Recommended
More Related Content
What's hot
Similar to คลื่นเเม่เหล็กไฟฟ้า กลุ่มที่ 1 ม.6/2
Similar to คลื่นเเม่เหล็กไฟฟ้า กลุ่มที่ 1 ม.6/2 (20)
คลื่นเเม่เหล็กไฟฟ้า กลุ่มที่ 1 ม.6/2
- 2. ธรรมชาติของ “แสง” แสดงความประพฤติเปน ทัง “คลืน” และ “อนุภาค” เมือเรากล่าวถึงแสง ในคุณสมบัติความเปนคลืน เราเรียกว่า “คลืนแม่เหล็กไฟฟา” (Electromagnetic waves) ซึงประกอบด้วยสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟาทํา มุมตังฉาก และเคลือนทีไปในอวกาศด้วย ความเร็ว 300,000,000 เมตร/วินาที เมือเรา กล่าวถึงแสงในคุณสมบัติของอนุภาค เราเรียกว่า “โฟตอน” (Photon) เปนอนุภาคที ไม่มีมวล แต่เปนพลังงาน electromagnetic wave Electromagnetic wave
- 3. สเปกตรัม (Spectrum) ของคลืนแม่เหล็กไฟฟาจะประกอบด้วย คลืนแม่เหล็กไฟฟาทีมีความถีและความยาวคลืนแตกต่างกัน ซึง ครอบคลุมตังแต่ คลืนแสงทีตามองเห็น อัลตราไวโอเลต อินฟราเรด คลืนวิทยุ โทรทัศน์ ไมโครเวฟ รังสีเอกซ์ รังสีแกมมา เปนต้น ดังนันคลืนแม่เหล็กไฟฟา จึงมีประโยชน์มากในการ สือสารและโทรคมนาคม และทางการแพทย์ spectrum
- 4. 1 6 2 3 4 5 7 propertiesไม่ต้องใช้ตัวกลางในการเคลือนที อัตราเร็วของคลืนแม่เหล็กไฟฟาทุกชนิดในสุญญากาศเท่ากับ 3×108m/s ซึงเท่ากับ อัตราเร็วของแสง เปนคลืนตามขวาง ถ่ายเทพลังงานจากทีหนึงไปอีกทีหนึง ถูกปล่อยออกมาและถูกดูดกลืนได้โดยสสาร ไม่มีประจุไฟฟา คลืนสามารถแทรกสอด สะท้อน หักเห และเลียวเบนได้
- 5. รังสีแกมมา (Gamma ray) เปนคลืนแม่เหล็กไฟฟาทีมีความยาวคลืนน้อยทีสุด โฟตอนของรังสีแกมมามี พลังงานสูงมาก กําเนิดจากแหล่งพลังงานนิวเคลียร์ เปนอันตรายมากต่อสิงมีชีวิต ประเภทของคลืนแม่เหล็กไฟฟา
- 6. รังสีเอ็กซ์ (X-ray) ใช้ในทางการแพทย์ เพือส่องผ่านเซลล์เนือเยือ
- 7. รังสีอุลตราไวโอเล็ต (Ultraviolet radiation) มีอยู่ในแสงอาทิตย์ เปนประโยชน์ต่อร่างกาย แต่หากได้รับ มากเกินไปก็จะทําให้ผิวไหม้ และอาจทําให้เกิดมะเร็งผิวหนัง
- 8. แสงทีตามองเห็น (Visible light) แสงแดดเปนแหล่งพลังงานทีสําคัญของโลก และยังช่วยในการ สังเคราะห์แสงของพืช
- 9. รังสีอินฟราเรด (Infrared radiation) โลกและสิงชีวิตแผ่รังสีอินฟราเรดออกมา ภาพถ่ายความร้อนด้วย กล้องอินฟราเรดทีใช้ประโยชน์ในหลายด้าน อาทิ ทางทหาร ทางการแพทย์ และอุตสาหกรรม
- 10. คลืนไมโครเวฟ (Microwave) ใช้ประโยชน์ในด้านโทรคมนาคมระยะไกล มีประโยชน์ในการสือสาร แต่จะ ไม่สะท้อนทีชันบรรยากาศไอโอโนสเฟยร์ แต่จะทะลุผ่านชันบรรยากาศไปนอกโลก ในการถ่ายทอด สัญญาณโทรทัศน์จะต้องมีสถานีถ่ายทอดเปนระยะ ๆ เพราะสัญญาณเดินทางเปนเส้นตรง และผิว โลกมีความโค้ง ดังนันสัญญาณจึงไปได้ไกลสุดเพียงประมาณ 80 กิโลเมตรบนผิวโลก อาจใช้ ไมโครเวฟนําสัญญาณจากสถานีส่งไปยังดาวเทียม แล้วให้ดาวเทียมนําสัญญาณส่งต่อไปยังสถานีรับ ทีอยู่ไกล ๆ นอกจากนันยังนํามาประยุกต์สร้างพลังงานในเตาอบอาหาร
