หนังสือเรียนออนไลน์ วิชาวิทยาศาสตร์ เรื่องดาราศาสตร์

1 สื่อการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว 31001 (ดาราศาสตร์)

2 ดาราศาสตร์ (Astronomy) ดาราศาสตร์ เป็นวทิ ยาศาสตร์สาขาหน่ึงท่ีกล่าวถึงเร่ืองราวของเทห์ฟากฟ้ า เก่ียวกบั ตาแหน่ง ท่ีอยู่ ขนาด การเคล่ือนที่ องคป์ ระกอบ การเปล่ียนแปลง และปรากฏการณ์ต่างๆ เทห์ฟากฟ้ า(Celestial bodies)ไดแ้ ก่ วตั ถุต่างๆท่ีปรากฏอยใู่ นเอกภพเช่น ดาวเคราะห์ ดาวฤกษ์ เนบิวลา กาแลคซี่ เป็นตน้ หน่วยวดั ระยะทางดาราศาสตร์ 1 หน่วยดาราศาสตร์ = ระยะทางเฉลี่ยจากโลกถึงดวงอาทิตย์ (93 ลา้ นไมล)์ 1 ปี แสง = ระยะทางท่ีแสงเดินทางไดใ้ น 1 ปี = 5.88 × 1012 ไมล์ 1 พาร์เส็ค = 3.6 ปี แสง หรือ 206,265 หน่วยดาราศาสตร์ ปี แสง คือ หน่วยดาราศาสตร์ท่ีใช้ในการวดั ระยะทาง โดยกาหนดว่า 1 ปี แสง คือ ระยะทางที่แสง เดินทางไดใ้ นเวลา 1 ปี เน่ืองจาก 1 ปี มี 365 วนั หรือ 3.15  107 วนิ าที นน่ั คือ 365  24  60  60 = 31,536,000 = 3.15  107 แสงเดินทางในบรรยากาศดว้ ยความเร็ว 3  108 เมตร / วนิ าที ระยะทาง 1 ปี แสง = 3.15  107  3  108 เมตร = 9.5  1015 เมตร = 9.5  1012 กิโลเมตร . QR CODE ท่ี 1 เรอ่ื งหน่วยทางดาราศาสตร์ เอกภพ หรือ จกั รวาล (Universe) เอกภพ คือ ระบบท่ีเป็ นผลรวมของเทห์ฟากฟ้ าท้งั หมดที่มีอยู่ ไดแ้ ก่ กาแลกซ่ีประมาณ 100,000 ลา้ นกา แลกซ่ี แรงคุ้มครองเอกภพ หมายถึง แรงท่ีคุม้ ครองไม่ใหเ้ ทห์ฟากฟ้ าต่างๆชนกนั แตกกระจายไป หรือไม่ให้ เคล่ือนที่แยกออกไปจากกนั แรงคุม้ ครองเอกภพมี 2 แรง คือ 1. แรงดึงดูดระหวา่ งกนั (Force of Gravity) 2. แรงที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของเทห์ฟากฟ้ า สื่อการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว31001 (เร่ืองดาราศาสตร์)

3 กาแลกซ่ี (Galaxies) หรือ ดาราจกั ร คือ ระบบรวมของดาวฤกษจ์ านวนมหาศาล ประกอบดว้ ยดาวฤกษ์ หลายแสนดวง กระจุกดาว กลุ่มก๊าซร้อน(เนบิวลา) ฝ่ ุนธุลีคอสมิค และพ้ืนท่ีว่างเปล่าที่กวา้ งใหญ่ไพศาล กา แลกซีมีอาณาเขตกวา้ งใหญ่ มีเส้นผา่ ศูนยก์ ลางหลายแสนปี แสง กาแลกซีเป็ นกลุ่มของดวงดาวต่างๆในจกั รวาล ระบบของกาแลกซีประกอบดว้ ยดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ ดาวหาง อุกกาบาต ดวงจนั ทร์ที่เป็ นบริวารของดาวเคราะห์ กลุ่มก๊าซร้อนและฝ่ ุนธุลีคอสมิค(Cosmic) ที่เรียกวา่ เนบิวลา เนบิวลา (Nebula) คือ กลุ่มก๊าซและฝ่ ุนละอองในอวกาศที่จบั กลุ่มกนั หนาแน่นอยู่ในบริเวณที่ว่าง ระหว่างดาวฤกษ์ มีลกั ษณะคลา้ ยเมฆหรือหมอก มีความหนาแน่นต่า ไม่มีแสงในตวั เอง มีท้งั ชนิดท่ีเรืองแสง และไมเ่ รืองแสง เนบิวลาจาแนกได้ 2 ชนิด คือ 1. เนบิวลาสวา่ ง อยใู่ กลด้ าวฤกษข์ นาดใหญ่ มีรูปร่างไม่แน่นอน กลุ่มมีลกั ษณะกระจดั กระจาย 2. เนบิวลามืด กระจายอยทู่ ว่ั ไปในกาแลกซี แตอ่ ยหู่ นาแน่นบริเวณทางชา้ งเผอื ก กาแลกซีหรือดาราจกั รแบ่งตามลกั ษณะรูปร่างออกได้ 4 ชนิดคือ 2.1 กาแลกซีกลมรี (Elliptical Galaxies) มีรูปร่าง กลมรี บางกาแลกซีอาจกลมมาก บางกาแลกซีอาจรีมาก 2.2 กาแลกซีกน้ หอย (Spiral Galaxies) มีแขนโคง้ เหมือนลายกน้ หอยหรือกงั หนั เด็กเล่น ตวั อยา่ งของกาแลกซีแบบน้ีคือ กาแลก ซีทางชา้ งเผอื ก ระบบสุริยะก็เป็นส่วนหน่ึงของกาแลกซีน้ี 2.3 กาแลกซีกน้ หอยคาน (Barred Spiral Galaxies) มีลกั ษณะคลา้ ยคลึงกบั กาแลกซีกน้ หอย แต่ตรงกลางมีลกั ษณะเป็ นคาน QR CODE ท่ี 2 และมีแขนลกั ษณะแบบของกาแลกซีกน้ หอยต่อออกมาจากปลายคาน ท้งั เรอ่ื ง กาแลกซ่ี สอง 2.4 กาแลกซีไร้รูปร่าง (Irregular Galaxies) มีรูปร่างลกั ษณะแตกต่างกนั ไปจากท้งั สาม ชนิดแรก กาแลกซีท้งั หลายในจกั รวาลไม่ไดอ้ ยู่อย่างโดดเดี่ยวกระจดั กระจายในอวกาศ แต่จะรวมกนั อยู่เป็ น กระจุกหรือเป็นกลุ่ม บางกลุ่มประกอบดว้ ยกาแลกซีหลายแบบปะปนกนั อยู่ กาแลกซีทางชา้ งเผือก ประกอบดว้ ยดาวฤกษ์ 1 แสนลา้ นดวง ดึงดูดซ่ึงกนั และกนั ทาให้อยใู่ นระนาบ เดียวกนั ได้ มีความหนาประมาณ 10,000 ปี แสง มีเส้นผา่ ศนู ยก์ ลางประมาณ 100,000 ปี แสง สื่อการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว31001 (เร่ืองดาราศาสตร์)

4 ดวงดาว ดวงดาวบนทอ้ งฟ้ าแบ่งไดเ้ ป็น 2 ประเภท คือ 1. ดาวฤกษ์ (Fixed Stars) เป็ นดาวที่มีแสงสว่างและความร้อนในตวั เอง มองเห็นเป็ นแสงกระพริบ ตลอดเวลา และไมเ่ คล่ือนที่ 2. ดาวเคราะห์ (Planets) เป็ นดาวท่ีไม่มีแสงสว่างและความร้อนในตวั เอง มองเห็นเป็ นแสงสวา่ งน่ิงๆ และมีการเคล่ือนท่ีเม่ือเทียบกบั ดาวส่วนใหญ่บนทอ้ งฟ้ า ดาวทเ่ี ห็นเคลอื่ นทเ่ี ร็ว เป็ นจุดสว่างนวล อาจเป็ นดาวเทยี ม ระบบสุริยะ (Solar System) ระบบสุริยะ คือ ระบบของดวงอาทิตยแ์ ละบริวาร ประกอบดว้ ยดวงอาทิตยเ์ ป็ นศูนยก์ ลางของระบบ มี ดาวเคราะห์ ดวงจนั ทร์ ดาวเคราะห์นอ้ ย ดาวหาง อุกกาบาต โคจรอยรู่ อบๆ ทฤษฎกี ารก่อเกดิ ระบบสุริยะ 1.สมมุติฐานเนบิวลาของลาปาส กล่าววา่ ระบบสุริยะเกิดจากเนบิวลาท่ีร้อนมาก ซ่ึงเนบิวลาน้ีหมุนรอบ ตวั เองดว้ ยความเร็วสูง ต่อมาเนบิวลาน้ีหดตวั ดว้ ยอานาจแรงโนม้ ถ่วง ผวิ ส่วนที่หดตวั ชา้ จะหลุดออกไปเพราะ แรงเหวย่ี ง ส่วนที่หลุดออกไปน้ีจะกลายเป็นดาวเคราะห์ ส่วนศนู ยก์ ลางใหญ่เป็นดวงอาทิตย์ 2. ทฤษฎีของแซมเบอร์ลินและบูลตนั อธิบายวา่ เดิมสุริยะจกั รวาลเป็ นเนบิวลารูปเกลียว มีอุณหภูมิสูง ซ่ึงมีมวลสารส่วนใหญ่อยตู่ รงกลาง แลว้ มีดาวขนาดใหญ่บางดวงผ่านเขา้ มาใกล้ เนื่องจากแรงดึงดูดของดาว ดวงน้ีทาให้ผวิ ส่วนนอกของเนบิวลาหลุดออกไป ส่วนท่ีหลุดออกไปน้ีจะหมุนรอบตวั เอง และโคจรรอบส่วน ใหญ่ เม่ือหดตวั เขา้ กก็ ลายเป็นดาวเคราะห์ ส่วนตรงกลางท่ียงั ร้อยอยจู่ ึงกลายเป็นดวงอาทิตย์ 3. ทฤษฎีธุลีคอสมิค กล่าวว่า เดิมเอกภพเต็มไปด้วยก๊าซบางๆ ต่อมาก๊าซเหล่าน้ีหดตวั เป็ นหย่อมๆ หยอ่ มขนาดใหญ่ๆประกอยดว้ ยหยอ่ มขนาดยอ่ ยๆ หยอ่ มใดหดตวั และเยน็ ตวั ลงก็กลายเป็ นดาวเคราะห์ หยอ่ มใด ที่ร้อนก็จะกลายเป็นดาวฤกษ์ บางหยอ่ มเป็นเนบิวลา กาแลกซี กระจุกดาว และมีหยอ่ มหน่ึงที่กลายมาเป็ นระบบ สุริยะ ระบบสุริยะ ระบบสุริยะมีดวงอาทิตยเ์ ป็นศูนยก์ ลาง ประกอบดว้ ยดวงดาวและเทหวตั ถุดงั น้ี 1. ดาวเคราะห์ เป็ นดาวที่ไม่มีแสงสวา่ งในตวั เอง โคจรรอบดวงอาทิตย์ มี 9 ดวง นกั ดาราศาสตร์แบ่ง ดาวเคราะห์ออกเป็น 2 กลุ่ม คือ ก. ดาวเคราะห์วงใน (Inferior Planets) เป็นดาวเคราะห์ที่อยใู่ กลด้ วงอาทิตยม์ ากกวา่ โลกมี 2 ดวงคือ 1. ดาวพุธ (Mercury) อยูใ่ กลด้ วงอาทิตยม์ ากท่ีสุด ไม่มีดวงจนั ทร์ ผิวเต็มไปดว้ ยหลุมบ่อ หนา้ ผาสูง เหวลึกและรอยแยก อุณหภูมิกลางวนั 437C กลางคืน -173C ท่ีเป็ นเช่นน้ีเพราะดาวพุธไม่มีบรรยากาศ ห่อหุม้ คอยดูดซบั ความร้อน ส่ือการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว31001 (เรื่องดาราศาสตร์)

5 2. ดาวศุกร์ (Venus) เป็ นดาวท่ีสวา่ งที่สุดบนทอ้ งฟ้ า เห็นตอนเช้าเรียกวา่ ดาวกลั ปพฤกษ์ หรือ ดาวประกายพรึก หรือดาวรุ่ง (Morning star) ถา้ เห็นตอนหวั ค่าเรียกวา่ ดาวประจาเมือง (Evening star) ดาวศุกร์ ไมม่ ีดวงจนั ทร์เป็นบริวาร มีบรรยากาศที่หนาทึบ อุณหภูมิสูงถึง 477 C และบรรยากาศมีความดนั มากกวา่ โลก 90 เท่า ข. ดาวเคราะห์วงนอก (Superior Planets) เป็นดาวเคราะห์ท่ีอยหู่ ่างจากดวงอาทิตยม์ ากกวา่ โลก มี 6 ดวง คือ 1. ดาวองั คาร (Mars) เคยสันนิษฐานวา่ น่าจะมีส่ิงมีชีวติ อยู่ แต่จากการสารวจพบขอ้ มูลท่ีช้ีชดั วา่ ไมม่ ีส่ิงมีชีวติ ช้นั สูงอยเู่ ลย ดาวองั คารมีบรรยากาศเบาบางมาก ผวิ เป็นหลุมบ่อ มีปล่องภูเขาไฟ อุณหภูมิเฉลี่ย -30 C มีบริวาร 2 ดวง ซ่ึงสนั นิษฐานวา่ เป็นดาวเคราะห์นอ้ ยที่ถูกดึงดูดมาโคจรรอบดาวองั คาร 2. ดาวพฤหัสบดี (Jupiter) เป็ นดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่ท่ีสุด มีมวลมากกว่ามวลของดาว เคราะห์อ่ืนๆรวมกนั หมุนรอบตวั เองเร็วที่สุด บริเวณใตเ้ ส้นศูนยส์ ูตรเห็นเป็ นวงลึกลงไป เรียกวา่ จุดแดงใหญ่ ซ่ึงเป็นพายหุ มุนวนดว้ ยความเร็วสูง ดาวพฤหสั บดีมีวงแหวนท่ีประกอบดว้ ยน้าแข็งและกอ้ นวตั ถุขนาดต่างๆปก คลุมดว้ ยน้าแข็งลอ้ มรอบ แต่เป็ นวงแหวนท่ีจางและบางมาก จึงมองไม่เห็นจากพ้ืนโลก มีดวงจนั ทร์ที่คน้ พบ แน่นอนแลว้ 16 ดวง 3. ดาวเสาร์ (Saturn) เป็ นดาวเคราะห์ท่ีสวยงามท่ีสุดในระบบสุริยะ เพราะมีวงแหวนลอ้ มรอบ 7 ช้นั ใหญ่ๆ แตล่ ะช้นั มีวงเล็กๆซอ้ นกนั เป็นพนั ๆวง ดาวเสาร์มีความหนาแน่นเพียง 0.7 กรัม / ลบ.ซม. ดาวเสาร์ จึงลอยน้าได้ ดาวเสาร์มีดวงจนั ทร์เป็นบริวารท่ีคน้ พบแน่นอนแลว้ 23 ดวง 4. ดาวยเู รนสั (Uranus) มองดว้ ยตาเปล่าไม่เห็น มีวงแหวน ลอ้ มรอบ พ้ืนผวิ และบรรยากาศคลา้ ยกบั ดาวพฤหสั บดีและดาวเสาร์ มีความ หนาแน่น 1.6 กรัม / ลบ.ซม. มีดวงจนั ทร์เป็ นบริวาร 15 ดวง ดวงที่ใหญ่ท่ีสุด คือ ไททาเนีย 5. ดาวเนปจูน (Neptune) อยถู่ ดั จากดาวยเู รนสั ออกไป เรียก อีกช่ือหน่ึงวา่ ดาวเกตุ มี วงโคจรเกือบเป็นวงกลม บางคร้ังจึงเป็ นดาวเคราะห์ นอกสุดแทนดาวพลูโต ดาวเนปจนู มีดวงจนั ทร์ 8 ดวง QR CODE ท่ี 3 6. ดาวพลูโต (Pluto) เป็ นดาวเคราะห์ที่มีขนาดเล็กท่ีสุด เรอ่ื ง ระบบสุรยิ ะ และอยวู่ งนอกสุดของระบบสุริยะ เน่ืองจากมีวงโคจรเป็ นวงรีมาก บางคร้ัง จึงอยใู่ กลก้ วา่ ดาวเนปจนู ดาวพลูโตมี ดวงจนั ทร์เป็นริวาร 1 ดวง ชื่อ ชารอน (Charon) 2. ดาวเคราะห์น้อย (Asteroid) เป็ นกลุ่มดาวขนาดเล็กที่เกาะกลุ่มเป็ นวงแหวน โคจรรอบดวงอาทิตยอ์ ยู่ ระหว่างดาวองั คารกบั ดาวพฤหัสบดี ส่วนใหญ่เป็ นก้อนหินและก้อนแร่ธาตุขนาดเล็กๆ ดาวเคราะห์น้อยที่มี ขนาดใหญ่ท่ีสุดชื่อ เซเรส มีเส้นผา่ นศูนยก์ ลางประมาณ 1,000 กิโลเมตร ส่ือการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว31001 (เรื่องดาราศาสตร์)

