physics

ความสาคญั ของวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

ความสาคญั ของวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี 1. เป็ นพ้ นื ฐานของปัจจยั และส่ิงท่ีจาเป็ นในการดาเนินชีวิต 2. เป็ นปัจจยั หลกั เพิ่มเติมที่จะมีส่วนในการพฒั นา 3. ทาใหม้ นุษยม์ คี วามสนใจในการสืบเสาะหาความรู้ ความสมั พนั ธต์ ่างๆ

ผลของวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยที ่มี ีตอ่ การเปลยี่ นแปลงทางสงั คม • ชว่ ยงานอนุรกั ษ์และปรบั ปรุงสภาพแวดลอ้ ม ดา้ น • เตือนภยั อนั ตราย สิ่งแวดลอ้ ม • แตค่ วามเจริญกา้ วหนา้ ทางวทิ ยาศาสตรก์ ็สง่ ผลใหเ้ กิดการทาลายสภาพแวดลอ้ มไดเ้ ชน่ เดียวกนั • ความรทู้ างการแพทยท์ าใหอ้ ายุเฉล่ียของประชาการเพ่ิมมากข้ นึ • ทาใหค้ นมีเหตุผลมากยงิ่ ข้ นึ ดา้ นสงั คม • มีการติดตอ่ ส่ือสารที่สะดวกมากยงิ่ ข้ นึ • การพฒั นาดา้ นอาวุธทาใหร้ ปู แบบของสงครามเปลี่ยนไป ดา้ น • รปู แบบการหาเสียง การเลือกต้งั อาศยั เทคโนโลยีมากยงิ่ ข้ นึ การเมือง • ทาใหเ้ กิดอุตสาหกรรมใหม่ ดา้ น • เพ่มิ มลู ค่าของผลผลิตทางการเกษตร เศรษฐกิจ • ทาใหเ้ กิดความเขา้ ใจในธรรมชาติท่ีเพ่ิมข้ ึน ดา้ น • เป็ นเครื่องมอื ในการสืบสานวฒั นธรรมโบราณใหค้ งอยตู่ ่อไป วฒั นธรรม

การวดั และหน่วยการวดั ทางวิทยาศาสตร์ การประชุมคร้งั ที่ 11 เม่ือปี พ.ศ. 2503 ของ CGPM (Conference General des Poids et Mesures หรอื General Conference on Weights and Measures) ไดต้ กลงใหม้ หี น่วยระบบมาตรฐานระหวา่ งชาติข้ นึ เรียกวา่ “International System of Units” เรียกยอ่ ๆ วา่ ระบบSI เพือ่ ใชใ้ นการวดั ทางวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

ระบบหน่วย SI หหนน่ว่วยย SI หน่วยมูลฐาน หน่วยเสรมิ หน่วยอนุพนั ธ์ คาอุปสรรค

หน่วย SI 1) หน่วยมูลฐาน หน่วย สญั ลกั ษณ์ ปริมาณ เมตร m ความยาว กิโลกรมั kg มวล วินาที s เวลา แอมแปร์ A กระแสไฟฟ้ า เคลวิน K อุณหภมู ิ mol ปริมาณสาร โมล cd ความเขม้ การส่องสวา่ ง แคนเดลา

มาตรฐานของหน่วย  เมตร (meter : m) เมตร คือ ระยะทางที่แสงเคล่ือนท่ีในสุญญากาศ ในช่วงเวลา 1/299 792 458 วนิ าที Historical International Prototype Meter bar, made of an alloy of platinum and iridium, that was the standard from 1889 to 1960

มาตรฐานของหน่วย  กิโลกรมั (kilogram: kg) กิโลกรมั คือ หน่วยของมวล ซ่ึงเท่ากบั มวลแบบประถมระหวา่ งประเทศ ของกิโลกรมั รปู ทรงกระบอกทาจากโลหะผสมระหวา่ ง Platinum และ Iridium ท่ีเก็บไวท้ ี่ BIPM เมอื ง Sevres ประเทศฝรงั่ เศส



มาตรฐานของหน่วย  วินาที ( second: s ) วนิ าที คือ ระยะเวลาเท่ากบั 9 192 631 770 คาบของการแผ่รงั สีที่ สมนัยกบั การเปล่ียนระดบั ไฮเปอรไ์ ฟน์สองระดบั ของอะตอม Caesium-133 (Cs133)ในสถานะพ้ นื

