ทฤษฎีและหลักการพื้นฐานพลังงานนิวเคลียร์
......ในการที่จะเรียนรู้เรื่องราวเกี่ยวกับพลังงานนิวเคลียร์ จะต้องมีความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับโครงสร้างอะตอม เลขอะตอม เลขมวลและไอโซโทปสัญลักษณ์ทางนิวเคลียร์สารกัมมันตรังสี ปฏิกิริยนิวเคลียร์ฟิชชั่น
....... โครงสร้างอะตอม ในชีวิตประจำวันของคนเราเกี่ยวข้องกับธาตุอยู่ตลอดเวลา ธาตุในโลกปัจจุบันนี้มีจำนวนไม่น้อยกว่า 105 ธาตุธาตุที่เรารู้จักกันดีเช่น คาร์บอน โซเดียม อะลูมิเนียม คลอรีน สังกะสี ฯลฯ จากการค้นคว้าสมบัติและรายละเอียดของธาตุแต่ละธาตุ จะพบว่าธาตุแต่ละธาตุจะมีสมบัติเฉพาะตัวที่ต่างกันออกไป ธาตุมีอนุภาคเล็ก ๆ ประกอบด้วยอะตอม ในภาวะปกติ อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันจะมีคุณสมบัติเหมือนกัน อะตอมของธาตุต่างชนิดกันจะมีคุณสมบัติต่างกัน ภายในอะตอมประกอบด้วยอนุภาคที่สำคัญ 3 ชนิดคือ โปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอนโปรตอนและนิวตรอนจะอยู่รวมกันตรงกลางเป็นนิวเคลียส โปรตอนมีประจุไฟฟ้าเป็นบวก นิวตรอนจะมีคุณสมบัติเป็นกลางทางไฟฟ้า ส่วนอิเล็กตรอนจะมีน้ำหนักน้อยมากวิ่งรอบ ๆ นิวเคลียส และมีประจุไฟฟ้าเป็นลบ ความเป็นธาตุจะอยู่ในสภาวะปกติ คือจะมีจำนวนโปรตอนเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอน และจะมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า
เลขอะตอมเลขมวลและไอโซโทป
เลขอะตอม เป็นจำนวนโปรตอนหรืออิเล็กตรอน
เลขมวล เป็นผลรวมของจำนวนโปรตอนและนิวตรอนในนิวเคลียสอะตอมของธาตุชนิดเดียวกันจะ
มีจำนวนโปรตอนเท่ากันแต่จำนวนนิวตรอนไม่เท่ากันก็ได้ธาตุบางชนิดจึงมีค่าเลขมวลหลายค่า.......นักวิทยาศาสตร์ได้กำหนดสัญลักษณ์ต่างๆเพื่อความสะดวกในการศึกษาชิ้นส่วนที่เล็กที่สุดของธาตุต่าง ๆ ดังตัวอย่างต่อไปนี้คือ อิเล็กตรอน มีสัญลักษณ์ e มีประจุ - 1 โปรตอน มีสัญลักษณ์ p มีประจุ +1 นิวตรอน มีสัญลักษณ์ n มีประจุ 0 ชื่อธาตุ โดยปกติใช้สัญลักษณ์เป็นภาษาอังกฤษตัวแรกเป็นตัวใหญ่ 1 ตัว เช่น C เป็นสัญลักษณ์ของอะตอมคาร์บอน หากชื่อตัวแรกซ้ำกันเช่น แคลเซี่ยม จะเติมอักษรตัวเล็กที่แสดงสัญลักษณ์ธาตุแคลเซี่ยม เป็น Ca ซึ่งเป็นสัญลักษณ์อะตอมของแคลเซี่ยม
............สารกัมมันตรังสี......สารกัมมันตรังสีคือสารที่นิวเคลียสสลายให้พลังงานออกมาซึ่งมีทั้งสารกัมมันตรังสีธรรมชาติเช่นธาตุเรเนียมนิวเคลียส
จะแตกตัวโดยธรรมชาติหรือเรียกง่ายๆว่ามีนิวเคลียสที่ไม่เสถียร เมื่อนิวเคลียสแตกตัวจะได้พลังงานออกมา ขณะที่สลายตัวปริมาณมันจะน้อยลง ช่วงเวลาที่ใช้ในการสลายตัวนี้เรียกว่าครึ่งชีวิตของธาตุกัมมันตรังสีนั้น สารกัมมันตรังสี อาจจะทำได้โดยยิงพลังงานที่สูงกว่าเข้าไปในนิวเคลียส เพื่อให้นิวเคลียสแตกตัวและให้พลังงานออกมา อาจกล่าวได้ว่าสารทุกชนิดเป็นสารกัมมันตรังสีหมด แต่ไม่เป็นเช่นนั้นเพราะมีก๊าซบางชนิดที่เราเรียกว่าก๊าซเฉื่อย เช่น นีออน ฮีเลียม อาร์กอน ซีนอน ฯลฯ ที่มีคุณสมบัติคือมีพลังยึดเหนียวแน่นมากหากจะใช้พลังงานที่จะยิงให้นิวเคลียสแตกตัวต้องใช้พลังงานระดับสูงมาก............ พลังงานนิวเคลียร์และปฏิกิริยานิวเคลียร์..........พลังงานนิวเคลียร์ .....คือ พลังงานที่ได้จากการที่นิวเคลียสแตกตัวนั่นเอง พลังงานนิวเคลียร์จะมีค่ามากมายมหาศาล และขณะที่นิวเคลียสแตกตัว ปล่อยอนุภาคออกมานั้น เป็นกฎการสลายตัว จะเกิดนิวเคลียสธาตุใหม่พร้อมทั้งพลังงานนิวเคลียร์นั่นเอง ส่วนกัมมันตภาพ (Ratio activity) คือ อัตราการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี............ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ .....ทำให้เกิดแรงนิวเคลียร์มี 2 ปฏิกิริยา คือ ปฏิกิริยาฟิชชั่น และปฏิกิริยาฟิวชั่น............ ปฏิกิริยาฟิชชั่น (Fission) คือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดจากการใช้อนุภาคนิวตรอนหรืออนุภาคอื่นยิงไปที่นิวเคลียสของธาตุหนัก แล้วทำให้นิวเคลียส แตกตัวเป็นนิวเคลียสใหม่สองนิวเคลียสที่มีมวลใกล้เคียงกันและมีพลังงานยึดเหนี่ยวต่อนิวคลีออนสูงกว่านิวเคลียสของธาตุเดิม ขบวนการฟิชชั่นที่เกิดขึ้นนี้จะมี นิวตรอนอิสระเกิดขึ้นด้วย นิวตรอนอิสระนี้จะไปชนนิวเคลียสอื่นของยูเรเนียมก็จะเกิดฟิชชั่นต่อไปเรียกว่า “ปฏิกิริยาลูกโซ่” ซึ่งเกิดต่อเนื่องกันไปไม่หยุดยั้งและ จะเกิดพลังงานมหาศาล แนวความคิดนี้ถูกนำไปใช้ในเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์............ ปฏิกิริยาฟิวชั่น (Fusion) ฟิวชั่นคือปฏิกิริยานิวเคลียร์ซึ่งเกิดจากนิวเคลียสธาตุเบามา หลอมรวมกันเป็นนิวเคลียร์ที่หนักกว่า พร้อมกับมีพลังงานปล่อยออกมา ปฏิกิริยาฟิวชั่นบนดวงอาทิตย์และดาวฤกษ์ จะมีพลังงานออกมาไม่สิ้นสุด เพราะการรวมตัวของไฮโดรเจน 4 อะตอม เกิดฮีเลียมและพลังงานปฏิกิริยาเช่นนี้เกิดขึ้นมากมายบนดวงอาทิตย์ จึงไม่น่าประหลาดใจว่าเหตุใดใจกลางดวงอาทิตย์จึงมีอุณหภูมิถึง 20,000,000 K (เคลวิน) การสร้างปฏิกิริยาในห้องปฏิบัติการสามารถทำได้ เช่นระเบิดไฮโดรเจนเป็นผลของปฏิกิริยาฟิวชั่น มีพลังงานสูงกว่าระเบิดนิวเคลียร์มาก แต่เรายังไม่สามารถควบคุมบังคับให้เกิดปฏิกิริยาต่อเนื่องได้
การนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์
.....การนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์จะใช้อยู่ 2 ทาง คือ ใช้ในการทำลายและได้จากฟิวชั่นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ซึ่งมีรายละเอียดดังนี้คือ
1. ใช้ในการทำลาย ซึ่งมีอำนาจมหาศาล เช่น การขุดคลอง การระเบิดหิน การทหาร2. ได้จากฟิวชั่นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ซึ่งจะใช้ประโยชน์ในการผลิตพลังงานไฟฟ้า.....เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ประกอบด้วยแท่งเชื้อเพลิง คือยูเรเนียมหรือพลูโทเนียม จะผสมอยู่ในมอเดอเรเตอร์และมีแท่งควบคุม ซึ่งทำหน้าที่ควบคุมอัตราการเกิดฟิชชั่น โดยให้เกิดภายในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ พลังงานจะถูกปล่อยออกมาในรูปความร้อน และเราถ่ายความร้อนจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ โดยใช้ของเหลว ของเหลวนี้จะนำความร้อนไปยังเครื่องถ่ายความร้อน ณ ที่นั้นจะทำให้น้ำกลายเป็นไอ ไอน้ำจะไปหมุนกังหันซึ่งมีเพลาต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมุนและผลิตไฟฟ้าออกจำหน่ายไปตามบ้าน การผลิตไฟฟ้าแบบนี้ต้นทุนจะสูง แต่เมื่อมองในระยะยาวจะคุ้มทุน เพราะเมื่อเทียบกับพลังงานเชื้อเพลิงปิโตรเลียมแล้ว เชื้อเพลิงปิโตรเลียมจะสิ้นเปลืองมากกว่า
ข้อควรระวังในการใช้พลังงานนิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์เมื่อไม่ระมัดระวังในการใช้จะเกิดโทษดังต่อไปนี้คือ
1. รังสีที่แผ่ออกมาจากธาตุกัมมันตรังสี เมื่อผ่านสิ่งมีชีวิตทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต นอกจากนั้นจะมีผลถึงพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต ตัวอย่างคือความพิการของคนในเมืองฮิโรชิมาและนางาซากิ ประเทศญี่ปุ่น ที่ประเทศสหรัฐอเมริกาทิ้งระเบิดปรมาณูในสงครามโลกครั้งที่ 2
2. การทิ้งกากสารที่มีกัมมันตรังสี ถ้าทำไม่ระมัดระวังจะทำให้เกิดผลกระทบต่อชีวิตในบริเวณนั้น
การป้องกันในการใช้พลังงานนิวเคลียร์1. ให้ใช้ในระยะเวลาสั้นที่สุดเท่าที่จะทำได้
2. ให้อยู่ห่างแหล่งกำเนิดหรือบริเวณธาตุกัมมันตรังสีให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้
3. เนื่องจากขณะที่เกิดพลังงานนิวเคลียร์ จะมีรังสีออกมาด้วย รังสีนี้จะมีอำนาจในการผ่านวัตถุต่างกัน จึงควรใช้วัตถุที่รังสีทะลุผ่านได้น้อยมาเป็นเครื่องกำบัง โดยมากมักใช้ตะกั่ว คอนกรีต การทำงานเกี่ยวกับนิวเคลียร์ต้องมีเครื่องมือวัดรังสีเพื่อรู้ปริมาณรังสี เพื่อป้องกันอันตรายจากรังสี
..........โดยปกติแล้วในธรรมชาติ สิ่งมีชีวิตจะได้รับรังสีโดยธรรมชาติอยู่เสมอ แต่ได้รับน้อยจึงไม่มีอันตราย แนวโน้มการใช้พลังงานนิวเคลียร์จะมีมากขึ้นในอนาคต เพราะความเจริญทางเทคโนโลยี จึงควรใช้ด้วยความระมัดระวังเพราะพลังงานนิวเคลียร์มีทั้งคุณและโทษ
วันพฤหัสบดีที่ 2 กันยายน พ.ศ. 2553
การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ (Projectile)
การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ (Projectile)
คือการเคลื่อนที่ในแนวโค้งพาราโบลา ซึ่งเกิดจากวัตถุได้รับความเร็วใน 2 แนวพร้อมกัน คือ ความเร็วในแนวราบและความเร็วในแนวดิ่ง ตัวอย่างของการเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ ได้แก่ ดอกไม้ไฟ น้ำพุ การเคลื่อนที่ของลูกบอลที่ถูกเตะขึ้นจากพื้น การเคลื่อนที่ของนักกระโดดไกล
