ว32102 วิทยาศาสตร์กายภาพ 3 คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

by ธนกร มณีมรกฏ ELECTROMAGNETIC WAVE คลื่ นแม่เหล็กไฟฟ้า ว32102 วิทยาศาสตร์กายภาพ 3 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 ***ใช้เพื่ อการศึกษาเท่านั้น

คลื่ นแม่เหล็กไฟฟ้า คลื่ นแม่เหล็กไฟฟ้าจัดเป็นพลังงานรู ปหนึ่ง ที่มีการสั่นขึ้น–ลง (Sinusoidal oscillation) ของสนามแม่เหล็ก (B) และ สนามไฟฟ้า(E) ซึ่งเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกัน แต่อยู่ใน ระนาบที่ตั้งฉากซึ่งกันและกันและตั้งฉากกับ ทิศทางการเคลื่ อนที่ของคลื่ น

สมบัติของคลื่ นแม่เหล็กไฟฟ้า - เป็นคลื่นตามขวางที่ไม่ต้องอาศัยตัวกลางใน การเคลื่ อนที่ - ไม่มีประจุไฟฟ้า - มีความเร็วเท่ากันและเท่ากับความเร็วของคลื่น แสงคือ 3x108เมตร/วินาที จึงสามารถส่งผ่าน พลังงานจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้อย่าง รวดเร็ว

สมบัติของคลื่ นแม่เหล็กไฟฟ้า - วัตถุทุกชนิดที่อุณหภูมิสูงกว่าศูนย์องศาสมบูรณ์สามารถปลด ปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาได้ และสามารถดูดกลืนได้เช่นกัน - สามารถแสดงปรากฏการณ์ของคลื่น เช่น การสะท้อน หักเห เลี้ยวเบน และแทรกสอดได้

สเปกตรัมของคลื่ นแม่เหล็กไฟฟ้า คลื่ นแม่เหล็กไฟฟ้ามีความถี่ต่อเนื่ องกันเป็นช่วงกว้าง เราเรียกช่วงความถี่เหล่านี้ ว่า \"สเปกตรัมคลื่นแม่เหล็ก ไฟฟ้า\" และมีชื่อเรียก ช่วงต่าง ๆ ของความถี่ต่างกัน ตามแหล่งกำเนิดและวิธีการตรวจวัดคลื่น ได้แก่ ...... คลื่นวิทยุ คลื่นไมโครเวฟและคลื่นโทรทัศน์ คลื่นแสง รังสีอัลตราไวโอเลต รังสี เอกซ์ รังสีแกมม่า

ความยาวคลื่ นยาว ความถี่ต่า มีพลังงานต่ำ ความยาวคลื่ นสั้น ความถี่สูง มีพลังงานสูง

คลื่ นวิทยุ คลื่นวิทยุ : เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่ง ที่เกิดขึ้นในช่วงความถี่วิทยุบนเส้นสเปกตรัม แม่เหล็กไฟฟ้า ความถี่ 10 kHz -300 GHz ความยาวคลื่น<1 km – 10 mm

ระบบสื่ อสารวิทยุ คลื่นวิทยุมีสมบัติที่น่าสนใจประการหนึ่งคือ สามารถ สะท้อนได้ที่บรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์ บรรยากาศ ในชั้นนี้ประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าอยู่เป็น จำนวนมาก เมื่ อคลื่ นวิทยุเคลื่ อนที่มาถึงจะสะท้อนกลับสู้ผิวโลกอีก สมบัติข้อนี้ทำให้สามารถใช้คลื่ นวิทยุในการสื่ อสารเป็น ระยะทางไกลๆได้ แต่ถ้าเป็นคลื่นวิทยุที่มีความถี่สูงขึ้น การสะท้อน ดังกล่าวจะมีได้น้อยลงตามลำดับ

การส่งกระจายเสียงด้วยคลื่ นวิทยุ ระบบเอเอ็มนั้ นคลื่ นสามารถเคลื่ อนที่ไปถึงเครื่ องรับ วิทยุได้ 2 ทาง คือ 1. คลื่นดิน ( Ground Wave ) คือ คลื่นที่วิ่งไปตามแนวราบ ระดับพื้ นดินจากสถานีส่งถึงผู้รับฟังเป็นแนวเส้นตรงปกติจะ มีรัศมีประมาณ 80 กิโลเมตร พลังงานคลื่นวิทยุส่วนใหญ่จะ เดินทางอยู่ใกล้ ๆ ผิวโลกหรือเรียกว่าคลื่นดิน ซึ่งคลื่นนี้จะ เดินไปตามส่วนโค้งของโลก 2. คลื่นฟ้า ( Sky Wave ) คือ คลื่นที่ออกจากสายอากาศ ด้วย มุมแผ่คลื่นเป็นค่าบวก จะเดินทางจากพื้นโลกพุ่งไปยัง บรรยากาศจนถึงชั้นเพดานฟ้า(ชั้นไอโอโนสเฟียร์) และจะ สะท้อนกลับลงมายังโลกนี้เรียกว่า คลื่นฟ้าวิธีนี้สามารถแก้ ปัญหาเรื่ องความโค้งของผิวโลกได้

