วิชาการดอทคอม ptt logo

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

โพสต์เมื่อ: 21:03 วันที่ 8 ม.ค. 2549         ชมแล้ว: 52,167 ตอบแล้ว: 7
วิชาการ >> กระทู้ >> ทั่วไป
อยากรู้เรื่องคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าค่ะ อาจารย์จะให้รายงานหน้าชั้นค่ะ แต่ยังเรียนไม่เข้าใจเลย ยังไม่รู้เลยว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคืออะไร มีแหล่งกำเนิดมาจากไหน เราสามารถผลิตคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ยังไง แล้วประโยชน์และโทษของมันมีอะไรบ้าง ถ้าใครรู้กรุณาช่วยสรุปให้หน่อยนะคะ ขอบคุณค่ะ


nongpor
ร่วมแบ่งปัน15 ครั้ง - ดาว 148 ดวง





จำนวน 7 ความเห็น, หน้าที่ | -1-
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 1 3 เม.ย. 2549 (15:14)



ธรรมชาติของ “แสง” แสดงความประพฤติเป็นทั้ง “คลื่น” และ “อนุภาค” เมื่อเรากล่าวถึงแสงในคุณสมบัติความเป็นคลื่น เราเรียกว่า “คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า” (Electromagnetic waves) ซึ่งประกอบด้วยสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าทำมุมตั้งฉาก และเคลื่อนที่ไปในอวกาศด้วยความเร็ว 300,000,000 เมตร/วินาที เมื่อเรากล่าวถึงแสงในคุณสมบัติของอนุภาค

เราเรียกว่า “โฟตอน” (Photon) เป็นอนุภาคที่ไม่มีมวล แต่เป็นพลังงาน

ความยาวคลื่น (wavelength), ความถี่ (frequency) และความเร็วแสง (speed)



สูตร ความยาวคลื่น = ความเร็วแสง / ความถี่



ความยาวคลื่น () = ระยะห่างระหว่างยอดคลื่น มีหน่วยเป็นเมตร (m)

ความถี่ (f) = จำนวนคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านจุดที่กำหนด ในระยะเวลา 1 วินาที มีหน่วยเป็นเฮิรทซ์ (Hz)

ความเร็วแสง (c) = 300,000,000 เมตร/วินาที (m/s)



ประเภทของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

แสงที่ตามองเห็น (Visible light) เป็นเพียงส่วนหนึ่งของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ในช่วงซึ่งประสาทตาของมนุษย์สามารถสัมผัสได้ ซึ่งมีความยาวคลื่นอยู่ระหว่าง 400 – 700 นาโนเมตร (1 เมตร = 1,000,000,000 นาโนเมตร) หากนำแท่งแก้วปริซึม (Prism) มาหักเหแสงอาทิตย์ เราจะเห็นว่าแสงสีขาวถูกหักเหออกเป็นสีม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสด แดง คล้ายกับสีของรุ้งกินน้ำ เรียกว่า “สเปคตรัม” (Spectrum) แสงแต่ละสีมีความยาวคลื่นแตกต่างกัน สีม่วงมีความยาวคลื่นน้อยที่สุด

สีแดงมีความยาวคลื่นมากที่สุด

นอกจากแสงที่ตามองเห็นแล้วยังมีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดอื่นๆ ได้แก่ รังสีที่มีความยาวคลื่นถัดจากสีแดงออกไป

เราเรียกว่า “รังสีอินฟราเรด” หรือ “รังสีความร้อน” เรามองไม่เห็นรังสีอินฟราเรด แต่เราก็รู้สึกถึงความร้อนได้ สัตว์บางชนิด เช่น งู มีประสาทสัมผัสรังสีอินฟราเรด มันสามารถทราบตำแหน่งของเหยื่อได้ โดยการสัมผัสรังสีอินฟราเรดซึ่งแผ่ออกมาจากร่างกายของเหยื่อ รังสีที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่าแสงสีม่วงเรียกว่า “รังสีอุลตราไวโอเล็ต” แม้ว่าเราจะมองไม่เห็น แต่เมื่อเราตากแดดนานๆ ผิวหนังจะไหม้ด้วยรังสีชนิดนี้ นอกจากรังสีอุลตราไวโอเล็ตและรังสีอินฟราเรดแล้ว ยังมีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าประเภทอื่นๆ ซึ่งเรียงลำดับตามความยาวคลื่นได้ดังนี้

รังสีแกมมา (Gamma ray) เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่า 0.01 นาโนเมตร โฟตอนของรังสีแกมมามีพลังงานสูงมาก กำเนิดจากแหล่งพลังงานนิวเคลียร์ เช่น ดาวระเบิด หรือ ระเบิดปรมาณู เป็นอันตรายมากต่อสิ่งมีชีวิต

