Negative)) ได้ถูกประดิษฐ์ขึ้นโดย Galileo Galilie ในปี 1610 เลนส์ใกล้ตานี้สร้างขึ้นโดยใช้เลนส์เว้า พบปัญหาทางระบบการหักเหแสงซึ่งทำให้ภาพบิดเบี้ยวไป  
แต่อย่างไรก็ตาม ข้อดีของเลนส์ใกล้ตานี้คือให้ภาพหัวตั้ง แต่อย่างไรก็ตามเลนส์ใกล้ตานี้ได้มักจะใช้ในกล้องส่องทางไกลเด็กเล่นทั่วไป และรวมถึงกล้องดูโอเปรา ( opera glasses) ซึ่งมีราคาไม่แพง 

 
 
 
เลนส์ใกล้ตาแบบ Positive
  
• เลนส์ใกล้ตาแบบโพสิทีฟ ( Positive) ได้ถูกประดิษฐ์ขึ้นโดย ฮาลล์ (Hall) ในปี 1615 เลนส์ใกล้ตานี้ใช้เลนส์ นูนสองด้านในการประดิษฐ์ และการค้นพบครั้งนี้ทำให้ผู้คนสนใจการใช้กล้องดูดาวเพิ่มขึ้น และเป็นรากฐานสำคัญในการออกแบบเลนส์ใกล้ตาในยุคต่อ ๆ มา
 
 
 
เลนส์ใกล้ตาแบบ Huygens
 
• หลายสิบปีต่อมา ในปี 1703 เลนส์ใกล้ตาแบบไฮเกนส์ (Huygens) ได้ถูกประดิษฐ์ขึ้นโดย คริสเตียน ไฮเกนส์ (Christian Hygens)


ซึ่งเป็นเลนส์ใกล้ตาที่มีราคาไม่แพง มีลักษณะการออกแบบ และสร้างได้ง่าย โดยใช้เลนส์นูนด้านเดียว 2 ตัวเรียงต่อกัน แต่ใช้งานได้ไม่ดีเมื่อใช้กับกล้องดูดาวซึ่งมีขนาด F ratio ที่ต่ำกว่า f/10 โดยจะพบความคลาดเคลื่อนในหลายๆ อย่างของภาพที่ได้

 
 
 
เลนส์ใกล้ตาแบบ Mittenzway
 
• โมริทซ์ มิทเทนซ์เวย ( Moritz Mittenzway) ได้ปรับปรุงการออกแบบเลนส์ใกล้ตาแบบ ไฮเกนส์ ในปี 1865
โดยได้เปลี่ยนการใช้เลนส์นูนด้านเดียวไปเป็นการใช้เลนส์นูนแกมเว้า ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพการใช้งานเหมาะขึ้นกับกล้องซึ่งมี F ratio ประมาณ f/8




 
 
 
เลนส์ใกล้ตาแบบ Ramsden
 



 
• และในปี 1782 เจซซี่ แรมส์เดน ( Jesse Ramsden) ได้ประดิษฐ์เลนส์ใกล้ตาขึ้นโดยใช้เลส์นูนด้านเดียว 2 ชิ้น หันด้านนูนเข้าหากัน ข้อดีของเลนส์ใกล้ตาประเภทนี้

คือจะไม่มีการบิดเบี้ยวของรูปขึ้นและเป็นต้นแบบพื้นฐานซึ่งใช้ในการผลิตเลนส์ใกล้ตาประเภท เคลเนอร์ ( Kellner) และ พลอซเซิล ( Plossl) ในยุคถัดมา โชคไม่ดีที่เลนส์ใกล้ตาประเภทนี้มีปัญหาเรื่องของระยะห่างในการมองเห็น ( eye relief) ซึ่งสั้นมาก นั่นหมายความว่าถ้าคุณต้องการมองภาพจากกล้องดูดาว  


คุณจะต้องส่องผ่านเลนส์ใกล้ตาในระยะใกล้มาก ยิ่งไปกว่านั้น เลนส์ใกล้ตาประเภทนี้ยังพบปัญหาจากการคลาดของสี ( chromatic aberration) และความคลาดเนื่องจากทรงโค้ง ( spherical aberration)


นั่นหมายความว่า ภาพที่ได้จะเกิดทั้งสีรุ้ง และความคมชัดของภาพจะไม่สม่ำเสมอเท่ากันทั้งมุมมองของเลนส์ใกล้ตา(อันเนื่องมาจากจุดโฟกัสที่เหมาะสมของภาพเป็นทรงโค้งจึงทำให้เมื่อปรับความคมชัดของภาพที่อยู่ตรงกลางชัด ภาพที่ขอบก็จะไม่ชัด และในทางตรงข้ามกัน เมื่อปรับความคมชัดของภาพที่อยู่ขอบให้ชัด ภาพที่จุดตรงกลางก็จะไม่ชัด)

 
เลนส์ใกล้ตาแบบ Kellner
 

  
 
• คาร์ล เคลล์เนอร์ ( Carl Kellner) ได้ปรับปรุงเลนส์ใกล้ตาในรูปแบบของ Ramsden ขึ้นใหม่ในปี 1849 ซึ่งการปรับปรุงครั้งนี้สามารถเรียกได้ว่าเป็นจุดเริ่มต้นของเลนส์ใกล้ตาสมัยใหม่

สิ่งที่เกิดความเปลี่ยนแปลงอย่างมากคือการใช้เลนส์ใกล้ตาซึ่งเป็นเลน์อะโครมาติก ( achromatic ) ที่ต่อกัน 2 ตัว  


ซึ่งระบบนี้สามารถแก้อาการสีรุ้งได้ดี โดยจุดเด่นของเลนส์ใกล้ตานี้คือ มีระยะห่างในการมองเห็นที่ดี และแทบจะขจัดปัญหาเรื่องของความคลาดเคลื่อนต่าง ๆ ได้เกือบหมด


