เคมี ม.4

 แบบจำลองอะตอม

          เนื่องจากอะตอมมีขนาดเล็กมาก อีกทั้งไม่มีใครเคยมองเห็นอะตอมมาก่อน เมื่อนักวิทยาศาตร์พัฒนากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่มีกำลังขยายสูงมากนำมาใช้งานร่วมกับคอมพิวเตอร์ จึงสามารถถ่ายภาพที่เชื่อว่าเป็นภาพภายนอกของอะตอมได้ดังรูป 1.1

รูป 1.1  ภาพถ่ายอะตอมของทองคำด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน

          จากภาพนี้ก็ยังไม่สามารถบอกรายละเอียดภายในอะตอมได้ การศึกษาเรื่องราวเกี่ยวกับอะตอมจึงเป็นการแปลผลจากข้อมูลที่ได้จากการทดลองและนำมาสร้างเป็นนโมภาพหรือแบบจำลอง

           - นักเรียนคิดว่าแบบจำลองที่สร้างขึ้นมานั้นสามารถปรับปรุงหรือเปลี่ยนแปลงได้หรือไม่เพราะเหตุใด

1.1.1  แบบจำลองอะตอมของดอลตัน
          ในปี พ.ศ.2346 จอห์น ดอลตัน นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ได้เสนอทฤษฎีอะตอมเพื่อใช้อธิบายเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงมวลของสารก่อนและหลังทำปฏิกิริยา รวมทั้งอัตราส่วนโดยมวลของธาตุที่รวมกันเป็นสารประกอบหนึ่งๆ ซึ่งมีสาระสำคัญดังนี้
          1.  ธาตุประกอบด้วยอนุภาคเล็กๆ หลายอนุภาคอนุภาคเหล่านี้เรียกว่า อะตอม ซึ่งแบ่งแยกและทำให้สูญหายไม่ได้
          2.  อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันมีสมบัติเหมือนกัน เช่น มีมวลเท่ากัน แต่จะมีสมบัติแตกต่างจากอะตอมของธาตุอื่น
          3.  สารประกอบเกิดจากอะตอมของธาตุมากกว่าหนึ่งชนิดทำปฏิกิริยาเคมีกันในอัตราส่วนที่เป็นเลขลงตัวน้อยๆ
          ทฤษฎีอะตอมของดอลตันช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ในสมัยนั้นสามารถอธิบายลักษณะและสมบัติของอะตอมได้เพียงระดับหนึ่ง ต่อมาได้มีการศึกษาเกี่ยวกับอะตอมเพิ่มขึ้นและค้นพบข้อมูลบางประการที่ไม่สอดคล้องกับแนวคิดของดอลตัน เช่น พบว่าอะตอมของธาตุชนิดเดียวกันอาจมีมวลแตกต่างกันได้ อะตอมสามารถแบ่งแยกได้นักวิทยาศาสตร์รุ่นต่อมาจึงได้ศึกษาเพิ่มเติมแล้วสร้างแบบจำลองอะตอมขึ้นใหม่ นักเรียนจะได้ศึกษาต่อไปว่านักวิทยาศาสตร์พัฒนาแบบจำลองอะตอมโดยมีผลการทดลองหรือข้อมูลใดช่วยสนับสนุนแนวคิดเหล่านั้น

1.1.2  แบบจำลองอะตอมของทอมสัน
          จากการพบว่ามีข้อมูลบางประการไม่สอดคล้องกับแนวคิดเกี่ยวกับอะตอมของดอลตัน นักวิทยาศาสตร์จึงได้ศึกษาเพิ่มเติมและสร้างแบบจำลองอะตอมขึ้นใหม่ แต่ก็ยังไม่มีข้อมูลที่ให้รายละเอียดภายในอะตอม รวมทั้งมีนักวิทยาศาสตร์อีกหลายคนที่สนใจศึกษาการนำไฟฟ้าของแก๊ส โดยทำการทดลองผ่านไฟฟ้ากระแสตรงเข้าไปในหลอดแก้วบรรจุแก๊สความดันต่ำ เพราะที่ภาวะนี้มีจำนวนอะตอมของแก๊สไม่หนาแน่นทำให้ง่ายต่อการศึกษา พบว่าเมื่อเพิ่มความต่างศักย์ระหว่างขั้วไฟฟ้าให้สูงขึ้นจะมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านหลอด ขณะเดียวกันก็จะเกิดรังสีพุ่งออกจากแคโทดไปยังแอโนด รังสีนี้เรียกว่า รังสีแคโทด และเรียกหลอดแก้วชนิดนี้ว่า หลอดรังสีแคโทด