รังสีเอ็กซ์ (X-ray) มีความยาวคลื่น 0.01 - 1 นาโนเมตร มีแหล่งกำเนิดในธรรมชาติมาจากดวงอาทิตย์ เราใช้รังสีเอ็กซ์ในทางการแพทย์ เพื่อส่องผ่านเซลล์เนื้อเยื่อ แต่ถ้าได้ร่างกายได้รับรังสีนี้มากๆ ก็จะเป็นอันตราย

รังสีอุลตราไวโอเล็ต (Ultraviolet radiation) มีความยาวคลื่น 1 - 400 นาโนเมตร รังสีอุลตราไวโอเล็ตมีอยู่ในแสงอาทิตย์ เป็นประโยชน์ต่อร่างกาย แต่หากได้รับมากเกินไปก็จะทำให้ผิวไหม้ และอาจทำให้เกิดมะเร็งผิวหนัง

แสงที่ตามองเห็น (Visible light) มีความยาวคลื่น 400 – 700 นาโนเมตร พลังงานที่แผ่ออกมาจากดวงอาทิตย์ ส่วนมากเป็นรังสีในช่วงนี้ แสงแดดเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญของโลก และยังช่วยในการสังเคราะห์แสงของพืช

รังสีอินฟราเรด (Infrared radiation) มีความยาวคลื่น 700 นาโนเมตร – 1 มิลลิเมตร โลกและสิ่งชีวิตแผ่รังสีอินฟราเรดออกมา ก๊าซเรือนกระจก เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ และไอน้ำ ในบรรยากาศดูดซับรังสีนี้ไว้ ทำให้โลกมีความอบอุ่น เหมาะกับการดำรงชีวิต

คลื่นไมโครเวฟ (Microwave) มีความยาวคลื่น 1 มิลลิเมตร – 10 เซนติเมตร ใช้ประโยชน์ในด้านโทรคมนาคมระยะไกล นอกจากนั้นยังนำมาประยุกต์สร้างพลังงานในเตาอบอาหาร

คลื่นวิทยุ (Radio wave) เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นมากที่สุด คลื่นวิทยุสามารถเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศได้ จึงถูกนำมาใช้ประโยชน์ในด้านการสื่อสาร โทรคมนาคม



สเปคตรัม

นักดาราศาสตร์ทำการศึกษาเทห์วัตถุท้องฟ้า โดยการศึกษาคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่วัตถุแผ่รังสีออกมา สเปคตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทำให้เราทราบถึงคุณสมบัติทางกายภาพของดวงดาว อันได้แก่ อุณหภูมิ และพลังงาน (นอกจากนั้นยังบอกถึง ธาตุ องค์ประกอบทางเคมี และทิศทางการเคลื่อนที่ของเทห์วัตถุ แต่คุณสมบัติเหล่านี้ อยู่นอกเหนือที่จะกล่าวในที่นี้)

สเปคตรัมของแสงอาทิตย์ในภาพที่ 3 แสดงให้เห็นถึงระดับความเข้มของพลังงานในช่วงความยาวคลื่นต่างๆ จะเห็นได้ว่า ดวงอาทิตย์มีความเข้มของพลังงานมากที่สุดที่ความยาวคลื่น 500 นาโนเมตร เส้นสีเข้มบนแถบสเปคตรัม หรือ รอยหยักบนเส้นกราฟ แสดงให้เห็นว่า มีธาตุไฮโดรเจนอยู่ในชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ ดาวแต่ละดวงมีสเปคตรัมไม่เหมือนกัน ฉะนั้นสเปคตรัมจึงเป็นเสมือนเส้นลายมือของดาว



ความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่น และอุณหภูมิ

วัตถุทุกชนิดที่มีอุณภูมิสูงกว่า 0 เคลวิน (-273°C) มีพลังงานภายในตัว และมีการแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ความยาวของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแปรผกผันกับอุณหภูมิ มิใช่มีเพียงสิ่งที่มีอุณหภูมิสูง ดังเช่น ดวงอาทิตย์ และไส้หลอดไฟฟ้า จึงมีการแผ่รังสี หากแต่สิ่งที่มีอุณหภูมิต่ำดังเช่น ร่างกายมนุษย์ และน้ำแข็ง ก็มีการแผ่รังสีเช่นกัน เพียงแต่ตาของเรามองไม่เห็น

พิจารณาภาพที่ 4 เมื่อเราให้พลังงานความความร้อนแก่แท่งโลหะ เมื่อมันเริ่มร้อน มันจะเปล่งแสงสีแดง (สามารถเห็นได้จากขดลวดของเตาไฟฟ้า) เมื่อมันร้อนมากขึ้น มันจะเปล่งแสงสีเหลือง และ.ในที่สุดมันจะเปล่งแสงสีขาวอมน้ำเงิน

พิจารณาเส้นกราฟ จะเห็นว่า

เมื่อโลหะมีอุณหภูมิ 3,000 K ความยาวคลื่นสูงสุดที่ยอดกราฟจะอยู่ที่ 1000 nm (นาโนเมตร) ซึ่งตรงกับย่านรังสีอินฟราเรด ซึ่งสายตาเราไม่สามารถมองเห็นรังสีชนิดนี้ เราจึงเห็นแท่งโลหะแผ่แสงสีแดง เนื่องจากเป็นความยาวคลื่นที่ต่ำที่สุดแล้ว ที่เราสามารถมองเห็นได้

