บทที่3 คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
- คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นคลื่นกลตามขวาง ประกอบด้วยสนามไฟฟ้าตั้งฉากกับสนามแม่เหล็กและตั้งฉากกับทิศการเคลื่อนที่
- คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเรียงจากความถี่น้อยไปมากได้ 7 ชนิด ดังนี้ 1) คลื่นวิทยุ 2) คลื่นไมโครเวฟ 3) คลื่นอินฟราเรด 4) คลื่นแสง 5) คลื่นอัลตราไวโอเลต 6) รังสีเอ็กซ์ 7) รังสีแกมมา คลื่นแสงประกอบด้วย ม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสด แดง
- คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทั้ง 7 ชนิด มีความเร็วสุญญากาศเท่ากัน คือ 3 x 108 เมตร/วินาที ความเร็วคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในอากาศจะมีความเร็วมากกว่าในนี้
- คลื่นที่มีความถี่น้อยจะมีพลังงานน้อย แต่ความยาวคลื่นมาก คลื่นที่มีความถี่มากจะมีพลังงานมาก แต่ความยาวคลื่นน้อย
- คลื่นวิทยุมี 2 ประเภท คือ AM แอมพลิจูดเปลี่ยน และ FM ความถี่เปลี่ยน , รีโมท - อินฟราเรด , เรดาร์ - ไมโครเวฟ
- ไม่ต้องใช้ตัวกลางในการเคลื่อนที่
- อัตราเร็วของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกชนิดในสุญญากาศเท่ากับ 3x108m/s ซึ่งเท่ากับ อัตราเร็วของแสง
- เป็นคลื่นตามขวาง
- ถ่ายเทพลังงานจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่ง
- ถูกปล่อยออกมาและถูกดูดกลืนได้โดยสสาร
- ไม่มีประจุไฟฟ้า
- คลื่นสามารถแทรกสอด สะท้อน หักเห และเลี้ยวเบนได้
1. คลื่นวิทยุ
- ผลิตจากอุปกรณ์อิเลคโทรนิคส์โดยวงจรออสซิลเลเดอร์
- มีความถี่ในช่วง 104 – 109 เฮิร์ตซ์
- ใช้ในการสื่อสาร ส่งกระจายเสียงโดยใช้คลื่นฟ้าและคลื่นดิน
- สามารถเลี้ยวเบนผ่านสิ่งกีดขวางที่มีขนาดใกล้เคียงกับความยาวคลื่นได้
- โลหะมีสมบัติในการสะท้อนและดูดกลืนคลื่นแเหล็กไฟฟ้าได้ดี ดังนั้นคลื่นวิทยุจังผ่านไม่ได้
- การกระจายเสียงออกอากาศมีทั้งระบบ F.M. และ A.M.
 |
คลื่นวิทยุ
|
2. คลื่นโทรทัศน์และไมโครเวฟ
- ความถี่ 108 – 1012 เฮิรตซ์
- ไม่สะท้อนกับบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์จึงส่งเป็นเส้นตรงแล้วใช้สถานีถ่ายทอดเป็นระยะหรือใช้คลื่นไมโครเวฟนำสัญญาณโทรทัศน์ไปยังดาวเทียม
- คลื่นโทรทัศน์มีความยาวคลื่นสั้นจึงเลี้ยวเบนผ่านสิ่งกีดขวางใหญ่ๆ เช่น รถยนต์ หรือเครื่องบินไม่ได้ ดังนั้นจะเกิดการสะท้อนกับเครื่องบิน กลับมาแทรกสอดกับคลื่นเดิม ทำให้เกิดคลื่นรบกวนได้
- ไมโครเวฟสะท้อนโลหะได้ดี จึงใช้ทำเรดาห์