6 3. ดาวหาง (Comets) เป็ นฝ่ ุนผง กอ้ นน้าแข็ง และก๊าซแข็งตวั ท่ีมีแสงสว่าง เมื่อโคจรเขา้ มาใกล้ดวง อาทิตย์ พลงั งานความร้อนจากดวงอาทิตยแ์ ละลมสุริยะ (Solar wind) จะทาให้น้าแขง็ กลายเป็ นไอ จึงเห็นดาว หางขยายตวั ใหญแ่ ละสวา่ งข้ึน มีหางพุง่ ไปทางทิศตรงขา้ มกบั ดวงอาทิตยเ์ สมอ 4. อุกกาบาต (Meteoroid) เป็ นวตั ถุอวกาศขนาดเล็กที่ถูกแรงโนม้ ถ่วงของโลกดึงดูดให้ตกลงสู่พ้ืนโลก แลว้ เกิดเสียดสีกบั อากาศ เกิดการลุกไหมเ้ ห็นเป็ นแสงสวา่ งพุ่งลงมาจากทอ้ งฟ้ า เรียกกนั วา่ ดาวตก หรือ ผพี ุ่งใต้ (Meteor) ส่วนท่ีเหลือจากการเผาไหมต้ กลงมาถึงโลกเรียกวา่ อุกกาบาต ข้อมูลเกย่ี วกบั ดาวเคราะห์ทน่ี ่าสนใจ ดาวเคราะห์ เส้นผา่ ศนู ยก์ ลาง ระยา่ งจากดวงอาทิตย์ จานวนดวงจนั ทร์ (กิโลเมตร) (กิโลเมตร) ดาวพุธ 4,800 57,600,000 - ดาวศุกร์ 12,030 107,520,000 - 12,739 148,800,000 1 โลก 6,755 225,600,000 2 ดาวองั คาร 141,968 772,800,000 16 ดาวพฤหสั บดี 119,296 1,417,600,000 23 ดาวเสาร์ 52,096 2,852,800,000 15 ดาวยเู รนสั 48,600 4,496,600,000 8 ดาวเนปจนู ความจริงบางประการเกย่ี วกบั ระบบสุริยะ 1. ดาวเคราะห์ทุกดวงโคจรรอบดวงอาทิตยใ์ นทิศทางเดียวกนั ในลกั ษณะวงรีที่เกือบกลม และเกือบจะ อยใู่ นระนาบเดียวกนั (ยกเวน้ ดาวพลูโต) ดวงจนั ทร์ของดาวเคราะห์ก็หมุนเกือบจะเรียกได้วา่ ไปทางเดียวกนั หมด 2. ดาวเคราะห์ทุกดวง (ยกเวน้ ดาวยเู รนสั ) หมุนรอบตวั เองในทิศตามเข็มนาฬิกา เมื่อมองจากข้วั โลก เหนือ 3. ระยะทางจากดาวเคราะห์แต่ละดวงไปยงั ดวงอาทิตยเ์ กือบมีคา่ เป็ น 2 เท่า เม่ือเทียบกบั ดาวเคราะห์ ดวงถดั ไป 4. ดาวเคราะห์แบ่งตามความหนาแน่นเป็น 2 กลุ่ม คือ 4.1 ดาวเคราะห์ช้นั ใน มี 4 ดวงคือ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวองั คาร มีความถ่วงจาเพาะ ต้งั แต่ 4 – 5.5 4.2 ดาวเคราะห์ช้นั นอก มี 5 ดวง คือ ดาวพฤหสั บดี ดาวเสาร์ ดาวยเู รนสั ดาวเนปจูน และดาว พลูโต มีความถ่วงจาเพาะต่า ระหวา่ ง 0.7 – 1.7 มีส่วนประกอบเป็นกา๊ ซเป็นส่วนใหญ่ 5. ระหวา่ งดาวองั คารกบั ดาวพฤหสั บดีมีกลุ่มดาวเคราะห์นอ้ ย ส่ือการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว31001 (เร่ืองดาราศาสตร์)

7 6. จากการวิเคราะห์หินบนโลก บนดวงจันทร์ และอุกกาบาต พบว่า ดาวเคราะห์ช้ันในน่าจะ ประกอบดว้ ยธาตุสาคญั 4 ชนิดคือ Fe Mg Si และ O 7. จากการวิเคราะห์ทางแสง (Spectroscopic Analysis) ทาให้ทราบวา่ ดวงอาทิตยป์ ระกอบดว้ ย H และ He และดาวเคราะห์ช้นั นอกน่าจะมีส่วนประกอบหลกั เช่นเดียวกบั ดวงอาทิตย์ การโคจรของโลก การที่เราอยู่บนผิวโลกและสังเกตเห็นปรากฏการณ์ต่างๆบนทอ้ งฟ้ าจากโลก หรือจากการหมุนรอบ ตวั เองของโลกทาให้เราเห็นดวงอาทิตย์ ดวงจนั ทร์ และดวงดาวต่างๆข้ึนและตกดูคลา้ ยกบั วา่ ดวงดาวเหล่าน้นั เคล่ือนท่ีรอบโลก นักดาราศาสตร์สมัยกรีกโบราณหลายคน เช่น อริสโตเติล (Aristotle) และ พโทเลมี (Ptokemy) เสนอแนวความคิดวา่ โลกเป็ นศูนย์กลางของจักรวาล ซ่ึงเป็ นท่ียอมรับกนั มากในสมยั น้นั แมจ้ ะมีชาว กรีกบางคนเช่น อริสตาร์ชสั แห่งซามอส (Aristarchus of Samos) ที่เช่ือวา่ โลกและดาวเคราะห์อ่ืนๆโคจรรอบดวง อาทิตย์ แต่สังคมก็ไม่ยอมรับ เพราะเป็ นความเชื่อทางศาสนา กระทง่ั อริสโตเติลเป็ นคนแรกท่ีระบุว่า โลกกลม โดยอาศยั ขอ้ มูลจากการสงั เกตเงาของโลกที่บงั ดวงจนั ทร์ ความคิดท่ีวา่ ดวงอาทิตยเ์ ป็ นศูนยก์ ลางของทุกสิ่งในระบบสุริยะจกั รวาลเริ่มข้ึนอยา่ งจริงจงั ในสมยั ของ โคเปอร์นิคสั (Copernicus) นกั ดาราศาสตร์ชาวโปแลนด์ท่ีเชื่อวา่ ดวงอาทิตยเ์ ป็ นศูนยก์ ลางของจกั รวาล โดยมี โลกและดาวเคราะห์โคจรเป็ นวงกลมรอบดวงอาทิตย์ ต่อมาเคปเลอร์ (Kepler) นกั ดาราศาสตร์ชาวเยอรมนั เช่ือ ทฤษฎีของโคเปอร์นิคสั และเช่ือวา่ ดวงดาวโคจรเป็ นวงรี และเคปเลอร์ยงั พบวา่ ดาวเคราะห์แต่ละดวงโคจรดว้ ย ความเร็วไม่คงท่ี โดยจะมีความเร็วสูงข้ึนเม่ือเขา้ ใกลด้ วงอาทิตย์ นอกจากน้ียงั พบความสัมพนั ธ์ระหวา่ งเวลาท่ี ดาวเคราะห์ใชใ้ นการโคจรครบรอบกบั ระยะห่างจากดวงอาทิตย์ ซ่ึงแสดงวา่ ดาวเคราะห์ที่อยหู่ ่างจากดวงอาทิตย์ มากจะใชเ้ วลาโคจรครบรอบที่นานกวา่ กาลิเลโอ (Galileo) นกั วทิ ยาศาสตร์ชาวอิตาลีไดท้ ดลองพิสูจน์ความจริงทางดาราศาสตร์ และสนบั สนุน ความคิดที่ว่า โลกโคจรอบดวงอาทิตย์ ทาให้กาลิเลโอถูกลงโทษโดยผูน้ าทางศาสนาในสมยั น้นั ต่อมา นิวตนั (Newton) นกั วิทยาศาสตร์ชาวองั กฤษได้อาศยั ผลการคน้ ควา้ ของเคปเลอร์ท่ีศึกษาเร่ืองการโคจรของดวงดาว ต่างๆ และความคิดของกาลิเลโอเก่ียวกบั การตกของวตั ถุจากที่สูง แลว้ สรุปเป็ นทฤษฎีของเขาท่ีกล่าวโดยยอ่ ว่า วตั ถุเช่นโลกเราน้ีมีแนวโน้มท่ีจะเคลื่อนที่เป็ นเส้นตรงดว้ ยความเร็วคงท่ี แต่ดวงอาทิตยด์ ึงดูดไวจ้ ึงทาให้โลก โคจรเป็ นวงรี รอบดวงอาทิตย์ สัณฐานของโลก ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติรอบตวั เราหลายๆอยา่ งทาใหม้ นุษยท์ ราบวา่ สัณฐานของโลกมีลกั ษณะเป็ น ทรงกลมแบบสเฟี ยรอยด์ (Spheriod) ที่มีลกั ษณะป่ องตรงกลางแต่แฟบเล็กนอ้ ยที่ข้วั ท้งั สอง จากผลการวเิ คราะห์ อย่างละเอียดโดยดาวเทียมแวนการ์ด (Vanguard) ที่ส่งข้ึนไปโคจรรอบโลกเม่ือวนั ท่ี 17 มีนคม 2501 พบว่า สัณฐานท่ีแทจ้ ริงของโลกน้นั แตกต่างจากทรงกลมแป้ นเล็กนอ้ ย กล่าวคือ ระดบั น้าทะเลท่ีข้วั โลกเหนือสูงกว่า ระดบั ปกติ 15 เมตร และที่ข้วั โลกใตต้ ่ากวา่ ระดบั ปกติ 15 เมตร โดยที่อาณาบริเวณนอกข้วั โลกระดบั น้าทะเลทาง สื่อการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว31001 (เรื่องดาราศาสตร์)

8 ซีกโลกเหนือต่ากวา่ ระดบั ปกติ 7.5 เมตร และทางซีกโลกใตส้ ูงกวา่ ระดบั ปกติ 7.5 เมตร ผลรวมของทุกอาณา บริเวณทาใหโ้ ลกมีสณั ฐานคลา้ ยผลพุทราพนั ธ์แอปเปิ้ ล การส่ ายของแกนหมุนของโลก โลกโคจรรอบดวงอาทิตยเ์ ป็ นวงรีรูปไข่ มีแนวการโคจรเป็ นระนาบท่ีเรียกวา่ ระนาบการโคจรของโลก ระยะทางเฉลี่ยจากโลกถึงดวงอาทิตยเ์ ป็ นระยะ 1,500,000 ไมล์ ขณะท่ีโลกโคจรรอบดวงอาทิตยโ์ ลกก็จะ หมุนรอบตวั เองไปด้วย ลกั ษณะการหมุนรอบตวั เองของโลกคลา้ ยกบั การ หมุนของลูกข่าง เน่ืองจากแกนหมุนรอบตวั เองของโลกที่ลากผ่านข้วั โลก เหนือและข้วั โลกใตไ้ ม่ไดต้ ้งั ฉากกบั ระนาบสุริยวิถี แต่จะเอียงทามุม 23 ½ องศา กบั เส้นต้งั ฉากบนระนาบสุริยวิถี ดงั น้นั ระนาบศูนยส์ ูตรของโลกจึง เอียงทามุม 23 ½ องศากบั ระนาบสุริยวิถี นน่ั คือแกนของโลกเอียงทามุมกบั ระนาบการโคจร 66 ½ องศา และแนวแกนของโลกจะช้ีตรงไปยงั ดาวเหนือ แต่แกนหมุนรอบตวั เองของโลกมิไดช้ ้ีไปในทิศทางที่คงท่ีในอวกาศ แต่จะ QR CODE ท่ี 4 ส่ายกวาดไปรอบเส้นต้งั ฉากกบั ระนาบสุริยวิถีเป็ นรูปกรวยที่มีปลายกวา้ ง เรอ่ื ง การหมุนของโลก เป็ นมุม 47 องศา และส่ายครบ 1 รอบในเวลา 25,275 ปี ลกั ษณะการส่ายน้ี คลา้ ยกบั การส่ายของการหมุนรอบแนวดิ่งคลา้ ยลูกข่าง การส่ายน้ีมีสาเหตุเนื่องมาจากการที่โลกไดร้ ับแรงดึงดูด จากดวงจนั ทร์และดวงอาทิตย์ การกาหนดทศิ บนโลก จากการที่โลกหมุนรอบตวั เอง นกั ดาราศาสตร์ไดก้ าหนดทิศทางที่โลกหมุนรอบตวั เองโดยใชก้ ฎง่ายๆ คือ 1. ถา้ มองจากภายนอกโลกมายงั ข้วั โลกเหนือ ทิศทางท่ีโลกหมุนจะทวนเขม็ นาฬิกา 2. ถา้ ใชน้ ิ้วช้ีไปยงั เส้นศูนยส์ ูตร แลว้ ค่อยๆดนั นิ้วไปทางทิศตะวนั ออก จะทาให้โลกหมุนไปในทางที่ ถูกตอ้ ง ซ่ึงตรงกบั ท่ีกล่าววา่ โลกหมุนรอบตวั เองจากทิศตะวนั ตกไปยงั ทิศตะวนั ออก เนื่องจากการหมุนรอบตวั เองของโลกมีทิศทางเดียวกบั การโคจรรอบดวงอาทิตย์ นกั วิทยาศาสตร์จึง กาหนดให้ทิศที่โลกหมุนไปเป็ นทิศตะวนั ออก และทิศท่ีอยู่ตรงขา้ มกบั ทิศการหมุนของโลกเป็ นทิศตะวนั ตก ดงั น้นั ตลอดเวลาท่ีโลกหมุนรอบตวั เอง ทิศกจ็ ะติดไปกบั โลกดว้ ย ตาแหน่งบนโลก การกาหนดตาแหน่งบนพ้ืนผวิ โลกตอ้ งกาหนดใหโ้ ลกเป็นทรงกลม และจากการท่ีโลกหมุนรอบแกนทา ใหท้ ราบจุด 2 จุดที่แน่นอนคือ ข้วั โลกเหนือและข้วั โลกใต้ จุดท้งั สองน้ีช่วยใหเ้ ราสร้างตารางท่ีสามารถกาหนด ตาแหน่งตา่ งๆบนพ้ืนโลกไดโ้ ดยการสร้างตารางจากเส้นโครง 2 ชุด คือ ชุดท่ี1.ประกอบดว้ ยเส้นสมมติท่ีลากเชื่อมข้วั โลกเหนือกบั ข้วั โลกใตเ้ รียกวา่ เมอริเดียน (Meridian) เส้น เมอริเดียนทุกเส้นจะมีปลายบรรจบกนั ท่ีข้วั โลกเหนือและข้วั โลกใต้ สื่อการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว31001 (เร่ืองดาราศาสตร์)

