E-Book สรุปฟิสิกส์

สรปุ ฟสิ ิกส์ INK LAB ไฟฟา้ กระแส พลงั งานไฟฟา้ กำลงั ไฟฟา้  = V + Vr  = V + Ir การตอ่ แบตเตอร่ี  = IR + Ir  อนกุ รม  ขนาน W P = t P = IV P = I2R  = 1 + 2 + 3 + … r = r1 + r2 + r3 + …  = 1 = 2 = 3 = … 111 1 = + + + …. r r1 r2 r3 การทำซ้ำโดยไมไ่ ดร้ ับอนุญาตเป็นการละเมิดกฎหมายทบี่ งั คบั ใช้ 49

สรปุ ฟิสกิ ส์ INK LAB แม่เหล็กและไฟฟา้ เสน้ สนามแมเ่ หลก็ 14. แมเ่ หลก็ และไฟฟา้ สนามแมเ่ หลก็ โลก ขนาดสนามแมเ่ หลก็  B= A B ; ขนาดสนามแมเ่ หล็ก หรือ ความหนาแนน่ ฟลกั ซ์แม่เหล็ก (Wb/m2 หรือ T)  ; ฟลักซแ์ มเ่ หลก็ (Wb) A ; พนื้ ท่ีทตี่ ัง้ ฉากกับสนามแมเ่ หลก็ (m2) การทำซำ้ โดยไมไ่ ดร้ บั อนญุ าตเป็นการละเมดิ กฎหมายทบี่ งั คบั ใช้ 50

สรปุ ฟิสกิ ส์ INK LAB แม่เหลก็ และไฟฟา้ แรงแมเ่ หลก็ ✓ ถ้าประจอุ ยู่นง่ิ หรอื เคล่ือนทข่ี นานกับทศิ ของสนามแมเ่ หลก็ จะไมม่ แี รงกระทำจาก สนามแมเ่ หล็ก ✓ ถ้าอนภุ าคที่มีประจุเคล่ือนที่ในทศิ ทางท่ไี มข่ นานกบั ทิศทางของสนามแม่เหล็ก จะมีแรง กระทำจากสนามแม่เหลก็ ซ่ึงแรงนจ้ี ะทำใหแ้ นวการเคลือ่ นทข่ี องประจุเปลีย่ นไป โดยทศิ ทาง สนามแม่เหลก็ (B) แรงแม่เหล็ก (F) และความเร็วของอนุภาค (v) จะตง้ั ฉากกนั *น้วิ ชี้ กลาง นาง กอ้ ย = ทิศของประจุทพ่ี งุ่ เขา้ ไปในสนามแม่เหล็ก (V) *ฝ่ามอื = ทิศของสนามแม่เหล็ก (B) *หวั แม่มือ (นิว้ โป้ง) = แรงทท่ี ำให้ประจบุ วกเบ่ียงเบนไป (F) (ประจลุ บทศิ ตรงขา้ มหัวแมม่ อื ) F = qvB F = qvBsin  ; มุมระหวา่ ง B กบั v ✓ อนภุ าคเคลอ่ื นท่เี ปน็ วงกลม r = mv qB แรงแมเ่ หลก็ กระทำตอ่ ตวั ทำทม่ี กี ระแสไฟฟา้ ผา่ น F = ILB F = ILBsin  ; มุมระหวา่ ง B กับ I โมเมนตแ์ รงคคู่ วบ M = NIABcos  ; มุมระหวา่ ง B กบั ระนาบขดลวดตวั นำ การทำซ้ำโดยไม่ได้รบั อนญุ าตเป็นการละเมิดกฎหมายทบ่ี ังคบั ใช้ 51