รูป 1.2  หลอดรังสีแคโทด

          ในปี พ.ศ. 2540 เซอร์โจเซฟ จอห์น ทอมสัน นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ทำการทดลองบรรจุแก๊สชนิดหนึ่งไว้ในหลอดแก้วที่ต่อไว้กับเครื่องสูบอากาศเพื่อลดความดันภายในหลอด ที่แอโนดเจาะรูตรงกลางและต่อไว้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงศักย์สูง ที่ปลายหลอดมีฉากเรืองแสงวางขวางอยู่ ดังรูป  1.3  พบว่าเมื่อลดความดันในหลอดแก้วให้ต่ำลงมากๆ จนเกือบเป็นสูญญากาศ จะมีจุดสว่างเกิดขึ้นตรงบริเวณศูนย์กลางของฉากเรืองแสง

รูป 1.3  หลอดรังสีแคโทดที่ดัดแปลงแล้ว

รูป 1.4  หลอดรังสีแคโทดที่มีขั้วไฟฟ้าในหลอดเพิ่มขึ้นอีกสองขั้ว

          ทอมสันทำการทดลองต่อโดยเพิ่มขั้วไฟฟ้าอีก  2  ขั้วในแนวดิ่ง  ดังรูป  1.4  ปรากฎว่าตำแหน่งของจุดสว่างบนฉากเรืองแสงเบนเข้าหาขั้วบวกของสนามไฟฟ้า จึงสรุปว่ารังสีจากแคโทดประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าลบ

          เมื่อทอมสันทดลองเปลี่ยนชนิดของแก๊สที่บรรจุในหลอดและโลหะที่ใช้เป็นแคโทด พบว่ารังสีที่เกิดขึ้นยังคงประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุลบพุ่งมากที่ฉากเรืองแสงเหมือนเดิม เมื่อคำนวณหาอัตราส่วนของประจุต่อมวล (e/m) ของอนุภาคจากผลการทดลองและการคำนวณช่วยให้ทอมสันสรุปได้ว่าอะตอมทุกชนิดมีอนุภาคที่มีประจุลบเป็นองค์ประกอบ และเรียกอนุภาคนี้ว่า อิเล็กตรอน

           จากการศึกษาของนักวิทยาศาสตร์พบว่าอะตอมเป็นกลางทางไฟฟ้าและมีอิเล็กตรอนซึ่งเป็นอนุภาคที่มีประจุลบเป็นองค์ประกอบ นักวิทยาศาสตร์จึงเชื่อว่าอะตอมต้องประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุบวกด้วย

          ออยเกน โกลด์ชไตน์  นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันได้ดัดแปลงหลอดรังสีแคโทดโดยเจาะรูตรงกลางขั้วแอโนดและแคโทด และเลื่อนขั้วทั้งสองมาไว้เกือบตรงกลางหลอดรวมทั้งเพื่อฉากเรืองแสงที่ปลายทั้งสองด้านของหลอดดังรูป 1.5