9 เส้นเมอริเดียนมีสมบตั ิท่ีสาคญั คือ 1. เส้นเมอริเดียนทุกเส้นจะอยใู่ นแนวเหนือ-ใต้ 2. เส้นเมอริเดียนแตล่ ะเส้นจะห่างกนั มากตรงบริเวณเส้นศูนยส์ ูตร จะบรรจบกนั ท่ีข้วั โลก 3. บนพ้ืนโลกจะลากเส้นเมอริเดียนไดไ้ มจ่ ากดั จานวน ชุดที่ 2. เป็นเส้นสมมติที่ลากขนานกบั เส้นศูนยส์ ูตร เรียกวา่ เส้นขนาน มีคุณสมบตั ิที่สาคญั คือ 1. เส้นขนานท้งั หมดจะขนานซ่ึงกนั และกนั แมจ้ ะบรรจบกนั เป็นเส้นรอบวงก็ตาม 2. เส้นขนานแตล่ ะเส้นจะลากอยใู่ นแนวตะวนั ออก – ตะวนั ตก 3. เราสามารถลากเส้นขนานบนโลกไดไ้ ม่จากดั จานวน ดงั น้นั ทุกจุดบนโลกยกเวน้ ข้วั โลกจะ อยบู่ นเส้นขนานท้งั สิ้น 4. เส้นขนานจะตดั กบั เส้นเมอริเดียนเป็ นมุมฉากเสมอ ท้งั น้ียกเวน้ บริเวณข้วั โลกท่ีเส้นขนานมี ลกั ษณะโคง้ มาก ลองจิจูด หรือ เส้นแวง การหาตาแหน่งต่างๆบนพ้ืนผิวโลก ทาได้โดยอาศยั เส้นสมมติท่ีรู้ตาแหน่งแน่นอนแล้ว เรียกว่า เม อริเดียนเร่ิมแรกหรือไพรมเ์ มอริเดียน (Prime Meridian) โดยกาหนดให้เมอริเดียนท่ีผา่ นหอสังเกตการณ์ท่ีตาบล กรีนิช (Greenwich) ในกรุงลอนดอน ประเทศองั กฤษ เป็นเส้นท่ี 0 องศา เรากาหนดให้ ลองจิจูด (Longitude) คือ ระยะทางท่ีวดั เป็ นมุมไปทางทิศตะวนั ออกและตะวนั ตกของเส้นไพรม์เมอริเดียน และลองจิจูดจะมีค่าต้งั แต่ 0 องศาไปจนถึง 180 องศา ดงั น้นั จึงมีเส้นเมอริเดียนตะวนั ออก 180 เส้น และมีเส้นเมอริเดียนตะวนั ตก 180 เส้น เส้นเมอริเดียน 180 องศาตะวนั ออกและเส้นเมอริเดียน 180 องศาตะวนั ตกจะทบั เป็ นเส้นเดียวกนั เรียกวา่ เส้น ลองจิจูดหรือเส้นเมอริเดียนมาตรฐาน โดยทว่ั ไปค่าลองจิจูดจะเขียนเป็ น องศา ลิปดา ฟิ ลิปดา ตะวนั ออกหรือ ตะวนั ตก หรืออาจเรียกวา่ เส้นแวง ละติจูด หรือ เส้นรุ้ง ละติจูด (Latitude) คือ ระยะทางท่ีวดั เป็นมุมไปทางเหนือและใตข้ องเส้นศนู ยส์ ูตร ละติจูดจะเริ่มจากเส้น ศูนยส์ ูตรข้ึนไปทางข้วั โลกเหนือได้ 90 เส้น เรียกว่า เส้นละติจูดเหนือ และถา้ นบั ลงไปทางข้วั โลกใตจ้ ะได้ 90 เส้น เรียกวา่ เส้นละติจูดใต้ ละติจูดบนจุดใดจุกหน่ึงบนโลกจะเขียนเป็ น องศา ลิปดา ฟิ ลิปดาเหนือหรือใต้ หรือ อาจเรียกวา่ เส้นรุ้ง ถา้ เราถือวา่ โลกเป็ นทรงกลมอย่างแทจ้ ริง ความห่างของ 1 องศา ลองจิจดู จะเทา่ กบั 1 องศาละติจูดที่ศนู ยส์ ูตร คือ 69 ไมล์ หรือ 111 กิโลเมตร โดยประมาณ QR CODE ท่ี 5 เรอ่ื ง เสน้ ละตจิ ดู ลองตจิ ดู ส่ือการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว31001 (เรื่องดาราศาสตร์)

10 เวลาบนโลก การหมุนรอบตวั เองของโลกทาใหเ้ กิดกลางวนั กลางคืน หากโลกไม่หมุนรอบตวั เองดา้ นที่หนั เขา้ หาดวง อาทิตยจ์ ะเป็ นเวลากลางวนั ตลอดไป และซีกโลกด้านท่ีอยู่ตรงขา้ มกบั ดวงอาทิตยจ์ ะเป็ นกลางคืนตลอดไป เช่นกนั โลกหมุนรอบตวั เองไปทางทิศตะวนั ออก ดงั น้นั ประเทศที่อยทู่ างทิศตะวนั ออกจึงไดร้ ับแสงสวา่ งก่อน ประเทศท่ีอยทู่ างทิศตะวนั ตก แต่เนื่องจากพ้ืนผวิ โลกกวา้ งขวางมาก ส่วนต่างๆบนพ้ืนผวิ โลกจึงไดร้ ับแสงสวา่ ง ไม่พร้อมกนั การกาหนดเวลาบนโลก 1. เวลาทอ้ งถิ่น (Local Time) เป็ นระบบเวลาที่มีอยใู่ นชุมชนเล็กๆ ถือตามละติจูดท่ีเป็ นศูนยก์ ลางของ ชุมชนน้นั บริเวณทอ้ งถิ่นน้นั จะมีเวลาตรงกนั โดยยึดถือแสงอาทิตยต์ ้งั ฉากตรงเส้นเมอริเดียนเป็ นเวลา เที่ยงวนั ซ่ึงถือเป็ นเวลาทอ้ งถิ่น เวลาชนิดน้ีจึงมีความแตกต่างกนั ตามลองจิจูดท่ีต่างกนั บนผิวโลก ระยะห่าง 1 องศาลองจิจูดเวลาจะต่างกนั 4 นาที ท้งั น้ีตาบลท่ีอยบู่ นเส้นเมอริเดียนเดียวกนั ไมว่ า่ จะอยใู่ กลห้ รือไกลเพียงใดจะ มีเวลาทอ้ งถิ่นเหมือนกนั ส่วนตาบลที่อยบู่ นเส้นเมอริเดียนตา่ งกนั จะมีเวลาทอ้ งถ่ินท่ีแตกตา่ งกนั ไปดว้ ย 2. เวลามาตรฐาน (Time Meridian) ถา้ ทุกแห่งบนโลกใชเ้ ฉพาะเวลาทอ้ งถิ่นจะทาให้เกิดความสับสน สาหรับผทู้ ี่เดินทางจากที่แห่งหน่ึงไปยงั อีกแห่งน่ึง ตลอดจนการปฏิบตั ิภารกิจเกี่ยวกบั การสื่อสารโทรคมนาคม ดงั น้ันเพื่อแก้ปัญหาดงั กล่าวจึงกาหนดให้มีเวลามาตรฐานสากลของโลกข้ึน โดยยึดถือตามเส้นเมอริเดียน มาตรฐาน เส้น 0 องศาท่ีเมืองกรีนิช ประเทศองั กฤษเป็ นหลกั แลว้ ขยายออกไปท้งั 2 ดา้ น พ้ืนท่ีที่ครอบคลุม ลองจิจูด 15 องศาจะเทียบเวลาเท่ากบั 1 ชว่ั โมง ท้งั น้ีเวลามาตรฐานสากลแต่ละเขตจะเทียบความแตกต่างจาก เวลามาตรฐานกรีนิช และคิดเป็นจานวนของชว่ั โมงเตม็ ท้งั สิ้น ซ่ึงเป็ นระบบของเขตเวลามาตรฐานท่ีใชก้ นั อยทู่ วั่ โลก เวลามาตรฐานเป็นเวลาท่ีมีมาตรวดั (Time Scale) ที่มีความเท่ียงตรงและคงท่ี สามารถกาหนดจุดเร่ิมตน้ และจุดสุดทา้ ยของคาบเวลา (Period) ท่ีมีหน่วยเป็ น ปี วนั ช่ัวโมง นาที และวินาทีตามลาดบั ในอดีตแต่ละ ประเทศเป็ นผคู้ านวณเวลาโดยวิธีการทางดาราศาสตร์ กาหนดจุดเริ่มตน้ และจุดสุดทา้ ยของวนั และรักษาเวลา โดยมีการเปรียบเทียบกบั ประเทศต่างๆ แลว้ ใชเ้ วลาน้นั เป็ นอตั ราของแต่ละประเทศ ซ่ึงอาจมีความคลาดเคลื่อน บา้ ง ข้ึนอยู่กบั ศกั ยภาพของอุปกรณ์ที่ใช้สาหรับตรวจวดั คานวณหาเวลา แต่ในปัจจุบนั มีการคิดคน้ เคร่ืองมือ รักษาเวลาชนิดต่างๆเช่น นาฬิกาควอตซ์ นาฬิกาปรมาณู เป็ นอุปกรณ์ที่ใชร้ ักษาเวลาไดอ้ ย่างแม่นยา เที่ยงตรง และต่อเนื่อง ปัจจุบนั สถาบนั รักษาเวลามาตรฐานระหว่างประเทศไดก้ าหนดมาตราของเวลาข้ึนใหม่ โดยใช้ 1 นาที เท่ากบั ความถ่ี 9,192,631,770 รอบของแสงจากธาตุซีเซียม (Cesium) ซ่ึงเปลี่ยนจากภาวะหน่ึงไปยงั อีก ภาวะหน่ึงท่ีต่างระดบั กนั ในภาวะปกติของปรมาณูของซีเซียม (Cs133) เวลาที่กาหนดข้ึนมาใหม่น้ีเรียกวา่ เวลา ปรมาณู (Atomic Time : AT) และจดั ใหเ้ วลามาตรฐานน้ีเป็ น เวลามาตรฐานปฐมภูมิ (Primary Standard) ซ่ึงเป็ น เวลาท่ีมีความคงท่ีมากท่ีสุด และเดินต่อเนื่องไปโดยไมค่ านึงถึงเวลาตามธรรมชาติ แต่จะมีการปรับแต่งให้เขา้ กบั ธรรมชาติใหม้ ากท่ีสุด สื่อการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว31001 (เร่ืองดาราศาสตร์)