เลนส์ใกล้ตานี้ยังสามารถใช้ได้ดีเมื่อใช้กับกล้องดูดาวซึ่งมี F ratio ที่ต่ำถึง f/6 ข้อเสียหลักของเลนส์ใกล้ตาประเภทนี้คือการที่มีแนวโน้มจะเกิดการกระเจิงของภาพภายในเลนส์ใกล้ตา ( ghost) ซึ่งราคาอยู่ในระดับปานกลาง

 
 
เลนส์ใกล้ตาแบบ Plossl
 
• ซิมอน พอลซเซิล ( Simon Plossl) ได้ดัดแปลงลักษณะการออกแบบของเคล์ลเนอร์ในปี 1860 เลนส์ใกล้ตาแบบนี้ใช้เลนส์อะโครมาติก

สองชุดซึ่งจะช่วยลดความคลาดต่าง ๆ ได้มากกว่าเลนส์ใกล้ตาแบบ เคลล์เนอร์ ยิ่งไปกว่านั้น เลนส์ใกล้ตานี้สามารถใช้กับกล้องดูดาวซึ่งมีอัตราส่วน F ratio ได้สั้นถึง f/4 ซึ่งเลนส์ใกล้ตานี้เป็นระบบซึ่งแพร่หลายแม้แต่ในกล้องขนาดใหญ่เช่น Meade LX200 16” SCT 
 

 
เลนส์ใกล้ตาแบบ Orthoscopic
 


 
• เอร์นิสต์ คาร์ล แอบเบ ( Ernst Karl Abbe) ได้ประดิษฐ์เลนส์ใกล้ตาแบบ orthoscopic ขึ้นในปี 1880 ลักษณะการออกแบบหลักของเลนส์ใกล้ตาได้เปลี่ยนไปโดยการใช้เลนส์ประกบกัน 3 ตัว ( triplet) 

ซึ่งการออกแบบเลนส์ประเภทนี้สามารถ พูดได้ว่าเป็นการออกแบบที่ดีที่สุดในศตวรรษที่ 20 ก็ว่าได้ ซึ่งเลนส์ใกล้ตาประเภทนี้รวมเอาคุณสมบัติที่ดีของระยะห่างในการมองเห็นผนวกกับการไร้ซึ่งการบิดเบี้ยวของภาพที่ขอบของเลนส์ใกล้ตา (อาการโคมา ( coma aberration )) รวมถึงความคลาดอื่น ๆ ซึ่งแก้ไว้ในระดับที่ดี
 
ราคาของเลนส์ใกล้ตาประเภทนี้อยู่ในระดับกลาง สิ่งที่ทำให้เลนส์ใกล้ตาประเภทนี้น่าจดจำคือการออกแบบให้มุมภาพที่มองเห็น ( field of view) ที่อยู่ระหว่าง 30 ถึง 50 องศา ซึ่งเป็นที่นิยมจวบถึงปัจจุบัน
 
 
 
 
เลนส์ใกล้ตาแบบ Erfles และ Konigs
 
• เลนส์ใกล้ตาแบบเออร์เฟิลส์ ได้ถูกคิดค้นขึ้นในปี 1917 โดย เฮียนริช เออร์เฟิลส์ ( Heinrich Erfle) โดยมีจุดเด่นที่มุมของภาพที่มองเห็นที่กว้างเป็นพิเศษ (ประมาณ 60 ถึง 70 องศา) แต่เลนส์ใกล้ตาประเภทนี้มีข้อเสีย

คือคุณภาพของภาพที่มองเห็นตรงขอบจะด้อยกว่าตรงกลาง และในปี 1930 อัลเบอร์ท โคนิก ( Albert Konig) ได้พัฒนาการออกแบบของ เออร์เฟิลส์ ให้สามารถผลิตเลนส์ใกล้ตาซึ่งมีความยาวโฟกัสได้สั้นลง 
 
 
 
 

.

แหล่งความรู้ดาราศาสตร์
- ถ่ายภาพดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ (Transit of Venus) [13 พฤษภาคม 2551 16:08 น.]
- วิธีตั้งกล้องดูดาว GPS+80,000 ฐานข้อมูลวัตถุท้องฟ้าทั่วจักรวาล [13 พฤษภาคม 2551 16:08 น.]
- หน่วยทางดาราศาสตร์ และความคลาดเคลื่อนที่สุดจะพรรณนา (ตอนที่ 1) [13 พฤษภาคม 2551 16:08 น.]
- Introduction of AMP (Astronomy Mathematics Physics corner) [13 พฤษภาคม 2551 16:08 น.]
- วิธีตั้งกล้องดูดาว 8 นิ้ว ภายใน 10 นาที [13 พฤษภาคม 2551 16:08 น.]
- วิธีใช้แผนที่ฟ้าสมาคมดาราศาสตร์ไทย [13 พฤษภาคม 2551 16:08 น.]
- วิธีประกอบกล้องดูดาว วิธีตั้งกล้องดูดาว วิธีใช้กล้องดูดาว [13 พฤษภาคม 2551 16:08 น.]
- เลนส์ใกล้ตาที่ไม่เป็นเพียงเลนส์ใกล้ตา [13 พฤษภาคม 2551 16:08 น.]
- สารพันความรู้กล้องดูดาว [13 พฤษภาคม 2551 16:08 น.]
- วิธีถ่ายภาพดาวเคราะห์จากงบน้อย ๆ [13 พฤษภาคม 2551 16:08 น.]
ดูทั้งหมด

Copyright © 2011 by Classico World Co., Ltd.
Engine by MAKEWEBEASY