กาลิเลโอ เป็นคนแรกที่อธิบายการเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ได้อย่างละเอียด เขาได้อธิบายว่าถ้าจะศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุแบบโพรเจกไทด์ได้อย่างละเอียดนั้น ต้องแยกศึกษาส่วนประกอบในแนวราบ และ ในแนวดิ่งอย่างอิสระไม่เกี่ยวข้องกัน
กาลิเลโอได้อธิบายว่า การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ เป็นการเคลื่อนที่ที่ประกอบด้วยการเคลื่อนที่ในสองแนวไม่ใช่แนวเดียว โดยในแนวดิ่งจะมีแรงเนื่องจากแรงดึงดูดของโลกกระทำต่อวัตถุให้เคลื่อนที่ลงด้วยความเร่ง 9.8 m/s2 และในเวลาเดียวกับที่วัตถุถูกดึงลง โพรเจกไทล์ก้ยังคงเคลื่อนที่ตรงในแนวราบด้วย ( หลักความเฉื่อยของกาลิเลโอ Galilao's pricipal Inertia ) เขาแสดงให้เห็นว่า โพรเจกไทล์นั้นได้ จะประกอบด้วยการเคลื่อนที่ 2 แนว พร้อม ๆกัน โดยในแต่ละแนวนั้นจะเคลื่อนที่อย่างอิสระไม่เกี่ยวข้องกัน และยังพบว่าเส้นทางการเคลื่อนที่ของโพรเจกไทล์จะเป็นรูปเรขาคณิต ที่เรียกว่า "พาราโบลา"
ลองมาทดสอบวิถีโค้งแบบ โพรเจกไทล์ (Projectile)
คือการเคลื่อนที่ในแนวโค้งพาราโบลา ซึ่งเกิดจากวัตถุได้รับความเร็วใน 2 แนวพร้อมกัน คือ ความเร็วในแนวราบและความเร็วในแนวดิ่ง ตัวอย่างของการเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ ได้แก่ ดอกไม้ไฟ น้ำพุ การเคลื่อนที่ของลูกบอลที่ถูกเตะขึ้นจากพื้น การเคลื่อนที่ของนักกระโดดไกล
กาลิเลโอ เป็นคนแรกที่อธิบายการเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ได้อย่างละเอียด เขาได้อธิบายว่าถ้าจะศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุแบบโพรเจกไทด์ได้อย่างละเอียดนั้น ต้องแยกศึกษาส่วนประกอบในแนวราบ และ ในแนวดิ่งอย่างอิสระไม่เกี่ยวข้องกัน
กาลิเลโอได้อธิบายว่า การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ เป็นการเคลื่อนที่ที่ประกอบด้วยการเคลื่อนที่ในสองแนวไม่ใช่แนวเดียว โดยในแนวดิ่งจะมีแรงเนื่องจากแรงดึงดูดของโลกกระทำต่อวัตถุให้เคลื่อนที่ลงด้วยความเร่ง 9.8 m/s2 และในเวลาเดียวกับที่วัตถุถูกดึงลง โพรเจกไทล์ก้ยังคงเคลื่อนที่ตรงในแนวราบด้วย ( หลักความเฉื่อยของกาลิเลโอ Galilao's pricipal Inertia ) เขาแสดงให้เห็นว่า โพรเจกไทล์นั้นได้ จะประกอบด้วยการเคลื่อนที่ 2 แนว พร้อม ๆกัน โดยในแต่ละแนวนั้นจะเคลื่อนที่อย่างอิสระไม่เกี่ยวข้องกัน และยังพบว่าเส้นทางการเคลื่อนที่ของโพรเจกไทล์จะเป็นรูปเรขาคณิต ที่เรียกว่า "พาราโบลา"
ลองมาทดสอบวิถีโค้งแบบ โพรเจกไทล์ (Projectile)
วันพุธที่ 1 กันยายน พ.ศ. 2553
การเคลื่อนที่
การเคลื่อนที่ (อังกฤษ: motion) คือ การเปลี่ยนตำแหน่งของวัตถุในช่วงเวลาหนึ่ง ซึ่งวัดโดยผู้สังเกตที่เป็นส่วนหนึ่งของกรอบอ้างอิง เมื่อปลายคริสต์ศตวรรษที่ 19 เซอร์ไอแซก นิวตัน ได้เสนอกฎการเคลื่อนที่ของนิวตันในหนังสือ Principia ของเขา ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นกฎพื้นฐานของฟิสิกส์ดั้งเดิม การคำนวณการเคลื่อนที่ของวัตถุต่างๆ โดยใช้ฟิสิกส์ดั้งเดิมนั้นประสบความสำเร็จมาก จนกระทั่งนักฟิสิกส์เริ่มศึกษาเกี่ยวกับสิ่งที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมาก
นักฟิสิกส์พบว่า ฟิสิกส์ดั้งเดิมไม่สามารถคำนวณสิ่งที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงได้แม่นยำ เพื่อแก้ปัญหานี้ อองรี ปวงกาเร และ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ได้เสนอทฤษฎีอธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุ เพื่อใช้แทนของกฎของนิวตัน กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันกำหนดให้อวกาศและเวลาเป็นสิ่งสัมบูรณ์ แต่ทฤษฎีไอน์สไตน์กับปวงกาเร ซึ่งเรียกว่า ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ กำหนดให้ค่าเหล่านี้เป็นสิ่งสัมพัทธ์ ซึ่งต่อมา ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษก็เป็นที่ยอมรับในการอธิบายการเคลื่อนที่ เพราะทำนายผลลัพธ์ได้แม่นยำกว่า อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันยังเป็นที่ใช้กันอยู่ โดยเฉพาะงานด้านฟิสิกส์ประยุกต์และงานวิศวกรรม เพราะสามารถคำนวณได้ง่ายกว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ
นักฟิสิกส์พบว่า ฟิสิกส์ดั้งเดิมไม่สามารถคำนวณสิ่งที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงได้แม่นยำ เพื่อแก้ปัญหานี้ อองรี ปวงกาเร และ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ได้เสนอทฤษฎีอธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุ เพื่อใช้แทนของกฎของนิวตัน กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันกำหนดให้อวกาศและเวลาเป็นสิ่งสัมบูรณ์ แต่ทฤษฎีไอน์สไตน์กับปวงกาเร ซึ่งเรียกว่า ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ กำหนดให้ค่าเหล่านี้เป็นสิ่งสัมพัทธ์ ซึ่งต่อมา ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษก็เป็นที่ยอมรับในการอธิบายการเคลื่อนที่ เพราะทำนายผลลัพธ์ได้แม่นยำกว่า อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันยังเป็นที่ใช้กันอยู่ โดยเฉพาะงานด้านฟิสิกส์ประยุกต์และงานวิศวกรรม เพราะสามารถคำนวณได้ง่ายกว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ
วันอังคารที่ 31 สิงหาคม พ.ศ. 2553
วันอังคารที่ 24 สิงหาคม พ.ศ. 2553
วันพุธที่ 4 สิงหาคม พ.ศ. 2553
โพลาไรเซชั่นกับทิศการสั่นของคลื่นแสง โพลาไรเซชั่นกับทิศการสั่นของคลื่นแสง
โพลาไรเซชั่น (Polarization) เกี่ยวข้องไม่เฉพาะกับคลื่นแสงเท่านั้น แต่กับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกอย่าง (คลื่นวิทยุ คลื่นโทรศัพท์มือถือ คลื่นจากเตาอบไมโครเวฟ) คนที่เคยได้ยินหรือได้อ่านเจอคำๆ นี้อาจมีข้อสงสัยขึ้นมาว่ามันคืออะไร หรือคนที่เคยได้ยินผ่านหูได้เห็นผ่านตามาบ้างอาจไม่เข้าใจเท่าที่ควร
เพื่อให้เห็นภาพชัดเจนขึ้น ลองมาพิจารณาที่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากันก่อน ที่เราเรียกคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าก็เพราะว่าคลื่นนี้มีการเปลี่ยนแปลง (คิดง่ายๆ คือ มีการสั่นขึ้นและลง) ของคลื่นสนามไฟฟ้าพร้อมๆ กับการเปลี่ยนแปลงของคลื่นสนามแม่เหล็กไปด้วย เพียงแต่ว่าคลื่นสนามทั้งสองจะมีทิศการสั่นในทิศทางที่ตั้งฉากซึ่งกันและกัน และการสั่นของคลื่นสนามทั้งสองก็สั่นในทิศทางที่ตั้งฉากกับทิศทางการเดินทางของคลื่นด้วย
ยกตัวอย่างเช่น ถ้าคลื่นสนามไฟฟ้าสั่นในทิศทางขึ้นและลงตาม (คลื่นสีแดงในรูปข้างล่าง) คลื่นสนามแม่เหล็กจะสั่นในทิศทางเข้าและออกจากหน้าจอ (คลื่นสีน้ำเงินในรูปข้างล่าง) ส่วนทิศทางการเดินทางของคลื่นก็จะเดินทางจากซ้ายไปขวา ดังรูป
[www.westfieldscience.net]
โพลาไรเซชั่นคืออะไร
เนื่องจากมีการสั่นของคลื่นสนามทั้งสองอยู่ตลอดเวลา จึงจำเป็นที่จะต้องบอกทิศทางการสั่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าว่าสั่นในทิศทางไหน จึงได้มีการกำหนดคำว่า "โพลาไรเซชั่น" ขึ้นมา
ถ้าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเคลื่อนที่อยู่ในระนาบของจอคอมพิวเตอร์ แต่คลื่นสนามไฟฟ้าของมันพุ่งเข้าและออกจากหน้าจออยู่ตลอดเวลา ก็จะโพลาไรเซชั่นลักษณะนี้ว่า TE (Transversed Electric) หรือบางครั้งก็เขียนเป็นตัวย่อว่า "s-polarization" ในทางกลับกันถ้าคลื่นสนามแม่เหล็กพุ่งเข้าและออกจากหน้าจออยู่ตลอดเวลาก็จะเรียกว่า TM (Transversed Magnetic) หรือเขียนย่อๆ ได้เป็น "p-Polarized"
โพลาไรเซชั่นมีกี่แบบ
ถ้าเราพิจารณารูปข้างต้นที่คลื่นสนามไฟฟ้าที่เป็นสีแดงมีทิศทางการสั่นขึ้นและลงเท่านั้น เราจะเรียกลักษณะของโพลาไรเซชั่นแบบนี้ว่า "โพลาไรเซชั่นเชิงเส้น (Linear Polarization)" ในแนวตั้ง ในทำนองเดียวกันถ้าคลื่นสนามไฟฟ้าสั่นในอยู่ในแนวนอนก็จะเรียก "โพลาไรเซชั่นเชิงเส้นในแนวนอน" และถ้าสั่นอยู่ในระนาบที่เอียงอยู่ เช่น 45 องศา ก็จะเรียกว่า "โพลาไรเซชั่นเชิงเส้นในแนว 45 องศา"
ในกรณีที่โพลาไรเซชั่นไม่ได้อยู่ในแนวแกนตั้งหรือแกนนอนใดๆ เราสามารถใช้คณิตศาสตร์แตกให้อยู่ในแนวแกนทั้งสองได้ ซึ่งทำให้ในแนวแกนทั้งสองมีการสั่นของคลื่นสนามไฟฟ้า ทีนี้เมื่อคลื่นสนามไฟฟ้าทั้งสองมีจุดเริ่มต้นที่ไม่พร้อมกัน คือ มีช่วงเวลาห่างกันอยู่ค่าๆ หนึ่งเสมอ จะทำให้โพลาไรเซชั่นที่ได้ไม่เป็นเชิงเส้นอีกต่อไป แต่จะเป็น "โพลาไรเซชั่นแบบวงกลม (Circular Polarization)" แทน นั่นหมายความว่า ระหว่างที่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรือคลื่นแสงเคลื่อนที่เข้าหาเรา เราจะเห็นทิศทางการสั่นของคลื่นสนามไฟฟ้าหมุนเป็นวงกลม การหมุนเป็นวงกลมก็ยังสามารถหมุนทวนเข็มหรือตามเข็มนาฬิกาได้อีกเช่นกันขึ้นอยู่กับว่าคลื่นสนามไฟฟ้าในแนวใดนำอยู่ข้างหน้า