11 หลกั เกณฑ์การแบ่งเขตเวลาบนโลก การกาหนดเวลาบนโลกเป็นระบบ เขตเวลา(Zone Time) หรือ เวลามาตรฐาน(Standard Time) กล่าวคือ กาหนดให้เส้นลองจิจูดที่อยูห่ ่างกนั 15 องศา เป็ น 1 เขตเวลา เขตท่ีอยรู่ ะหวา่ งลองจิจูด 7.5 องศา ตะวนั ออก กบั 7.5 องศาตะวนั ตกของเส้นไพรมเ์ มอริเดียนเป็ นเขตศูนย์ เม่ือ เร่ิมนบั เวลาจากเขตศูนยไ์ ปทางตะวนั ออกจากเขต 1 ไปถึงเขต 12 เวลาใน แต่ละเขตจะเร็วข้ึน 1 ชว่ั โมง แต่เมื่อนบั ไปทางตะวนั ตกเขต 1 ไปถึงเขต 12 เวลาในแต่ละเขตจะชา้ ลง 1 ชวั่ โมง จากหลกั การดงั กล่าวทาให้สามารถ กาหนดเวลามาตรฐานของประเทศต่างๆในโลกได้ 24 เขต โดยมีเส้น ลองจิจูดมาตรฐาน 180 องศาตะวนั ออกและตะวนั ตกซ่ึงเป็ นเส้นเดียวกนั เป็ นเส้นแบ่งเขตวนั หมายความวา่ ถา้ เดินทางผา่ นเส้นแบ่งเขตวนั ไปทาง QR CODE ท่ี 6 ทิศตะวนั ออกเวลาจะชา้ ลง 1 วนั ในทางตรงกนั ขา้ มถา้ เดินทางผา่ นเส้นน้ี เรอ่ื ง การแบง่ เขตเวลา ไปทางทิศตะวนั ตกเวลาจะเร็วข้ึน 1 วนั ประเทศไทยใชเ้ วลามาตรฐานของลองจิจูด 105  หรือ 7 ชว่ั โมงต่างจากเวลามาตรฐานกรีนิช สาหรับ เวลามาตรฐานสากลของโลกซ่ึงอยทู่ ่ีตาบลกรีนิช กรุงลอนดอน ประเทศองั กฤษ ณ ลองจิจูด 0 องศา เราเรียกวา่ Greenwich Mean Time : GMT นอกจากน้ีเรายงั แบง่ การนบั เวลาอกเป็น 2 ช่วง คือ a.m. ยอ่ มาจาก ante meridian เป็นการนบั เวลาต้งั แตเ่ ที่ยงคืน ถึงเที่ยงวนั (0.01-11.59 a.m.) p.m. ยอ่ มาจาก post meridian เป็นการนบั เวลาจากเท่ียงวนั ถึง เท่ียงคืน ดวงจนั ทร์ ดวงจนั ทร์เป็นวตั ถุทอ้ งฟ้ าท่ีอยใู่ กลต้ วั เรามากท่ีสุด ดวงจนั ทร์เป็ นบริวารของโลก มีการหมุนรอบตวั เอง และโคจรรอบโลกจากทิศตะวนั ตกไปยงั ทิศตะวนั ออก เรามองเห็นดวงจนั ทร์ข้ึนและตกชา้ ลงทุกวนั เพราะดวง จนั ทร์โคจรรอบโลกนานกวา่ ที่โลกหมุนรอบตวั เอง ลกั ษณะของดวงจนั ทร์ท่ีปรากฏใหเ้ ห็นในแต่ละคืนจะมีส่วน สวา่ งท่ีแตกต่างกนั เรียกวา่ ดถิ ขี องดวงจันทร์ แรงดึงดูดของดวงจนั ทร์มีอิทธิพลทาใหเ้ กิดน้าข้ึน-น้าลงบนโลก โครงสร้างและกาเนิดของดวงจันทร์ นกั เรียนอยากไปเท่ียวพกั ผอ่ นบนดวงจนั ทร์ไหมถา้ นกั เรียนทราบขอ้ มูลเกี่ยวกบั ดวงจนั ทร์วา่ บนดวง จนั ทร์ไม่มีอากาศ ไม่มีน้าในสถานะของเหลว อุณหภูมิบนดวงจนั ทร์มีต้งั แต่ 100 องศาเซลเซียส ไปจนถึง -170 องศาเซลเซียส ซ่ึงต่ากวา่ จุดเยอื กแขง็ ดว้ ยเหตุน้ีเพ่ือใหด้ ารงชีวติ อยภู่ ายใตอ้ ุณหภมู ิและอากาศที่เหมาะสม นกั บิน อวกาศท่ีไปลงบนดวงจนั ทร์ตอ้ งสวมชุดอวกาศท่ีมีขนาดใหญ่ น้าหนกั มาก ชุดอวกาศแต่ละชุดหนกั 90 กิโลกรัม แต่เน่ืองจากความโนม้ ถ่วงของดวงจนั ทร์มีเพียงหน่ึงในหกของโลก ปัญหาเร่ืองน้าหนกั บนดวงจนั ทร์จึงไม่ใช่ อุปสรรคใดๆ สื่อการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว31001 (เร่ืองดาราศาสตร์)

12 ดวงจนั ทร์มีเส้นผ่านศูนยก์ ลางยาว 3,476 กิโลเมตร ซ่ึงส้ันกวา่ ความกวา้ งของประเทศสหรัฐอเมริกา และเทียบได้ ¼ ของเส้นผา่ นศูนยก์ ลางของโลก ดวงจนั ทร์มีมวลสารนอ้ ยกวา่ โลก 1/80 เท่า แมว้ า่ แกนของโลก จะมีความหนาแน่นมาก แต่ช้ันนอกของโลกมีความหนาแน่นน้อย ดวงจนั ทร์มีความหนาแน่นเท่ากบั ความ หนาแน่นช้นั นอกของโลก มนุษยส์ งสัยมานานแลว้ วา่ ดวงจนั ทร์เกิดข้ึนไดอ้ ยา่ งไร นกั วทิ ยาศาสตร์ไดเ้ สนอทฤษฎีที่อธิบายการเกิด ของดวงจนั ทร์อยา่ งมีเหตุผลไวห้ ลายทฤษฎี เช่น ดวงจนั ทร์เกิดจากการหมุนอยา่ งเร็วของโลกเหวย่ี งเอามวลของ โลกบางส่วนหลุดออกไปเกิดเป็นดวงจนั ทร์ที่โคจรรอบโลกโดยแรงดึงดูดของโลก หรือ ดวงจนั ทร์เกิดจากส่วน อื่นของระบบสุริยะที่โคจรเขา้ มาใกล้จนถูกแรงโนม้ ถ่วงของโลกดึงดูดไวเ้ ป็ นบริวาร หรือ ดวงจนั ทร์เกิดข้ึน พร้อมๆกบั โลกดว้ ยปรากฏการณ์เดียวกนั แต่ดวงจนั ทร์มีมวลนอ้ ยกวา่ จึงถูกแรงดึงดูดของโลกเหวี่ยงให้โคจร เป็นบริวารรอบโลก ซ่ึงในที่สุดนกั วทิ ยาศาสตร์ก็ไดค้ น้ พบเหตุผลที่ลม้ เลิกแนวความคิดเหล่าน้ี ทฤษฎีกาเนิดของดวงจนั ทร์ท่ีสอดคลอ้ งกบั หลกั ฐานที่มีอยมู่ ากท่ีสุดในขณะน้ีคือ ทฤษฎีการชน ท่ีกล่าว วา่ เม่ือ 4,500 ลา้ นปี มาแลว้ โลกยงั มีอายุนอ้ ยมาก ไดม้ ีวตั ถุขนาดใหญ่เท่าดาวองั คารพุง่ เขา้ ชนโลก เศษชิ้นส่วน จากวตั ถุใหญ่ช้นั นอกของโลกถูกเหวี่ยงเขา้ สู่วงโคจรของโลก ในเวลาต่อมาเศษชิ้นส่วนเหล่าน้ีจึงไดร้ วมตวั กนั เป็นดวงจนั ทร์ มองดูดวงจันทร์จากโลก มนุษยม์ องดูรูปร่างพ้ืนผวิ ดวงจนั ทร์มาหลายพนั ปี แต่ไม่มีใครรู้วา่ สาเหตุท่ีทาใหม้ นั เป็ นเช่นน้นั คืออะไร ชาวกรีกคิดว่าพ้ืนผิวดวงจนั ทร์เรียบเกล้ียง จนในปี 1609 กาลิเลโอ กาลิเลอิ ได้สร้างกล้องโทรทรรศน์ (Telescope) ข้ึนเองโดยใส่เลนส์ 2 ชิ้นลงในท่อไม้ แลว้ ใชส้ ่องดูดวงจนั ทร์ ทาใหเ้ ขามองเห็นภาพรายละเอียดท่ี ไม่เคยมีใครเห็นมาก่อนคือ ภาพพ้นื ผวิ ดวงจนั ทร์ท่ีมีท้งั หลุมอุกกาบาตขนาดใหญห่ ลายร้อยกิโลเมตร เทือกเขาสูง และบริเวณที่ราบ ซ่ึงต่อมานักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าหลุมอุกกาบาตเหล่าน้ีเกิดจากภูเขาไฟ แต่ในปัจจุบัน นกั วทิ ยาศาสตร์สรุปวา่ หลุมอุกกาบาตบนดวงจนั ทร์เกิดจากการพุง่ ชนของอุกกาบาตและหินจากอวกาศ กาลิเล โอสันนิษฐานว่า เทือกเขาสูงและขอบของหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่บนดวงจนั ทร์ทาให้เกิดเงามืด และเรียก พ้นื ที่ท่ีเป็นที่ราบสีคล้าจากเงามืดน้ีวา่ มาเรีย (Maria) ซ่ึงเป็นภาษาลาตินแปลวา่ ทะเล เพราะคิดวา่ บริเวณดงั กล่าว อาจเป็นมหาสมุทร ในปัจจุบนั นกั วทิ ยาศาสตร์ทราบดีวา่ ไมม่ ีมหาสมุทรบนดวงจนั ทร์ มาเรียเป็ นบริเวณที่ราบ ต่าไมม่ ีน้า เกิดจากการท่วมของลาวาเมื่อหลายพนั ลา้ นปี ก่อน การเคลอ่ื นทขี่ องดวงจนั ทร์ ดวงจนั ทร์สะทอ้ นแสงจากดวงอาทิตยแ์ ละส่องมายงั โลก ทาให้เรามองเห็นดวงจนั ทร์สุกสวา่ ง สวยงาม เราจะเห็นดวงจันทร์ลอยเคล่ือนที่จากทิศตะวนั ออกไปยงั ทิศตะวนั ตก ท้ังที่ในความเป็ นจริงดวงจนั ทร์จะ เคล่ือนที่ไปในทิศทางตรงกนั ขา้ ม ในคืนหน่ึงๆการที่คนบนโลกมองเห็นดวงจนั ทร์เคลื่อนท่ีจากทิศตะวนั ออก ไปทางทิศตะวนั ตกน้นั เป็ นผลเนื่องมาจากการหมุนรอบตวั เองของโลก ลกั ษณะเช่นน้ีเราเรียกวา่ การเคลอ่ื นท่ี ปรากฏประจาวนั ของดวงจนั ทร์ สื่อการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว31001 (เรื่องดาราศาสตร์)

13 ในเวลาเดียวกันของแต่ละคืน คนบนโลกจะเห็นดวงจันทร์เคลื่อนที่จากทิศตะวนั ตกไปทางทิศ ตะวนั ออก เนื่องจากดวงจนั ทร์โคจรรอบโลกช้ากว่าโลกหมุนรอบตวั เอง ทาให้เราเห็นดวงจนั ทร์ปรากฏใน ตาแหน่งที่ชา้ ลงทุกวนั ในกรณีน้ีเกิดจากการโคจรรอบโลกของดวงจนั ทร์ ดิถีของดวงจันทร์ เน่ืองจากดวงจนั ทร์โคจรรอบโลก เราจึงนบั ดวงจนั ทร์เป็ นบริวารของโลก ขณะที่ดวงจนั โคจรน้นั จะ ไดร้ ับแสงจากดวงอาทิตยแ์ ลว้ สะทอ้ นแสงสวา่ งมายงั โลก ทาใหม้ นุษยท์ ี่อยบู่ นโลกมองเห็นรูปร่างของดวงจนั ทร์ มีลกั ษณะแตกต่างกนั ไปตามลกั ษณะของส่วนสวา่ งของดวงจนั ทร์ การเปล่ียนแปลงของลกั ษณะของส่วนสวา่ ง ของดวงจนั ทร์น้ีนามานบั เป็ นวนั ขา้ งข้ึน-ขา้ วแรม โดยวนั ขา้ งข้ึนส่วนสวา่ งของดวงจนั ทร์จะอยทู่ างทิศตะวนั ตก และวนั ขา้ งแรมส่วนสวา่ งของดวงจนั ทร์จะอยทู่ างทิศตะวนั ออก ดงั รูป ภาพแสดงลกั ษณะส่วนสว่างของดวงจันทร์ในแต่ละคนื ช่วงเวลาท่ีเราเห็นส่วนสวา่ งของดวงจนั ทร์ค่อยๆโตข้ึนเร่ือยๆ เรากาหนดให้เป็ นวนั ขา้ งข้ึน และวนั ที่ เห็นส่วนสวา่ งของดวงจนั ทร์เตม็ ดวงเรียกวา่ วันเพ็ญ ต่อจากน้นั เราจะเห็นส่วนสวา่ งของดวงจนั ทร์ค่อยๆเล็กลง เรากาหนดใหเ้ ป็นวนั ขา้ งแรม และวนั ที่เรามองไม่เห็นส่วนสวา่ งของดวงจนั ทร์เลยเรียกวา่ วนั เดอื นดับ ระยะเวลา ต้งั แต่วนั เพญ็ หน่ึงไปจนถึงวนั เพญ็ ถดั ไป เรากาหนดใหเ้ ป็ นเวลา 1 เดือน หรือประมาณ 30 วนั ซ่ึงเป็ นการนบั วนั ทางจนั ทรคติ สาเหตุจากการที่ดวงจนั ทร์โคจรรอบโลก ในขณะที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ ทาให้มีเกณฑ์ในการนบั เดือนได้ 2 แบบคือ 1. เม่ือนบั การโคจรรอบโลกของดวงจนั ทร์โดยเทียบกบั ดาวฤกษ์ เรียกวา่ เดือนทางดาราคติ (Sidereal Month) โดยเริ่มนบั ต้งั แต่ดวงจนั ทร์เคล่ือนที่จากดาวฤกษ์ดวงหน่ึง แลว้ กลบั มาถึงดาวฤกษด์ วงเดิมน้นั อีกเป็ น เวลาประมาณ 27 1/3 วนั 2. นบั เดือนจากลกั ษณะของดวงจนั ทร์ โดยเร่ิมจากวนั เพ็ญหน่ึงถึงวนั เพ็ญถดั ไป ช่วงเวลาน้ีเรียกว่า เดือนทางจันทรคติ (Synodical Month) มีระยะเวลาประมาณ 29 ½ วนั ซ่ึงนานกวา่ เดือนทางดาราคติเพราะใน ขณะท่ีดวงจนั ทร์โคจรรอบโลก 1 รอบเมื่อเทียบกบั ดาวฤกษ์ พร้อมกนั น้นั โลกก็โคจรรอบดวงอาทิตย์ ภาพการ เปลี่ยนแปลงดิถีของดวงจนั ทร์ยงั ไมค่ รบรอบ ตอ้ งใชเ้ วลาเพมิ่ อีกเลก็ นอ้ ย สื่อการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว31001 (เรื่องดาราศาสตร์)