ความแตกต่างระหว่างคลื่ นเอเอ็มและเอฟเอ็ม คลื่นเอเอ็ม (AM) คลื่นเอฟเอ็ม (FM) 1.เป็นการผสมสัญญานเสียงเข้ากับ 1.เป็นการผสมสัญญานเสียงเข้ากับ คลื่นวิทยุ โดยที่สัญญาณเสียงจะไป คลื่นวิทยุ โดยที่สัญญานเสียงจะไป ทาให้แอมปลิจูดของคลื่นวิทยุ ทาให้ความถี่ของคลื่นวิทยุเปลี่ยนแปลง เปลี่ยนแปลง 2.ความถี่ 530-1600 กิโลเฮิร์ตซ์ 2.ความถี่ 88-108 เมกะเฮิร์ตซ์ 3.สะท้อนได้ดีในบรรยากาศชั้นไอโอโน 3.สะท้อนกับบรรยากาศชั้นไอโอโน สเฟียร์ จึงเรียก คลื่นฟ้า สเฟียร์ได้น้อยมาก จึงใช้ได้แต่คลื่นดิน

สัญญาณคลื่ นเอเอ็มและเอฟเอ็ม คลื่ นวิทยุระบบเอเอ็ม คลื่ นวิทยุระบบเอฟเอ็ม

คลื่ นไมโครเวฟ เป็นคลื่นความถี่วิทยุ ชนิดหนึ่งที่มีความถี่อยู่ระหว่าง 0.3GHz - 300GHz ส่วนในการใช้งานนั้นส่วนมากนิยมใช้ความถี่ระหว่าง 1GHz - 60GHz เพราะเป็นย่านความถี่ที่สามารถผลิตขึ้นได้ด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ในการใช้งานคลื่ นไมโครเวฟ 1. ระบบเชื่อมต่อสัญญาณในระดับสายตา ใช้ในงานสื่อสารโทรคมนาคม ระหว่างจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง อย่างเช่น การโทรศัพท์ทางไกล 2. ระบบเหนือขอบฟ้า ซึ่งเป็นระบบสื่อสารไมโครเวฟที่ใช้ชั้นบรรยากาศ ห่อหุ้มโลก ชั้นโทรโพสเฟียร์ ช่วยในการสะท้อนและหักเหคลื่นความถี่ ไมโครเวฟ ให้ไปถึงปลายทาง ให้ได้ระยะทางมากขึ้น 3. ระบบดาวเทียม เป็นการใช้สถานีทวนสัญญาณลอยอยู่เหนือพื้นโลก กว่า 30,000กิโลเมตร โดยการใช้ดาวเทียมทำหน้าที่เป็นสถานีทวน สัญญาณการใช้ระบบนี้สามารถทาการสื่อสารได้ไกลมากๆ ได้ ซึ่งเป็น ระบบที่นิยมใช้ระบบหนึ่งในปัจจุบัน นิยมใช้มาก 4. ระบบเรดาร์ ระบบนี้จะเป็นการใช้ไมโครเวฟ ในการตรวจจับวัตถุต่าง โดยการส่งคลื่นไมโครเวฟออกไป ในมุมแคบ แล้วไปกระทบวัตถุที่อยู่ไกล ออกไป และจากนั้นคลื่นก็จะสะท้อนกลับมาแล้วนาสัญญาณที่ได้รับเทียบ กับสัญญาณเดิม แล้วเราค่อยนาไปแปรค่าเป็นข้อมูลต่างๆ อีกที 5. ระบบเตาไมโครเวฟ ระบบนี้เป็นการส่งคลื่นไมโครเวฟ ที่มีกาลังสูงส่ง ในพื้นที่แคบๆ ที่ทำด้วยโลหะ คลื่นไมโครเวฟนี้ก็จะสะท้อนโลหะนั้นทำให้ มีคลื่นไมโครเวฟ กระจัดกระจายอยู่พื้นที่นั้นสามารถ นาไปใช้ในการทา อาหารได้