นาฬิกาอะตอม ออกแบบโดย Britain's National Physical Laboratory ในปี ค.ศ. 1955 โดยธาตุ Cesium-133 จะถูกให้ความร้อนในเตาควบคุมทาให้ อะตอมท่ีมีความเร็วสูงวงิ่ ผา่ นแม่เหลก็ อะตอม ที่ สามารถดูดกลืนพลงั งานได้ เมื่อผา่ นคลื่น Microwave จะปลดปล่อยพลงั งานออกมา ท่ีความถี่ 9,192,631,770 รอบต่อวนิ าที อะตอมบางส่วน ที่ปลดปล่อยพลงั งานออกมา จะ เคล่ือนที่ผา่ นต่อไปยงั แม่หลก็ ก่อนจะถึงตวั ดกั จบั (Detectors) ซ่ึงจะวดั พลงั งานที่ได้ ไปปรับเพิ่ม ค่าความถี่ของ Microwave จนกวา่ คา่ ความถี่ของ Microwaveจะเท่ากบั ความถี่ในการปลดปล่อย พลงั งานของ Cesium-133 ซ่ึงจะทาให้ Detectors วดั พลงั งานไดส้ ูงสุด ซ่ึงความถ่ีจะมีค่าคงที่ ต่อมาในปี ค.ศ. 1967 ในการประชุมเรื่องมาตรฐาน หน่วยวดั ไดม้ ีการกาหนดให้ 1 วินาที เท่ากบั ช่วงเวลา ที่ Cesium-133 รับ และปลดปล่อยพลงั งาน ในการ เปล่ียนระดบั สถานะครบ 9,192,631,770 รอบ\" ซ่ึง กลายมาเป็นหน่วยมาตรฐานเวลา ในระบบ SI ใน ปัจจุบนั







มาตรฐานของหน่วย  แอมแปร์ (Ampere: A) แอมแปร์ คือ ความเขม้ ของกระแสคงที่ ซึ่งเมื่อใหม้ ีข้ ึนในตวั นา 2 เสน้ ท่ีมีความยาวไม่ จากดั และมีพ้ ืนที่หนา้ ตดั น้อยจนไมต่ อ้ งคิด ซ่ึงวางอยคู่ ขู่ นานหา่ งกนั 1 เมตร ใน สุญญากาศแลว้ จะทาใหเ้ กดิ แรงระหวา่ ง ตวั นาท้งั สอง เท่ากบั 2 x 10-7 นิวตนั ต่อ เมตร

มาตรฐานของหน่วย  เคลวิน (Kelvin: K) เคลวิน คือ หน่วยของอุณหภมู ิทางเทอรโ์ มไดนามิกส์ ซ่ึงเท่ากบั 1/ 273,16 ส่วนของอุณหภมู ิเทอรโ์ มไดนามิกส์ ของจุดสามสถานะของน้า

มาตรฐานของหน่วย  แคนเดลา (Candela : cd) แคนเดลา คือ ความเขม้ ของการส่องสวา่ งในทิศทางกาหนดหน่ึงของแหล่งกาเนิด แสงซ่ึงแผ่รงั สีเดียวที่ความถี่ 540x1012 เฮริทซ์ ดว้ ยวามเขม้ ของการแผ่รงั สี ขนาด 1 / 683 วตั ตต์ ่อสเตอรเ์ รเดียนในทิศทางเดียวกนั น้ัน

มาตรฐานของหน่วย  โมล (mole: mol) โมล คือปริมาณของสารในระบบ ซึ่งประกอบดว้ ยจานวนหน่วยมลู ฐาน เทียบเท่ากบั จานวนอะตอมของคารบ์ อนในคารบ์ อน - 12 ซ่ึงมี ปริมาณ 0.012 กิโลกรมั พอดี

หน่วย SI 2) หน่วยเสริม - เรเดียน (radian) สญั ลกั ษณ์ rad เป็ นหน่วยวดั มุมในระนาบ

หน่วย SI 2) หน่วยเสริม - สเตอเรเดียน(steradian) สญั ลกั ษณ์ sr เป็ นหน่วยวดั มุมในสามมิติ เรียกวา่ มุมตนั (solid angle)

หน่วย SI 3) หน่วยอนุพนั ธ์ เป็ นหน่วยท่ีมีหน่วยมลู ฐานต้งั แต่สองหน่วยข้ ึนไป มาสมั พนั ธก์ นั ปริมาณ หน่วย สญั ลกั ษณ์ เทียบเป็ นหน่วยมลู ฐาน พ้ ืนท่ี ตารางเมตร m2 1 m2 = mxm ความถี่ เฮิรตซ์ Hz 1 Hz = 1s*-1 ความเร็ว เมตร/วนิ าที m/s 1 m/s = 1 ms*-1 แรง นิวตนั N 1 N = 1 kg-m/s*2 งาน พลงั งาน จลู J 1 J = 1 N-m ความดนั ปาสคาล Pa 1 Pa = 1 N/m*2

