สมุดเล่มเล็กเรื่องรังสีอัลตราไวโอเล็ต

รอบรู้เกี่ยว กับฟิสิกส์ นางสาวญาวิภา จันทร์หอม ชั้นมัธยมศึกษาปีที่6/2 เลขที่31 โรงเรียนชาติตระการวิทยา

คำนำ สมุดเล่มเล็กเล่มนี้จัดทำขึ้นเพื่อเป็นส่วนหนึ่งของรายวิชา ฟิสิกส์ เพื่อให้ได้ศึกษาหาความรู้ในเรื่องคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า โดยในสมุดเล่มเล็กนี้มีเนื้อหาเกี่ยวกับรังสีเหนือม่วงหรือรังสี อัลตราไวโอเลต เพื่อให้ได้ศึกษาอย่างเข้าใจเพื่อเป็นประโยชน์ ต่อการศึกษา ผู้จัดทำคาดหวังเป็นอย่างยิ่งว่าการจัดทำสมุดเล่มเล็กเล่มนี้ จะมีข้อมูลที่เป็นประโยชน์ต่อผู้ที่สนใจศึกษาเรื่องนี้เป็นอย่างดี หากสมุดเล่มเล็กเล่มนี้ผิดพลาดประการใดผู้จัดทำขออภัยมา ณ โอกาสนี้ ญาวิภา จันทร์หอม ผู้จัดทำ

สารบัญ หน้า เนื้อหา 1 การเกิดคลื่ นแม่เหล็กไฟฟ้า 2 สเปกตรัมของคลื่ นอัลตราไวโอเลต รังสีอัลตราไวโอเลต 3 คุณสมบัติของรังสีอัลตราไวโอเลต การค้นพบรังสีอัลตราไวโอเลต 3 แหล่งกำเนิดรังสีอัลตราไวโอเลต ชนิดของรังสีอัลตราไวโอเลต 4 การประยุกต์ใช้รังสีอัลตราไวโอเลตในชีวิตประจำวัน ข้อดีและข้อเสีย 5 แบบทดสอบ เฉลยแบบทดสอบ 5 6 7-8 9 10

1 คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เกิดจากการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic disturbance) โดยการทำให้สนามไฟฟ้า หรือสนามแม่เหล็กมีการเปลี่ยนแปลง เมื่อสนามไฟฟ้ามีการ เปลี่ยนแปลงจะเหนี่ยวนำให้เกิดสนามแม่เหล็ก หรือถ้าสนามแม่เหล็ก มีการเปลี่ยนแปลงก็จะเหนี่ยวนำให้เกิดสนามไฟฟ้า คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นคลื่นตามขวาง ประกอบด้วยสนามไฟฟ้าและ สนามแม่เหล็กที่มีการสั่นในแนวตั้งฉากกัน และอยู่บนระนาบตั้งฉาก กับทิศการเคลื่อนที่ของคลื่น คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นคลื่นที่เคลื่อนที่ โดยไม่อาศัยตัวกลาง จึงสามารถเคลื่อนที่ในสุญญากาศได้

12 เป็นแถบรังสีของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นต่าง ๆ กัน สเปกตรัมที่มองเห็นได้คือแสง เมื่อแสงขาวผ่านปริซึมจะเกิดการหักเห เป็นแสงสีต่างๆ ซึ่งเรียกสเปกตรัมตั้งแต่ความยาวคลื่นน้อยไปหามาก ตามลำดับ ดังนี้ ม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสด แดง

3 เป็นรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากการแผ่ของดวงอาทิตย์ ซึ่งมี ความยาวคลื่นอยู่ในช่วง 100~400 นาโนเมตร ความถี่ 1015~1217Hz ซึ่งตาของมนุษย์ไม่สามารถมองเห็นได้ มี คุณสมบัติไม่แตกตัว (non-ionizing) รังสีดวงอาทิตย์มีบทบาทสำคัญต่อธรรมชาติเพราะว่าก่อให้เกิดภูมิ อากาศของโลกและมีอิทธิพลต่อสิ่งแวดล้อมอย่างยิ่ง สเปคตรัมของดวง อาทิตย์ช่วงอัลตราไวโอเลตมีบทบาทสำคัญในกระบวนการทางชีววิทยา หลายประการ แต่ก็มีอันตรายหากได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตในปริมาณที่ มากเกินไปเช่นความสามารถในการปรับและป้องกันตัวของสิ่งมีชีวิต บางชนิด รวมทั้งมนุษย์จะเสื่อมถอยลงและจะเป็นอันตรายขั้นรุนแรงต่อ ไปโดยเฉพาะผิวหนังและตา ดังนั้นเพื่อหลีกเลี่ยงรังสีอัลตราไวโอเลตที่มี ความเข้มสูงจึงควรมีวิธีป้องกันและจำกัดการรับรังสีดวงอาทิตย์