14 การนบั เดือนทางจนั ทรคติ มีหลกั เกณฑด์ งั น้ี 1. เดือนที่เป็นเลขคู่จะมี 30 วนั เริ่มจากข้ึน 1 ค่า ถึง แรม 15 ค่า เรียกวา่ เดอื นเต็ม 2. เดือนท่ีเป็นเลขคจ่ี ะมี 29 วนั เริ่มจากข้ึน 1 ค่า ถึง แรม 14 ค่า เรียกวา่ เดอื นขาด ระบบปฏิทินท่ีใชก้ นั อยู่ แบ่งไดเ้ ป็น 2 ระบบ คือ 1. ระบบสุริยคติ คือ ระยะเวลาที่ดวงอาทิตยเ์ คล่ือนท่ีปรากฏตามสุริยวิถีครบ 1 รอบ เม่ือเทียบ กบั ตาแหน่งทางภมู ิศาสตร์ของโลก 2. ระบบจันทรคติ คือ ระยะเวลาที่กาหนดโดยนบั เอาดิถีของดวงจนั ทร์ เนื่องจากการทาปฏิทิน ตอ้ งใหถ้ ูกตอ้ งตามฤดูกาลท่ีเป็นจริง บางปี เพิ่มเดือนในปี น้นั มีเดือน 8 สองเดือน เรียกปี น้นั วา่ ปี อธิกสุรทนิ การหมนุ รอบตัวเองของดวงจันทร์ ก่อนที่มนุษยจ์ ะส่งยานอวกาศข้ึนไปสารวจดวงจนั ทร์น้ัน มนุษยไ์ ด้ศึกษาดวงจนั ทร์ในฐานะท่ีเป็ น บริวารของโลกมาช้านานแล้ว กาลิเลโอเป็ นบุคคลแรกท่ีศึกษาเรื่องดวงจนั ทร์โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ที่เขา ประดิษฐ์ข้ึน นบั เป็ นนกั วิทยาศาสตร์คนแรกท่ีใชเ้ ครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ในยุคใหม่ของการศึกษาทางดารา ศาสตร์ กาลิเลโอใชก้ ลอ้ งโทรทรรศน์ส่องดูลกั ษณะของดวงจนั ทร์ทุกวนั พร้อมท้งั วาดรูปของดวงจนั ทร์ที่เขา มองเห็น ปรากฏว่ารูปร่างของดวงจนั ทร์มีลกั ษณะของพ้ืนผิวท่ีเหมือนกนั ไม่ว่าจะเป็ นดวงจนั ทร์ขา้ งข้ึนหรือ ขา้ งแรม เขาจึงสรุปวา่ ดวงจนั ทร์หนั เขา้ หาโลกเพียงดา้ นเดียว ท่ีเป็ นเช่นน้ีเพราะขณะที่ดวงจนั ทร์โคจรรอบโลก ได้ 1 รอบน้นั ดวงจนั ทร์หมุนรอบตวั เองได้ 1 รอบพอดีเช่นกนั คนบนโลกจึงมองเห็นผวิ ของดวงจนั ทร์เพียงดา้ น เดียวโดยไม่เห็นดา้ นตรงขา้ ม มีเหตุผลสนบั สนุนเหตุการณ์น้ีหลายประการเช่น 1. ดวงจนั ทร์หมุนรอบตวั เองดว้ ยความเร็วคงท่ี แต่มุมที่ทากบั โลกน้นั เปลี่ยนแปลงในอตั ราส่วนไม่คงท่ี เพราะดวงจนั ทร์โคจรรอบโลกเป็นวงรีไมใ่ ช่วงกลม 2. วงโคจรของดวงจนั ทร์ไม่ไดเ้ ป็ นแนวขนานไปกบั แนวโคจรของโลกรอบดวงอาทิตยอ์ ย่างแทจ้ ริง โดยทามุมกนั อยปู่ ระมาณ 5 – 6 องศา 3. ขณะท่ีดวงจนั ทร์หมุนรอบโลก โลกกห็ มุนรอบตวั เองวนั ละ1 รอบดว้ ย ดงั น้นั จึงทาใหก้ ารสังเกตดวง จนั ทร์จากจุดเดิมบนพ้นื โลก เห็นจุดบนดวงจนั ทร์เปล่ียนไประยะทางประมาณ 12.756 ก.ม. ในรอบ 12 วนั 4. เน่ืองจากดวงจนั ทร์มีสัณฐานไม่ค่อยเป็ นทรงกลม เวลาหมุนรอบตวั เองจึงเกิดการเบี่ยงเบนไปจาก บริเวณเดิมเล็กนอ้ ย ดวงจนั ทร์ซีกที่หนั ออกจากดวงอาทิตยเ์ ป็ นเวลากลางคืนคลา้ ยกบั เวลาบนโลก แต่ช่วงเวลากลางวนั และ กลางคืนของดวงจนั ทร์มีระยะเวลานานกวา่ บนโลก เพราะดวงจนั ทร์หมุนรอบตวั เอง 1 รอบใชเ้ วลาประมาณ 27 วนั กวา่ เล็กนอ้ ย ส่ือการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว31001 (เร่ืองดาราศาสตร์)

15 เวลาขนึ้ และเวลาตกของดวงจันทร์ เน่ืองจากการหมุนรอบตวั เองของโลก ทาใหค้ นบนโลกมองเห็นดวงจนั ทร์ข้ึนและตก เวลาข้ึนของดวง จนั ทร์คือ เวลาในขณะที่ดวงจนั ทร์โผล่เหนือขอบฟ้ าทิศตะวนั ออก ส่วนเวลาตกของดวงจนั ทร์คือ เวลาในขณะที่ ดวงจนั ทร์กาลงั ลบั ขอบฟ้ าทางทิศตะวนั ตก การข้ึนและตกของดวงจนั ทร์ในแต่ละวนั นามาใชเ้ ขียนวนั และเดือน ทางจนั ทรคติ โดยมีหลกั ในการเขียนดงั น้ี การเขียนวนั เดือนทางจนั ทรคติใหเ้ ขียนดว้ ยเลขไทยดงั ตวั อยา่ งดงั น้ี ๓ ขา้ งข้ึน วนั ๖ ฯ ๑๑ เดือนทางจนั ทรคติ วนั หมายถึง เลข ๑ วนั อาทิตย,์ ๒ วนั จนั ทร์, ..................... เลข ๗ วนั เสาร์ ขา้ งข้ึน ใหเ้ ขียนตวั เลขบนเครื่องหมาย ฯ ขา้ งแรม ใหเ้ ขียนตวั เลขขา้ งล่างเคร่ืองหมาย ฯ เช่น ๖ ฯ ๑๑ ๙ เดือน ใหน้ บั เดือนทางจนั ทรคติ เดือน ๑, ๒, ๓,............... ดวงจนั ทร์ข้ึนและตกช้าลงอย่างสม่าเสมอ โดยเวลาข้ึนและตกของดวงจนั ทร์ในแต่ละวนั ห่างกัน ประมาณ 50 นาที และในวนั ขา้ งข้ึนกบั วนั ขา้ งแรมดวงจนั ทร์ข้ึนและตกในเวลาท่ีต่างกนั คือ ในวนั ขา้ งข้ึนดวง จนั ทร์เร่ิมข้ึนในเวลากลางวนั และตกในเวลากลางคืน ส่วนวนั ขา้ งแรมดวงจนั ทร์เริ่มข้ึนในเวลากลางคืนและตก ในเวลากลางวนั อทิ ธิพลของดวงจนั ทร์ต่อโลก การท่ีดวงจนั ทร์โคจรรอบโลกไดเ้ นื่องจากโลกและดวงจนั ทร์ต่างมีแรงดึงดูดซ่ึงกนั และกนั แรงดึงดูดน้ี เป็ นแรงต่างร่วม จะมากหรือนอ้ ยข้ึนอยกู่ บั มวลและระยะห่างระหวา่ งวตั ถุท้งั สอง ถา้ วตั ถุมีมวลมากและอยใู่ กล้ กนั แรงดึงดูดก็จะมีมาก ในกรณีของดวงจนั ทร์กบั โลกและดวงอาทิตยก์ ็เช่นเดียวกนั เน่ืองจากดวงจนั ทร์อยใู่ กล้ โลกมากกวา่ ดวงอาทิตย์ แมด้ วงจนั ทร์จะมีมวลนอ้ ยกวา่ ดวงอาทิตย์ และมีแรงดึงดูดนอ้ ยกวา่ โลกถึง 6 เท่าก็ตาม แต่เน่ืองจากดวงจนั ทร์อยหู่ ่างจากโลกประมาณ 386,400 กิโลเมตร แต่ดวงอาทิตยอ์ ยหู่ ่างถึง 150 ลา้ นกิโลเมตร ดว้ ยเหตุน้ี การโคจรของดวงจนั ทร์รอบโลกจึงมีผลต่อการเกิดปรากฏการณ์น้าข้ึน-น้าลงเน่ืองจากแรงดึงดูดของ ดวงจนั ทร์ท่ีกระทาต่อโลกนนั่ เอง การเกิดน้าข้ึน-น้าลงมีสาเหตุมาจากแรงดึงดูดของดวงจนั ทร์ที่กระทาต่อโลก และส่งผลโดยตรงต่อ ระดบั ของน้าทะเลที่เป็นของเหลว พ้ืนน้าบนโลกจะถูกดูดใหไ้ หลมารวมกนั ในดา้ นท่ีตรงกบั ดวงจนั ทร์ จึงทาให้ พ้ืนผวิ น้าในบริเวณน้นั เกิดการโป่ งพองออกมา ขณะเดียวกนั โลกก็หมุนรอบตวั เอง ดงั น้นั โลกจึงตอบสนองต่อ แรงดึงดูดของดวงจนั ทร์ท่ีกระทาต่อพ้ืนผิวโลกไม่เท่ากนั จึงทาให้พ้ืนผิวน้าของโลกดา้ นที่อยู่ตรงขา้ มกบั ดวง จนั ทร์เกิดการโป่ งพองออกเช่นเดียวกนั สื่อการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว31001 (เร่ืองดาราศาสตร์)

16 ภาพแสดงตาแหน่งบนโลกทเ่ี กดิ นา้ ขนึ้ - นา้ ลง จากรูปเมื่อโลกหมุนพาผสู้ ังเกตมาอยทู่ ี่ตาแหน่ง A และ C ผสู้ ังเกตจะเห็นน้าทะเลข้ึน เพราะแรงดึงดูด ของดวงจนั ทร์ที่กระทาต่อโลก แต่ผสู้ ังเกตท่ีอยทู่ ่ีตาแหน่ง B และ D จะเห็นน้าลง จากเหตุผลดงั กล่าวน้ี ในเวลา 24 ชว่ั โมง (1 วนั ) เราจึงเห็นน้าทะเลข้ึนและลง 2 เวลา ประกอบกบั ดวงจนั ทร์โคจรรอบโลกและผสู้ ังเกตเห็นดวง จนั ทร์ข้ึนชา้ ลงวนั ละประมาณ 50 นาที ดงั น้นั น้าทะเลจะข้ึนและลงชา้ ไปประมาณ 50 นาที น้าข้ึน-น้าลงนอกจากจะเกิดจากอิทธิพลของดวงจนั ทร์ท่ีโคจรรอบโลกพร้อมกบั ส่งแรงดึงดูดมายงั โลก แลว้ การเกิดน้าข้ึนน้าลงยงั มีความสัมพนั ธ์กบั ดิถีของดวงจนั ทร์ท่ีพิจารณาจากตาแหน่งของโลก ดวงจนั ทร์ และ ดวงอาทิตยด์ งั ศึกษาไดจ้ ากภาพต่อไปน้ี ภาพแสดงตาแหน่งของดวงจันทร์ทท่ี าให้เกดิ นา้ ขนึ้ -นา้ ลงในแต่ละเดอื น จากรูป ก จะเห็นวา่ ในวนั ข้ึนหรือแรม 15 ค่า ผสู้ ังเกตจะอยทู่ ่ีตาแหน่ง A และB เม่ือดวงจนั ทร์โคจรมา อยทู่ ี่ตาแหน่งน้ีผูส้ ังเกตจะเห็นโลก ดวงจนั ทร์ และดวงอาทิตยอ์ ย่ใู นแนวเดียวกนั เป็ นผลให้โลกไดร้ ับอิทธิพล จากแรงดึงดูดจากดวงจนั ทร์และดวงอาทิตยใ์ นลกั ษณะเสริมกนั ทาให้น้าทะเลข้ึนสูงสุดตรงบริเวณหมายเลข 1 สื่อการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว31001 (เรื่องดาราศาสตร์)

17 และ 3 และน้าลงต่าสุดตรงบริเวณหมายเลข 2 และ 4 ส่วนรูป ข ดวงจนั ทร์โคจรมาอยทู่ ่ีตาแหน่ง C และ D ซ่ึง เป็นวนั ข้ึนหรือแรม 8 ค่า เป็ นตาแหน่งที่ดวงจนั ทร์ โลก และดวงอาทิตยท์ ามุมฉากกนั โลกจะไดร้ ับอิทธิพลจาก แรงดึงดูดในลกั ษณะท่ีไม่เสริมกนั จึงทาใหท้ ่ีตาแหน่ง 2 และ 4 น้าทะเลข้ึนนอ้ ยที่สุด และที่ตาแหน่ง 1 และ 3 น้า ลงนอ้ ยท่ีสุด กรมอทุ กศาสตร์ ทหารเรือ ไดบ้ ญั ญตั ิศพั ทเ์ ก่ียวกบั ปรากฏการณ์น้าข้ึน-น้าลงไวด้ งั น้ี ระดับน้าทะเลปานกลาง หมายถึง ระดับน้ าทะเลเฉลี่ยที่คานวณได้จากผลการตรวจ ระดบั น้าทะเลทุกๆช่วงเวลาเท่าๆกนั เป็ นระยะเวลานาน สถานท่ีที่ใชเ้ ป็ นมาตรฐานไดแ้ ก่ เกาะหลกั อ่าวมะนาว จงั หวดั ประจวบคีรีขนั ธ์ นา้ เกดิ หมายถึง น้าข้ึนเตม็ ที่ของเดือนมืด หรือเดือนเพญ็ เป็นวนั ที่น้าข้ึนหรือลงมากท่ีสุด นา้ ตาย หมายถึง ระดบั น้าข้ึนและลงนอ้ ยในช่วงวนั ข้ึนหรือแรม 8 ค่า เน่ืองจากการเกิดน้าข้ึน – น้าลง ไมไ่ ดเ้ กิดเพียงวนั ละ 2 คร้ัง ซ่ึงแต่ละสถานท่ีก็มีความแตกต่างกนั ดงั น้นั จึงมีการแบ่งชนิดของน้าไดอ้ ีก 3 แบบคือ วนั นา้ เดย่ี ว หมายถึง ใน 1 วนั จนั ทรคติ จะมีน้าข้ึน – ลงเพียงคร้ังเดียว วนั นา้ คู่ หมายถึง ใน 1 วนั จนั ทรคติ จะมีน้าข้ึน – ลง 2 คร้ัง วนั นา้ ผสม หมายถึง ใน 1 วนั จนั ทรคติ จะมีน้าข้ึน – ลง ผดิ ปกติหลายๆคร้ัง ดินและหินบนดวงจนั ทร์มีแร่ธาตุต่างๆเหมือนกบั บนโลก แต่มีอตั ราส่วนที่แตกต่างกนั ออกไป โดยธาตุ จาพวกแคลเซียม อะลูมิเนียม ไททาเนียม มีอตั ราส่วนมากกว่าบนพ้ืนโลก ธาตุที่มีจุดหลอมเหลวสูงได้แก่ แฮฟเนียม และเซอร์โคนเนียม มีอตั ราส่วนที่สูงกวา่ บนโลก ส่วนธาตุที่มีจุด หลอมเหลวต่าไดแ้ ก่ โซเดียม โปแตสเซียม มีอยใู่ นอตั ราส่วนที่ ต่ากวา่ บนโลก หินท่ีเก็บมาจากการสารวจเป็ นหินท่ีเกิดจากลาวาของภูเขา ไฟมีลกั ษณะคลา้ ยหินอคั นี และหินบะซอลต์ เน่ืองจากหินทุกชนิดบนดวง จนั ทร์ไม่มีน้าปนอยู่เลย ธาตุเหล็กท่ีมีอยู่ในหินจึงไม่เกิดสนิม การเก็บ ตวั อย่างหินท่ีนามาจากดวงจนั ทร์จึงตอ้ งเก็บไวใ้ นห้องที่มีบรรยากาศของ ไนโตรเจนแหง้ การที่บนดวงจนั ทร์ไม่มีน้าอยเู่ ลยทาใหไ้ ม่พบส่ิงมีชีวิตหรือซาก QR CODE ท่ี 7 ของส่ิงมีชีวิต รวมท้งั ร่องรอยของส่ิงมีชีวิตใดๆบนดวงจนั ทร์ นอกจากน้ี เรอ่ื ง ดวงจนั ทร์ บนดวงจนั ทร์ยงั มีธาตุคาร์บอนที่เป็ นพ้ืนฐานสาคญั ของส่ิงมีชีวิตอยนู่ ้อย มาก สื่อการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว31001 (เรื่องดาราศาสตร์)