รูป 1.5  หลอดรังสีแคโทดกับอนุภาคบวก

เมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในหลอด ปรากฎว่ามีจุดสว่างเกิดขึ้นบนฉากเรืองแสงทั้งสองด้าน อธิบายได้ว่ารังสีที่ไปกระทบกับฉากเรืองแสงบริเวณด้านหลังแคโทดต้องเป็นอนุภาคที่มีประจุบวก เมื่อทำการทดลองกับแก๊สอีกหลายชนิด พบว่าอนุภาคที่มีประจุบวกเหล่านี้มีอัตราส่วนของประจุต่อมวลไม่คงที่ นอกจากนี้ยังพบว่าถ้าบรรจุแก๊สไฮโดรเจนไว้ในหลอดรังสีแคโทด จะได้อนุภาคบวกที่มีประจุเท่ากับประจุของอิเล็กตรอน นักวิทยาศาสตร์เรียกอนุภาคบวกที่เกิดจากแก๊สไฮโดรเจนนี้ว่า โปรตอน
          จากผลการทดลองดังกล่าวทำให้ทอมสันได้ข้อมูลเกี่ยวกับอะตอมมากขึ้น จึงเสนอแบบจำลองของอะตอมว่า อะตอมเป็นรูปทรงกลมประกอบด้วยเนื้ออะตอมซึ่งมีประจุบวกและมีอิเล็กตรอนซึ่งมีประจุลบกระจายอยู่ทั่วไป อะตอมในสภาพที่เป็นกลางทางไฟฟ้าจะมีจำนวนประจุบวกเท่ากับจำนวนประจุลบ

รูป 1.6  แบบจำลองอะตอมของทอมสัน

           - แบบจำลองอะตอมของทอมสันใช้อธิบายผลการทดลองที่กล่าวมาแล้วได้อย่างไร

          ตามแบบจำลองอะตอมของทอมสัน เมื่ออะตอมของโลหะที่เป็นแคโทดได้รับพลังงานไฟฟ้าที่มีศักย์สูง  จะทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกมาจากอะตอมของโลหะและวิ่งไปชนกับอะตอมของแก๊สที่อยู่ภายในหลอดอย่างต่อเนื่องทำให้อะตอมของแก๊สแตกตัวได้อนุภาคที่มีประจุบวกเกิดขึ้นอิเล็กตรอนทั้งหมดจะวิ่งไปยังแอโนด ส่วนอนุภาคที่มีประจุบวกจะวิ่งไปยังแคโทด เนื่องจากอะตอมของแก๊สแต่ละชนิดมีมวลไม่เท่ากัน จึงทำให้มีค่าประจุต่อมวลของอนุภาคบวกของแก๊สแต่ละชนิดมีค่าแตกต่างกัน
          ผลการทดลองของทอมสันและโกลด์ชไตน์ พร้อมทั้งข้อเสนอเกี่ยวกับแบบจำลองอะตอมของทอมสัน นับเป็นก้าวสำคัญเกี่ยวกับการศึกษาเรื่องอะตอมต่อจากดอลตัน และถือได้ว่าทอมสันเป็นคนแรกที่เสนอรายละเอียดภายในอะตอม ซึ่งทำให้ได้มโนภาพของอะตอมชัดเจนขึ้น อย่างไรก็ตามในเวลาต่อมาแบบจำลองอะตอมของทอมสันก็ไม่สามารถใช้อธิบายโครงสร้างของอะตอมได้อย่างครอบคลุมนักเรียนคิดว่าเป็นเพราะเหตุใด

1.1.3  แบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด

          ลอร์ดเออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ และฮันส์ ไกเกอร์ นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันได้ศึกษาและพิสูจน์แบบจำลองอะตอมของทอมสันเมื่อปี พ.ศ.2454  โดยการยิงอนุภาคแอลฟาไปยังแผ่นทองคำบางๆ และใช้ฉากเรืองแสงที่เคลือบด้วยซิงค์ซัลไฟด์โค้งเป็นวงล้อมรอบแผ่นทองคำเพื่อตรวจจับอนุภาคแอลฟา จากผลการทดลองพบว่าส่วนใหญ่จะเกิดการเรืองแสงบนฉากที่อยู่บริเวณด้านหลังของแผ่นทองคำ มีบางครั้งเกิดการเรืองแสงบริเวณด้านหลัง และมีการเรืองแสงบริเวณด้านหน้าของแผ่นทองคำด้วยแต่น้อยครั้งมาก ดังรูป 1.7