ระบบดาวเทียมสื่ อสาร ดาวเทียมก็คือสถานีไมโครเวฟลอยฟ้า

รังสีอินฟราเรด ความถี่ 1011– 1014เฮิร์ตซ์ ความยาวคลื่น 10-3– 10-6เมตร มนุษย์ไม่สามารถมองเห็นรังสีนี้ได้ แต่สัตว์ บางชนิด เช่น งู สามารถรับรังสีนี้ได้ ทำให้ สามารถล่าเหยื่ อได้ในเวลากลางคืน

ประโยชน์และโทษของรังสีอินฟราเรด ประโยชน์ โทษ 1.กล้องอินฟราเรดใช้ถ่ายภาพในที่มืด เนื่องจากรังสีอินฟราเรดมีความถี่ต่ำจึง 2.ใช้ถ่ายภาพพื้นโลกจากดาวเทียม ไม่ค่อยมีโทษเท่าใดนัก 3.ใช้ในระบบควบคุม (remote control) 4.ควบคุมอาวุธนำวิถี ทำให้เกิดปรากฏการณ์โลกร้อน 5.นำสัญญาณในเส้นใยนำแสง

รังสีอุลตราไวโอเลต มีความถี่ในช่วง 1015– 18 เฮิร์ตซ์ 10 มีความยาวคลื่น 10-7– 10-10 เมตร มีพลังงานในช่วง 3-124 eV เป็นรังสีที่ตามนุษย์มองไม่เห็น แต่แมลงบาง ชนิดสามารถมองเห็นได้ มันได้ชื่ อดังกล่าวเนื่ องจาก สเปกตรัมของมันประกอบด้วย คลื่ นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มี ความถี่สูงกว่าคลื่ นที่มนุษย์ มองเห็นเป็นสีม่วง

ประโยชน์/โทษของรังสีอุลตราไวโอเลต ประโยชน์ โทษ 1.ทำให้เกิดอิออนในบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์ เป็นอันตรายต่อผิวหนัง 2.ใช้ฆ่าเชื้อโรค และนัยน์ตา 3.ใช้ในการแสดง ตกแต่ง 4.ใช้ตรวจสอบธนบัตร วีซ่าปลอม 5.ใช้ในงานนิติเวช ตรวจสอบ คราบ เลือด คราบน้ำลาย 6.ใช้ในการแยกสาร

รังสีเอกซ์ มีความถี่ในช่วง 1016– 102เ2ฮิร์ตซ์ มีความยาวคลื่น 10-8– 10 -เ1ม3 ตร แหล่งกำเนิด 1. จากดวงอาทิตย์ 2. โดยให้อนุภาคพลังงานสูงวิ่งชนเป้าทำให้อี เล็กตรอนที่โคจรในนิวเคลียสย้ายวงโคจรมา อยู่ในระดับต่ากว่า จึงคายพลังงานออกมา

ประโยชน์/โทษของรังสีเอกซ์ ประโยชน์ โทษ 1.การฉายรังสีเพื่อการวินิฉัยโรค 1.เป็นอันตรายต่อนัยน์ตา 2.ตรวจรอยร้าวโลหะ 2.ถ้าได้รับในปริมาณมากๆ 3.ตรวจอาวุธหรือระเบิดในสนามบิน จะทำให้เป็นหมันได้ 4.ตรวจโครงสร้างของผลึก

รังสีเอกซ์ทางการแพทย์ รังสีเอกซ์ เมื่อฉายทะลุอวัยวะที่ต้องการตรวจแล้ว จะเกิดเป็นรูปแบบขึ้นบนฟิล์มเอกซเรย์ เมื่อนำฟิล์ม เอกซเรย์ไปล้างตามกรรมวิธี จะได้ภาพทั้งภายนอก และภายในของอวัยวะ เช่น กระดูกที่ฝังอยู่ ในเนื้อ หรือแผลวัณโรคที่อยู่ในเนื้อปอด ทำให้วินิจฉัยโรคได้ โดยไม่ต้องผ่าอวัยวะนั้นเข้าไปดูภายใน

การตรวจสอบรอยร้าวในโลหะโดยวิธีการไม่ทำลาย การทดสอบโดยการถ่ายภาพด้วยรังสี (RT: Radiographic Testing) เป็นวิธีการที่ใช้หลักการถ่ายภาพด้วยรังสีเพื่อให้รอยบกพร่องปรากฎบน แผ่นฟิมล์และทำการวิเคราะห์