14 หลังจากที่รังสีอินฟราเรดถูกค้นพบ นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน ชื่อโยฮันน์ วิลเฮล์ม ริตเตอร์ (Johann Wilhelm Ritter) ได้ ทดลองค้นหารังสีที่อยู่ตรงข้ามกับรังสีอินฟราเรด นั่นคือ รังสี อินฟราเรดมีความยาวคลื่นยาวกว่าแสงสีแดง แต่ริตเตอร์ ต้องการจะหารังสีชนิดหนึ่งที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่าสีม่วง เขาได้ ใช้กระดาษอาบซิลเวอร์คลอไรด์วางไว้กลางแดด พบว่ากระดาษ นั้นเปลี่ยนเป็นสีดำ ริตเตอร์เรียกรังสีนี้ว่า deoxidizing rays ต่อมาก็เปลี่ยนชื่อเป็นยูวีดังเช่นในปัจจุบัน

5 1. การแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ (solar radiation) เป็น แหล่งกำเนิดสำคัญของการแผ่รังสีที่ส่องมาถึงโลก โดยประกอบ ด้วยรังสีUVC UVB และUVA รวมถึงช่วงคลื่นที่มนุษย์มองเห็น และรังสีอินฟาเรด แต่รังสีบางส่วนจะถูกดูดซับไว้ในชั้น บรรยากาศ ส่วนที่เหลือสามารถส่องมาถึงผิวโลกในระดับไม่เป็น อันตรายต่อมนุษย์ 2. แหล่งที่มนุษย์สร้างขึ้น (artificial sources) ได้แก่วัตถุ ทุกชนิดที่ถูกทำให้ร้อน จนมีอุณหภูมิสูง มากกว่า 2500 องศา เคลวิน สามารถปล่อยรังสีอัลตราไวโอเลตได้ ซึ่งเป็นวัตถุ อุปกรณ์ที่มนุษย์ประดิษฐ์ขึ้นสำหรับการใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ เช่น ทางการแพทย์ ทางการเกษตร เป็นต้น UVC (100-280nm) สามารถทำลายเนื้อเยื่อและทำให้เกิด มะเร็งที่ผิวหนังได้ เป็นรังสีที่เป็นอันตรายต่อผิวหนังมาก แต่รังสีนี้ถูก กรองกั้น โดยชั้นบรรยากาศไว้ได้ทั้งหมด จึงแทบไม่มี หลุดลอดมายัง โลกเลย UVB (280-315nm) มีอยู่ประมาณ 18% ของรังสี UV ที่ส่อง มายังโลก ซึ่งเป็นรังสีที่มีพลังงานมาก โดยจะเห็นได้จากการ ที่รังสีนี้เป็น ตัวการทำให้ผิวหนังมีอาการไหม้ ร้อนแดง และยังส่งผลให้มีการสร้างเม ลานินเพิ่มมากขึ้นจึงทำให้ผิดหนังเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลแดง UVA (315-400nm) มีอยู่ประมาณ 75% ของรังสี UV ที่ส่อง มายังโลก โดยที่จะมีพลังงานต่ำกว่า UVB จึงไม่ทำให้เกิดอาการร้อนแดง หรือว่าการไหม้ แต่จะแทรกลงไปในชั้นผิวหนัง และก็ทำลายสารองค์ ประกอบ ของผิวหนัง ทำให้เกิดการ Photo aging หรืออาการจาก UV ที่ทำอันตรายต่อ DNA โปรตีน และไขมันซึ่งเป็นเสมือนเกราะป้องกัน ผิวหนัง ซึ่งผลของมันก็คือ ทำให้เกิดริ้วรอยเหี่ยวย่นและฝ้าตามใบหน้า และร่างกาย