- 11. คลืนวิทยุ (Radio wave) เปนคลืนแม่เหล็กไฟฟาทีมีความยาวคลืนมากทีสุด คลืนวิทยุสามารถเดินทางผ่าน ชันบรรยากาศได้ จึงถูกนํามาใช้ประโยชน์ในด้านการสือสาร โทรคมนาคม
- 12. คลืนวิทยุมีความถีช่วง 104 – 109 Hz( เฮิรตซ์ ) ใช้ในการสือสาร คลืนวิทยุมีการส่งสัญญาณ 2 ระบบคือ 1.1 ระบบเอเอ็ม (A.M. = amplitude modulation) ระบบเอเอ็ม มีช่วงความถี 530 – 1600 kHz( กิโลเฮิรตซ์ ) สือสารโดยใช้คลืนเสียงผสมเข้าไปกับ คลืนวิทยุเรียกว่า “คลืนพาหะ” โดยแอมพลิจูดของคลืนพาหะจะเปลียนแปลงตามสัญญาณคลืนเสียง ในการส่งคลืนระบบ A.M. สามารถส่งคลืนได้ทังคลืนดินเปนคลืนทีเคลือนทีในแนวเส้นตรงขนานกับผิว โลกและคลืนฟาโดยคลืนจะไปสะท้อนทีชันบรรยากาศไอโอโนสเฟยร์ แล้วสะท้อนกลับลงมา จึงไม่ต้องใช้ สายอากาศตังสูงรับ 1.2 ระบบเอฟเอ็ม (F.M. = frequency modulation) ระบบเอฟเอ็ม มีช่วงความถี 88 – 108 MHz (เมกะเฮิรตซ์) สือสารโดยใช้คลืนเสียงผสมเข้ากับคลืน พาหะ โดยความถีของคลืนพาหะจะเปลียนแปลงตามสัญญาณคลืนเสียง ในการส่งคลืนระบบ F.M. ส่ง คลืนได้เฉพาะคลืนดินอย่างเดียว ถ้าต้องการส่งให้คลุมพืนทีต้องมีสถานีถ่ายทอดและเครืองรับต้องตัง เสาอากาศสูง ๆ รับ
- 14. ความยาวคลืน (wavelength), ความถี (frequency) และความเร็วแสง (speed) = c / f ความยาวคลืน = ความเร็วแสง / ความถี ความยาวคลืน ( ) = ระยะห่างระหว่าง ยอดคลืน มีหน่วยเปนเมตร (m) ความถี (f) = จํานวนคลืนทีเคลือนที ผ่านจุดทีกําหนด ในระยะเวลา 1 วินาที มีหน่วยเปนเฮิรทซ์ (Hz) ความเร็วแสง (c) = 300,000,000 เมตร/ วินาที (m/s)
- 15. การแผ่รังสี เปนทีทราบกันดีว่า เรามองเห็นวัตถุเนืองจาก วัตถุได้รับรังสีแล้วสะท้อนเข้าดวงตาของเรา ทว่าความ จริงแล้วทุกสรรพสิงในจักรวาลนีแผ่รังสีออกมาในรูป ของคลืนแม่เหล็กไฟฟา ซึงมีทังคลืนทีมนุษย์สามารถ มองเห็นได้หรือมองไม่เห็น ทังนีความยาวของ คลืนแม่เหล็กไฟฟาทีแผ่รังสีออกมาขึนอยู่กับระดับ อุณหภูมิของวัตถุต้นกําเนิด ยกตัวอย่างเช่น หากเราวาง แท่งโลหะไว้ในห้องทีมืดสนิท เราก็จะมองไม่เห็นมัน แต่ ถ้าเราเปดหน้าต่างให้แสงภายนอกส่องมากระทบมันแล้ว สะท้อนเข้าตาเรา เราก็จะมองเห็นมัน การเห็นด้วยวิธีนี ไม่ใช่การแผ่รังสีแต่เปนการสะท้อนแสง แต่เมือเราเอา แท่งโลหะมาเผาไฟด้วยแก๊สร้อน ก็จะเห็นว่าโลหะค่อยๆ เปล่งแสงสีแดงออกมา และเปลียนเปนสีส้ม สีเหลือง สี ฟา และสีนําม่วง เมืออุณหภูมิเพิมขึนตามลําดับ