สรปุ ฟิสกิ ส์ INK LAB แมเ่ หลก็ และไฟฟา้ อเี อม็ เอฟเหนย่ี วนำ  ไฟฟา้ กระแสสลบั  = t (t) = 0 sin(t) i = I0sin(t) v = V0sin(t) I0 Irms = √2 V0 Vrms = √2 การสญู เสยี กำลงั ในสายไฟฟา้ Ploss = I2R หมอ้ แปลง =2 N2 1 N1 N2 > N1 หมอ้ แปลงข้ึน N2 < N1 หม้อแปลงลง 1 ; อีเอ็มเอฟท่ีขดลวดปฐมภูมิ 2 ; อเี อ็มเอฟทข่ี ดลวดทตุ ยภูมิ N1 ; จำนวนรอบท่ขี ดลวดปฐมภูมิ N2 ; จำนวนรอบที่ขดลวดทุตยภูมิ การทำซ้ำโดยไมไ่ ดร้ ับอนุญาตเป็นการละเมิดกฎหมายที่บงั คบั ใช้ 52

สรปุ ฟสิ ิกส์ INK LAB ความร้อนและแกส๊ 15. ความรอ้ นและแกส๊ ความรอ้ น ความร้อนเป็นพลงั งานชนิดหน่ึง หนว่ ยของความรอ้ น 1) หน่วยมาตรฐาน (SI) : จูล, J 2) หน่วยอืน่ ✓ แคลอรี, calorie, cal พลงั งานความร้อนท่ที ำให้น้ำมวล 1 กรมั มอี ณุ หภมู ิเพม่ิ ข้นึ 1C (14.5C – 15.5C) ท่ี 1 atm ✓ บที ยี ู, British thermal unit, Btu พลงั งานความร้อนท่ีทำใหน้ ้ำมวล 1 ปอนด์ มอี ณุ หูมิเพิม่ ขึ้น 1F (63F - 64F ) ท่ี 1 atm 1 cal = 4.186 J 1 Btu = 252 cal = 1055 J ระดบั ความรอ้ น บอกได้ด้วย ‘ อณุ หภมู ิ ‘ ✓ อณุ หภมู สิ งู = รอ้ นมาก ✓ อณุ หภูมติ ่ำ = รอ้ นนอ้ ย ความจคุ วามรอ้ น 53 ความร้อนทีท่ ำใหม้ วลสารทงั้ กอ้ นมีอุณหภูมเิ พ่ิมขึ้น 1 K Q C = T (J/K) Q : พลังงานความรอ้ นทส่ี ารไดร้ ับ หรือเสียไป ร้อนข้ึน +, เย็นลง - T : ผลต่างอุณหภมู ิ หน่วย K หรือ oC การทำซ้ำโดยไม่ได้รบั อนญุ าตเป็นการละเมิดกฎหมายท่บี งั คับใช้

สรปุ ฟิสกิ ส์ INK LAB ความร้อนและแกส๊ ความรอ้ นจำเพาะ ความรอ้ นทที่ ำให้สารมวล 1 กโิ ลกรมั มีอณุ หภูมิเพิ่มข้นึ 1 K C (J/kgK) c= m Q = mT Q = mcT (J) ความรอ้ นกบั การเปลย่ี นสถานะ Q = mL Qลด = Qเพมิ่ การทำซ้ำโดยไม่ไดร้ ับอนุญาตเปน็ การละเมดิ กฎหมายทบ่ี งั คบั ใช้ 54

สรปุ ฟสิ กิ ส์ INK LAB ความร้อนและแก๊ส แกส๊ P1V1 = P2V2 ✓ กฎรวมแกส๊ T1 T2 ✓ กฎรวมแก๊ส PV = nRT PV = NkBT P ; ความดัน หนว่ ย Pa V ; ปริมาตร หนว่ ย m3 n ; โมลแก๊ส หน่วย mol N ; จำนวนโมเลกุลของแกส๊ T ; อุณหภูมิ หน่วย K R ; ค่าคงตัวแก๊ส = 8.31 Nm/mol K หรือ J/mol K kB ; ค่าคงตวั โบลต์ซมันน์ =1.3810-23 J/K ทฤษฎจี ลนข์ องแกส๊ P = 1 Nms v̅2rms 3 V E̅k = 3 2kBT PV = 2NE̅k 3 vrms = √3kBT m กฎขอ้ ที่ 1 ของอณุ หพลศาสตร์ 3 U = 2 NkBT Q = U + W การทำซ้ำโดยไมไ่ ด้รับอนุญาตเปน็ การละเมิดกฎหมายที่บงั คบั ใช้ 55