[hyperphysics.phy-astr.gsu.edu]
ถ้าขนาดของคลื่นสนามไฟฟ้าในแนวแกนทั้งสองมีค่าไม่เท่ากันอีกเราก็จะได้ "โพลาไรเซชั่นแบบวงรี (Elliptical Polarization)" แทน
มาถึงจุดนี้ก็สามารถสรุปได้ว่า "โพลาไรเซชั่น" เป็นตัวแปรตัวหนึ่งที่ใช้บอกว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีการสั่นในทิศทางไหนและมีขนาดเท่าไหร่ หรือ ในมุมของคณิตศาสตร์ "โพลาไรเซชั่น" เป็นปริมาณเวกเตอร์ที่มีขนาดและทิศทาง
สนามเชิงแสง (Optical Field) คืออะไร
"สนามเชิงแสง" จะบ่งบอกถึงทิศทางการสั่นของคลื่นสนามไฟฟ้า ทั้งนี้มีสาเหตุมาจากที่ว่า คลื่นสนามไฟฟ้าของแสงจะส่งผลต่อคุณสมบัติของวัตถุทั่วไปได้มากกว่าคลื่นสนามแม่เหล็กของแสง (ไม่นับรวมวัตถุที่มีคุณสมบัติของความเป็นแม่เหล็กที่ดี) ดังนั้นการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติของวัตถุเมื่อมีแสงตกกระทบสามารถตรวจสอบได้ง่ายถ้าเราดูที่ผลการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากคลื่นสนามไฟฟ้าแทนคลื่นสนามแม่เหล็ก
รู้แล้วเอาไปทำอะไร
ลักษณะของโพลาไรเซชั่นนี้ก็ได้นำมาประยุกต์ใช้กับชีวิตประจำวันของเรามากมาย ยกตัวอย่างเช่น การที่เสารับสัญญาณโทรทัศน์และวิทยุมีความยาวไม่เท่ากัน มีปีกติดอยู่ด้านข้าง หรือ บางรุ่นมีจานหรืออ่างโลหะกลมติดอยู่ด้วย ก็เพื่อที่จะตรงกับทิศทางการสั่น (โพลาไรเซชั่น) ของคลื่นสนามไฟฟ้าของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ส่งมาจากต้นทางได้ชัดเจนที่สุด
สำหรับเรื่องแสงนั้นก็ได้นำความรู้เรื่องของโพลาไรเซชั่นมาใช้ประโยชน์มากมาย ตัวอย่างก็มีอย่าง
ตัวเลขดิจิทัลของนาฬิกาข้อมือที่ภายในมีผลึกเหลวบรรจุอยู่ในช่องว่างของแผ่นแก้วสองแผ่นที่เคลือบด้วยฟิล์มโพลาไรเซอร์ ภายในแผ่นแก้วก็มีขั้วไฟฟ้าโปร่งใสที่เราสามารถใส่กระแสไฟฟ้าเข้าไป ทำให้ผลึกเหลวมีการจัดเรียงตัวใหม่บังคับให้ทิศทางการสั่นของคลื่นสนามไฟฟ้าของแสงเปลี่ยนทิศทาง
[www.olympusmicro.com.jpg]
จอแบนชนิดผลึกเหลว (Liquid Crystal Display) หรือเรียกย่อๆ ว่า LCD ซึ่งมีการทำงานคล้ายๆ กับตัวเลขดิจิทัลบนนาฬิกาข้อมูล แต่จะมีความซับซ้อนมากขึ้น เพราะต้องควบคุมสี และ ความเข้ม ของแต่ละจุดบนจอภาพไปพร้อมๆ กันด้วย
[www.cknow.com]
แว่นตากันแดดที่สามารถกรองคลื่นสนามไฟฟ้าของแสงที่มีทิศทางที่ไม่ต้องการออกไปจึงช่วยลดความเข้มของแสงลงได้
[www.olympusmicro.com]
การตรวจสอบความหนา ชนิดของวัสดุ และ ความเสียหายที่เกิดบนชิ้นงาน อย่างพลาสติก และ แก้ว
ที่มา http://gotoknow.org/blog/photonics/213432
โพลาไรเซชั่น (Polarization) เกี่ยวข้องไม่เฉพาะกับคลื่นแสงเท่านั้น แต่กับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกอย่าง (คลื่นวิทยุ คลื่นโทรศัพท์มือถือ คลื่นจากเตาอบไมโครเวฟ) คนที่เคยได้ยินหรือได้อ่านเจอคำๆ นี้อาจมีข้อสงสัยขึ้นมาว่ามันคืออะไร หรือคนที่เคยได้ยินผ่านหูได้เห็นผ่านตามาบ้างอาจไม่เข้าใจเท่าที่ควร
เพื่อให้เห็นภาพชัดเจนขึ้น ลองมาพิจารณาที่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากันก่อน ที่เราเรียกคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าก็เพราะว่าคลื่นนี้มีการเปลี่ยนแปลง (คิดง่ายๆ คือ มีการสั่นขึ้นและลง) ของคลื่นสนามไฟฟ้าพร้อมๆ กับการเปลี่ยนแปลงของคลื่นสนามแม่เหล็กไปด้วย เพียงแต่ว่าคลื่นสนามทั้งสองจะมีทิศการสั่นในทิศทางที่ตั้งฉากซึ่งกันและกัน และการสั่นของคลื่นสนามทั้งสองก็สั่นในทิศทางที่ตั้งฉากกับทิศทางการเดินทางของคลื่นด้วย
ยกตัวอย่างเช่น ถ้าคลื่นสนามไฟฟ้าสั่นในทิศทางขึ้นและลงตาม (คลื่นสีแดงในรูปข้างล่าง) คลื่นสนามแม่เหล็กจะสั่นในทิศทางเข้าและออกจากหน้าจอ (คลื่นสีน้ำเงินในรูปข้างล่าง) ส่วนทิศทางการเดินทางของคลื่นก็จะเดินทางจากซ้ายไปขวา ดังรูป
[www.westfieldscience.net]
โพลาไรเซชั่นคืออะไร
เนื่องจากมีการสั่นของคลื่นสนามทั้งสองอยู่ตลอดเวลา จึงจำเป็นที่จะต้องบอกทิศทางการสั่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าว่าสั่นในทิศทางไหน จึงได้มีการกำหนดคำว่า "โพลาไรเซชั่น" ขึ้นมา
ถ้าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเคลื่อนที่อยู่ในระนาบของจอคอมพิวเตอร์ แต่คลื่นสนามไฟฟ้าของมันพุ่งเข้าและออกจากหน้าจออยู่ตลอดเวลา ก็จะโพลาไรเซชั่นลักษณะนี้ว่า TE (Transversed Electric) หรือบางครั้งก็เขียนเป็นตัวย่อว่า "s-polarization" ในทางกลับกันถ้าคลื่นสนามแม่เหล็กพุ่งเข้าและออกจากหน้าจออยู่ตลอดเวลาก็จะเรียกว่า TM (Transversed Magnetic) หรือเขียนย่อๆ ได้เป็น "p-Polarized"
โพลาไรเซชั่นมีกี่แบบ
ถ้าเราพิจารณารูปข้างต้นที่คลื่นสนามไฟฟ้าที่เป็นสีแดงมีทิศทางการสั่นขึ้นและลงเท่านั้น เราจะเรียกลักษณะของโพลาไรเซชั่นแบบนี้ว่า "โพลาไรเซชั่นเชิงเส้น (Linear Polarization)" ในแนวตั้ง ในทำนองเดียวกันถ้าคลื่นสนามไฟฟ้าสั่นในอยู่ในแนวนอนก็จะเรียก "โพลาไรเซชั่นเชิงเส้นในแนวนอน" และถ้าสั่นอยู่ในระนาบที่เอียงอยู่ เช่น 45 องศา ก็จะเรียกว่า "โพลาไรเซชั่นเชิงเส้นในแนว 45 องศา"
ในกรณีที่โพลาไรเซชั่นไม่ได้อยู่ในแนวแกนตั้งหรือแกนนอนใดๆ เราสามารถใช้คณิตศาสตร์แตกให้อยู่ในแนวแกนทั้งสองได้ ซึ่งทำให้ในแนวแกนทั้งสองมีการสั่นของคลื่นสนามไฟฟ้า ทีนี้เมื่อคลื่นสนามไฟฟ้าทั้งสองมีจุดเริ่มต้นที่ไม่พร้อมกัน คือ มีช่วงเวลาห่างกันอยู่ค่าๆ หนึ่งเสมอ จะทำให้โพลาไรเซชั่นที่ได้ไม่เป็นเชิงเส้นอีกต่อไป แต่จะเป็น "โพลาไรเซชั่นแบบวงกลม (Circular Polarization)" แทน นั่นหมายความว่า ระหว่างที่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรือคลื่นแสงเคลื่อนที่เข้าหาเรา เราจะเห็นทิศทางการสั่นของคลื่นสนามไฟฟ้าหมุนเป็นวงกลม การหมุนเป็นวงกลมก็ยังสามารถหมุนทวนเข็มหรือตามเข็มนาฬิกาได้อีกเช่นกันขึ้นอยู่กับว่าคลื่นสนามไฟฟ้าในแนวใดนำอยู่ข้างหน้า
[hyperphysics.phy-astr.gsu.edu]
ถ้าขนาดของคลื่นสนามไฟฟ้าในแนวแกนทั้งสองมีค่าไม่เท่ากันอีกเราก็จะได้ "โพลาไรเซชั่นแบบวงรี (Elliptical Polarization)" แทน
มาถึงจุดนี้ก็สามารถสรุปได้ว่า "โพลาไรเซชั่น" เป็นตัวแปรตัวหนึ่งที่ใช้บอกว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีการสั่นในทิศทางไหนและมีขนาดเท่าไหร่ หรือ ในมุมของคณิตศาสตร์ "โพลาไรเซชั่น" เป็นปริมาณเวกเตอร์ที่มีขนาดและทิศทาง
สนามเชิงแสง (Optical Field) คืออะไร
"สนามเชิงแสง" จะบ่งบอกถึงทิศทางการสั่นของคลื่นสนามไฟฟ้า ทั้งนี้มีสาเหตุมาจากที่ว่า คลื่นสนามไฟฟ้าของแสงจะส่งผลต่อคุณสมบัติของวัตถุทั่วไปได้มากกว่าคลื่นสนามแม่เหล็กของแสง (ไม่นับรวมวัตถุที่มีคุณสมบัติของความเป็นแม่เหล็กที่ดี) ดังนั้นการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติของวัตถุเมื่อมีแสงตกกระทบสามารถตรวจสอบได้ง่ายถ้าเราดูที่ผลการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากคลื่นสนามไฟฟ้าแทนคลื่นสนามแม่เหล็ก
รู้แล้วเอาไปทำอะไร
ลักษณะของโพลาไรเซชั่นนี้ก็ได้นำมาประยุกต์ใช้กับชีวิตประจำวันของเรามากมาย ยกตัวอย่างเช่น การที่เสารับสัญญาณโทรทัศน์และวิทยุมีความยาวไม่เท่ากัน มีปีกติดอยู่ด้านข้าง หรือ บางรุ่นมีจานหรืออ่างโลหะกลมติดอยู่ด้วย ก็เพื่อที่จะตรงกับทิศทางการสั่น (โพลาไรเซชั่น) ของคลื่นสนามไฟฟ้าของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ส่งมาจากต้นทางได้ชัดเจนที่สุด
สำหรับเรื่องแสงนั้นก็ได้นำความรู้เรื่องของโพลาไรเซชั่นมาใช้ประโยชน์มากมาย ตัวอย่างก็มีอย่าง
ตัวเลขดิจิทัลของนาฬิกาข้อมือที่ภายในมีผลึกเหลวบรรจุอยู่ในช่องว่างของแผ่นแก้วสองแผ่นที่เคลือบด้วยฟิล์มโพลาไรเซอร์ ภายในแผ่นแก้วก็มีขั้วไฟฟ้าโปร่งใสที่เราสามารถใส่กระแสไฟฟ้าเข้าไป ทำให้ผลึกเหลวมีการจัดเรียงตัวใหม่บังคับให้ทิศทางการสั่นของคลื่นสนามไฟฟ้าของแสงเปลี่ยนทิศทาง
[www.olympusmicro.com.jpg]
จอแบนชนิดผลึกเหลว (Liquid Crystal Display) หรือเรียกย่อๆ ว่า LCD ซึ่งมีการทำงานคล้ายๆ กับตัวเลขดิจิทัลบนนาฬิกาข้อมูล แต่จะมีความซับซ้อนมากขึ้น เพราะต้องควบคุมสี และ ความเข้ม ของแต่ละจุดบนจอภาพไปพร้อมๆ กันด้วย
[www.cknow.com]
แว่นตากันแดดที่สามารถกรองคลื่นสนามไฟฟ้าของแสงที่มีทิศทางที่ไม่ต้องการออกไปจึงช่วยลดความเข้มของแสงลงได้
[www.olympusmicro.com]
การตรวจสอบความหนา ชนิดของวัสดุ และ ความเสียหายที่เกิดบนชิ้นงาน อย่างพลาสติก และ แก้ว
ที่มา http://gotoknow.org/blog/photonics/213432
รังสีเเกมมา
เรื่องของรังสี
รังสี (Radiation)
กลุ่มวิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี่ ฤทธิยะวรรณาลัย
โดย อ.ปีศาจ wolfen GTW
..........................