รูป 1.7  การทดลองของรัทเทอร์ฟอร์ด

          จากผลการทดลองนี้ ถ้าอธิบายตามแบบจำลองอะตอมของทอมสัน อนุภาคแอลฟาซึ่งมีประจุบวกน่าจะผลักกับโปรตอนทำให้เกิดการเบี่ยงเบนไปจากแนวเส้นตรงได้บ้าง แต่ไม่น่าจะมีอนุภาคสะท้อนกลับมากระทบฉากบริเวณด้านหน้าได้ ดังนั้นรัทเทอร์ฟอร์ดจึงอธิบายลักษณะภายในอะตอมว่า การที่อนุภาคแอลฟาวิ่งผ่านแผ่นทองคำไปได้เป็นส่วนใหญ่ แสดงว่าภายในอะตอมต้องมีที่ว่างอยู่เป็นบริเวณกว้าง การที่อนุภาคแอลฟาบางอนุภาคเบี่ยงเบนหรือสะท้อนกลับมาบริเวณด้านหน้าของฉากเรืองแสง แสดงว่าบริเวณตรงกลางของอะตอมน่าจะมีอนุภาคที่มีประจุบวกและมีมวลสูงมากกว่าอนุภาคแอลฟา รัทเทอร์ฟอร์ดได้เสนอแบบจำลองอะตอมใหม่ว่า อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีขนาดเล็กมากอยู่ตรงกลางและมีประจุไฟฟ้าเป็นบวก โดยมีอิเล็กตรอนวิ่งอยู่รอบๆ ดังรูป 1.8

รูป  1.8  แบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด

           - แบบจำลองที่รัทเทอร์ฟอร์ดเสนอขึ้นใหม่ใช้อธิบายผลการทดลองได้อย่างไร

           ตามแบบจำลองของรัทเทอร์ฟอร์ด นิวเคลียสของอะตอมซึ่งอยู่ตรงกลางมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับขนาดของอะตอม อนุภาคแอลฟาจึงมีโอกาสชนนิวเคลียสได้น้อยมากส่วนอิเล็กตรอนที่อยู่รอบนิวเคลียสมีมวลน้อยมาก การชนกับอิเล็กตรอนจึงไม่มีผลทำให้ทิศทางการเคลื่อนที่ของอนุภาคแอลฟาเปลี่ยนไป อนุภาคส่วนใหญ่จึงวิ่งผ่านทะลุแผ่นทองคำไปเป็นแนวตรง มีบางครั้งที่อนุภาคแอลฟาวิ่งเฉียดนิวเคลียสซึ่งจะถูกประจุของนิวเคลียสผลักให้เบนไปจากแนวเส้นตรงส่วนอนุภาคแอลฟาที่วิ่งตรงไปยังนิวเคลียสซึ่งมีมวลมากก็จะถูกผลักให้สะท้อนกลับ ดังแสดงในรูป 1.9