16 แบล็กไลต์ (black light) เป็นหลอดที่เปล่งรังสียูวีคลื่นยาว มีสีม่วงดำ ใช้ตรวจเอกสารสำคัญ เช่น ธนบัตร, หนังสือเดินทาง, บัตรเครดิต ฯลฯ ว่าเป็นของจริงหรือปลอม หลายประเทศได้ผลิตลาย น้ำที่ไม่สามารถมองเห็นได้ในรังสีชนิดนี้ นอกจากนี้ แบล็กไลต์ยัง สามารถใช้ล่อแมลงให้มาติดกับ เพื่อที่จะกำจัดภายหลังได้ หลอดฟลูออเรสเซนต์ หลอดฟลูออเรสเซนต์ หรือหลอดเรืองแสง ใช้หลักการผลิตรังสี อัลตราไวโอเลต โดยการทำให้ไอปรอทแตกตัว รังสีที่ได้จะไปกระทบ สารเรืองแสงให้เปล่งแสงออกมา ดาราศาสตร์ ในทางดาราศาสตร์ โดยปกติแล้ววัตถุที่ร้อนมากจะเปล่งยูวีออกมา เรา จึงสามารถศึกษาวัตถุท้องฟ้าได้โดยผ่านทางยูวี ทว่าต้องไปปฏิบัติใน อวกาศ เพราะยูวีส่วนมากถูกโอโซนดูดซับไว้หมด การวิเคราะห์แร่ รังสีอัลตราไวโอเลตสามารถใช้ตรวจวิเคราะห์แร่ได้ แม้ว่าจะดูเหมือนกัน ภายใต้แสงที่มองเห็น แต่เมื่อผ่านยูวีแล้วก็จะเห็นความแตกต่างได้ การฆ่าเชื้อโรค รังสีอัลตราไวโอเลตสามารถใช้ฆ่าเชื้อโรคได้ โดยเฉพาะในน้ำดื่ม และยัง สามารถนำไปฆ่าเชื้อในเครื่องมือ หรืออาหารได้ด้วย ซึ่งปัจจุบันได้นำ เทคโนโลยีเหล่านี้ไปใช้กับเครื่องกรองน้ำอย่างแพร่หลาย

7 ข้อดี กระตุ้นรังสีวิตามินดีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์เป็นสิ่งจําเป็นโดยร่างกายของเราในการผลิตวิตามินดี วิตามินดีช่วยเสริมสร้างกระดูกกล้ามเนื้อและระบบภูมิคุ้มกันของร่างกาย นอกจากนี้ยังอาจลดความเสี่ยง ของโรคมะเร็งบางชนิดเช่นมะเร็งลําไส้ใหญ่ ช่วยให้สภาพผิวบางอย่าง- รังสียูวีถูกนํามาใช้ในการรักษาสภาพผิวเช่นโรคสะเก็ดเงินของ นี่คือเมื่อผิวหลั่ง เซลล์ของมันเร็วเกินไปและรูปแบบคันแพทช์เกล็ด การสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลตช่วยชะลอการเจริญ เติบโตของเซลล์ผิวและบรรเทาอาการ ช่วยปรับปรุงการวิจัยอารมณ์แสดงให้เห็นว่าแสงแดดสามารถกระตุ้นต่อมไพณโรคของสมองในการผลิตสาร เคมีบางอย่างที่เรียกว่า \"tryptamine\" สารเคมีเหล่านี้สามารถปรับปรุงอารมณ์ของเรา ช่วยให้มองเห็นของสัตว์บางชนิด (รวมถึงนกผึ้งและสัตว์เลื้อยคลาน) สามารถมองเห็นแสงอัลตราไวโอเลต ใกล้และพบผลไม้ดอกไม้และเมล็ดสุกจํานวนมากที่โดดเด่นในพื้นหลัง ผลไม้ดอกไม้และเมล็ดมักจะดูแตกต่าง จากที่มนุษย์เห็นอย่างสิ้นเชิง ตัวอย่างเช่นเมื่อดูภายใต้แสงอัลตราไวโอเลตดอกไม้บางดอกมีเครื่องหมายเส้น ที่แตกต่างกันซึ่งอาจช่วยแนะนําผึ้งและนกให้น้ําหวาน ช่วยแมลงบางชนิดนําทางแมลงจํานวนมากใช้รังสีอัลตราไวโอเลตของร่างกายท้องฟ้าเป็นข้อมูลอ้างอิงสําห รับการนําทางเที่ยวบิน นี่คือเหตุผลที่บางครั้งไฟดึงดูดแมลงบินโดยขัดขวางกระบวนการบิน สามารถนํามาใช้สําหรับการฆ่าเชื้อและฆ่าเชื้อ- ยูวีมีการใช้งานในด้านของการฆ่าเชื้อและการฆ่าเชื้อของ ตัวอย่างเช่นเมื่อแขวนผ้าอ้อมชุดชั้นในและผ้าเช็ดตัวชาไว้บนราวตากผ้ารังสีอัลตราไวโอเลตสามารถ \"ฆ่า\" (ยับยั้งหรือทําลาย) จุลินทรีย์เช่นไวรัสและแบคทีเรียได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อทําลายจุลินทรีย์รังสี อัลตราไวโอเลตจะแทรกซึมเข้าไปในเยื่อหุ้มเซลล์และทําลายดีเอ็นเอจึงหยุดความสามารถในการคูณและทําซ้ํา ผลทําลายล้างนี้อธิบายว่าทําไมเราสามารถใช้หลอดต้านเชื้อแบคทีเรียอัลตราไวโอเลตเพื่อฆ่าเชื้อและฆ่าเชื้อ โรงบําบัดน้ําเสีย Mangere ในโอ๊คแลนด์ใช้หลอด UVCเพื่อฆ่าเชื้อน้ําเสีย