18 ดวงอาทิตย์ ดวงอาทิตยเ์ ป็ นวตั ถุทรงกลมใหญ่ เป็ นกลุ่มก๊าซทรงกลมที่หนาแน่นขนาดใหญ่มาก ดวงอาทิตยอ์ ยหู่ ่าง จากโลกโดยเฉลี่ย 149.6 ลา้ นกิโลเมตร มีเส้นผา่ นศูนยก์ ลางยาวประมาณ 1,390,000 กิโลเมตร หรือ 110 เท่าของ เส้นผา่ นศูนยก์ ลางของโลก มีปริมาตรประมาณ 1.3 ลา้ นเท่าของโลก พ้ืนผิวของดวงอาทิตยก์ วา้ งใหญ่กว่า พ้ืนผิวโลก 11,700 เท่า โดยดวงอาทิตยม์ ีมวล 333,000 เท่าของมวลของโลก เม่ือคิดเฉลี่ยปรากฏวา่ ดวงอาทิตยม์ ี ความหนาแน่น 1.4 กรัม / ลูกบาศกเ์ ซนติเมตร หรือเท่ากบั 1.4 เทา่ ของน้า ซ่ึงนอ้ ยกวา่ ของโลกและดวงจนั ทร์มาก และแรงโนม้ ถ่วงที่พ้นื ผวิ มีคา่ เท่ากบั 28 เท่าของโลก ดวงอาทิตยจ์ ดั เป็ นดาวฤกษเ์ พียงดวงเดียวที่อยู่ใกลโ้ ลกมากท่ีสุด แสงจากดวงอาทิตยเ์ ดินทางมายงั โลก โดยใชเ้ วลาเพียง 8.3 นาที ในขณะท่ีแสงจากดาวฤกษอ์ ื่นๆตอ้ งใชเ้ วลาอยา่ งนอ้ ยก็มากกวา่ 4 ปี จึงจะเดินทางมาถึง โลก ดวงอาทิตยใ์ ห้ความสว่างเทียบได้กบั หลอดไฟฟ้ าสามพนั ลา้ นล้านลา้ นลา้ นแรงเทียน แต่ถ้าพิจารณาถึง พลงั งานท่ีดวงอาทิตยใ์ ห้แก่โลกท้งั พลงั งานความร้อน แสงสวา่ ง และการแผร่ ังสีอื่นๆ นบั ไดว้ า่ ดวงอาทิตยเ์ ป็ น แหล่งพลงั งานท่ีมีกาลงั มากถึงส่ีแสนลา้ นลา้ นลา้ นกิโลวตั ต์ ในแต่ละวนั ดวงอาทิตยป์ รากฏข้ึนทางขอบฟ้ าทิศ ตะวนั ออก แลว้ เคลื่อนท่ีสูงข้ึนสู่กลางทอ้ งฟ้ า และตกลบั ขอบฟ้ าทางทิศตะวนั ตกเน่ืองจากโลกหมุนรอบตวั เอง ครบ 1 รอบ การขนึ้ และตกของดวงอาทติ ย์ เนื่องจากโลกมีการหมุนรอบตวั เองและหมุนรอบดวงอาทิตย์ ดงั น้นั เราจึงเห็นดวงอาทิตยป์ รากฏข้ึนทาง ขอบฟ้ าทิศตะวนั ออกและตกที่ขอบฟ้ าทิศตะวนั ตกของทรงกลมทอ้ งฟ้ า การพิจารณาตาแหน่งของดวงอาทิตยจ์ ึง อาศยั ความรู้ของการบอกตาแหน่งของวตั ถุทอ้ งฟ้ า เราสามารถศึกษาการเคลื่อนท่ีปรากฏของดวงอาทิตยไ์ ด้ โดยการสังเกตและเปรียบเทียบตาแหน่งของดวงอาทิตยใ์ นแต่ละวนั ไดจ้ ากเครื่อง เอสโตรเลบ แต่เราจะใช้ เครื่องมือน้ีโดยตรงไม่ไดเ้ พราะแสงอาทิตยจ์ า้ มาก ถา้ เรามองดวงอาทิตยโ์ ดยตรงดว้ ยตาเปล่าจะเป็ นอนั ตรายต่อ ดวงตาได้ ดวงอาทิตยม์ ีการเปลี่ยนตาแหน่งตลอดเวลาจากทิศตะวนั ออกไปตะวนั ตก แนวเส้นที่เราลากเชื่อมต่อจุด สังเกตดวงอาทิตยใ์ นแต่ละเวลาแสดงถึงแนวการเคล่ือนท่ีปรากฏประจาวนั ของดวงอาทิตย์ เส้นทางการโคจร ของดวงอาทิตยต์ ามที่เราเห็นบนทอ้ งฟ้ า เรียกวา่ เส้นสุริยวถิ ี ดวงอาทิตยม์ ีตาแหน่งการข้ึนและตกเปลี่ยนแปลงไปทุกวนั วนั ละประมาณ 15 ลิปดา จากความรู้เรื่องแกนของโลกเอียงไปจากเส้นต้งั ฉากกบั ระนาบการโคจรเป็ นมุม 23.5 องศา และเอียง เป็นมุมท่ีแน่นอนเช่นน้ีตลอดท้งั ปี โดยแนวแกนของโลกช้ีตรงไปยงั ดาวเหนือ รวมท้งั การที่โลกหมุนรอบตวั เอง ไปพร้อมๆกบั โคจรรอบดวงอาทิตย์ ทาใหเ้ กิดความสัมพนั ธ์ท่ีทาใหเ้ กิดผล 3 ลกั ษณะคือ 1. มีการเปล่ียนแปลงกลางวนั และกลางคืน 2. การเปลี่ยนแปลงฤดูกาล 3. ลกั ษณะภูมิอากาศซ่ึงเปล่ียนแปลงไปตามละติจดู ของโลก สื่อการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว31001 (เร่ืองดาราศาสตร์)

19 การเปล่ียนแปลงระยะทางของโลกจากดวงอาทิตยต์ ามวงโคจรในรอบปี ที่มีลกั ษณะเป็ นรูปวงรี ความ แตกต่างของระยะใกลแ้ ละไกลน้ีไม่มีผลทาให้สภาพอากาศของโลกเปล่ียนแปลงไปมากนกั แต่การที่แกนหมุน สมมติของโลกที่เอียงทามุม 23.5 องศาน้นั มีผลทาให้มุมตกกระทบของแสงสว่าง ความร้อนจากดวงอาทิตยท์ ี่ ส่องเป็ นแนวเส้นตรงมาตกยงั แต่ละบริเวณบนพ้ืนผิวโลกเปล่ียนแปลงไปตลอดเวลา ทาให้แต่ละบริเวณไดร้ ับ พลงั งานจากดวงอาทิตยไ์ ม่คงที่ในรอบปี จึงเกิดเป็นฤดูกาลข้ึน ดงั ศึกษาไดจ้ ากภาพต่อไปน้ี ภาพแสดง การโคจรของโลกตามระนาบการโคจร โดยแกนหมุนของโลกเอยี ง 23.5 องศา คงทตี่ ลอดการโคจร เป็ นผลทาให้เกดิ ฤดูกาลบนโลก จากภาพขณะที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ ข้วั เหนือของโลกจะเอียงไปดว้ ย ในวนั ท่ี 21 มีนาคม และวนั ท่ี 23 กนั ยายน แกนหมุนของโลกจะต้งั ฉากกบั เส้นตรงที่ลากต่อระหวา่ งจุดศูนยก์ ลางของโลกกบั ดวงอาทิตยพ์ อดี ทาใหด้ วงอาทิตยป์ รากฏข้ึนเหนือขอบฟ้ าเป็นเวลา 12 ชว่ั โมง และอยใู่ ตข้ อบฟ้ าเป็ นเวลา 12 ชวั่ โมงเท่ากนั ทาให้ ช่วงเวลากลางวนั กบั กลางคืนยาวเท่ากนั และปริมาณแสงท่ีตกบริเวณซีกโลกเหนือและซีกโลกใตเ้ ท่ากนั เราเรียก ตาแหน่งท้งั สองน้ีวา่ อคี วินอกซ์ (Equinoxes) โดยกาหนดใหต้ าแหน่งวนั ท่ี 21 มีนาคม เป็ นวนั เร่ิมฤดูใบไมผ้ ลิ (Spring Equinox) และวนั ที่ 23 กนั ยายน เป็นวนั เริ่มฤดูใบไมร้ ่วง (Autumnal Equinox) หลงั จากวนั ท่ี 21 มีนาคม โลกจะโคจรโดยหนั ข้วั เหนือและซีกโลกเหนือเขา้ หาดวงอาทิตยม์ ากข้ึนเร่ือยๆ จนถึงวนั ท่ี 22 มิถุนายน โลกจะหนั ข้วั เหนือเขา้ หาดวงอาทิตยม์ ากที่สุด ช่วงน้ีคนท่ีอยทู่ างซีกโลกเหนือจะเห็น ดวงอาทิตยอ์ ยเู่ หนือขอบฟ้ านานกวา่ 12 ชว่ั โมง ทาใหช้ ่วงเวลากลางวนั ยาวกวา่ กลางคืน และคนที่อาศยั อยภู่ ายใน บริเวณ 23.5 องศาจากข้วั โลกเหนือ จะมองเห็นดวงอาทิตยต์ ลอดท้งั วนั เราเรียกว่า พระอาทิตยเ์ ที่ยงคืน (Midnight Sun) ส่วนคนท่อาศยั อยใู่ นบริเวณ 23.5 องศาจากข้วั โลกใต้ จะมองไม่เห็นดวงอาทิตยข์ ้ึนเหนือขอบฟ้ า เลยตลอดท้งั วนั และในตาแหน่งท่ีตรงขา้ มกนั ในวงโคจรคือ ตาแหน่งของโลกในวนั ที่ 22 ธนั วาคม โลกหนั ข้วั เหนือออกจากดวงอาทิตยม์ ากท่ีสุด ทาให้ปริมาณแสงอาทิตยต์ กลงบนซีกโลกใตม้ ากท่ีสุด เพราะแกนโลกเอียง ใหข้ ้วั โลกใตห้ นั เขา้ หาดวงอาทิตย์ ดงั น้นั ซีกโลกเหนือจะมีช่วงเวลากลางคืนยาวกวา่ เวลากลางวนั ท่ีตาแหน่งท้งั สองน้ีเราเรียกวา่ โซลสติช(Solstice) โดยกาหนดให้ตาแหน่งวนั ท่ี 22 มิถุนายน เป็ นวนั เร่ิมตน้ ฤดูร้อน (Summer Solstice) และตาแหน่งวนั ที่ 22 ธนั วาคม เป็นวนั เร่ิมฤดูหนาว (Winter Solstice) ส่ือการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว31001 (เรื่องดาราศาสตร์)