สรปุ ฟิสกิ ส์ INK LAB ของแข็งและของไหล 16. ของแขง็ และของไหล ความเคน้ ของของแขง็  = F (N/m2 หรือ Pa) ความเครียดของของแขง็  A มอดลู สั ยงั Y  ความตงึ ผวิ Y=  = F (N/m)  **F กบั  ต้องตง้ั ฉากกนั ** ความหนาแนน่ มวล kg () ความหนาแนน่ = ปรมิ าตร m3 = m v ความหนาแนน่ ของสาร ความหนาแนน่ สัมพทั ธ์ (relative density) = ความหนาแนน่ ของสารอา้ งองิ ความดนั ในของเหลว แรงดนั N ความดนั = ( หรอื Pa) พื้นท่ี m2 F P= A การทำซำ้ โดยไม่ไดร้ ับอนญุ าตเป็นการละเมดิ กฎหมายทีบ่ ังคับใช้ 56

สรปุ ฟิสกิ ส์ INK LAB ของแข็งและของไหล ความดนั ในของเหลวทรี่ ะดบั ความลกึ ตา่ ง ๆ ✓ ความดนั เกจ Pg = gh ✓ ความดนั สมั บรู ณ์ = ความดนั บรรยากาศ + ความดนั เกจ P = Pa + Pg กฎของพาสคลั ‘เมือ่ เพม่ิ ความดนั ใหข้ องเหลวท่อี ยนู่ ่ิงในภาชนะปิด ความดนั ที่เพ่มิ ข้นึ จะสง่ ผ่านไปทุก ๆ จดุ ใน ของเหลวน้ัน’ F1 = F2 A1 A2 แรงพยงุ ของของไหล FB = Vg **V คดิ ปริมาตรส่วนที่จม** พลศาสตร์ของไหล ✓ อตั ราการไหล R = Av A1v1 = A2v2 ✓ สมการแบรน์ ลู ลี P + 1v2 + gh = คา่ คงตวั 2 หรอื P1 + 1v12 + gh1 = P2 + 1v22 + gh2 22 **ทกุ ตำแหน่งมคี ่าเท่ากนั ** การทำซ้ำโดยไม่ได้รับอนญุ าตเป็นการละเมดิ กฎหมายที่บังคับใช้ 57

สรปุ ฟิสิกส์ INK LAB คล่ืนแม่เหล็กไฟฟา้ 17. คลนื่ แมเ่ หลก็ ไฟฟา้ ลกั ษณะของคลน่ื แมเ่ หลก็ ไฟฟา้ ‘คลนื่ แมเ่ หล็กไฟฟ้า เปน็ คล่ืนท่ไี มอ่ าศัยตัวกลางในการเคลื่อนท่ี สามารถเคล่ือนทีใ่ นอวกาศได้ โดย สนามแมเ่ หลก็ ทีม่ ีการเปลี่ยนแปลง สามารถเหนีย่ วนำให เกดิ สนามไฟฟ้า’ ✓ สนามไฟฟา้ สนามแม่เหลก็ และทิศการเคลือ่ นที่ของคล่ืนแมเ่ หล็กไฟฟา้ จะอย่ใู นทิศที่ต้ังฉากกนั ตลอดเวลา จึงถือว่าคลืน่ แม่เหล็กไฟฟา้ เป็น คลนื่ ตามขวาง ✓ ถา้ แนวสนามไฟฟ้า พ่งุ ขน้ึ พุ่งลง แนวสนามแม่เหลก็ จะ พงุ่ เขา้ -พุง่ ออก ตงั้ ฉากกบั ระนาบ กระดาษ ✓ ถ้าแนวแม่เหลก็ พุง่ ขึ้นพงุ่ ลง ต้ังฉากกับกระดาษ แนวสนามสนามไฟฟา้ จะ พุ่งเขา้ -พงุ่ ออก ตัง้ ฉากกับระนาบกระดาษ ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งพลงั งาน ความยาวคลนื่ และความถ่ขี องแมเ่ หลก็ ไฟฟา้ พลงั งาน (E) ความยาวคลนื่ (λ) ความถ่ี (f) มาก นอ้ ย มาก ↓↓↓ นอ้ ย มาก น้อย v = f 58 **v เปลยี่ นตามตัวกลางแต่ f ไมเ่ ปลี่ยน ถา้ ตัวกลางเปน็ สุญญากาศแทน v  3108 m/s** การทำซ้ำโดยไมไ่ ด้รบั อนญุ าตเปน็ การละเมดิ กฎหมายทบี่ ังคบั ใช้