8 ข้อเสีย ทําให้เกิดโรคมะเร็งผิวหนัง- รังสีอัลตราไวโอเลตเป็นสารก่อมะเร็งของมนุษย์สิ่งแวดล้อมของ มันเป็นสารก่อ มะเร็งที่โดดเด่นและพบได้บ่อยที่สุดในสภาพแวดล้อมของเรา มีหลักฐานที่แข็งแกร่งมากว่าแต่ละสามประเภท หลักของโรคมะเร็งผิวหนัง (มะเร็งเซลล์ฐาน, มะเร็งเซลล์ squamous, และ melanoma) เกิดจากการ สัมผัสกับแสงแดด. การศึกษาแสดงให้เห็นว่าถึง 90% ของโรคมะเร็งผิวหนังเกิดจากรังสีอัลตราไวโอเลต ทําให้เกิดการถูกแดดเผา-รังสียูวีสามารถเผาไหม้ผิวได้ การถูกแดดเผาเป็นการเผาไหม้ที่เกิดขึ้นเมื่อเซลล์ผิวได้ รับความเสียหาย ความเสียหายต่อผิวหนังเกิดจากการดูดซึมพลังงานจากรังสีอัลตราไวโอเลต เลือดส่วนเกิน ไหลไปยังผิวหนังที่เสียหายในความพยายามที่จะซ่อมแซมมันซึ่งเป็นเหตุผลที่ผิวกลายเป็นสีแดงหลังจากการ ถูกแดดเผา ความเสียหายต่อระบบภูมิคุ้มกัน - การสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลตมากเกินไปอาจมีผลต่อการยับยั้งระบบ ภูมิคุ้มกัน นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการถูกแดดเผาสามารถเปลี่ยนการกระจายและการทํางานของเซลล์เม็ด เลือดขาวของมนุษย์ที่ต่อสู้กับโรคภายใน 24 ชั่วโมงหลังจากสัมผัสกับแสงแดด การเปิดรับแสงมากเกินไปซ้ํา ๆ กับแสงอัลตราไวโอเลตสามารถทําลายระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายได้ ระบบภูมิคุ้มกันช่วยปกป้องร่างกาย มนุษย์จากแบคทีเรียจุลินทรีย์ไวรัสสารพิษและปรสิต (โรคและการติดเชื้อ) คุณสามารถเข้าใจประสิทธิภาพ ของระบบภูมิคุ้มกันโดยการสังเกตความรวดเร็วของการสลายตัวหลังจากความตายและวิธีการที่ระบบภูมิคุ้ม กันหยุดทํางาน ความเสียหายต่อดวงตาเป็นเวลานานต่อแสงอัลตราไวโอเลตหรือแสงอัลตราไวโอเลตความเข้มสูง (เช่นใน เตียงอาบแดด) สามารถทําลายเนื้อเยื่อของดวงตาและอาจทําให้เกิด \"แผลไหม้\" บนพื้นผิวของดวงตาที่เรียก ว่า \"ตาบอดหิมะ\" หรือ keratitis ผลกระทบนี้มักจะหายไปภายในไม่กี่วัน แต่อาจทําให้ชีวิตซับซ้อนขึ้นใน อนาคต ในปี 1998 วารสารของสมาคมการแพทย์อเมริกันรายงานว่าแม้จะมีแสงแดดน้อยมากก็อาจเพิ่ม ความเสี่ยงของความเสียหายตาเช่นต้อกระจก (ซึ่งอาจทําให้เกิดตาบอดโดยไม่ต้องรักษา) pterygium และ pinworms ความเสียหายของรังสีอัลตราไวโอเลตต่อดวงตานั้นสะสมดังนั้นจึงไม่สายเกินไปที่จะเริ่มปกป้อง ดวงตา ริ้วรอยผิว- รังสียูวีจะเร่งริ้วรอยของผิว เพราะรังสียูวีจะทําลายคอลลาเจนและเนื้อเยื่อเกี่ยวพันภายใต้ชั้นบน สุดของผิวของ สิ่งนี้อาจทําให้เกิดริ้วรอยจุด \"ตับ\" สีน้ําตาลและการสูญเสียความยืดหยุ่นของผิว ความแตก ต่างระหว่างโทนสีผิวริ้วรอยหรือผิวคล้ําที่ใต้แขนของบุคคลและส่วนบนของแขนเดียวกันแสดงให้เห็นถึงผลก ระทบของแสงแดดบนผิวหนัง โดยทั่วไปด้านบนของแขนจะสัมผัสกับดวงอาทิตย์บ่อยขึ้นและเป็นอันตรายต่อ ดวงอาทิตย์มากขึ้น เนื่องจาก photoaging ของผิวเป็นสะสม, มันไม่เคยสายเกินไปสําหรับคนที่จะเริ่มต้น โปรแกรมการป้องกันแสงแดด. มิฉะนั้น, แม้ว่าผิวสีแทนดูดีในขณะนี้, คุณอาจต้องจ่ายสําหรับหนังย่นหรือ โรคมะเร็งผิวหนังในอนาคต.