- 16. ความสัมพันธ์ระหว่าง ความยาวคลืน และ อุณหภูมิ วัตถุทุกชนิดทีมีอุณภูมิสูงกว่า 0 เคลวิน (-273°C) มีพลังงาน ภายในตัว และมีการแผ่รังสีคลืนแม่เหล็กไฟฟา ความยาวของ คลืนแม่เหล็กไฟฟาแปรผกผันกับอุณหภูมิ มิใช่มีเพียงสิงทีมีอุณหภูมิสูง ดังเช่น ดวงอาทิตย์ และไส้หลอดไฟฟา จึงมีการแผ่รังสี หากแต่สิงทีมี อุณหภูมิตําดังเช่น ร่างกายมนุษย์ และนําแข็ง ก็มีการแผ่รังสีเช่นกัน เพียงแต่ตาของเรามองไม่เห็น พิจารณาจากภาพ เมือเราให้พลังงานความความร้อนแก่แท่ง โลหะ เมือมันเริมร้อน มันจะเปล่งแสงสีแดง (สามารถเห็นได้จากขดลวด ของเตาไฟฟา) เมือมันร้อนมากขึน มันจะเปล่งแสงสีเหลือง และ.ใน ทีสุดมันจะเปล่งแสงสีขาวอมนําเงิน พิจารณาเส้นกราฟ จะเห็นว่า เมือโลหะมีอุณหภูมิ 3,000 K ความยาวคลืนสูงสุดทียอด กราฟจะอยู่ที 1000 nm (นาโนเมตร) ซึงตรงกับย่านรังสีอินฟราเรด ซึง สายตาเราไม่สามารถมองเห็นรังสีชนิดนี เราจึงเห็นแท่งโลหะแผ่แสงสี แดง เนืองจากเปนความยาวคลืนทีตําทีสุดแล้ว ทีเราสามารถมองเห็นได้ เมือแท่งเหล็กมีอุณหภูมิ 5,000 K ความยาวคลืนสูงสุดที ยอดกราฟจะอยู่ที 580 nm เราจึงมองเห็นแท่งโลหะเปล่งแสงสีเหลือง เมือแท่งเหล็กมีอุณหภูมิ 10,000 K ความยาวคลืนสูงสุดที ยอดกราฟจะอยู่ที 290 nm ซึงตรงกับย่านรังสี อุลตราไวโอเล็ก ซึงสายตาเราไม่สามารถมองเห็นรังสีชนิดนี เราจึงเห็น แท่งโลหะแผ่แสงสีม่วง เนืองจากเปนความยาวคลืนทีสูงทีสุดแล้ว ทีเรา สามารถมองเห็นได้
- 17. การอธิบายในเชิงฟสิกส์ อุณหภูมิหมายถึงระดับ พลังงานภายในอะตอม สสารทุกชนิดในจักรวาลมี อุณหภูมิสูงกว่า 0 เคลวิน (-273°C) เนืองจาก อะตอมมีพลังงาน อะตอมประกอบด้วยอิเล็กตรอน หมุนรอบนิวเคลียส สภาวะทีอุณหภูมิ 0 เคลวิน เปนสภาวะไร้พลังงานและทุกอย่างหยุดนิง ซึงเปน สภาวะทียังไม่มีการค้นพบ ในป ค.ศ.1893 วิล เฮล์ม วีน (Wilhelm Wien) นักฟสิกส์ชาวเยอรมัน ค้นพบว่า อุณหภูมิของสสารแปรผกผันกับการแผ่ คลืน กฎของวีน (Wien's law)
- 18. ตัวอย่างที 1: ดวงอาทิตย์แผ่รังสีทีมีความยาวคลืนเข้ม สุด 500 นาโนเมตร อยากทราบว่า ดวงอาทิตย์มี อุณหภูมิพืนผิวเฉลียเท่าไร λmax = 0.0029 / T T = 0.0029 / λmax = 0.0029 / (500 x 10 กําลัง-9 m) = 5,800 K ตัวอย่างที 2: โลกแผ่รังสีอินฟราเรดขึนสู่อวกาศ ซึง ความยาวคลืนเข้มสุด 10,069 นาโนเมตร อยากทราบว่า โลกมีอุณหภูมิพืนผิวเฉลียเท่าไร λmax = 0.0029 / T T = 0.0029 / λmax = 0.0029 / (10 x 10 กําลัง -6 m) = 288 K หรือ 15°C กฎของวีน (Wien's law)