20 การกาหนดฤดูกาลในแต่ละแถบบนพ้ืนโลกจะไม่เหมือนกนั ประเทศท่ีอยใู่ กลแ้ ถบเส้นศูนยส์ ูตรไดร้ ับ แสงอาทิตยใ์ นปริมาณท่ีเท่ากนั ตลอดปี กาหนดให้มี 3 ฤดูคือ ฤดูร้อน ฤดูฝน และฤดูหนาว ส่วนพ้ืนที่ใตห้ รือ เหนือเส้นศูนยส์ ูตรข้ึนไปกาหนดใหม้ ี 4 ฤดูคือ ฤดูใบไมผ้ ลิ (Spring) ฤดูใบไมร้ ่วง (Autumm) ฤดูร้อน (Summer) และฤดูหนาว (Winter) สาหรับฤดูร้อนและฤดูหนาวทางแถบซีกโลกใตจ้ ะเกิดตรงกนั ขา้ มกบั ประเทศในแถบซีก โลกเหนือ เมื่อโลกหนั ข้วั เหนือเขา้ หาดวงอาทิตย์ แถบซีกโลกเหนือจะเป็ นฤดูร้อน และซีกโลกใตเ้ ป็ นฤดูหนาว เม่ือหันข้วั เหนือออกจากดวงอาทิตย์ แถบซีกโลกเหนือก็จะเป็ นฤดูหนาวขณะท่ีแถบซีกโลกใตเ้ ป็ นฤดูร้อน สลบั กนั อทิ ธพิ ลของดวงอาทติ ย์ต่อโลก โดยสภาพแลว้ ดวงอาทิตยเ์ ป็ นกลุ่มก๊าซที่มีอุณหภูมิสูงและแผพ่ ลงั งานอกมาโดยรอบ อุณหภูมิท่ผวิ ของ ดวงอาทิตยป์ ระมาณ 6,000 เคลวนิ และท่ีระดบั ลึกลงไปอุณหภูมิจะสูงข้ึนเร่ือยๆ โดยคาดวา่ ท่ีจุดศูนยก์ ลางมีค่า สูงประมาณ 15 ลา้ นเคลวิน จากการสารวจบรรยากาศช้นั นอกที่ห่อหุ้มดวงอาทิตยพ์ บวา่ ประกอบดว้ ยก๊าซ ไฮโดรเจน 72% ฮีเลียม 26.5 % และธาตุอื่นๆอีก 2.5 % นกั วทิ ยาศาสตร์เชื่อวา่ พลงั งานของดวงอาทิตยเ์ ดจาก ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิ วชนั ที่เกิดจากการรวมตวั ของไฮโดรเจนกลายเป็ นฮีเลียม แลว้ ปลดปล่อยพลงั งานออกมา มหาศาล ในปี พ.ศ.2481 เบเธ (H.Bethe) และ วอน ไวซ์แซคเกอร์ (C.F Von Weizsacker) ร่วมกนั อธิบายว่า พลังงานท่ีดวงอาทิตย์ผลิตข้ึน เกิดจากปฏิกิยาหลอมรวมทางเทอร์โมนิวเคลียร์ (Thermonuclear Fusion Reaction) ท่ีบริเวณใจกลางของดวงอาทิตยซ์ ่ึงมีอุณหภูมิและความดนั สูงมาก นิวเคลียสของอะตอมของธาตุเบา คือ ไฮโดรเจน จะรวมตวั กนั กลายเป็ นอะตอมของธาตุหนกั คือฮีเลียม การรวมกนั คร้ังน้ีจะทาใหม้ ีมวลบางส่วน หายไปกลายเป็ นพลงั งานของคล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้ า ซ่ึงเป็ นไปตามสมการของไอน์สไตน์เกี่ยวกบั ความสัมพนั ธ์ ของมวลสารกบั พลงั งาน คือ E = MC2 เมื่อ C เป็นอตั ราเร็วของแสงในสุญญากาศ มีค่า 3108 เมตร/วนิ าที M คือ มวลสารท่ีหายไป E คือพลงั งานท่ีเกิดข้ึน พลงั งานท่ีเกิดข้ึนจะถ่ายทอดออกมาสู่ผวิ ดวงอาทิตยโ์ ดยการนา การพา และการแผร่ ังสีความร้อน และ แผอ่ อกจากผิวไปทุกทิศทางโดยการแผร่ ังสี พลงั งานต่างๆแผม่ ายงั โลก แต่เนื่องจากโลกอยหู่ ่างจากดวงอาทิตย์ ประมาณ 150 ลา้ นกิโลเมตร จึงทาใหโ้ ลกไดร้ ับพลงั งานจากดวงอาทิตยน์ อ้ ยเมื่อเทียบกบั พลงั งานท่ีดวงอาทิตย์ ปลดปล่อยออกมา โดยไดร้ ับประมาณ 1 ใน 2,200 ลา้ นส่วนเท่าน้นั นกั วิทยาศาสตร์พบวา่ การท่ีโลกโคจรรอบ ดวงอาทิตยเ์ ป็ นวงรี ทาใหร้ ะยะห่างระหวา่ งโลกกบั ดวงอาทิตยใ์ นแต่ละช่วงแตกต่างกนั พลงั งานที่โลกไดร้ ับมี ค่าสูงสุดประมาณ 1,400 วตั ต/์ ตารางเมตร ในช่วงเดือนธนั วาคมและมกราคม และมีค่าต่าสุด 1,305 วตั ต/์ ตาราง เมตร ในช่วงเดือนมิถุนายนและกรกฎาคม โดยเฉลี่ยโลกไดร้ ับพลงั งานจากดวงอาทิตยเ์ ฉล่ียประมาณ 1,353 วตั ต/์ ตารางเมตร พลงั งานท่ีดวงอาทิตยป์ ลดปล่อยออกมาส่วนใหญ่อยใู่ นรูปคล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้ า พลงั งานท้งั หมดท่ีตก กระทบช้นั บรรยากาศของโลกจะมาถึงผวิ โลกโดยมีเมฆ ก๊าซ ฝ่ นุ ละอองในบรรยากาศช่วยสะทอ้ นพลงั งานกลบั ออกไปประมาณ 30% ถึง 60% และส่วนท่ีตกกระทบถึงผิวโลกมีค่ามากที่สุดราว 40 – 70%ข้ึนอยู่กบั สภาพ สื่อการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว31001 (เร่ืองดาราศาสตร์)

21 ภูมิอากาศของโลก พลงั งานส่วนท่ีเหลือมาถึงพ้นื ผวิ โลกจะถูกพ้นื ดินและพ้ืนน้าดูดกลืนไว้ รวมท้งั พืชและสัตวก์ ็ ใชพ้ ลงั งานน้ีดว้ ย ดวงอาทิตยใ์ ห้พลงั งานแก่โลกในรูปความร้อน แสงสวา่ ง สิ่งมีชีวิตรับและใช้พลงั งานเหล่าน้ีโดยตรง เช่น พืชใช้แสงในกระบวนการสังเคราะห์แสง (Photosynthesis) พลงั งานแสงถูกเปล่ียนไปเป็ นพลงั งานเคมี สะสมอยใู่ นอาหารที่สังเคราะห์ได้ อาหารน้ีบางส่วนถูกใชไ้ ปทนั ที บางส่วนถูกสะสมไวต้ ามส่วนต่างๆของพืช มนุษยแ์ ละสัตวก์ ินพืชก็จะไดร้ ับการถ่ายทอดพลงั งานจากดวงอาทิตยท์ ี่สะสมอยู่โดยทางออ้ ม พลงั งานที่มนุษย์ และสัตวร์ ับเขา้ ไปจะสะสมอยใู่ นกลา้ มเน้ือบา้ ง ในไขมนั บา้ ง ในสมองบา้ ง และในทุกส่วนของร่างกาย ระหวา่ ง ที่มนุษยแ์ ละสัตวม์ ีชีวติ อยจู่ ะนาพลงั งานมาใชใ้ นการเคลื่อนไหว ใชใ้ นการคิด และทางานทุกอยา่ งเพ่ือดารงชีวิต ให้อยรู่ อด พลงั งานที่ยงั ใช้ไม่หมดเม่ือตายไปก็ยงั สะสมอยู่ เมื่อร่างกายเน่าเปื่ อยผุพงั กลายเป็ นสารเคมีและเก็บ สะสมพลงั งานไวใ้ นรูปพลงั งานเคมี อาจเป็นป๋ ุยอยดู่ ินและกลบั มาเป็นอาหารของพืช ถา้ มีซากพชื ซากสัตวท์ บั ถม อยภู่ ายใตพ้ ้ืนผิวของโลกเป็ นเวลานานหลายลา้ นปี อาจกลายเป็ นถ่านหิน น้ามนั และก๊าซธรรมชาติ ซ่ึงมนุษยข์ ุด นามาใชเ้ ป็นเช้ือเพลิง พลงั งานเคมีท่ีสะสมอยใู่ นเช้ือเพลิงจึงมาจากซากพืชซากสัตวน์ นั่ เอง นอกจากน้ีพลงั งานความร้อนจากแสงแดดยงั ทาให้น้าในแหล่งน้าต่างๆบนโลกกลายเป็ นไอน้าลอย สูงข้ึนไปในอากาศ ไอน้าน้ีจบั ตวั กนั เป็ นกลุ่มเมฆ เมื่อเมฆเยน็ ลงจะควบแน่นเป็ นหยดน้าตกลงมาเป็ นฝน ฝนทา ใหเ้ กิดลาธาร แมน่ ้า ทะเลสาบ พลงั งานถูกเก็บไวใ้ นกระแสน้าไหล มนุษยส์ ร้างเขื่อนแลว้ ปล่อยให้น้าไหลลงมา ใช้พลงั งานในกระแสน้าไปหมุนเครื่องกาเนิดไฟฟ้ า จากกระแสไฟฟ้ าเราอาจเปล่ียนให้เป็ นแรงขบั เคลื่อน ยานพาหนะ เป็นแสงสวา่ ง เป็นความร้อน เสียงหรือภาพบนจอโทรทศั น์ นบั วา่ เราไดป้ ระโยชน์จากพลงั งานของ ดวงอาทิตยท์ ้งั โดยทางตรงและทางออ้ ม พลงั งานและอนุภาคจากดวงอาทติ ย์ทโี่ ลกได้รับ เม่ือดวงอาทิตยถ์ ่ายเทพลงั งานออกมา พลงั งานของดวงอาทิตยจ์ ะเคลื่อนท่ีมายงั โลกดว้ ยอตั ราความเร็ว ประมาณ 300,000 กิโลเมตรต่อวนิ าที และเคลื่อนท่ีในรูปของคล่ืน เราเรียกวา่ พลงั งานของการแผร่ ังสี พลงั งาน ท่ีโลกไดร้ ับจากดวงอาทิตยแ์ บ่งเป็น 2 ประเภทคือ 1. พลังงานที่มีผลต่อโลกเร็ว เพราะเคล่ือนท่ีด้วยความเร็วสูง ไดแ้ ก่ คล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้ า ซ่ึงสามารถ เดินทางจากดวงอาทิตยม์ ายงั โลกไดภ้ ายในเวลา 8.3 นาที ไดแ้ ก่ รังสีแกมมา รังสีเอกซ์ รังสีอลั ตราไวโอเลต แสง รังสีอินฟราเรด คล่ืนไมโครเวฟ และคล่ืนวทิ ยุ ซ่ึงสามารถผา่ นช้นั บรรยากาศมาถึงพ้ืนผวิ โลกได้ นกั วิทยาศาสตร์ สามารถตรวจจบั คล่ืนวิทยุไดโ้ ดยใชก้ ลอ้ งโทรทรรศน์วิทยุ ในส่วนของรังสีอลั ตราไวโอเลตและรังสีเอกซ์ผา่ น ช้นั บรรยากาศเขา้ มายงั พ้ืนผิวโลกไดเ้ พียงเล็กน้อย เน่ืองจากบรรยากาศช้ันสูงๆทาหน้าท่ีกรอง ดูดกลืน และ สะทอ้ นรังสีส่วนใหญ่ออกไป แต่ปัจจุบนั บรรยากาศในช้นั สตราโตสเฟี ยร์ซ่ึงมีก๊าซโอโซนอยมู่ ากถูกทาลาย โดยสารคลอโรฟลูออโรคาร์บอนหรือเรียกยอ่ ๆวา่ CFC สารชนิดน้ีมีอยใู่ นสเปรยท์ ุกชนิด และในสารทาความ เยน็ ในตูเ้ ยน็ เคร่ืองปรับอากาศ สารเหล่าน้ีเมื่อฟ้ ุงกระจายออกไปในบรรยากาศจะทาปฏิกิริยากบั ก๊าซโอโซนทา ใหแ้ ปรสภาพไปเป็ นก๊าซที่ไม่สามารถสกดั ก้นั รังสีต่างๆจากดวงอาทิตยไ์ ด้ ทาใหร้ ังสีอลั ตราไวโอเลตผา่ นมายงั พ้ืนโลกมากเกินไป ในขณะเดียวกนั ถา้ เราไม่สามารถควบคุมการใช้พลงั งานจากเช้ือเพลิงทุกชนิดท่ีก่อให้เกิด สื่อการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว31001 (เรื่องดาราศาสตร์)

22 ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ จะทาให้ในบรรยากาศมีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพ่ิมมากข้ึน ซ่ึ งก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์จะไปสกดั ก้นั ความร้อนจากผิวโลกท่ีระบายออกไป มีผลทาให้อุณหภูมิท่ีผิวโลกสูงข้ึน เรียกปรากฏการณ์น้ีวา่ ปรากฏการณ์เรือนกระจก (Greenhouse Effect) ท้งั สองปรากฏการณ์น้ีจะมีผลทาให้รังสี อลั ตราไวโอเลตผา่ นทะลุช้นั บรรยากาศของโลกเขา้ มาในปริมาณมากข้ึน มีผลต่อมนุษยโ์ ดยตรงเมื่อไดร้ ับรังสี จากแสงแดดมากๆคือ ทาให้ผิวหนงั ไหมเ้ กรียม มีโอกาสเป็ นมะเร็งผิวหนงั ไดส้ ูง นอกจากน้ียงั มีผลต่อระบบ นิเวศน์ตลอดจนสภาพแวดลอ้ มทางธรรมชาติของโลกเกิดความแปรปรวนได้ อย่างไรก็ตามพลงั งานที่แผ่ออกมาจากดวงอาทิตย์ที่มีผลโดยตรง ไดแ้ ก่ พลงั งานความร้อนที่เราใช้ ประโยชน์ เช่น การตากอาหาร การอบแห้ง การกลนั่ น้า การทานาเกลือ และนาพลงั งานมาใช้ทางออ้ มคือ นา พลงั งานแสงอาทิตยม์ าแปรเป็นพลงั งานรูปอื่น เช่น พลงั งานความร้อน พลงั งานไฟฟ้ า เป็นตน้ 2. พลังงานท่ีมีผลต่อโลกภายหลัง คือ อนุภาคที่มีประจุส่วนใหญ่ไดแ้ ก่ อนุภาคโปรตอน และอนุภาค อิเล็กตรอน อนุภาคเหล่าน้ีไม่สามารถผา่ นช้นั บรรยากาศของโลกเขา้ มาไดเ้ ลย เม่ือดวงอาทิตยเ์ กิดปรากฏการณ์ จุดระเบิดจา้ (Solar Flares) ซ่ึงเกิดข้ึนในบริเวณที่มีจุดดบั บนดวงอาทิตย์ (Sunspots)ขนาดใหญ่ การลุกจา้ ของ กลุ่มก๊าซบนดวงอาทิตยน์ ้ีจะมีพลงั งานของคล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้ าถูกปลดปล่อยออกมา เช่น รังสีเอกซ์ รังสีแกมมา รังสีอลั ตราไวโอเลต ฯลฯ นอกจากน้ียงั มีอนุภาคต่างๆท่ีมีพลงั งานสูงถูกปลดปล่อยออกมาเช่น โปรตอน อิเล็กตรอน ไอออน และนิวเคลียสของธาตุต่างๆก็ถูกปลดปล่อยออกมาด้วย เรียกว่า ลมสุริยะ (Solar Wind) เคลื่อนท่ีดว้ ยความเร็วสูงประมาณ 500 กิโลเมตรต่อวินาที 1 ใน 600 ของความเร็วแสงซ่ึงอาจจะเดินทางมาถึง โลกโดยใชเ้ วลาประมาณ 20-40 ชวั่ โมง การเดินทางของลมสุริยะจะพาเอาสนามแม่เหล็กมาดว้ ย เมื่อมาถึงโลก สนามแมเ่ หลก็ น้ีจะมีปฏิกิริยากบั สนามแมเ่ หล็ก ทาใหเ้ กิดปรากฏการณ์ท่ีเรียกวา่ พายุแม่เหล็ก (Magnetic Storm) เป็ นผลทาใหป้ ระจุไฟฟ้ าท้งั หลายท่ีจะเขา้ สู่โลกไหลไปในทิศของสนามแม่เหล็กสู่ข้วั โลก จะมีผลต่อระบบการ ส่ือสารโทรคมนาคม และเครือข่ายระบบการส่งกระแสไฟฟ้ า การตรวจสอบพายุแม่เหล็กทาไดโ้ ดยการส่งวทิ ยุ คล่ืนส้ันไปในบรรยากาศ ถา้ เกิดพายแุ ม่เหล็กคล่ืนวทิ ยุจะจางหายไป นกั วทิ ยาศาสตร์ระบุวา่ ลมสุริยะแมจ้ ะเป็ น เรื่องปกติของธรรมชาติและระบบสุริยะก็ตาม แต่เคยทาให้เกิดความเสียหายต่อระบบโทรคมนาคมในโลกมา หลายคร้ัง นอกจากน้ีปรากฏการณ์ แสงเหนือแสงใต้ (Aurora) ที่เกิดจากลมสุริยะ เมื่อเคลื่อนท่ีผา่ นโลกซ่ึงมีสนามแม่เหลก็ ห่อหุม้ อยู่ เส้นแรงแม่เหลก็ โลกแถบศูนย์ สูตรจะขนานกบั ผิวโลก และโคง้ เขา้ สู่ผิวโลกตรงส่วนท่ีใกลข้ ้วั โลกเหนือและข้วั โลกใต้ อนุภาคต่างๆของลมสุริยะจะเคล่ือนท่ีตามแนวเส้นแรงแม่เหล็ก แต่ไม่ สามารถเคล่ือนท่ีผา่ นสนามแมเ่ หลก็ โลกเขา้ มาในแนวดิ่งแถบใกลเ้ สน้ ศูนยส์ ูตรได้ จึงเขา้ สู่บรรยากาศของโลกทางข้วั โลกเหนือและข้วั โลกใต้ และเมื่อไปชนกับ อะตอมของก๊าซบางชนิดทาให้เกิดการรับและคายพลงั งานออกมาในรูปแสงสี ต่างๆบนทอ้ งฟ้ าบริเวณข้วั โลกเหนือและข้วั โลกใต้ เช่น ออกซิเจนจะเปล่งแสงสี QR CODE ท่ี 8 เขียว ส่วนก๊าซไนโตรเจนจะเปล่งแสงสีชมพู เป็ นตน้ เรอ่ื ง ดวงอาทติ ย์ ส่ือการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว31001 (เร่ืองดาราศาสตร์)