9 1.ในธรรมชาติร่างกายของคนสามารถสร้างวิตามินจากรังสีอะไร ก. รังสีเอ็กซ์ ข. รังสีแกมมา ค. รังสีอินฟราเรด ง. รังสีอัลตราไวโอเลต 2.รังสีอัลตราไวโอเลตมีชื่อภาษาไทยว่าอย่างไร? ก.รังสีม่วง ข.รังสีเหนือม่วง ค.รังสียูวี ง.รังสีแสงอาทิตย์ 3.ข้อใดเป็นประโยชน์ของรังสีอัลตราไวโอเลต ก.ใช้ตรวจสอบเอกสารสำคัญ ข.ใช้ทำหลอดฟลูออเรสเซนต์ ค.ใช้ฆ่าเชื้อโรคได้ ง.ถูกทุกข้อ 4.ข้อใดจัดเป็นโทษของรังสีอัลตราไวโอเลต ก.สามารถทำลาย DNA ได้ ข.ทำลายโปรตีนในร่างกาย ค.ทำลายระบบย่อยอาหาร ง.ไม่มีข้อใดถูก

1 10 1.ในธรรมชาติร่างกายของคนสามารถสร้างวิตามินจากรังสีอะไร ก. รังสีเอ็กซ์ ข. รังสีแกมมา ค. รังสีอินฟราเรด ง. รังสีอัลตราไวโอเลต 2.รังสีอัลตราไวโอเลตมีชื่อภาษาไทยว่าอย่างไร? ก.รังสีม่วง ข.รังสีเหนือม่วง ค.รังสียูวี ง.รังสีแสงอาทิตย์ 3.ข้อใดเป็นประโยชน์ของรังสีอัลตราไวโอเลต ก.ใช้ตรวจสอบเอกสารสำคัญ ข.ใช้ทำหลอดฟลูออเรสเซนต์ ค.ใช้ฆ่าเชื้อโรคได้ ง.ถูกทุกข้อ 4.ข้อใดจัดเป็นโทษของรังสีอัลตราไวโอเลต ก.สามารถทำลาย DNA ได้ ข.ทำลายโปรตีนในร่างกาย ค.ทำลายระบบย่อยอาหาร ง.ไม่มีข้อใดถูก

จัดทำโดย นางสาวญาวิภา จันทร์หอม ชั้นมัธยมศึกษาปีที่6/2 เลขที่31 เสนอ อาจารย์ไพโรจน์ ขุมขำ