- 19. กฎของวีน (Wien's law) เราสามารถสรุปกฎของวีน (Wein's law) ได้ว่า วัตถุอุณหภูมิสูงแผ่รังสีคลืนสัน วัตถุอุณหภูมิตํา แผ่รังสีคลืนยาว รังสีทีมีความยาวคลืนน้อยกว่า แสงทีตามองเห็น เรียกว่า คลืนสัน เปนอันตราย ต่อมนุษย์ รังสีทีมีความยาวคลืนมากกว่าแสงที ตามองเห็นเรียกว่า คลืนยาว ไม่เปนอันตรายต่อ มนุษย์ อย่างไรก็ตามไม่ว่ารังสีจะมีความยาวคลืน เท่าไร หากมีความเข้มสูงก็จะทําให้วัตถุทีดูดกลืน รังสีนันๆ มีอุณหภูมิสูงขึนได้ เช่น รังสี อินฟราเรดทําให้โลกร้อน เตาไมโครเวฟสามารถ ทําให้นําเดือด
- 20. ตัวอย่างแหล่งกําเนิดคลืนแม่เหล็กไฟฟา ทังทีเกิด ขึนโดยธรรมชาติและเกิดขึนโดยฝมือของมนุษย์ ได้แก่ รังสีแกมมา เกิดขึนจากการระเบิดของดาวมวล มากซึงเรียกว่า ซูเปอร์โนวา หรือระเบิดปรมาณูที มนุษย์สร้างขึน รังสีเอ็กซ์ เกิดขึนจากการยุบตัวของดาวมวลมาก เช่น หลุมดํา หรือ รังสีทีใช้ในวงการแพทย์ รังสีอัลตราไวโอเล็ต เกิดขึนจากการแผ่รังสีของ ดวงอาทิตย์ แสงทีตามองเห็น เช่น แสงแดด หลอดไฟฟา รังสีอินฟราเรด เกิดขึนจากการแผ่รังสีของโลก แก๊สเรือนกระจก แก๊สในอวกาศ และสิงมีชีวิต คลืนไมโครเวฟและคลืนวิทยุ เกิดขึนจาก ธรรมชาติ และมนุษย์สร้างขึนเพือการสือสาร โทรคมนาคม
- 21. แสง แสดงความประพฤติเปนทัง “คลืน” และ “อนุภาค” เมือเรากล่าวถึงแสงในสมบัติความเปน คลืน เราเรียกว่า “คลืนแม่เหล็กไฟฟา” (Electromagnetic waves) เมือเรากล่าวถึงแสงใน สมบัติของอนุภาค เราเรียกอนุภาคของแสงว่า “โฟ ตอน” (Photon) ซึงเปนอนุภาคทีไม่มีมวล เคลือนที ด้วยความเร็วคงที 300,000,000 เมตร/วินาที โดย ไม่ต้องมีสือหรือตัวกลาง อนุภาคแสง
- 22. ถ้าเราทราบ ความยาวคลืนเข้มสุดทีดาวแผ่ รังสีออกมา เราก็จะทราบอุณหภูมิพืนผิวของ ดาว (ตามกฎของวีน) และเมือเราทราบ อุณหภูมิพืนผิวของดาว เราก็สามารถใช้กฎ ของสเตฟาน-โบลทซ์มานน์ คํานวณว่า พลังงานทีดาวแผ่ออกมานันมีความเข้มเท่าไร ดังตัวอย่างที 1 ตัวอย่างที 1: พืนผิวของดวงอาทิตย์มี อุณหภูมิเฉลีย 5,800 K มีความเข้มของ พลังงานเท่าไร F = σ T4 = (5.67 x 10กําลัง-8 วัตต์ / ตาราง เมตร K4) (5800 K)4 = (5.67 x 10กําลัง-8 วัตต์ / ตาราง เมตร) (1.13 x 1015) = 64,164,532 วัตต์ / ตารางเมตร กฎของสเตฟาน–โบลทซ์มานน์ (Stefan- Boltzmann’s Law) ในป ค.ศ.1884 โจเซฟ สเตฟาน (Jožef Stefan) และ ลุดวิก โบลทซ์มานน์ (Ludwig Boltzmann) นักฟสิกส์ชาวออสเตรีย ค้น พบว่า ความเข้มของพลังงาน (Energy Flux) แปรผันตามค่ายกกําลังสีของอุณหภูมิ มีหน่วย เปน จูล / ตารางเมตร วินาที หรือ วัตต์ / ตารางเมตร