รูป  1.9  การใช้แบบจำลองอธิบายผ

ลการทดลองของรัทเทอร์ฟอร์ด

          1.1.3.1  อนุภาคมูลฐานของอะตอม
          จากการศึกษารายละเอียดภายในอะตอม ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ทราบว่าอะตอมประกอบด้วยอิเล็กตรอนและโปรตอน ตามแบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ดมวลของอะตอมคือมวลของนิวเคลียส ถ้านิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนเพียงชนิดเดียว มวลของนิวเคลียสน่าจะเท่ากับมวลของโปรตอนรวมกัน แต่จากผลการทดลองพบว่าธาตุต่างๆ มีมวลของอะตอมมากกว่ามวลของโปรตอนรวมกัน เช่น ธาตุคาร์บอนมีมวลของโปรตอนรวมกัน 6 หน่วย แต่มวลของอะตอมมีค่า 12 หน่วย นอกจากนี้ยังพบว่ามวลของธาตุส่วนใหญ่มีค่าเป็น 2 เท่าหรือมากกว่า 2 เท่าหรือมากกว่า 2 เท่าของมวลโปรตอนทั้งหมดรวมกัน รัทเทอร์ฟอร์ดจึงสันนิษฐานว่าน่าจะมีอนุภาคอีกชนิดหนึ่งอยู่ในนิวเคลียส อนุภาคนี้ควรมีมวลใกล้เคียงกับมวลของโปรตอนและเป็นกลางทางไฟฟ้า
          ทอมสันได้ทดลองเพื่อศึกษาหามวลของอนุภาคบวกของแก๊สนีออนที่บรรจุในหลอดรังสีแคโทดเมื่อปี พ.ศ. 2456 พบว่าอนุภาคบวดมีมวล 2 ค่าคือ 20 และ 22  หน่วย แสดงว่านีออนประกอบด้วยอะตอม 2 ชนิดที่มีมวลไม่เท่ากัน ผลการทดลองนี้เป็นข้อมูลอีกประการหนึ่งที่สนับสนุนข้อเสนอของรัทเทอร์ฟอร์ดที่ว่ามีอนุภาคอีกชนิดหนึ่งในนิวเคลียสที่มีมวลใกล้เคียงกับโปรตอนแต่ไม่มีประจุ และในอะตอมชนิดเดียวกันอาจมีอนุภาคชนิดนี้ไม่เท่ากัน
          ต่อมาในปี พ.ศ. 2475  เซอร์เจมส์ แชดวิกนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้ทดลองยิงอนุภาคแอลฟาไปยังอะตอมของธาตุต่างๆ และทดสอบผลการทดลองด้วยเครื่องมือที่มีความเที่ยงตรงสูง ทำให้มั่นใจว่าในนิวเคลียสมีอนุภาคที่เป็นกลางทางไฟฟ้าอยู่จริงและเรียกว่า นิวตรอน การค้นพบนิวตรอนช่วยให้ความรู้เกี่ยวกับนิวเคลียสของอะตอมชัดเจนขึ้น ทำให้ทราบว่าอะตอมประกอบด้วยอนุภาคที่สำคัญสามชนิด คือ อิเล็กตรอน โปรตอน และนิวตรอน  อนุภาคทั้งสามชนิดนี้เรียกว่า อนุภาคมูลฐานของอะตอม ซึ่งมีสมบัติดังแสดงในตาราง 1.1

ตาราง 1.1  อนุภาคมูลฐานของอะตอม

  - จากข้อมูลในตาราง นักเรียนบอกได้หรือไม่ว่าอิเล็กตรอน โปรตอน และนิวตรอน มีสมบัติใดคล้ายคลึงกัน และอนุภาคชนิดใดบ้างที่มีผลต่อมวลของอะตอม

1.1.3.2  เลขอะตอม เลขมวล และไอโซโทป
          จากผลงานของนักวิทยาศาสตร์ ทำให้ทราบว่าอะตอมประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอนรวมกันเป็นนิวเคลียสของอะตอม โดยมีอิเล็กตรอนซึ่งมีจำนวนเท่ากับจำนวนโปรตอนเคลื่อนที่อยู่รอบนิวเคลียส อะตอมของธาตุแต่ละชนิดมีจำนวนโปรตอนเฉพาะตัวไม่ซ้ำกับธาตุอื่นๆ ตัวเลขที่แสดงจำนวนโปรตอนเรียกว่า เลขอะตอม (Z) เนื่องจากมวลของอะตอมส่วนใหญ่เป็นมวลของนิวเคลียสที่ประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน จึงเรียกผลรวมของจำนวนโปรตอนและนิวตรอนว่า เลขมวล (A) เช่น คาร์บอน มีจำนวนโปรตอน 6 จึงมีเลขอะตอมเท่ากับ 6 และมีจำนวนนิวตรอน 6 และ 7 จึงมีเลขมวลเป็น 12 และ 13 ตามลำดับ
          อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันที่เป็นกลางทางไฟฟ้าจะมีจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนเท่ากัน แต่จำนวนนิวตรอนอาจมีได้หลายค่า ทำให้อะตอมของธาตุเดียวกันมีมวลต่างกัน เฟรเดอริก ซอดดี นักเคมีชาวอังกฤษ เรียกอะตอมของธาตุเดียวกันที่มีเลขมวลต่างกันว่า ไอโซโทป ธาตุชนิดหนึ่งอาจมีหลายไอโซโทป บางไอโซโทปมีอยู่ในธรรมชาติและบางไอโซโทปได้จากการสังเคราะห์ เช่น ไฮโดรเจน มี 3 ไอโซโทป มีเลขมวล 1  2  และ 3  มีชื่อเฉพาะว่า โปรเทียมดิวทีเรียม และ ทริเทียม ไฮโดรเจนที่เกิดในธรรมชาติมีปริมาณโปรเทียมอยู่ถึงร้อยละ 99.99 ส่วนดิวทีเรียมมีปริมาณน้อยมาก สำหรับทริเทียมเป็นไอโซโทปกัมมันตรังสี
       