 |
คลื่นโทรทัศน์และไมโครเวฟ
|
3. รังสีอินฟาเรด
- ความถี่ 1011 – 1018
- ตรวจรับได้ด้วยประสาทสัมผัสทางผิวหนัง หรือ ฟิล์มถ่ายรูปชนิดพิเศษ
- สิ่งมีชีวิตแผ่ออกมาตลอดเวลาเพราะเป็นคลื่นความร้อน
- ใช้ในการสื่อสาร เช่น ถ่ายภาพพื้นโลกจากดาวเทียม, ใช้เป็นรีโมทคอนโทรลของเครื่องวิทยุและโทรทัศน์ และใช้ควบคุมจรวดนำวิถี
- ใช้เป็นพาหะนำสัญญาณในเส้นใยนำแสง (optical fiber)
 |
รังสีอินฟาเรด
|
4. แสง
ประมาณ 1014 เฮิรตซ์ ความยาวคลื่นประมาณ 10-7
- ตรวจรับโดยใช้จักษุสัมผัส
- มักเกิดจากวัตถุที่มีอุณหภูมิสูง , และถ้าวัตถุยิ่งมีอุณหภูมิสูงจะยิ่งมีพลังงานแสงยิ่งมาก
- อาจเกิดจากวัตถุที่มีอุณหภูมิไม่สูงก็ได้ เช่น แสงจากหลอดไฟฟลูออเรสเซนต์, หิ่งห้อย, เห็ดเรืองแสง
- เลเซอร์ เป็นแหล่งกำเนิดแสงอาพันธ์ที่ให้แสงโดยไม่อาศัยความร้อน มีความถี่และเฟสคงที่ (ถ้าเป็นแสงที่เกิดจากความร้อนจะมีหลายความถี่และเฟสไม่คงที่) จนสามารถใช้เลเซอร์ในการสื่อสารได้ ถ้าใช้เลนส์รวมแสงให้ความเข้มข้นสูงๆ จะใช้เลเซอร์ในการผ่าตัดได้
- บริเวณที่แสงเลเซอร์ตก จะเกิดความร้อน
 |
แสง
|
5. รังสีอัลตราไวโอเลต
- มีความถี่ประมาณ 1015- 1018 เฮิรตซ์
- รังสีนี้ในธรรมชาติ ส่วนใหญ่มาจากดวงอาทิตย์
- เป็นรังสีที่ทำให้เกิดประจุอิสระและไอออนในบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์
- เป็นอันตรายต่อเซลผิวหนัง, ตา และใช้ฆ่าเชื้อโรคได้
- สามารถสร้างขึ้นได้โดยผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในหลอดที่บรรจุไอปรอท
- ผ่านแก้วได้บ้างเล็กน้อยแต่ผ่านควอตซ์ได้ดี
- การเชื่อมโลหะด้วยไฟฟ้าจะทำให้เกิดรังสีนี้ได้
 |
รังสีอัลตราไวโอเลต
|
6. รังสีเอกซ์
- ความถี่ประมาณ 1016 – 1022
- ทะลุผ่านสิ่งกีดขวางหนาๆ ได้ แต่ถูกกั้นได้ด้วยอะตอมของธาตุหนัก จึงใช้ตรวจสอบรอยร้าวในชิ้นโลหะขนาดใหญ่ ใช้ตรวจหาอาวุธปืนในกระเป๋าเดินทาง
- ความยาวคลื่นประมาณ 10 -10 เมตร ซึ่งใกล้เคียงกับขนาดอะตอมและช่องว่างระหว่างอะตอมของผลึกจึงใช้วิเคราะห์โครงสร้างผลึกได้
 |
รังสีเอกซ์
|
7. รังสีแกมมา
- ใช้เรียกชื่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่สูงกว่ารังสีเอกซ์
- รังสีแกมม่าที่พบในธรรมชาติ เช่น รังสีแกมม่าที่เกิดจากการแผ่สลายของสารกัมมันตรังสี, รังสีคอสมิคที่มาจากอวกาศก็มีรังสีแกมม่าได้
- รังสีแกมม่าอาจทำให้เกิดขึ้นได้ เช่นการแผ่รังสีของอนุภาคไฟฟ้าในเครื่องเร่งอนุภาค
 |
รังสีแกมมา
|
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น