- 23. ตัวอย่างที 2: ดวงอาทิตย์มีรัศมี 694 ล้านเมตร พลังงานทีพืนผิวของดวงอาทิตย์มีความเข้ม 64 ล้านวัตต์/ตารางเมตร โลกอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 149.6 ล้านกิโลเมตร อยากทราบว่า พลังงานจาก ดวงอาทิตย์ทีตกกระทบบรรยากาศชันบนของโลก จะมีความเข้มเท่าไร F1 = ความเข้มของพลังงาน ณ บรรยากาศ โลกชันบน F2 = ความเข้มของพลังงาน ณ ผิวดวง อาทิตย์ = 64,000,000 วัตต์/ตารางเมตร D1 = รัศมีของวงโคจรโลกรอบดวงอาทิตย์ = 149.6 x 109 เมตร D2 = รัศมีของดวงอาทิตย์ = 694,000,000 เมตร F1 / F2 = (D2 / D1)2 F1 = (64 x 106 วัตต์/ตารางเมตร) (694 x 106 เมตร / 149.6 x 109 เมตร)2 = 1,370 วัตต์/ตารางเมตร กฏระยะทางผกผันกําลังสอง (Inverse square law) ในการแผ่รังสี คลืนแม่เหล็กไฟฟาจะ แผ่ออกจากจุดกําเนิดทุกทิศทุกทาง เปรียบ เสมือนทรงกลมทีมีจุดกําเนิดเปน จุดศูนย์กลาง โดยเมือพลังงานแพร่ออกไป ความเข้มของพลังงานจะลดลงไปเท่ากับ หน่วยของระยะทางยกกําลังสอง
- 24. กฏของแพลงก์ (Plank's law) ในป ค.ศ.1900 แม็ก แพลงก์ (Max Plank) นักฟสิกส์ชาวเยอรมันค้นพบว่า พลังงานของโฟ ตอนแปรผันตามความถี แต่แปรผกผันกับ ความยาวคลืน โฟตอนของคลืนสันมีพลังงานมากก ว่าโฟตอนของคลืนยาว ตามสูตร E = hf E = hc/λ พลังงานของโฟตอน = h x ความถี = h x ความเร็วแสง / ความยาวคลืน ความถี (f) = จํานวนคลืนทีเคลือนทีผ่าน จุดทีกําหนด ในระยะเวลา 1 วินาที มีหน่วยเปน เฮิรทซ์ (Hz) ความยาวคลืน (λ) = ระยะห่างระหว่างยอด คลืน มีหน่วยเปนเมตร (m) ค่าคงทีของแพลงก์ (h) = 6.6 x 10 กําลัง -34 จูล วินาที (J.s) ตัวอย่างที 3: โฟตอนของแสงสีม่วงมี ความยาวคลืน 400 นาโนเมตร, โฟตอน ของแสงสีแดงมีความยาวคลืน 700 นาโน เมตร โฟตอนทังสองมีพลังงานแตกต่าง กันอย่างไร E violet = hc / = [6.6 x 10กําลัง-34 J.s] [3 x 108 m s-1M / 400 x 10กําลัง-9 nm = 4.95 x 10กําลัง-19 จูล E red = hc / = [6.6 x 10กําลัง-34 J.s] [3 x 108 m s-1] / 700 x 10-9 nm = 2.83 x 10กําลัง-19 จูล โฟตอนของแสงสีม่วง มีพลังงานสูงกว่า โฟตอนของแสงสีแดง 1.75 เท่า
- 25. ปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ ปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ (Doppler Effect) เปนปรากฏการณ์ธรรมชาติทีเกียวกับ การเปลียนแปลงความยาวคลืน เนืองจากความ สัมพัทธ์ระหว่างทิศทางการเคลือนทีของแหล่ง กําเนิดกับผู้สังเกตการณ์ ขณะทีแหล่งกําเนิด คลืนเคลือนทีเข้าหา ผู้สังเกตการณ์จะสังเกต เห็นความยาวคลืนสันลง (ความถีสูงขึน) และ เมือแหล่งกําเนิดคลืนเคลือนทีออก ผู้ สังเกตการณ์จะสังเกตเห็นความยาวคลืนเพิม ขึน (ความถีตําลง) ตัวอย่างเช่น เมือรถตํารวจ เปดไซเรนวิงเข้ามาหาเรา เราจะได้ยินเสียง ไซเรนสูงขึน และเมือรถคันนันเคลือนทีผ่านเรา ออกไป ก็จะได้ยินเสียงไซเรนตําลง
- 26. members 6/2 นาย กฤษฏิ รัตนบัณฑิต เลขที 1 นาย กันต์ คชเวช เลขที 2 นางสาว ณัฐชา อุนจะนํา เลขที 19 นางสาว ณัฐณิชา เลขะธรรม เลขที 20
- 27. thank you