หน่วย SI 4) คาอปุ สรรค ในการบอกหน่วยท่ีมีขนาดใหญก่ วา่ หรอื เล็กกวา่ ระบบในหน่วยมลู ฐาน หรอื หน่วยอนุพนั ธ์ นิยมใชว้ ธิ ีการคณู ดว้ ยเลขสิบยกกาลงั และใชอ้ กั ษรแทนใสไ่ วข้ า้ งหนา้ หน่วย เรยี กวา่ คาอุปสรรค คาอุปสรรค สญั ลกั ษณ์ เลขสิบยกกาลงั คาอปุ สรรค สญั ลกั ษณ์ เลขสิบยกกาลงั exa E 1018 (ลา้ นลา้ นลา้ น) deci d 10-1 (ส่วนสิบ) peta P 1015 (พนั ลา้ นลา้ น) Centi c 10-2 (ส่วนรอ้ ย) tera T 1012 (ลา้ นลา้ น) milli m 10-3(สว่ นพนั ) giga G 109 (พนั ลา้ น) micro  10-6(ส่วนลา้ น) mega M 106 (ลา้ น) nano n 10-9(สว่ นพนั ลา้ น) kilo k 103 (พนั ) pico p 10-12(สว่ นลา้ นลา้ น) hecto h 102 (รอ้ ย) femto f 10-15(ส่วนพนั ลา้ นลา้ น) deca da 101 (สิบ) atto a 10-18(สว่ นลา้ นลา้ นลา้ น)

การวดั ความยาว 1 หลา = 0.9144 เมตร หน่วยการวดั ความยาวท่ีนิยมใชก้ นั ในประเทศไทย หน่วยการวดั ความยาวในระบบองั กฤษ 12 น้ ิว เท่ากบั 1 ฟุต 3 ฟุต เท่ากบั 1 หลา 1,760 หลา เท่ากบั 1 ไมล์ หน่วยการวดั ความยาวในระบบเมตริก 10 มิลลิเมตร เท่ากบั 1 เซนติเมตร 100 เซนติเมตรเท่ากบั 1 เมตร 1,000 เมตร เท่ากบั 1 กิโลเมตร หน่วยการวดั ความยาวในมาตรไทย 12 น้ ิว เท่ากบั 1 คืบ 2 คืบ เท่ากบั 1 ศอก 4 ศอก เท่ากบั 1 วา 20 วา เท่ากบั 1 เสน้ 400 เสน้ เท่ากบั 1 โยชน์ กาหนดการเทียบ 1 วา เท่ากบั 2 เมตร



การเปรียบเทียบหน่วยระบบตา่ ง ๆ 1 น้ ิว เท่ากบั 2.54 เซนติเมตร 1 ไมล์ เท่ากบั 1.61 กิโลเมตร 1 ปอนด์ เท่ากบั 453.6 กรมั 1 ออนซ์ เทา่ กบั 28.35 กรมั 1 ควอทซ์ เทา่ กบั 0.943 ลิตร

การเปล่ียนหน่วย หลกั การเปล่ยี นหน่วย ตวั อยา่ ง

การเปล่ียนหน่วย ถา้ แปลงจากหน่วยใหญเ่ ป็ นหน่วยเลก็ ใชก้ าลงั บวก ถา้ แปลงจากหน่วยเล็กไปหน่วยใหญก่ ว่าใชก้ าลงั เป็ นลบ ตวั อยา่ ง จงแปลง ก) 2 เซนติเมตร เป็ น ไมโครเมตร 2 cm = 2 cm x 10-2 m x106 m = 2x104 m cm m ข) 36 กิโลเมตร/ชวั ่ โมง เป็ น เมตร/วินาที 36 km = 36km 10 3 m = 10 m/s km h min s 1h 60 h 60 min

คาถาม 1. เพราะเหตุใดหน่วยเคลวนิ จึงใชเ้ ป็ นหน่วยมลู ฐานในการวดั อุณหภมู ิ 2. หน่วยวดั ปริมาตรของน้ามนั ดิบคือหน่วยบาเรล 1 บาเรลเท่ากบั กลี่ กู บาศกเ์ มตร 3. จงนิยามความหมายของความยาว 1 เมตร 4. ดินสอสีแดงยาว 6 น้ ิว และดินสอสีน้าเงนิ ยาว 10 เซนติเมตร ดินสอแท่งไหนยาวกวา่ กนั 5. แดงขบั รถดว้ ยความเร็ว 10 m/s เขียวขบั รถดว้ ยความเร็ว 40 km/hr ใครขบั รถเร็วกวา่ กนั 6. ถา้ อายุเฉล่ียของคนไทยเท่ากบั 65 ปี จงหาอายุในหน่วยวนิ าที 7. ยุงมวล 54 ไมโครกรมั และกอ้ นหินมวล 2.7 กโิ ลกรมั กอ้ นหนิ หนักเป็ นกเ่ี ท่าของยุง 8. จงเปล่ียนหน่วยของปริมาณต่อไปน้ ี 8.1 5 เซนติเมตรเท่ากบั ก่ีน้ ิว 8.2 60 กโิ ลเมตรเท่ากบั กี่ไมล์ 8.3 150 ปอนดเ์ ท่ากบั ก่กี โิ ลกรมั 8.4 100 หลาเท่ากบั กี่เมตร 8.6 72 ไมโครเมตร เท่ากบั กีเ่ มกะเมตร 8.7 84 จิกะเฮิรต์ ซ์ เท่ากบั กก่ี โิ ลเฮิรต์ ซ์