สรปุ ฟิสกิ ส์ INK LAB ฟสิ ิกส์อะตอม 18. ฟสิ กิ สอ์ ะตอม สมมตฐิ านของพลงั ค์ ‘พลังงานที่วตั ถุดำดูดกลนื หรอื แผ่ออกมามคี า่ ไดเ้ ฉพาะบางคา่ เทา่ นัน้ และค่านีจ้ ะเป็นจำนวนเตม็ เทา่ ของควอนตมั ของพลังงาน’ E = nhf ทฤษฎอี ะตอมของโบร์ ✓ อเิ ล็กตรอนทโี่ คจรรอบนวิ เคลยี สของไฮโดรเจนจะอย่ใู นวงโคจรเฉพาะที่รศั มบี างคา่ โดยไม่ h แผค่ ล่นื แมเ่ หลก็ ไฟฟา้ เม่ือมีโมเมนตมั เชิงมมุ mvr = n2 ✓ มกี ารแผค่ ลนื่ แมเ่ หลก็ ไฟฟา้ เมอื่ เปล่ียนวงโครจรจากชนั้ นอกสชู่ น้ั ใน hf = Ei - Ef ✓ 1 mk2e4 1 ✓ - () ระดบั พลงั งานของไฮโดรเจน En = h̅21 2 n2 ความยาวคลน่ื ของแสงในสเปตรมั แบบเสน้ ตามทฤษฎอี ะตอมของโบว์ 1 = 1 - 1  [RH nf2 ] ni2 ปรากฎการณโ์ ฟโตอเิ ลก็ ทรกิ ✓ พลังงานของโฟตอน hf = W + Ekmax W = hf0 Ekmax = eVs ทวภิ าวะของคลนื่ และอนภุ าค ✓ ความยาวคลนื่ เดอบรอยล์ =h p ✓ พลังงานควอนตมั ของคลน่ื E = hf การทำซ้ำโดยไมไ่ ด้รับอนญุ าตเป็นการละเมดิ กฎหมายทบี่ งั คับใช้ 59

สรปุ ฟสิ กิ ส์ INK LAB ฟสิ กิ ส์นิวเคลยี รแ์ ละฟิสกิ ส์อนภุ าค 19. ฟิสกิ สน์ ิวเคลียรแ์ ละฟิสกิ สอ์ นภุ าค พลงั งานยดึ เหนย่ี วของนิวเคลยี ส E = mc2 = (m1-m2)c2 E ; พลงั งาน (J) m ; มวล (kg) c ; คอื ความเรว็ แสง มคี า่ 3x108 m/s พลงั งานยดึ เหนยี่ วตอ่ นวิ คลอี อน E mc2 = AA กมั มนั ตภาพรงั สี อำนาจทะลทุ ะลวง การทำซ้ำโดยไมไ่ ด้รับอนุญาตเปน็ การละเมิดกฎหมายทบ่ี งั คับใช้ 60