รังสีที่มองไม่เห็น(Unvisible ray)
........................
แสงกับรังสี
แสงกับรังสี มีความหมายที่ไม่เหมือนกัน
แสงหมายถึงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งมีความถี่ ของคลื่นที่ตารับรู้ได้
ส่วนรังสี (เป็นศัพท์เก่าแก่) หมายถึงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าช่วงที่ความถี่ซึ่งสายตาไม่สามารถรับรู้ได้
มีคนกล่าวตลกๆว่า (GTWเองล่ะ..อิอิ) "แสงคือรังสีที่มองเห็น รังสีคือแสงที่ที่มองไม่เห็น"
รังสีทุกชนิด ทั้งที่มองเห็นและมองไม่เห็น จะเคลื่อนที่จากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่งในลักษณะของคลื่น
คลื่นมี 2 ประเภท คือคลื่นตามยาว และคลื่นตามขวาง คลื่นตามยาวจะมีการเคลื่อนที่ของอนุภาคไปตามแนวการเคลื่อนที่ของคลื่น(เช่น คลื่นเสียง) ส่วนคลื่นตามขวาง อนุภาคจะเคลื่อนตัวตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนที่ เช่น คลื่นน้ำ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
พลังงานของรังสี
ขึ้นอยู่กับลักษณะของคลื่นดังนี้
1. คลื่นที่มีความถี่สูงพลังงานจะสูง
2. คลื่นที่มีแอมปลิจูดสูง พลังงานจะสูง
3.คลื่นที่มีความถี่สั้นมาก พลังงานจะสูง
เราอาจแบ่งกลุ่มของรังสีเป็น 2 กลุ่มโดยเอาแสงเป็นเกณฑ์ ดังนี้
1. กลุ่มที่มีความยาวคลื่นสั้น(หรือต่ำกว่าแสง...หรือพูดง่ายๆว่าลูกคลื่นชิดกันมาก) แต่มีความถี่สูงกว่าแสง คือ รังสีอัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ รังสีแกมมา
2. กลุ่มที่มีความยาวคลื่นสูงกว่าแสง(ยาวกว่า หรือพูดง่ายๆว่าลูกคลื่นห่างกันมากกว่า) เช่น รังสีอินฟราเรด คลื่นวิทยุ คลื่นไมโครเวฟ (สังเกตว่า 2 ตัวหลังจะใช้คำว่าคลื่นแทนคำว่ารังสี เพราะว่า2 ตัวหลังพลังงานมันน้อยเลยไม่นิยมเรียกว่าคลื่น...คงเหมือนคุณลำไยนั่นล่ะ)
3.กลุ่มที่รังสีมีความถี่ทับซ้อนกัน(อันนี้กะเอาไว้พูดตอนหลังเพราะเราไม่ค่อยเน้นเรื่องนี้เท่าไร)
รังสีมาจากไหน
แหล่งกำเนิดของรังสีในโลกมีอยู่มากมายแบ่งง่าย ๆ เป็น 2 ประเภทได้แก่
1. รังสีที่มีอยู่ทั่ว ๆ ไป (Background Radiation) ได้แก่
รังสีที่มาจากนอกโลก (Cosmic Radiation)
สารกัมมันตรังสีในธรรมชาติ (Natural Radioactivity) ที่มีอยู่ในชั้นหิน ดิน
สารกัมมันตรังสีที่ได้จากการทดลองทางนิวเคลียร์ แล้วตกลงมาบนโลก
2. รังสีที่มนุษย์ผลิตขึ้น (Man-made Radiation) มีใช้ทั้งในทางการแพทย์ อุตสาหกรรม อาวุธสงคราม ฯลฯ
การใช้รังสีในทางการแพทย์มีอะไรบ้าง
1. ในงานวิจัย
2. การวินิจฉัยโรค (Diagnostic Radiology) ซึ่งมีทั้งที่ใช้รังสีเอ็กซ์ (X-ray) และการตรวจทางเวชศาสตร์นิวเคลียร์ (Nuclear Medicine)
3. การรักษาโรคมะเร็ง (Radiotherapy)
4. รังสีร่วมรักษา (Interventional Radioloty)
ปัจจุบันการตรวจทางรังสีนับเป็นสิ่งจำเป็นอย่างหนึ่งในการวินิจฉัยโรคแล้วใช้ติดตามผลการรักษาได้เป็นอย่างดี องค์กรอาหารและยา (Food and Drug Administrotion) ของสหรัฐอเมริกา ได้เคยประมาณไว้ว่าชาวอเมริกันไม่น้อยกว่า 130 ล้านคนได้รับการตรวจวินิจฉัย โรคด้วยรังสีเอกซ หรือการตรวจด้วยเวชศาสตร์นิวเคลียร์เป็นประจำทุกปี
ปกติโลกเราจะได้รับรังสี Cosmic อยู่ตลอดเวลา ในทุกๆ ระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น 1,000 ฟุต จะได้รับรังสีที่ เพิ่มขึ้น 3 เท่า ดังนั้น ลูกเรือของสายการบินต่างๆ จึงถูกจำกัดให้บินเพียง 1,000ชั่วโมงใน 1 ปี ซึ่งจะได้รับรังสี 1 millirems (1 rem) สำหรับบุคคลทั่วไป จะได้รับรังสี Cosmic ในแต่ละปีแตกต่างกัน แล้วแต่สถานที่ เช่น ถ้า อยู่ใน รัฐฟลอลิด้าของสหรัฐอเมริกาจะได้รับเพียง 35 mrem และอาจสูงขึ้น ถึง 130 mrem ในรัฐ Wyoming หรือ Colorado เป็นต้น
ยังดีที่โลกมีสนามแม่เหล็ก ปกคลุม ทำให้รังสีคอสมิกมีการเบี่ยงเบนออกไปจากโลกมากจนไม่อยู่ในระดับอันตรายร้ายแรง
แหล่งรังสีตามธรรมชาติแหล่งที่ 2 ก็ คือมาจากตัวโลกเอง เช่น Uranium-238 , Tritanium-232 , Potonium-40 ซึ่งอจาจะพบในหินทราย หรือ สถานที่อื่น ๆ รังสีบางชนิดก็พบได้ต่ามแหล่งต่าง ๆ เช่น อิฐคอนกรีต ในน้ำ อากาศ ซึ่งปนเปื้อนด้วยก๊าซเรดอน
เนื่องจากรังสีมีอยู่ในดิน ดังนั้นอาหารและน้ำจึงมีรังสีปนเปื้อนกับรังสีนี้ด้วย เช่น Brasil nuts ซึ่งปลูกใน ประเทศบราซิลที่มีรังสี แกรมม่าในดิน ทำให้มีรังสีในถั่วชนิดนี้ มากกว่าในถั่วชนิด อื่น หลายพันเท่า ธัญญพืชจะมีรังสีมากกว่าผลไม้ 500 เท่า ซึ่งรังสีเหล่านี้จะเปื้อนถึงคน ได้โดยสัตว์เลี้ยง เช่น วัวกินพืชเหล่านี้ แล้วเราก็กินเนื้อวัวต่อ โดยเฉพาะส่วนของ เครื่องในสัตว์ เช่น ตับ ไต และ เนยแข็ง น้ำนมจะมีรังสีปนเปื้อนอยู่ ถึงแม้ปริมาณที่เราได้รับ จะไม่มากพอที่จะ เป็นอันตรายแก่ เราก็ตาม
ชนิดของรังสี
รังสีเป็นพลังงานที่แพร่กระจายออกมาในลักษณะ ของคลื่นแม่เล็กไฟฟ้า ในความยาวของคลื่นที่แตกต่างกัน พลังงาน ดังกล่าวจะถูกปล่อยออกจากอะตอม ในหลายรูปแบบ เช่น แสง ความร้อน คลื่นวิทยุ คลื่นโทรทัศน์ และ กัมมันตรังสี โดยรังสีสามารถจำแนกออกเป็นดังนี้
1. รังสีที่ทำให้เกิดการแตกของประจุ (Ionizing Radiation)
เป็นรังสี ที่กระทบกับสารใดๆ แล้วก็ตาม จะทำให้เกิดการแตกประจุบวก หรือ ลบทีสารนั้นๆ ซึ่งกลายเป็นมี ประจุไฟฟ้า ของสารต่างๆ นี้ จะทำให้กระบวนการ ทางชีววิทยาของ สารนั้นตามปกติ ถูกรบกวานไปด้วย รังสีชนิดนี้จัดเป็น พลังงานระ ดับสูง ที่มีผลต่อสิ่งมีชีวิต โดยทั่วไปเรียกว่า กัมมันตรังสี (radioactive) จะพบว่า รังสีที่ทำให้เกิดประจุนี้ มี 2 ลักษณะ คือ เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่มี ความถี่สูงมาก เคลื่อนที่ไปลักษณะของคลื่น เช่น x-ray และรังสี แกรมม่า หรือ เป็นอนุภาค เช่น รังสีแอลฟา รังสีเบตา
การได้รับรังสี ในปริมาณในระดับสูง จะทำให้สิ่งมีชีวิตตายได้ เช่น กรณีของฮิโรชิมา นางาซากิ หรือ เซอร์โนบิล รังสี ปริมาณต่ำ จะถูกใช้ในด้านการแพทย์ เช่น x-ray หรือ การฉายรังสีถนอมอาหาร
รังสีที่ทำให้เกิดการแตกตัวของประจุ แบ่งเป็น
อนุภาคแอลฟา (Alpha)
มีประจุไฟฟ้าเป็นบวก เนื่องจาก นิวเคลียร์ของอะตอม ของฮีเลียม ประกอบด้วย โปรตอนสองตัว และ นิวตรอนสองตัว ดังนั้น อนุภาคแอลฟา จึงมีประจุไฟฟ้าเป็นบวก โดยมีประจุเป็นสองเท่า และน้ำหนัก อะตอมเป็นสี่เท่า อนุภาคแอลฟา เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว ประมาณ 19,200 กิโลเมตรต่อวินาที หรือ ประมาณ 1 ใน 15 เท่า ของความเร็วของแสง เนื่องจากอนุภาคนี้ค่อนข้างใหญ่ เมื่อเทียบกับอนุภาคชนิดอื่น มันจึงไม่สามารถทะลุผ่านเนื้อวัตถุ ได้ง่ายเหมือนอนุภาคอื่น ๆ แต่จะสามารถถูกกั้นให้หยุดได้ โดยใช้กระดาษ 1 ชิ้น หรือ 2 ชิ้น หรือทะลุผ่านได้ถึงเพียงแค่ผิวหนัง เท่านั้น และโดยปกติ เคลื่อนที่ได้ไม่ไกลเกินกว่า 9 เซนติเมตร ในอากาศ เมื่ออนุภาคแอลฟาชนอะตอมหรือโมเลกุล ของวัตถุใดจะทำให้อิเลคตรอน หลุดออกมาเป็นสาเหตุให้เกิดอิออน
อนุภาคเบตา (Beta)
เป็นอิเล็คตรอน ที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง มากกว่าความเร็วของอนุภาคแอลฟา ถึงสิบเท่า หรือ อาจจะมากกว่าขึ้นไป อนุภาคเบตานี้มีประจุไฟฟ้าลบ สามารถเบี่ยงเบนได้ในสนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็ก เนื่องจาก ขนาดของอนุภาคนี้เล็ก และมีความเร็วสูง จึงสามารถทะลุผ่านวัตถุหนา ได้ดีกว่าอนุภาคแอลฟา โดยสามารถทะลุเข้าในเนื้อเยื่อ ได้ถึง 1-2 เซนติเมตร อาจกั้นอนุภาคเบตานี้ได้ด้วยชิ้นโลหะบาง ๆ
รังสีแกมมา (Gamma rays)
เป็นรังสีช่วงความถี่สูงมากกว่ารังสีเอ็กซ์ ไม่มีน้ำหนักและเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่า กับแสง คือ ประมาณ 297,600 กิโลเมตรต่อวินาที มีสมบัติเหมือนรังสีเอ็กซ์ คือ สามารถทะลุผ่านร่างกายมนุษย์ หรือเนื้อวัตถุ หนามาก ๆ เช่น ไม้ หรือ โลหะได้ และยังพบว่า มีอำนาจ ทางการทะลุผ่าน ดีกว่ารังสีเอ็กซ์ จากการทดลองพบว่า รังสีแกมมา สามารถทะลุผ่านคอนกรีตหนาประมาณ 1 ฟุตได้ แต่จะสามารถดูดซับได้หมดในคอนกรีตหนา 1 เมตร
