เลนส์เป็นอุปกรณ์ที่โปร่งใสมีผิวโค้งสองด้านมักจะทำจากแก้วหรือพลาสติกที่ใช้การหักเหของแสงในรูปแบบภาพของวัตถุ กระจกที่มีพื้นผิวโค้งที่ออกแบบมาเพื่อสะท้อนรังสีเพื่อสร้างรูปแบบภาพ  ระบบการทำงานของเลนส์หรือกระจกสร้างรูปแบบภาพโดยการรวบรวมรังสีจากวัตถุแล้วทำให้พวกเขามาบรรจบกันหรือกระจายแสงออก  ตำแหน่งที่รังสีมาบรรจบกันหรือกระจายแสงจะสร้างภาพ  ภาพจริงจะเกิดขึ้นเมื่อรังสีของแสงมาบรรจบกันที่จุดรวม  ส่วนภาพเสมือนจะเกิดขึ้นที่จุดตัดของแสงโดยเสมือนเมื่อรังสีของแสงไม่ได้ตัดกันโดยตรง

แสงเป็นพลังงานรูปหนึ่ง เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ความเร็วในสุญญากาศคือ 3×108 m/s มีคุณสมบัติ 4 อย่าง คือ การสะท้อน การหักเห การแทรกสอด และการเลี้ยวเบน

การสะท้อนของแสง (Reflection of light)

เกิดจากการที่แสงเคลื่อนที่ไปกระทบวัตถุทึบแสง จึงเกิดการเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่ การสะท้อนนั้นขึ้นอยู่กับลักษณะผิววัตถุ

การสะท้อนของแสงทำให้เกิดมุมตกกระทบคือมุมที่แสงตกกระทบทำกับเส้นตั้งฉากกับกระจก และมุมสะท้อนคือมุมที่แสงสะท้อนทำกับเส้นตั้งฉากกับกระจก  กฎของการสะท้อนกล่าวว่า “เมื่อเกิดการสะท้อนแสงทุกครั้งมุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อนเสมอ”

กฎการสะท้อนของแสง (Law of Reflection)

มุมตกกระทบคือมุมที่รังสีตกกระทบ (Incident ray) ทำกับเส้นปกติ (Normal) ของผิวสะท้อน

มุมสะท้อน (Reflected ray) คือมุมที่รังสีสะท้อนทำกับเส้นปกติ

การสะท้อนของแสงที่มีระเบียบจะได้

1. มุมตกกระทบมีค่าเท่ากับมุมสะท้อน ( )

2. รังสีตกกระทบ รังสีสะท้อนและเส้นปกติ จะอยู่ในระนาบเดียวกัน

Normal line คือ เส้นปกติ เป็นเส้นที่ลากตั้งฉากกับวัตถุ ตรงตำแหน่งรังสีตกกระทบ

Incident ray คือ รังสีตกกระทบ เป็นแนวการเคลื่อนที่ของแสงที่ตกกระทบวัตถุ

Reflected ray คือ รังสีสะท้อน เป็นแนวการเคลื่อนที่ของแสงที่สะท้อนจากวัตถุ

Angle of incidence ( ) คือ มุมตกกระทบ เป็นมุมระหว่างรังสีตกกระทบกับเส้นแนวตั้งฉาก

Angle of reflection ( ) คือ มุมสะท้อน เป็นมุมที่อยู่ระหว่างรังสีสะท้อนและเส้นปกติ

เมื่อฉายแสงลงบนผิวราบเรียบ เช่น กระจกเงา แสงที่สะท้อนออกมาจะเป็นไปตามกฎการสะท้อนของแสง จะได้

การเกิดภาพในกระจกเงาราบ

1. วัตถุเป็นจุดวางอยู่หน้ากระจกเงาราบ การหาระยะ P เป็นวัตถุที่เป็นจุดดังรูป

เมื่อให้ PB คือ รังสีจากวัตถุที่ตกกระทบกับกระจกเงาราบ และ BQ คือ รังสีสะท้อน  ถ้าต่อ QB ไปตัดกับส่วนต่อของ PA ที่จุด P’ ที่เป็นภาพจุด P ดังรูป

2. วัตถุมีขนาดวางอยู่หน้ากระจกเงาราบ วัตถุ PQ มีลักษณะเป็นเส้นตรงและยาว y ดังรูป

ภาพของจุด P และ Q จะอยู่ที่จุด P’ และ Q’

เนื่องจาก PA=AP’ และ QB=BQ’

จากเรขาคณิตจะได้ PQ=P’Q’

y=y’

ตัวอย่าง

ชายคนหนึ่งสูง 180 cm ยืนห่างจากเสาไฟฟ้าต้นหนึ่งเป็นระยะ 3 m บนยอดเสามีดวงไฟเล็กๆ  ติดอยู่ปรากฎว่า จะเกิดเงาของตัวเขาบนพื้นมีขนาดความยาวเท่ากับความสูงของเขาพอดี  จงหาว่าถ้าเขาเดินไปข้างหน้าอีกเป็นระยะ 2 m เงาของเขาบนพื้นจะมีความยาวเท่าไร

วิธีทำ

หาความสูงเสาไฟฟ้า

หาระยะเงา x เมื่อเดินไปอีก 2 m

ดังนั้นเงาของชายคนนี้บนพื้นมีความยาว 3 m

ตัวอย่าง

กระจกเงาระนาบ 2 บาน วางทำมุมกัน 90o ดังรูป มุมสะท้อนของกระจกบานที่ 2 มีค่ากี่องศา

ทดลองเขียนแนวรังสี

การเกิดภาพในกระจกเงาโค้งทรงกลม

กระจกเงาโค้งทรงกลมเป็นส่วนหนึ่งของผิวโค้งทรงกลม มี 2 ชนิด

กระจกเว้า คือ กระจกที่มีผิวโค้งเว้าเป็นผิวสะท้อนแสง

กระจกนูน คือ กระจกที่มีผิวโค้งนูนเป็นผิวสะท้อนแสง

C คือ จุดศูนย์กลางความโค้งกระจก

R คือ รัศมีความโค้งของกระจก

V คือ จุดกึ่งกลางบนผิวโค้งของกระจก

เส้นแกนมุขสำคัญ คือ เส้นตรงที่ลากผ่านจุด C ไปยังจุด V

F คือ จุดโฟกัสเป็นจุดกึ่งกลางระหว่าง C กับ V

ภาพที่เกิดจากกระจกเว้า

ภาพที่เกิดจากกระจกนูน

สูตรที่ใช้ในการคำนวณการเกิดภาพในกระจกเว้าและกระจกโค้ง