เมื่อแท่งเหล็กมีอุณหภูมิ 5,000 K ความยาวคลื่นสูงสุดที่ยอดกราฟจะอยู่ที่ 580 nm เราจึงมองเห็นแท่งโลหะเปล่งแสงสีเหลือง

เมื่อแท่งเหล็กมีอุณหภูมิ 10,000 K ความยาวคลื่นสูงสุดที่ยอดกราฟจะอยู่ที่ 290 nm ซึ่งตรงกับย่านรังสี

อุลตราไวโอเล็ก ซึ่งสายตาเราไม่สามารถมองเห็นรังสีชนิดนี้ เราจึงเห็นแท่งโลหะแผ่แสงสีม่วง เนื่องจากเป็นความยาวคลื่นที่สูงที่สุดแล้ว ที่เราสามารถมองเห็นได้

ตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นว่า วัตถุร้อน มีพลังงานสูง และแผ่รังสีคลื่นสั้น ส่วนวัตถุเย็น มีพลังงานต่ำ แผ่รังสีคลื่นยาว

ในปี ค.ศ.1893 นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันชื่อ วิลเฮล์ม เวน (Wilhelm Wien) ได้ค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและความร้อน ดังนี้



หาข้อมูลเพิ่มเติมที่ http://www.lesa.in.th/energy/em_wave/em_wave/em_wave.htm

นายรอบรู้
ร่วมแบ่งปัน436 ครั้ง - ดาว 167 ดวง

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 2 20 ส.ค. 2551 (15:43)
การเล่นคอมพิวเตตอร์เป็นสิ่งที่มีประโยชน์มากในชีวิตประจำวัน เพราะในชีวิตประจำวันการเล่นคอมพิวเตอร์เป็นสิ่งสำคัญมากในการค้นหาคำตอบ และข้อมูลต่างๆตามที่เราต้องการ
Numradclab_68@hotmail (IP:58.8.145.80)

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 3 10 ก.ย. 2551 (10:07)
ไมมันยาวจังอ่ะค่ะ อยากได้แบบสรุปๆอ่ะค่ะ
คู่ชี่ (IP:124.121.21.197)

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 4 10 ก.ย. 2551 (10:33)


75894

 





คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดจากการสั่นของประจุไฟฟ้าทำให้เกิดเป็นคลื่นของสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าในทิศทางที่ตั้งฉากกัน ที่เห็นในรูปแสดงเฉพาะคลื่นไฟฟ้า อ่านรายละเอียดเพิ่มเติมได้จาก ตามรอยการทดลองของ Hertz


75895

 



ทิศทางการเคลื่อนที่ของแสงหรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะตั้งฉากกับทิศทางของสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า



75896

 



สเปคตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะมีช่วงกว้างมาก ช่วงของสเปคตรัมของแสงที่ตาคนมองเห็นนั้นเป็นช่วงแคบๆเท่านั้น สิ่งมีชีวิตอื่นๆอาจมีความสามารถรับรู้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงที่กว้างกว่ามนุษย์เรา เช่น แมวมองเห็นรังสีเอ็กซ์ นกบางชนิดเห็นอูลตร้าไวโอเล็ต ปลาทองและงูรับคลื่นความร้อนหรืออินฟราเรดได้








แขชนะ
ร่วมแบ่งปัน6421 ครั้ง - ดาว 451 ดวง

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 5 11 ก.ย. 2552 (19:38)
อยากรู้ประโยชน์แบบเน้นๆค่ะ
daw (IP:115.67.98.60)

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 6 22 ม.ค. 2553 (16:37)
อยากรู้การผลิตคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
kamolwan_st@hotmail.com (IP:125.26.22.44)

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 7 29 ส.ค. 2553 (20:06)
อยากรู้ประโยชน์ในชีวิตประจำวัน
ya_haclub@hotmail.com (IP:110.168.107.57)

จำไว้ตลอด

ความเห็นเพิ่มเติม วิชาการ.คอม
ชื่อ / email:
ข้อความ

กรุณาล๊อกอินก่อน เพื่อโพสต์รูปภาพ และ ใช้ LaTex ค่ะ สมัครสมาชิกฟรีตลอดชีพที่นี่
กรอกตัวอักษรตามภาพ
ตัวช่วย 1: CafeCode วิธีการใช้
ตัวช่วย 2: VSmilies วิธีการใช้
ตัวช่วย 3: พจนานุกรมไทย ออนไลน์ ฉบับราชบัณฑิต
ตัวช่วย 4 : dictionary ไทย<=>อังกฤษ ออนไลน์ จาก NECTEC
ตัวช่วย 5 : ดาวน์โหลด โปรแกรมช่วยพิมพ์ Latex เพื่อแสดงสมการบนวิชาการ.คอม