รังสีเอ็กซ์ (X-rays) เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่นเดียวกับรังสีแกมมา แต่แผ่ออกมาจากวงโคจร ของอิเลคตรอน รังสีเอ็กซ์ มีพลังงานต่ำกว่ารังสีแกมมา
รังสีเอกซ์ มีความถี่ ช่วง 1016 - 1022 Hz มี ความยาวคลื่น ระหว่าง 10-8 - 10-13 เมตร ซึ่ง สามารถ ทะลุ สิ่งกีดขวาง หนา ๆ ได้ หลักการ สร้าง รังสีเอกซ์คือ การเปลี่ยน ความเร็ว ของ อิเล็กตรอน มี ประโยชน์ ทางการแพทย์ ใน การ ตรวจ ดู ความผิดปกติ ของ อวัยวะ ภายใน ร่างกาย ใน วงการ อุตสาหกรรม ใช้ ใน การ ตรวจหา รอยร้าว ภายใน ชิ้นส่วน โลหะ ขนาด ใหญ่ ใช้ ตรวจ หา อาวุธ ปืน หรือ ระเบิด ใน กระเป๋าเดินทาง และ ศึกษา การ จัดเรียงตัว ของ อะตอม ใน ผลึก
รังสีที่เป็นกัมมันตภาพรังสี มีที่รู้จักกันโดยทั่วไปอยู่ 3 ชนิด คือ รังสีแอลฟา , รังสีบีตา และรังสีแกมมา บรรดาธาตุกัมมันตภาพรังสีทั้งหลาย จะปล่อยกัมมันตภาพรังสีออกมาเสมอ โดยมักจะมีเพียงบางชนิด เช่น รังสีบีตา กับ รังสีแกมมา แต่ก็มีกัมมันตภาพรังสีอื่นๆ ด้วย เช่น รังสีนิวตรอน จากเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ แล้วก็รังสีเอกซ์ จากเครื่องผลิตรังสีเอกซ์
2. รังสีที่ไม่ทำให้เกิดการแตกตัวของประจุ (Non-ionizing Radiation) บางอย่างก็อันตรายแม้จะไม่ดุเดือดเหมือนพวกที่ 1)
เป็นรังสีที่พบในชีวิตประจำวัน เช่น คลื่นวิทยุ และโทรทัศน์ แสงอาทิตย์ วิดีโอ การฉายภาพข้ามศีรษะ สายส่งไฟฟ้า ตลอดจนการใช้ผ้าห่มไฟฟ้า แสงอุลตร้าไวโอเลตจัดเป็นรังสีที่ไม่ทำให้เกิดการแตกตัวของประจุที่มีพลังงานสูง และเป็นอันตรายต่อชีวิต ทำให้เกิดโรคมะเร็งของผิวหนัง
หน่วยวัดรังสี
การวัดรังสีสามารถวัดได้ใน 2 ลักษณะ
1. ปริมาณและชนิดรังสีที่มนุษย์สัมผัส (Exposed radiation)
2. ปริมาณรังสีที่ถูกดูดกลืนเข้าสู่ร่างกาย (Absorbed radiation)
หน่วยวัดต่าง ๆ ได้แก่
1. คูรี่ (Curie,Ci) เป็นหน่วยวัดที่ใช้กันทั่วๆ ไป โดยตั้งชื่อขึ้น หลังจากมาดามแมรี่ คูรี่ และสามี ปิแอร์ คูรี่ ได้ค้นพบธาตุเรเดียม คูรี่ เป็นหน่วยวัดความแรงของรังสี โดยกำหนดว่า สารกัมมันตรังสี ที่สลายตัวในอัตรา 3.7x1010 ครั้งต่อ 1 วินาที จะมีความแรงเท่ากับ 1 คูรี่
ตัวอย่างเช่น EPA (Environmental Protection Agency ใน USA) เปรียบเทียบการ หายใจเอาสารเรดอน (เป็นธาตุกัมมันตรังสีชนิดหนึ่ง) เข้าไปวันละ 10 ปิแอร์คูรี่ต่อลิตรของอากาศ (1Pci=1 ส่วนล้านล้านส่วน Ci) จะเกิดอัตราเสี่ยง ต่อการเป็นโรคมะเร็งพอ ๆ กับการสูบบุหรี่วันละ 1 ซอง (1 pack)
2. แร้ด (Radiation absorbed dose,Rad) คือ ปริมาณรังสี ที่ถูกดูดกลืน โดยสิ่งมีชีวิต ในรูปของพลังงาน ที่สะสมในช่วงเวลาหนึ่ง
3. เร็ม (Radiation equivalent man,Rem) หน่วยวัด 'เร็ม' ถูกนำมาใช้ เนื่องจาก ความแตกต่างของรังสี แต่ละชนิด โดยรังสี ขนาด 1 แร้ดเท่ากัน แต่เป็นรังสี คนละชนิดกัน จะมีผลต่อเนื้อเยื่อ ของสิ่งมีชีวิต ต่างกัน ดังนั้น 'เร็ม' จึงเป็นหน่วยวัดที่ ถูกตั้งขึ้นเพื่อให้ สามารถอธิบาย ผลกระทบด้านชีววิทยา จากการดูดกลืนรังสี ชนิดต่าง ๆ ให้อยู่บนฐานเดียวกัน ตัวอย่างเช่น รังสีแอลฟา 1 แร้ด จะเป็นอันตราย ต่ออวัยวะ มากกว่ารังสีเอ็กซ์ 1 แร้ดถึง 10 เท่า ดังนั้น เมื่อคำนึงถึงอันตราย ทางด้านชีววิทยา ของรังสีแอลฟา 1 แร้ด จะเท่ากับ 10 เร็ม
4. เรนท์เก้น (Roentgens, R) เป็นชื่อที่ได้มาจาก Wilheim Roentgen ซึ่งเป็นผู้ที่ค้นพบรังสีเอ็กซ์ R เป็นหน่วยวัดปริมาณ รังสีสัมผัส (Exposed Radiation) ที่ใช้วัดรังสีเอ็กซ์ และรังสีแกมมา โดยวัดเป็นปริมาณพลังงานที่ทำให้อากาศ 1 ลูกบาศก์ เซนติเมตร แตกตัวเป็นไอออน
นอกจากหน่วยวัดดังที่ได้กล่าวมาแล้ว ปัจจุบันมีการใช้หน่วยวัดรังสีอื่นๆ ที่แตกต่างกันไป เช่น
Gray : 1 Gray = 100 Rad
Sievet : 1 SV = 100 Rem
Becquerel : 1 Ci = 3.7x1010
เอ็กซเรย์ (X-RAY)
เอ็กซเรย์ คือ รังสี หรือ แสงชนิดหนึ่งที่เราไม่สามารถมองเห็น ได้ด้วยตาเปล่า เช่น เดียวกับแสงสว่างธรรมดา เอ็กซ์เรย์นี้มีลักษณะเป็นทั้งคลื่นและอนุภาค ของเแม่เหล็กไฟฟ้า ที่มีช่วงคลื่นสั้นมาก ความยาวช่วงคลื่นตั้งแต่ 0.04-1000 อังสตรอม (Angstrom) (อังสตรอม คือ หน่วยวัดความยาวช่องคลื่น 1 อังสตรอม (A) เท่ากับ 10-7 เซนติเมตร) หรือ อยู่ระหว่างรังสีแกมม่า กับรังสีอุลตร้าไวโอเล็ต คุณสมบัติของเอ็กซเรย์ คล้ายคลึงกับแสงสว่างธรรมดา เป็นส่วนใหญ่ แต่คุณสมบัติพิเศษ ของมัน คือ มีอำนาจทะลุทะลวงผ่านวัตถุต่าง ๆ ได้มากบ้างน้อยบ้าง ขึ้นอยู่กับ ความแน่นทึบ และน้ำหนักอะตอมของ วัตถุที่มันผ่าน นอกจากนั้น ยังทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง ทั้งทางเคมีชีวะและอื่น ๆ อีกด้วย
ประวัติการค้นพบเอ็กซเรย์
ผู้ที่ค้นพบเอ็กซเรย์เป็นคนแรก คือ นักฟิสิกซ์ชาวเยอรมัน ชื่อ วิลเฮม คอนราด เรินท์เก้น (Wilhelm Conrad Roentgen) การพบนี้เกิดขึ้นในตอนเย็น ของวันที่ 8 พฤศจิกายน ค.ศ.1895 ภายในห้องทดลอง ณ มหาวิทยาลัยวู๊ซบรุค (Wurzburg) ประเทศเยอรมัน เรินท์เก้นได้พบเอ็กซเรย์โดยบังเอิญ คือ ขณะที่เขากำลังทำการทดลองเกี่ยวกับเรื่อง "Absorption of cathode rays" โดยใช้หลอดทดลองที่เรียกว่า Crookes' tube เขาสังเกตเห็นว่า Cathdes rays ที่ออกมาจากหลอดทดลอง ทำให้กระดาษแข็งที่ฉาบด้วย แบเรี่ยมปลาติโนไซยาไนด์ (Barium platinocyanide) เกิดเรืองแสง (Fluoresec) ขึ้น ระยะไกลที่สุด ที่ยังมีการเรืองแสงบนกระดาษแข็ง คือ 120 เซนติเมตร ในขณะเดียวกัน เขาสังเกตเห็นอีกว่า ตัวอักษร A ที่ทาด้วยแบเรี่ยมปลาติโนไซยาไนด์ อยู่ห่างออกไปเกือบสิบฟุตเกิดเรืองแสงขึ้นด้วย ทั้ง ๆ ที่ไม่อยู่ ในระยะของ Cathode rays เรินท์เก้นจึงคิดว่า เขาได้ค้นพบรังสีชนิดใหม่ขึ้นแล้ว และให้ชื่อว่า "X-rays" และเขาได้ใช้เวลาอีกหลายสัปดาห์ต่อมา ทำ การสังเกตถึงการทะลุทะลวง (Penetration) ของเอ็กซเรย์ผ่านกระดาษผ่านโลหะ และแม้กระทั่งผ่านเนื้อหนังของคน และเขาได้ถ่ายภาพรังสี ของมือของภรรยาเขาไว้ด้วย ในที่สุดเขาจึงประกาศให้โลกได้รู้ว่า เขาได้ค้นพบเอ็กซเรย์เป็นคนแรก
ลักษณะและคุณสมบัติของเอ็กซเรย์
1. เป็นรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มีช่วงคลื่นสั้นมาก คืออยู่ในช่วงตั้งแต่ 0.04-1000 A หรือ อยู่ในช่วงระหว่างรังสีแกมม่า กับ รังสีอุลตร้าไวโอเล็ต
2. มีคุณสมบัติเหมือนแสงสว่างธรรมดา เป็นต้นว่า เดินทางเป็นเส้นตรง ถ้าเดินทางในสูญญากาศแล้ว เดินทางด้วยควาเร็วเท่ากับแสงคือ
186,000 ไมล์ต่อวินาที หรือ 3x1010 เซนติเมตร/วินาที นอกจากนั้นแล้ว ยังมีการสะท้อนกลับ หักเห และ เบี่ยงเบนได้ เช่นเดียวกับแสงสว่างธรรมดา
3. ไม่หักเหโดยสนามแม่เหล็กหรือสนามไฟฟ้า
4. เกิดจาการที่อนุภาคอีเลคตรอนที่มีความเร็วสูงวิ่งไปชนเป้า (Target) อีเลคตรอนดังกล่าวนี้ จะไปชนอีเลคตรอนตัวอื่นๆ ที่อยู่ในวงโคจรของอะตอม ของเป้า ให้หลุดกระเด็น ออกนอกวงโคจร
5. ทำให้เกิดการเรืองแสง (Fluorescence และ Phosphorescence) ในสารพิเศษบางอย่าง
6.ดูดกลืน (Absorbed) โดยสสาร (Matter) ทุกชนิดมากบ้างน้อยบ้าง ขึ้นอยู่กับความหนาแน่น และน้ำหนักของอะตอมของสสารนั้น
7. ทำให้เกิดการปล่อยประจุไฟฟ้า (Ionization) เมื่อผ่านไปในอากาศหรือก๊าซ
8.ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมี เช่น เมื่อเอ็กซเรย์ไปถูกฟิลม์ถ่ายรูป จะทำให้ฟิล์มนั้นดำ จึงนำผลอันนี้ มาใช้ในการบันทึกภาพรังสีลงบนแผ่น ฟิล์มเอ็กซเรย์
9.ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางชีวะ เป็นต้นว่า ทำให้เซลล์ของร่างการเปลี่ยนแปลง หรือ เกิดการผ่าเหล่า (Genetic mutation) ถ้าได้รับรังสีเป็น จำนวนมาก และนานพอ
10.มีอำนาจในการทะลุทะลวง (Penetration) สูง สามารถทะลุผ่าน เนื้อหนังของมนุษย์ และ สัตว์ได้แต่ไม่สามารถทะลุผ่าน แผ่นตะกั่ว หรือคอนกรีต หนาๆ ได้