23 ปรากฏการณ์อปุ ราคา คาวา่ อุปราคา (Eclipse) หมายถึง ปรากฏการณ์ธรรมชาติท่ีดวงอาทิตยห์ รือดวงจนั ทร์ปรากฏมืดลงเมื่อ ถูกเงาของโลกบงั ถา้ ดวงจนั ทร์มืดโดยมีเงาของโลกบงั เรียกว่า จันทรุปราคาหรือจันทรคราส แต่ถา้ ดวงอาทิตย์ มืดโดยมีเงาของดวงจนั ทร์บงั เรียกวา่ สุริยุปราคาหรือสุริยคราส จันทรุปราคา (Lunar Eclipse) เป็นปรากฏการณ์ท่ีเกิดข้ึนในตอนกลางคืน เมื่อดวงจนั ทร์เคลื่อนที่ปรากฏ อยทู่ ่ีตาแหน่งดวงจนั ทร์เตม็ ดวง ซ่ึงเป็ นวนั เพญ็ 15 ค่า หรือวนั แรม 1 – 2 ค่า การท่ีจะเกิดจนั ทรุปราคาได้ ดวง อาทิตย์ โลก และดวงจนั ทร์จะตอ้ งโคจรมาอยใู่ นแนวเส้นตรงเดียวกนั ดงั รูป ภาพแสดง การเกดิ จันทรุปราคา เมื่อดวงจนั ทร์เคลื่อนเขา้ มาอยใู่ นเงาของโลกจะเห็นดวงจนั ทร์มืดไป เงาของโลกที่บงั ดวงจนั ทร์มี 2 ลกั ษณะคือ เงามืด (Umbra) และเงามัว (Penumbra) เงามืดท่ีเกิดข้ึนมีลกั ษณะเป็ นกรวยปลายแหลม ส่วนเงามวั มี รูปร่างเป็ นกรวยปลายมน ท้งั น้ีเนื่องจากดวงอาทิตยซ์ ่ึงเป็ นผใู้ หแ้ สงสวา่ งน้นั มีขนาดใหญ่กว่าโลกมาก เงาของ โลกที่บงั ดวงจนั ทร์ความยาวเฉล่ียประมาณ 860,000 ไมล์ ถา้ ดวงจนั ทร์เคล่ือนที่เขา้ ไปอยใู่ นเงามวั (ระหวา่ ง A – B หรือ E – F) เรียกว่าเกิด จันทรุปราคาเงามัว ซ่ึงเป็ นจนั ทรุปราคาท่ีเห็นไม่ชดั เจนเพราะดวงจนั ทร์ไม่มืด จนั ทรุปราคาลกั ษณะน้ีอาจกินเวลานานถึง 3 ชวั่ โมง 40 นาที ถา้ ดวงจนั ทร์เริ่มเขา้ สู่เงามืด (B – C) หรือเร่ิมออก จากเงามืด (D – E) แต่ถา้ ยงั ไม่หมดดวง เรียกวา่ จนั ทรุปราคาบางส่วน แต่ถา้ ดวงจนั ทร์อยใู่ นเงามืดท้งั ดวง (C – D) เรียกวา่ จนั ทรุปราคาเตม็ ดวง ช่วงเวลาที่เกิดจนั ทรุปราคาแบบเตม็ ดวงน้ีกินเวลาประมาณ 1 ชว่ั โมง 30 นาที เนื่องจากระนาบวงโคจรของดวงจนั ทร์ท่ีโคจรรอบโลกเป็ นวงรี อยคู่ นละระนาบวงโคจรของโลกรอบ ดวงอาทิตย์ และระนาบท้งั สองน้ีทามุมกนั 5 องศา 8 ลิปดา ดงั รูป สื่อการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว31001 (เร่ืองดาราศาสตร์)

24 การท่ีระนาบวงโคจรของดวงจนั ทร์และโลกอย่คู นะระนาบและทามุม 5 องศา 8 ลิปดา จึงทาให้เกิด จุดตดั ข้ึน 2 จุดระหวา่ งระนาบการโคจรท้งั สองน้ี จุดตดั ดงั กล่าวน้ีเรียกวา่ โนด (Nodes) จุดตดั A เป็ นจุดท่ีดวง จนั ทร์จะโคจรตดั ระนาบวงโคจรของโลกข้ึนมาทางเหนือ เรียกวา่ โนดขึน้ (Ascending Node) จุดตดั B เป็ นจุดท่ี ดวงจนั ทร์จะโคจรตดั ระนาบวงโคจรของโลกลงมาทางใต้ เรียกวา่ โนดลง (Descending Node) ขณะที่ดวงจนั ทร์โคจรรอบโลก บางคร้ังโคจรอยู่เหนือระนาบวงโคจรของโลก บางคร้ังก็โคจรอยู่ใต้ ระนาบวงโคจรของโลก ลกั ษณะดงั กล่าวน้ีจะไม่ทาให้เกิดอุปราคา แต่ถา้ ดวงจนั ทร์โคจรผา่ นแนวเส้นตรงท่ีลาก ผา่ นโนด ที่เรียกวา่ เส้นโนด หรือช่วงท่ีดวงจนั ทร์โคจรขา้ มจุดโนด และดวงอาทิตย์ โลก และดวงจนั ทร์ เคลื่อน มาอยใู่ นแนวเดียวกนั จะทาให้เกิดอุปราคาได้ นอกจากน้ีเนื่องจากดวงจนั ทร์โคจรรอบโลกจากทิศตะวนั ตกไป ตะวนั ออก ดวงจนั ทร์ดา้ นตะวนั ออกจึงมืดก่อน และขณะท่ีเกิดจนั ทรุปราคาเตม็ ดวงจะเห็นวา่ ดวงจนั ทร์มีสีอิฐ ท้งั น้ีเพราะบรรยากาศของโลกท่ีหกั เหแสงขา้ ไปในเงามืดบางส่วนซ่ึงทอดไปถึงดวงจนั ทร์ สุริยุปราคา (Solar Eclipse) สุริยุปราคาเป็ นปรากฏการณ์ที่เกิดข้ึนเมื่อดวงจนั ทร์เคลื่อนไปบงั ดวงอาทิตย์ เกิดข้ึนในตอนกลางวนั ประมาณวนั แรม 14 – 15 ค่า ซ่ึงเป็นวนั ท่ีเรียกวา่ วนั เดอื นดบั ภาพแสดง การเกดิ สุริยุปราคา ส่ือการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว31001 (เร่ืองดาราศาสตร์)

25 การเกิดสุริยปุ ราคาเป็ นปรากฏการณ์ที่ดวงจนั ทร์อยรู่ ะหวา่ งดวงอาทิตยก์ บั โลกในแนวเดียวกนั เงาของ ดวงจนั ทร์ท่ีมาบงั โลกมี 2 ลกั ษณะเช่นกนั คือ เงามืดและเงามวั ถา้ เงามืดของดวงจนั ทร์ทอดไปยงั โลกท่ีใด ณ ท่ี น้นั จะเกิดสุริยุปราคาเต็มดวง (Total Solar Eclipse) ดงั รูป ในขณะเดียวกนั คนที่อยภู่ ายใตเ้ งามวั จะมองเห็น สุริยปุ ราคาบางส่วน เงามืดของดวงจนั ทร์มีความยาวเฉล่ีย 233,000 ไมล์ แต่ถา้ ขณะเกิดสุริยปุ ราคา ดวงจนั ทร์อยู่ ห่างจากโลกมากเงามืดของดวงจนั ทร์จึงทอดมาไม่ถึงโลก แต่จะทอดไปถึงเฉพาะส่วนของเงามวั ที่ต่อจากปลาย แหลมของเงามืดดงั รูป คนบนโลกภายใตเ้ งามวั ประเภทน้ีจะเห็น สุริยปุ ราคาแบบวงแหวน (Annular Eclipse) ขณะเกิดสุริยุปราคา บริเวณท่ีเกิดเงามวั จะมีความกวา้ งประมาณ 6,000 ไมล์ และบริเวณเงามืดจะมีเส้น ผ่านศูนยก์ ลางมากท่ีสุดประมาณ 170 ไมล์ ซ่ึงค่าน้ีเกิดข้ึนเม่ือดวงอาทิตยอ์ ยู่ใกล้โลกมากๆ เช่น ตน้ เดือน กรกฎาคมหรือตอนท่ีดวงจนั ทร์อยใู่ กลโ้ ลกท่ีสุด ขณะท่ีเกิดสุริยุปราคาเตม็ ดวง เราอาจจะสังเกตเห็นเงาของดวงจนั ทร์ในอากาศที่เคล่ือนที่ดว้ ยความเร็ว 1,000 ไมล์ต่อชวั่ โมง ผิวพ้ืนของขอบตะวนั ออกของดวงอาทิตยแ์ ยกกระจายเป็ นแสงสวา่ งกลมๆ คลา้ ยลูกปัด เรียกกนั ว่า เบลีย์ (Balley’s Bead) ซ่ึงเกิดจากแสงอาทิตยท์ ี่ส่องโดนขอบของดวงจนั ทร์ที่ไม่เรียบสม่าเสมอ ขณะเดียวกนั ที่ขอบตะวนั ตกของดวงอาทิตย์ จะปรากฏแสงโคโรนา (Corona) ซ่ึงเป็ นบรรยากาศช้นั นอกของ ดวงอาทิตยท์ ี่ไม่สามารถมองเห็นในเวลาปกติ แสงโคโรนาจะมองเห็นไดเ้ มื่อดวงจนั ทร์บงั ดวงอาทิตยบ์ ิดหมด ดวงเท่าน้นั สุริยปุ ราคาเป็นปรากฏการณ์ท่ีหาดูไดย้ าก เพราะไม่เกิดข้ึนซ้าท่ีเดิมบ่อยๆ และมีช่วงการเกิดส้ันอยา่ ง มากท่ีสุดประมาณ 7 นาที 30 วนิ าที โดยเฉล่ียแลว้ ใชเ้ วลาสงั เกตประมาณ 3 – 4 นาทีเท่าน้นั การเกิดสุริยปุ ราคาเตม็ ดวง ทาใหน้ กั วทิ ยาศาสตร์มีโอกาสศึกษาสิ่งต่างๆ ไดด้ งั น้ี 1. การศึกษาโรนาซ่ึงเป็นบรรยากาศช้นั นอกสุดของดวงอาทิตย์ ซ่ึงในเวลาปกติไมส่ ามารถ ศึกษาไดเ้ พราะแสงเพราะแสงอาทิตยส์ วา่ งจา้ มาก 2. การถ่ายรูปสเปกตราของโครโมสเฟี ยร์ พวยกา๊ ซ และแฟลชสเปกตรัม (Flash Spectrum) 3. การคน้ หาดาวเคราะห์ดวงใหม่และดาวท่ีอยใู่ กลด้ วงอาทิตย์ 4. การถ่ายรูปดาวบริเวณรอบๆดวงอาทิตย์ เพอ่ื ตรวจปรากฏการเล่ือนตาแหน่งของดวงฤกษ์ QR CODE ท่ี 9 เรอ่ื ง การเกดิ อุปราคา ส่ือการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว31001 (เร่ืองดาราศาสตร์)

26 เน่ืองจากการที่แรงโนม้ ถ่วงของดวงอาทิตยก์ ระทาต่อแสงสวา่ ง ในประเทศไทยไดเ้ กิดสุริยุปราคาเต็มดวงซ่ึงคน ไทยเห็นที่ตาบลหวา้ กอ จงั หวดั ประจวบคีรีขนั ธ์เมื่อวนั ท่ี 18 สิงหาคม พ.ศ. 2411 ซ่ึงเป็ นคร้ังท่ีสาคญั เนื่องจาก พระบาทสมเด็จพระจอมเกลา้ เจา้ อยหู่ วั ไดท้ รงคานวณดว้ ยพระองคเ์ องไวล้ ่วงหนา้ ถึง 2 ปี และพระองคไ์ ดเ้ สด็จ ไปทอดพระเนตรดว้ ยพระองคเ์ อง หลงั จากน้นั ไดเ้ กิดสุริยปุ ราคาเตม็ ดวงข้ึนอีก 4 คร้ัง แต่ละคร้ังไม่ซ้าท่ีเดิม และ คร้ังล่าสุดสุริยุปราคาเตม็ ดวงเกิดข้ึนเมื่อวนั ท่ี 4 ตุลาคม พ.ศ. 3538 เห็นไดห้ ลายอาเภอ เช่น อาเภอส่ีคิ้ว จงั หวดั นครราชสีมา เป็นตน้ สุริยปุ ราคามีโอกาสเกิดบอ่ ยกวา่ จนั ทรุปราคาและมีความน่าสนใจมากกวา่ ในปัจจุบนั สุริยปุ ราคาชุดสาคญั ๆมีอยู่ 12 ชุด จึงทาใหส้ ุริยปุ ราคาเกิดข้ึนไดท้ ุกๆปี ……………………………………………. แบบทดสอบหลงั เรียน QR CODE ท่ี 10 เรอ่ื ง แบทดสอบหลงั เรยี น สื่อการเรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ พว31001 (เรื่องดาราศาสตร์)