การใช้รังสีเอ็กซ์ตรวจสอบอาวุธที่ซุกซ่อน

รังสีแกมมา มีความถี่ในช่วง 10-1–180102-214เฮิร์ตซ์ มีความยาวคลื่น 10 – 10 เมตร แหล่งกำเนิด 1. การสลายตัวของสารกัมมันตรังสี 2. ปฏิกิริยานิวเคลียร์

ประโยชน์/โทษของรังสีแกมมา ประโยชน์ โทษ 1.ใช้ฆ่าเซลล์มะเร็ง ถ้าได้รับรังสีโดยรู้เท่าไม่ถึงการณ์จะมีผลถึงตายได้ 2.ใช้ในการถนอมอาหาร เนื่องจากเป็นรังสีที่มีพลังงานมากที่สุด จึงมีอำนาจใน 3.ใช้ฆ่าเชื้อโรค การทะลุทะลวงมากที่สุด 4.เปลี่ยนพันธุกรรมพืช การใช้รังสีทางการเกษตร การฉายรังสีอาหาร คือ การนำอาหารที่บรรจุ ภาชนะหรือหีบห่อที่เหมาะสม ไปผ่านรังสีใน ห้องกำบังรังสีในปริมาณรังสีที่เหมาะสม ตาม วัตถุประสงค์ของการฉายรังสี ดังนั้น การฉาย รังสีก็คือ กระบวนการถนอมอาหารชนิดหนึ่ง เพื่ อการทำให้เก็บรักษาอาหารได้นานขึ้น

การเปลี่ยนสีดอกไม้โดยการอาบรังสี การฉายรังสีแกมมาเพื่ อเพิ่มมูลค่าอัญมณี

ภาพที่ผ่านคลื่ นต่างๆ

เอกสารอ้างอิง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กระทรวงศึกษาธิการ (2560). หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติม วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ฟิสิกส์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 6. กรุงเทพฯ : โรงพิมพ์คุรุสภา ลาดพร้าว สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. (2562). หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมคณิตศาสตร์ ชั้นมัธยมศึกษา ปีที่ 5 เล่ม 2. (พิมพ์ครั้งที่ 1). กรุงเทพฯ : สำนักพิมพ์จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย สุรศักดิ์พงศ์พันธุ์สุข, สุชาดา พงษ์พัฒน์และ กรรณิกา มณีวรรณ์. (2550). อยู่ปลอดภัยกับอะตอม. กรุงเทพฯ : สำนักงานปรมาณูเพื่อสันติ. สำนักงานปรมาณูเพื่อสันติ. (2552). ศัพทานุกรมนิวเคลียร์. กรุงเทพฯ : สำนักงานปรมาณูเพื่อสันติ. สำนักงานราชบัณฑิตยสภา. (2546). ศัพท์วิทยาศาสตร์ อังกฤษ-ไทย ไทย-อังกฤษ ฉบับราชบัณฑิตยสถาน. (พิมพ์ครั้ง ที่ 5 แก้ไขเพิ่มเติม). กรุงเทพฯ : อรุณการพิมพ์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) กระทรวงศึกษาธิการ .คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ,สืบค้นเมื่อวันที่ 26 สิงหาคม 2565 จาก https://www.scimath.org/lesson-physics/item/11529-2020-05-01-03-02-13 ฟิสิกส์ราชมงคล .คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ,สืบค้นเมื่อวันที่ 26 สิงหาคม 2565 จาก http://www.atom.rmutphysics.com/PHYSICS/oldfront/100/electromagnetic-wave2.htm

ผู้จัดทำ ระดับ ปริญญาตรี การศึกษา ระดับ ปริญญาโท มหาวิทยาลัยราชภัฏสวนสุนันทา - ประวัติการทำงาน 2560 ตำแหน่ง ครู รับราชการ โรงเรียนห้วยทรายประชาสรรค์ โปรไฟล์ อ.ชะอำ จ.เพชรบุรี สำนักงานเขตพื้นที่การศึกษา นายธนกร มณีมรกฏ มัธยมเพชรบุรี ครูกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี วันที่ 5 พฤษภาคม 2560 ข้อมูลติดต่อ เบอร์โทรศัพท์ 065-4232499 อีเมลล์ [email protected] ที่อยู่ 149/1 ถ.ราชดำริห์ ต.ท่าราบ อ.เมือง จ.เพชรบุรี 76000