การเกิดเอ็กซเรย์
เอ็กซเรย์เกิดขึ้นโดยที่อนุภาคของอีเลคตรอนที่มีความเร็วสูงไปชนเป้า (Target) ผลทำให้เกิดเป็นเอ็กซเรย์และความร้อน การเกิดของเอ็กซเรย์นี้อาศัยองค์ประกอบสำคัญ 5 ประการ คือ
1. ทำให้เกิดอนุภาคอีเลคตรอน หรือ การแยกอีเลคตรอนนอกจากอะตอมของโลหะ
อีเลคตรอนจะเกิดขึ้น หรือแยกจากอะตอม ของโลหะ ที่ทำเป็นไส้หลอดเอ็กซเรย์ โดยการที่เรา ผ่านกระแสไฟฟ้า เข้าไปในไส้หลอด (Filament) จนกระทั่ง ไส้หลอดร้อนขึ้น ประมาณ 2000 C หรือมากกว่านั้น จะมีผลทำให้เกิด เทอร์มิโอนิคอิมิชั่น (Thermionic Emission) คือ อีเลคตรอน หลุดออกจาก เซลล์ หรือวงโคจรของมัน เมื่อถูกความร้อน อีเลคตรอนที่หลุดอกมานี้ จะมาออกันอยู่รอบๆ ผิวหน้าของโลหะ จนกลายเป็นกลุ่ม (Cloud) เรียกว่า Space charge สาเหตุที่อีเลคตรอน ไม่สามารถหลุดพ้น ไปจากผิวหน้าโลหะ เพราะว่าแรงดึงดูดระหว่าง อีเลคตรอน และอะตอม ของโลหะยังมีอยู่
2. การทำให้อนุภาคอีเลคตรอนหลุด และเคลื่อนที่ไปด้วยความเร็วสูง
วิธีที่จะทำให้อนุภาคอีเลคตรอน หลุดจากอะตอมไปได้ คือ ต้องหาสิ่งที่มีพลังงาน หรือแรงดึงดูด มากกว่าแรงดึงดูดระหว่า งอีเลคตรอน กับ อะตอม ของโลหะ มาดึงดูดอีเลคตรอน สั่งนั้นก็ คือ ไฟฟ้าแรงสูง (High voltage) ไฟฟ้าแรงสูงนี้ นอกจากจะทำให้อีเลคตรอน หลุดจากผิวหน้าของโลหะ แล้ว ยังทำให้อีเลคตรอนเคลื่อนที่หรือวิ่งไปด้วยความเร็วสูง กล่าวอีกอย่างหนึ่งคือ ต้องทำให้ไฟฟ้าระหว่างขั้วบวกและขั้วลบให้ต่างกัน ความต่างศักย์นี้ ถ้ายิ่งมีค่ามากขึ้นเท่าใด ก็ยิ่งทำให้อีเลคตรอน หลุดจากผิวหน้าของไส้หลอด ได้มาก และวิ่งไปด้วยความเร็วสูงขึ้น ความต่างศักย์ 100 Kilo-voltage จะทำให้อีเลคตรอน มีความเร็ว เท่ากับประมาณ 165 กิโลเมตรต่อวินาที
3. การทำให้เส้นทางที่อีเลคตรอนวิ่งผ่านไป ต้องไม่มีสิ่งกีดขวาง
จึงจะทำให้ อีเลคตรอนวิ่งไป ด้วยความเร็วสูง
ดังนั้น ภายในหลอดเอ็กซเรย์ จึงเป็นสูญญากาศ เพราะถ้ามีอากาศ หรือก๊าซอยู่ภายในหลอด แม้เพียงเล็กน้อยก็ตาม ความเร็วของอีเลคตรอนจะลดลง เนื่องจากเกิดไอออนไนเซซั่น (Ionization)
4. การทำให้อีเลคตรอนมีความเข้ม (Concentration of electron)
จะต้องมีวิธีการที่จะให้อีเลคตรอน เคลื่อนที่ไปในแนวทิศทางเดียวกัน คือ พุ่งไปหาจุดโฟกัสของเป้าด้วยปริมาณ (ความเข้ม) ที่มากพอสมควร ซึ่งทำให้ได้โดยการใช้ เครื่องมือที่เรียกว่า "Electron focusing device" คอยควบคุม ให้อีเลคตรอนส่วนใหญ่ ไปตกในบริเวณจุด โฟกัสของเป้า
5. การทำให้อีเลคตรอนหยุดวิ่งในทันทีทันใด
การที่จะทำให้อีเลคตรอน ที่วิ่งมาด้วยความเร็วสูง นี้หยุดวิ่ง ในทันทีทันใด ทำได้โดยหาวัตถุมากั้น หรือขวางอีเลคตรอน วัตถุนั้นก็คือ เป้า (Target) ผลที่เกิดขึ้น คือ เกิดการชน หรือ กระทบกันระหว่างอีเลคตรอน กับเป้าอย่างแรง อีเลคตรอนดังกล่าว จะไปชนอีเลคตรอน ที่อยู่ในวงโคจร ของอะตอมของเป้านั้น ให้หลุดกระเด็นออกนอกวงโคจร และจะมีอีเลคตรอน จากวงโคจรอื่นๆ ที่อยู่ถัดไป วิ่งเข้ามาแทน แต่เนื่องจาก พลังงาน ของอีเลคตรอนในแต่ละวงโคจร จะไม่เท่ากัน ดังนั้น จึงมีการคายพลังงานส่วนเกินออกมา ในรูปของเอ็กซเรย์และความร้อน (ส่วนใหญ่จะเป็นความ ร้อนมากกว่า) กล่าวคือ จากพลังงาน ของอีเลคตรอนทั้งหมด ที่วิ่งไปสู่เป้านั้น 99.8% จะเปลี่ยนเป็นความร้อน และ 0.2 % เป็นเอ็กซเรย์
อันตรายจากรังสี
ผลของรังสีที่มีต่อร่างกายแบ่งได้เป็น 2 ชนิดคือ
1. ผลที่เกิดกับร่างกาย (Somatic effect) หมายถึง ผลที่เกิดขึ้นกับส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกายทั้งนี้ขึ้นอยู่กับว่าการรับรังสี นั้นเป็นแบบเฉียบพลันหรือเรื้อรัง และปริมาณรังสีมากน้อยแค่ไหน ผลของการรับรังสีแบบเฉียบพลันซึ่งมักเกิดจากอุบัติเหตุให้ได้ รับรังสีปริมาณมากทันที ถ้ามากกว่า 50 Rems ขึ้นไป จะมีอาการป่วยเนื่องจากรังสี ถ้ามากกว่า 400 Rems อาจทำให้ตายได้ ส่วนการ รับรังสีเรื้อรังในปริมาณต่ำ ๆ เกิดกับผู้ที่มีอาชีพเกี่ยวกับรังสีโดยตรง อาจมีผลทำให้อายุเฉลี่ยสั้นกว่าปกติ เป็นมะเร็ง ต้อกระจก เป็นต้น
2. ผลที่เกิดขึ้นทางพันธุกรรม (Genetic effect) หมายถึงผลที่เกิดขึ้นในเซลล์สืบพันธุ์ อาจทำให้เป็นหมัน หรือเกิดการแตกเหล่า (Mutation) ซึ่งมีผลกระทบถึงรุ่นลูกหลานได้
การป้องกันอันตรายจากรังสี
(Radiation Protection)
เมื่อผู้ป่วยมารับการตรวจทางรังสี (X-ray) มักจะมีความกังวลอยู่เสมอว่าจะมีอันตรายจากรังสีเกิดขึ้นหรือไม่ ดังนั้นจึงอยากจะเผยแพร่ ความรู้เกี่ยวกับรังสีเพื่อให้มีความเข้าใจและไม่ต้องกังวลเกินกว่าเหตุ รวมทั้งรู้วิธีปฏิบัติตัวเพื่อให้ปลอดภัย
ระดับรังสีเท่าไรจึงจะถือว่าปลอดภัย
คณะกรรมาธิการว่าด้วยการป้องกันรังสีระหว่างประเทศ กำหนดค่าปริมาณ รังสีสูงสุดที่ยอมรับได้เรียกว่า Maximum Permissible Dose (MPD) โดยหมายความถึงว่าถ้าได้รับปริมาณรังสีน้อยกว่าค่า MPD ถือว่าปลอดภัย ตัวอย่างเช่น ค่า MPD ของอวัยวะสืบพันธุ์ หรือไขกระดูก เท่ากับ 5 Rems/ปี และค่า MPD ของบุคคลทั่วไปไม่ควรเกิน 0.5 Rems/ปี สำหรับการตรวจวินิจฉัยทางรังสีนั้น จะไม่ให้ รังสีเกินค่าที่กำหนด หรือแม้ว่าผู้ป่วยบางรายสำหรับการป่วยในปีหนึ่งอาจต้องได้รับรังสีมาก แต่ก็จะเป็นระยะสั้นเท่านั้น สมมติว่าได้รับ มากกว่า 0.5 rem/ปี ในปีนี้ แต่เมื่อหายป่วยก็ไม่ได้รับรังสี (จากการตรวจ) อีก ดังนั้นผลเสียก็จะไม่เกิดเนื่องจากร่างกาย (เซลล์) มีเวลาพักฟื้น
ผู้มารับการตรวจทางรังสีวินิจฉัยควรปฏิบัติตัวอย่างไร
ดังกล่าวแล้วข้างต้น จะเห็นว่าการตรวจทางรังสีมีความปลอดภัยในระดับหนึ่ง แต่มนุษย์เรายังได้รับรังสีมาจากด้านอื่น ๆ อีก ดังนั้นควรจะพยายามให้ได้รับรังสีน้อยที่สุดเท่าที่จะทำได้ ในการตรวจแต่ละครั้งย่อมเป็นการดีที่สุด ในทางปฏิบัติแล้วรังสีแพทย์และ เจ้าหน้าที่รังสีจะยึดหลักใช้รังสีน้อยที่สุด ให้เกิดประโยชน์สูงสุดแก่ตัวผู้ป่วย และผู้เกี่ยวข้องก็มีข้อปฏิบัติเพื่อจะลดปริมาณรังสีที่มีจำเป็น ลงได้ ดังนี้
1. ปฏิบัติตามตำแนะนำของรังสีแพทย์และเจ้าหน้าที่รังสีอย่างเคร่งครัด เช่น การถ่ายภาพปอด (Chest X-ray) ต้องเปลี่ยนเสื้อ ถอดสร้อยหรือโลหะทุกชนิดที่อยู่ในบริเวณหน้าอกออกให้หมดเพื่อจะได้ไม่ต้องถ่ายซ้ำใหม่ หรือการตรวจพิเศษ เช่น การฉีดตรวจไต ถ้าไม่รับประทานยาระบาย อาจมีอุจจาระบังส่วนใต ทำให้ต้องถ่ายภาพในท่าพิเศษเพิ่มขึ้น ก็จะได้รับรังสีมากขึ้น รวมถึงการจัดท่าทาง และกลั้นหายใจขณะถ่ายภาพเอกซเรย์ด้วย
2. สตรีวยัเจริญพันธุ์ ถ้าต้องทำการตรวจทางเอกซเรย์ของท้องน้อย ควรทำภายใน 10 วัน หลังจากมีประจำเดือน (นับจากวันที่ 1 ของรอบประจำเดือน) ถือเป็นช่วงที่ไม่มีไข่ตก
3. ผู้ป่วยที่ตั้งครรภ์หรือสงสัยว่าจะมีการตั้งครรภ์ ควรหลีกเลี่ยงการเอกซเรย์ช่วงท้อง ถ้าจำเป็นควรใช้อัลตราซาวด์ (Ultrasound) แทน การเอกซเรย์ส่วนอื่น ๆ ของร่างกายถ้าจำเป็น ต้องใช้เสื้อตะกั่วปิดบริเวณท้องเสมอ
4. กรณีที่ผู้ป่วยเป็นเด็ก หรือผู้ป่วยที่มีสามารถปฏิบัติตามคำสั่งได้เอง ต้องมีผู้ช่วยเป็นญาติหรือบุคลากรทางการแพทย์ฝ่ายอื่น ควรปฏิบัติดังนี้
สวมเสื้อตะถั่ว ถุงมือตะกั่วทุกครั้งที่เข้าช่วย
ถ้าเป็นไปได้ให้อยู่ห่างจากแนวรังสีอย่างน้อง 2 เมตร กรณีนี้รวมถึงการถ่ายเอกซเรย์ตามหอผู้ป่วย (Portable X-ray) ด้วย
5. ผู้ป่วยเด็กที่ต้องเอกซเรย์บ่อย ๆ ควรจะใช้ตะกั่วปิดบริเวณอวัยวะสืบพันธุ์
6. ผู้ที่ไม่มีหน้าที่เกี่ยวข้องกับการตรวจเอกซเรย์ ไม่ควรเข้ามาในแผนกโดยไม่จำเป็น
โดยสรุปแล้ว ปัจจัยสำคัญมีอยู่ 3 ประการ คือ เวลา (Time) ระยะทาง (Distance) และวัสดุป้องกันรังสี (Shield) ดังนั้นต้องใช้เวลาน้อยที่สุด อยู่ห่างที่สุดเท่าที่จะทำได้และต้องใส่เสื้อตะกั่วป้องกันรังสีเสมอ
++++++++++++
รังสี (Radiation)
กลุ่มวิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี่ ฤทธิยะวรรณาลัย
โดย อ.ปีศาจ wolfen GTW
..........................