สรปุ ฟสิ กิ ส์ INK LAB ฟิสิกส์นิวเคลียร์และฟิสิกสอ์ นุภาค ✓ อตั ราการสลายของนวิ เคลยี สกมั มันตรงั สใี นขณะหนง่ึ A = N ✓ ครง่ึ ชีวติ N = N0e-t ln2 T1/2 =  ปฏกิ ริ ยิ านวิ เคลียร์  ฟิชชนั คือ ปฏกิ ริ ิยานิวเคลียร์ที่เกดิ จากนิวเคลียสของธาตหุ นักเกดิ การแตกตวั ออกเปน็ 2 ส่วนที่มีขนาดใกลเ้ คยี งกันจะทำให้ได้นวิ เคลยี สใหม่ เชน่ ปฏกิ ิริยาท่ีเกิดจากการยิงนิวตรอน เขา้ ไปในนวิ เคลียสของยเู รเนยี ม ดังสมการ 10n + 23592U → 14156Ba + 9236Kr + 310n ✓ ปฏกิ ริ ิยาสามารถควบคุมได้ด้วยการควบคุมมวลของสารตงั้ ต้นใหน้ อ้ ยลงจนนวิ ตรอนทเ่ี กิดข้ึน ไม่เพียงพอท่ีจะเกิดปฏกิ ิริยาลูกโซ่ได้ หรอื ใช้ Cd และ B จับนิวตรอนบางสว่ นไว้ ✓ นำไปใชใ้ นผลติ ไอโซโทปกมั มันตรงั สใี ช้ในการเกษตร อตุ สาหกรรม ผลิตกระแสไฟฟ้า และ ระเบดิ ปรมาณู  ฟิวชนั คอื ปฏกิ ริ ยิ าท่ีเกดิ จากการรวมตัวกันของธาตุเบาแลว้ ทำให้เกิดธาตซุ ่ึงหนักกว่า และ มกี ารปลดปลอ่ ยพลังงานนิวเคลยี ร์ออกมาดว้ ย เชน่ 32He + 32He → 42He + 11H + 11H ✓ ปฏกิ ริ ยิ านี้เปน็ ปฏิกริ ิยาทเี่ กดิ บนดวงอาทิตย์หรอื บน ดาวฤกษท์ ่ีมพี ลังงานสูงท้ังหลาย สำหรบั บนโลกเราปฏิกริ ยิ าฟิวชนั สามารถทำใหเ้ กดิ ขึ้นได้ในห้องปฏบิ ัตกิ ารไดแ้ ต่ปฏกิ ิรยิ าฟวิ ชันทีท่ ำใหเ้ กิดน้ยี งั ไม่สามารถควบคมุ และนำมาใชป้ ระโยชน์ได้ ✓ การเกดิ ปฏิกริ ยิ าฟชิ ชนั และฟิวชนั มวลหลงั ปฏิกริ ยิ าจะหายไปบางส่วน มวลที่หายไปน้ีจะถกู เปลยี่ นเปน็ พลังงานตามทฤษฎสี ัมพันธภาพของไอนส์ ไตน์ความสัมพันธ์ของพลังงานกบั มวล เขียนเป็นสมการจะได้ว่า E = mc2 การทำซำ้ โดยไมไ่ ดร้ ับอนุญาตเปน็ การละเมดิ กฎหมายท่ีบงั คบั ใช้ 61

สรปุ ฟิสิกส์ INK LAB ฟสิ กิ ส์นวิ เคลียรแ์ ละฟสิ ิกส์อนุภาค ฟสิ กิ สอ์ นภุ าค ✓ อนภุ าคมลู ฐาน อนภุ าคเดยี่ วที่ไม่ได้ประกอบข้นึ จากอนุภาคอน่ื ควารก์ อเิ ลก็ ตรอน มวิ ออน กลอู อน โฟตอน ✓ ควารก์ มี 6 ชนิด คือ ควาร์กอพั ควารก์ ชาร์ม ควาร์กทอป ควาร์กดาวน์ ควาร์กสเตรนจ์ ควาร์กบอททอม ✓ กลอู อน เปน็ อนภุ าคสื่อของแรงเขม้ ✓ ดบั เบลิ ยโู บซอน และ ซโี บซอน เปน็ อนภุ าคสอ่ื ของแรงออ่ น การทำซำ้ โดยไม่ได้รบั อนญุ าตเปน็ การละเมิดกฎหมายทบ่ี งั คับใช้ 62