1.1.4  แบบจำลองอะตอมของโบร์

          เนื่องจากแบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ดไม่ได้อธิบายว่าอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสอยู่ในลักษณะใดนักวิทยาศาสตร์จึงหาวิธีทดลองเพื่อรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของอิเล็กตรอนแล้วนำมาสร้างเป็นแบบจำลองวิธีการหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ในการหาข้อมูลคือ การศึกษาสเปกตรัมของสารประกอบและธาตุซึ่งจะได้ศึกษาต่อไป

1.1.4.1  คลื่นและสมบัติของคลื่นแสง
          คลื่นชนิดต่างๆ เช่น คลื่นแสง คลื่นเสียง มีสมบัติที่สำคัญ 2 ประการคือ ความยาวคลื่น  (ดูรูป 1.10) ซึ่งหมายถึงระยะทางที่คลื่นเคลื่อนที่ครบ 1 รอบ มีหน่วยเป็นเมตร (m) หรือหน่วยย่อยของเมตร เช่น นาโนเมตร (m) และ ความถี่ของคลื่น หมายถึง จำนวนรอบของคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านจุดใดจุดหนึ่งในเวลา 1 วินาที ความถี่ของคลื่นจึงมีหน่วยเป็นจำนวนรอบต่อวินาที  

รูป 1.10 คลื่นและความยาวคลื่น

          คลื่นแสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่และความยาวคลื่นต่างๆ กัน ดังรูป 1.1

รูป 1.11 สเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

          แสงที่ประสาทตาของมนุษย์สามารถรับรู้ได้เรียกว่าแสงที่มองเห็นได้ ซึ่งมีความยาวคลื่นอยู่ในช่วง 400 - 700 นาโนเมตร แสงในช่วงคลื่นนี้จะประกอบด้วยแสงสีต่างๆ กัน ตามปกติประสาทตาของมนุษย์สามารถสัมผัสแสงบางช่วงคลื่นที่ส่องมาจากดวงอาทิตย์ได้ แต่ไม่สามารถแยกเป็นสีต่างๆ ได้ จึงมองเห็นเป็นสีรวมกันซึ่งเรียกว่า แสงขาว
           - นักเรียนคิดว่าเราสามารถแยกแสงขาวออกเป็นแสงสีอื่นๆ ได้หรือไม่ อย่างไร

1.1.4.2 สเปกตรัม
          ถ้าให้แสงอาทิตย์ซึ่งเป็นแสงขาวส่องผ่านปริซึมแสงขาวจากดวงอาทิตย์จะแยกออกเป็นแสงสีรุ้งต่อเนื่องกันเรียกว่า แถบสเปกตรัมของแสงขาว 

รูป 1.12  การหักเหของแสงขาวเมื่อผ่านปริซึม

          ปรากฎการณ์นี้อธิบายได้ว่าเมื่อแสงเดินทางจากอากาศผ่านตัวกลางชนิดหนึ่งจะเกิดการหักเห ดังนั้นเมื่อแสงขาวส่องผ่านปริซึม แสงที่มีความยาวคลื่นต่างกันจะหักเหผ่านปริซึมได้ไม่เท่ากัน เกิดเป็นแถบสีรุ้งต่อเนื่องกันแสงสีรุ้งเหล่านี้มีความยาวคลื่นดังตาราง 1.2

ตาราง 1.2 แสงสีต่างๆ ในแถบสเปกตรัมของแสงขาว

สเปกตรัม	ความยาวคลื่น (nm)
แสงสีม่วง แสงสีคราม - น้ำเงิน แสงสีเขียว แสงสีเหลือง แสงสีแสด (ส้ม) แสงสีแดง	400-420 420-490 580-590 590-650 590-650 650-700