รังสีที่มองไม่เห็น(Unvisible ray)
........................
แสงกับรังสี
แสงกับรังสี มีความหมายที่ไม่เหมือนกัน
แสงหมายถึงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งมีความถี่ ของคลื่นที่ตารับรู้ได้
ส่วนรังสี (เป็นศัพท์เก่าแก่) หมายถึงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าช่วงที่ความถี่ซึ่งสายตาไม่สามารถรับรู้ได้
มีคนกล่าวตลกๆว่า (GTWเองล่ะ..อิอิ) "แสงคือรังสีที่มองเห็น รังสีคือแสงที่ที่มองไม่เห็น"
รังสีทุกชนิด ทั้งที่มองเห็นและมองไม่เห็น จะเคลื่อนที่จากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่งในลักษณะของคลื่น
คลื่นมี 2 ประเภท คือคลื่นตามยาว และคลื่นตามขวาง คลื่นตามยาวจะมีการเคลื่อนที่ของอนุภาคไปตามแนวการเคลื่อนที่ของคลื่น(เช่น คลื่นเสียง) ส่วนคลื่นตามขวาง อนุภาคจะเคลื่อนตัวตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนที่ เช่น คลื่นน้ำ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
พลังงานของรังสี
ขึ้นอยู่กับลักษณะของคลื่นดังนี้
1. คลื่นที่มีความถี่สูงพลังงานจะสูง
2. คลื่นที่มีแอมปลิจูดสูง พลังงานจะสูง
3.คลื่นที่มีความถี่สั้นมาก พลังงานจะสูง
เราอาจแบ่งกลุ่มของรังสีเป็น 2 กลุ่มโดยเอาแสงเป็นเกณฑ์ ดังนี้
1. กลุ่มที่มีความยาวคลื่นสั้น(หรือต่ำกว่าแสง...หรือพูดง่ายๆว่าลูกคลื่นชิดกันมาก) แต่มีความถี่สูงกว่าแสง คือ รังสีอัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ รังสีแกมมา
2. กลุ่มที่มีความยาวคลื่นสูงกว่าแสง(ยาวกว่า หรือพูดง่ายๆว่าลูกคลื่นห่างกันมากกว่า) เช่น รังสีอินฟราเรด คลื่นวิทยุ คลื่นไมโครเวฟ (สังเกตว่า 2 ตัวหลังจะใช้คำว่าคลื่นแทนคำว่ารังสี เพราะว่า2 ตัวหลังพลังงานมันน้อยเลยไม่นิยมเรียกว่าคลื่น...คงเหมือนคุณลำไยนั่นล่ะ)
3.กลุ่มที่รังสีมีความถี่ทับซ้อนกัน(อันนี้กะเอาไว้พูดตอนหลังเพราะเราไม่ค่อยเน้นเรื่องนี้เท่าไร)
รังสีมาจากไหน
แหล่งกำเนิดของรังสีในโลกมีอยู่มากมายแบ่งง่าย ๆ เป็น 2 ประเภทได้แก่
1. รังสีที่มีอยู่ทั่ว ๆ ไป (Background Radiation) ได้แก่
รังสีที่มาจากนอกโลก (Cosmic Radiation)
สารกัมมันตรังสีในธรรมชาติ (Natural Radioactivity) ที่มีอยู่ในชั้นหิน ดิน
สารกัมมันตรังสีที่ได้จากการทดลองทางนิวเคลียร์ แล้วตกลงมาบนโลก
2. รังสีที่มนุษย์ผลิตขึ้น (Man-made Radiation) มีใช้ทั้งในทางการแพทย์ อุตสาหกรรม อาวุธสงคราม ฯลฯ
การใช้รังสีในทางการแพทย์มีอะไรบ้าง
1. ในงานวิจัย
2. การวินิจฉัยโรค (Diagnostic Radiology) ซึ่งมีทั้งที่ใช้รังสีเอ็กซ์ (X-ray) และการตรวจทางเวชศาสตร์นิวเคลียร์ (Nuclear Medicine)
3. การรักษาโรคมะเร็ง (Radiotherapy)
4. รังสีร่วมรักษา (Interventional Radioloty)
ปัจจุบันการตรวจทางรังสีนับเป็นสิ่งจำเป็นอย่างหนึ่งในการวินิจฉัยโรคแล้วใช้ติดตามผลการรักษาได้เป็นอย่างดี องค์กรอาหารและยา (Food and Drug Administrotion) ของสหรัฐอเมริกา ได้เคยประมาณไว้ว่าชาวอเมริกันไม่น้อยกว่า 130 ล้านคนได้รับการตรวจวินิจฉัย โรคด้วยรังสีเอกซ หรือการตรวจด้วยเวชศาสตร์นิวเคลียร์เป็นประจำทุกปี
ปกติโลกเราจะได้รับรังสี Cosmic อยู่ตลอดเวลา ในทุกๆ ระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น 1,000 ฟุต จะได้รับรังสีที่ เพิ่มขึ้น 3 เท่า ดังนั้น ลูกเรือของสายการบินต่างๆ จึงถูกจำกัดให้บินเพียง 1,000ชั่วโมงใน 1 ปี ซึ่งจะได้รับรังสี 1 millirems (1 rem) สำหรับบุคคลทั่วไป จะได้รับรังสี Cosmic ในแต่ละปีแตกต่างกัน แล้วแต่สถานที่ เช่น ถ้า อยู่ใน รัฐฟลอลิด้าของสหรัฐอเมริกาจะได้รับเพียง 35 mrem และอาจสูงขึ้น ถึง 130 mrem ในรัฐ Wyoming หรือ Colorado เป็นต้น
ยังดีที่โลกมีสนามแม่เหล็ก ปกคลุม ทำให้รังสีคอสมิกมีการเบี่ยงเบนออกไปจากโลกมากจนไม่อยู่ในระดับอันตรายร้ายแรง
แหล่งรังสีตามธรรมชาติแหล่งที่ 2 ก็ คือมาจากตัวโลกเอง เช่น Uranium-238 , Tritanium-232 , Potonium-40 ซึ่งอจาจะพบในหินทราย หรือ สถานที่อื่น ๆ รังสีบางชนิดก็พบได้ต่ามแหล่งต่าง ๆ เช่น อิฐคอนกรีต ในน้ำ อากาศ ซึ่งปนเปื้อนด้วยก๊าซเรดอน
เนื่องจากรังสีมีอยู่ในดิน ดังนั้นอาหารและน้ำจึงมีรังสีปนเปื้อนกับรังสีนี้ด้วย เช่น Brasil nuts ซึ่งปลูกใน ประเทศบราซิลที่มีรังสี แกรมม่าในดิน ทำให้มีรังสีในถั่วชนิดนี้ มากกว่าในถั่วชนิด อื่น หลายพันเท่า ธัญญพืชจะมีรังสีมากกว่าผลไม้ 500 เท่า ซึ่งรังสีเหล่านี้จะเปื้อนถึงคน ได้โดยสัตว์เลี้ยง เช่น วัวกินพืชเหล่านี้ แล้วเราก็กินเนื้อวัวต่อ โดยเฉพาะส่วนของ เครื่องในสัตว์ เช่น ตับ ไต และ เนยแข็ง น้ำนมจะมีรังสีปนเปื้อนอยู่ ถึงแม้ปริมาณที่เราได้รับ จะไม่มากพอที่จะ เป็นอันตรายแก่ เราก็ตาม
ชนิดของรังสี
รังสีเป็นพลังงานที่แพร่กระจายออกมาในลักษณะ ของคลื่นแม่เล็กไฟฟ้า ในความยาวของคลื่นที่แตกต่างกัน พลังงาน ดังกล่าวจะถูกปล่อยออกจากอะตอม ในหลายรูปแบบ เช่น แสง ความร้อน คลื่นวิทยุ คลื่นโทรทัศน์ และ กัมมันตรังสี โดยรังสีสามารถจำแนกออกเป็นดังนี้
1. รังสีที่ทำให้เกิดการแตกของประจุ (Ionizing Radiation)
เป็นรังสี ที่กระทบกับสารใดๆ แล้วก็ตาม จะทำให้เกิดการแตกประจุบวก หรือ ลบทีสารนั้นๆ ซึ่งกลายเป็นมี ประจุไฟฟ้า ของสารต่างๆ นี้ จะทำให้กระบวนการ ทางชีววิทยาของ สารนั้นตามปกติ ถูกรบกวานไปด้วย รังสีชนิดนี้จัดเป็น พลังงานระ ดับสูง ที่มีผลต่อสิ่งมีชีวิต โดยทั่วไปเรียกว่า กัมมันตรังสี (radioactive) จะพบว่า รังสีที่ทำให้เกิดประจุนี้ มี 2 ลักษณะ คือ เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่มี ความถี่สูงมาก เคลื่อนที่ไปลักษณะของคลื่น เช่น x-ray และรังสี แกรมม่า หรือ เป็นอนุภาค เช่น รังสีแอลฟา รังสีเบตา
การได้รับรังสี ในปริมาณในระดับสูง จะทำให้สิ่งมีชีวิตตายได้ เช่น กรณีของฮิโรชิมา นางาซากิ หรือ เซอร์โนบิล รังสี ปริมาณต่ำ จะถูกใช้ในด้านการแพทย์ เช่น x-ray หรือ การฉายรังสีถนอมอาหาร
รังสีที่ทำให้เกิดการแตกตัวของประจุ แบ่งเป็น
อนุภาคแอลฟา (Alpha)
มีประจุไฟฟ้าเป็นบวก เนื่องจาก นิวเคลียร์ของอะตอม ของฮีเลียม ประกอบด้วย โปรตอนสองตัว และ นิวตรอนสองตัว ดังนั้น อนุภาคแอลฟา จึงมีประจุไฟฟ้าเป็นบวก โดยมีประจุเป็นสองเท่า และน้ำหนัก อะตอมเป็นสี่เท่า อนุภาคแอลฟา เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว ประมาณ 19,200 กิโลเมตรต่อวินาที หรือ ประมาณ 1 ใน 15 เท่า ของความเร็วของแสง เนื่องจากอนุภาคนี้ค่อนข้างใหญ่ เมื่อเทียบกับอนุภาคชนิดอื่น มันจึงไม่สามารถทะลุผ่านเนื้อวัตถุ ได้ง่ายเหมือนอนุภาคอื่น ๆ แต่จะสามารถถูกกั้นให้หยุดได้ โดยใช้กระดาษ 1 ชิ้น หรือ 2 ชิ้น หรือทะลุผ่านได้ถึงเพียงแค่ผิวหนัง เท่านั้น และโดยปกติ เคลื่อนที่ได้ไม่ไกลเกินกว่า 9 เซนติเมตร ในอากาศ เมื่ออนุภาคแอลฟาชนอะตอมหรือโมเลกุล ของวัตถุใดจะทำให้อิเลคตรอน หลุดออกมาเป็นสาเหตุให้เกิดอิออน
อนุภาคเบตา (Beta)
เป็นอิเล็คตรอน ที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง มากกว่าความเร็วของอนุภาคแอลฟา ถึงสิบเท่า หรือ อาจจะมากกว่าขึ้นไป อนุภาคเบตานี้มีประจุไฟฟ้าลบ สามารถเบี่ยงเบนได้ในสนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็ก เนื่องจาก ขนาดของอนุภาคนี้เล็ก และมีความเร็วสูง จึงสามารถทะลุผ่านวัตถุหนา ได้ดีกว่าอนุภาคแอลฟา โดยสามารถทะลุเข้าในเนื้อเยื่อ ได้ถึง 1-2 เซนติเมตร อาจกั้นอนุภาคเบตานี้ได้ด้วยชิ้นโลหะบาง ๆ
รังสีแกมมา (Gamma rays)
เป็นรังสีช่วงความถี่สูงมากกว่ารังสีเอ็กซ์ ไม่มีน้ำหนักและเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่า กับแสง คือ ประมาณ 297,600 กิโลเมตรต่อวินาที มีสมบัติเหมือนรังสีเอ็กซ์ คือ สามารถทะลุผ่านร่างกายมนุษย์ หรือเนื้อวัตถุ หนามาก ๆ เช่น ไม้ หรือ โลหะได้ และยังพบว่า มีอำนาจ ทางการทะลุผ่าน ดีกว่ารังสีเอ็กซ์ จากการทดลองพบว่า รังสีแกมมา สามารถทะลุผ่านคอนกรีตหนาประมาณ 1 ฟุตได้ แต่จะสามารถดูดซับได้หมดในคอนกรีตหนา 1 เมตร
รังสีเอ็กซ์ (X-rays) เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่นเดียวกับรังสีแกมมา แต่แผ่ออกมาจากวงโคจร ของอิเลคตรอน รังสีเอ็กซ์ มีพลังงานต่ำกว่ารังสีแกมมา
รังสีเอกซ์ มีความถี่ ช่วง 1016 - 1022 Hz มี ความยาวคลื่น ระหว่าง 10-8 - 10-13 เมตร ซึ่ง สามารถ ทะลุ สิ่งกีดขวาง หนา ๆ ได้ หลักการ สร้าง รังสีเอกซ์คือ การเปลี่ยน ความเร็ว ของ อิเล็กตรอน มี ประโยชน์ ทางการแพทย์ ใน การ ตรวจ ดู ความผิดปกติ ของ อวัยวะ ภายใน ร่างกาย ใน วงการ อุตสาหกรรม ใช้ ใน การ ตรวจหา รอยร้าว ภายใน ชิ้นส่วน โลหะ ขนาด ใหญ่ ใช้ ตรวจ หา อาวุธ ปืน หรือ ระเบิด ใน กระเป๋าเดินทาง และ ศึกษา การ จัดเรียงตัว ของ อะตอม ใน ผลึก
รังสีที่เป็นกัมมันตภาพรังสี มีที่รู้จักกันโดยทั่วไปอยู่ 3 ชนิด คือ รังสีแอลฟา , รังสีบีตา และรังสีแกมมา บรรดาธาตุกัมมันตภาพรังสีทั้งหลาย จะปล่อยกัมมันตภาพรังสีออกมาเสมอ โดยมักจะมีเพียงบางชนิด เช่น รังสีบีตา กับ รังสีแกมมา แต่ก็มีกัมมันตภาพรังสีอื่นๆ ด้วย เช่น รังสีนิวตรอน จากเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ แล้วก็รังสีเอกซ์ จากเครื่องผลิตรังสีเอกซ์
2. รังสีที่ไม่ทำให้เกิดการแตกตัวของประจุ (Non-ionizing Radiation) บางอย่างก็อันตรายแม้จะไม่ดุเดือดเหมือนพวกที่ 1)
เป็นรังสีที่พบในชีวิตประจำวัน เช่น คลื่นวิทยุ และโทรทัศน์ แสงอาทิตย์ วิดีโอ การฉายภาพข้ามศีรษะ สายส่งไฟฟ้า ตลอดจนการใช้ผ้าห่มไฟฟ้า แสงอุลตร้าไวโอเลตจัดเป็นรังสีที่ไม่ทำให้เกิดการแตกตัวของประจุที่มีพลังงานสูง และเป็นอันตรายต่อชีวิต ทำให้เกิดโรคมะเร็งของผิวหนัง
หน่วยวัดรังสี
การวัดรังสีสามารถวัดได้ใน 2 ลักษณะ
1. ปริมาณและชนิดรังสีที่มนุษย์สัมผัส (Exposed radiation)
2. ปริมาณรังสีที่ถูกดูดกลืนเข้าสู่ร่างกาย (Absorbed radiation)
หน่วยวัดต่าง ๆ ได้แก่
1. คูรี่ (Curie,Ci) เป็นหน่วยวัดที่ใช้กันทั่วๆ ไป โดยตั้งชื่อขึ้น หลังจากมาดามแมรี่ คูรี่ และสามี ปิแอร์ คูรี่ ได้ค้นพบธาตุเรเดียม คูรี่ เป็นหน่วยวัดความแรงของรังสี โดยกำหนดว่า สารกัมมันตรังสี ที่สลายตัวในอัตรา 3.7x1010 ครั้งต่อ 1 วินาที จะมีความแรงเท่ากับ 1 คูรี่
ตัวอย่างเช่น EPA (Environmental Protection Agency ใน USA) เปรียบเทียบการ หายใจเอาสารเรดอน (เป็นธาตุกัมมันตรังสีชนิดหนึ่ง) เข้าไปวันละ 10 ปิแอร์คูรี่ต่อลิตรของอากาศ (1Pci=1 ส่วนล้านล้านส่วน Ci) จะเกิดอัตราเสี่ยง ต่อการเป็นโรคมะเร็งพอ ๆ กับการสูบบุหรี่วันละ 1 ซอง (1 pack)
2. แร้ด (Radiation absorbed dose,Rad) คือ ปริมาณรังสี ที่ถูกดูดกลืน โดยสิ่งมีชีวิต ในรูปของพลังงาน ที่สะสมในช่วงเวลาหนึ่ง
3. เร็ม (Radiation equivalent man,Rem) หน่วยวัด 'เร็ม' ถูกนำมาใช้ เนื่องจาก ความแตกต่างของรังสี แต่ละชนิด โดยรังสี ขนาด 1 แร้ดเท่ากัน แต่เป็นรังสี คนละชนิดกัน จะมีผลต่อเนื้อเยื่อ ของสิ่งมีชีวิต ต่างกัน ดังนั้น 'เร็ม' จึงเป็นหน่วยวัดที่ ถูกตั้งขึ้นเพื่อให้ สามารถอธิบาย ผลกระทบด้านชีววิทยา จากการดูดกลืนรังสี ชนิดต่าง ๆ ให้อยู่บนฐานเดียวกัน ตัวอย่างเช่น รังสีแอลฟา 1 แร้ด จะเป็นอันตราย ต่ออวัยวะ มากกว่ารังสีเอ็กซ์ 1 แร้ดถึง 10 เท่า ดังนั้น เมื่อคำนึงถึงอันตราย ทางด้านชีววิทยา ของรังสีแอลฟา 1 แร้ด จะเท่ากับ 10 เร็ม
4. เรนท์เก้น (Roentgens, R) เป็นชื่อที่ได้มาจาก Wilheim Roentgen ซึ่งเป็นผู้ที่ค้นพบรังสีเอ็กซ์ R เป็นหน่วยวัดปริมาณ รังสีสัมผัส (Exposed Radiation) ที่ใช้วัดรังสีเอ็กซ์ และรังสีแกมมา โดยวัดเป็นปริมาณพลังงานที่ทำให้อากาศ 1 ลูกบาศก์ เซนติเมตร แตกตัวเป็นไอออน
นอกจากหน่วยวัดดังที่ได้กล่าวมาแล้ว ปัจจุบันมีการใช้หน่วยวัดรังสีอื่นๆ ที่แตกต่างกันไป เช่น
Gray : 1 Gray = 100 Rad
Sievet : 1 SV = 100 Rem
Becquerel : 1 Ci = 3.7x1010
เอ็กซเรย์ (X-RAY)
เอ็กซเรย์ คือ รังสี หรือ แสงชนิดหนึ่งที่เราไม่สามารถมองเห็น ได้ด้วยตาเปล่า เช่น เดียวกับแสงสว่างธรรมดา เอ็กซ์เรย์นี้มีลักษณะเป็นทั้งคลื่นและอนุภาค ของเแม่เหล็กไฟฟ้า ที่มีช่วงคลื่นสั้นมาก ความยาวช่วงคลื่นตั้งแต่ 0.04-1000 อังสตรอม (Angstrom) (อังสตรอม คือ หน่วยวัดความยาวช่องคลื่น 1 อังสตรอม (A) เท่ากับ 10-7 เซนติเมตร) หรือ อยู่ระหว่างรังสีแกมม่า กับรังสีอุลตร้าไวโอเล็ต คุณสมบัติของเอ็กซเรย์ คล้ายคลึงกับแสงสว่างธรรมดา เป็นส่วนใหญ่ แต่คุณสมบัติพิเศษ ของมัน คือ มีอำนาจทะลุทะลวงผ่านวัตถุต่าง ๆ ได้มากบ้างน้อยบ้าง ขึ้นอยู่กับ ความแน่นทึบ และน้ำหนักอะตอมของ วัตถุที่มันผ่าน นอกจากนั้น ยังทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง ทั้งทางเคมีชีวะและอื่น ๆ อีกด้วย
ประวัติการค้นพบเอ็กซเรย์
ผู้ที่ค้นพบเอ็กซเรย์เป็นคนแรก คือ นักฟิสิกซ์ชาวเยอรมัน ชื่อ วิลเฮม คอนราด เรินท์เก้น (Wilhelm Conrad Roentgen) การพบนี้เกิดขึ้นในตอนเย็น ของวันที่ 8 พฤศจิกายน ค.ศ.1895 ภายในห้องทดลอง ณ มหาวิทยาลัยวู๊ซบรุค (Wurzburg) ประเทศเยอรมัน เรินท์เก้นได้พบเอ็กซเรย์โดยบังเอิญ คือ ขณะที่เขากำลังทำการทดลองเกี่ยวกับเรื่อง "Absorption of cathode rays" โดยใช้หลอดทดลองที่เรียกว่า Crookes' tube เขาสังเกตเห็นว่า Cathdes rays ที่ออกมาจากหลอดทดลอง ทำให้กระดาษแข็งที่ฉาบด้วย แบเรี่ยมปลาติโนไซยาไนด์ (Barium platinocyanide) เกิดเรืองแสง (Fluoresec) ขึ้น ระยะไกลที่สุด ที่ยังมีการเรืองแสงบนกระดาษแข็ง คือ 120 เซนติเมตร ในขณะเดียวกัน เขาสังเกตเห็นอีกว่า ตัวอักษร A ที่ทาด้วยแบเรี่ยมปลาติโนไซยาไนด์ อยู่ห่างออกไปเกือบสิบฟุตเกิดเรืองแสงขึ้นด้วย ทั้ง ๆ ที่ไม่อยู่ ในระยะของ Cathode rays เรินท์เก้นจึงคิดว่า เขาได้ค้นพบรังสีชนิดใหม่ขึ้นแล้ว และให้ชื่อว่า "X-rays" และเขาได้ใช้เวลาอีกหลายสัปดาห์ต่อมา ทำ การสังเกตถึงการทะลุทะลวง (Penetration) ของเอ็กซเรย์ผ่านกระดาษผ่านโลหะ และแม้กระทั่งผ่านเนื้อหนังของคน และเขาได้ถ่ายภาพรังสี ของมือของภรรยาเขาไว้ด้วย ในที่สุดเขาจึงประกาศให้โลกได้รู้ว่า เขาได้ค้นพบเอ็กซเรย์เป็นคนแรก
ลักษณะและคุณสมบัติของเอ็กซเรย์
1. เป็นรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มีช่วงคลื่นสั้นมาก คืออยู่ในช่วงตั้งแต่ 0.04-1000 A หรือ อยู่ในช่วงระหว่างรังสีแกมม่า กับ รังสีอุลตร้าไวโอเล็ต
2. มีคุณสมบัติเหมือนแสงสว่างธรรมดา เป็นต้นว่า เดินทางเป็นเส้นตรง ถ้าเดินทางในสูญญากาศแล้ว เดินทางด้วยควาเร็วเท่ากับแสงคือ
186,000 ไมล์ต่อวินาที หรือ 3x1010 เซนติเมตร/วินาที นอกจากนั้นแล้ว ยังมีการสะท้อนกลับ หักเห และ เบี่ยงเบนได้ เช่นเดียวกับแสงสว่างธรรมดา
3. ไม่หักเหโดยสนามแม่เหล็กหรือสนามไฟฟ้า
4. เกิดจาการที่อนุภาคอีเลคตรอนที่มีความเร็วสูงวิ่งไปชนเป้า (Target) อีเลคตรอนดังกล่าวนี้ จะไปชนอีเลคตรอนตัวอื่นๆ ที่อยู่ในวงโคจรของอะตอม ของเป้า ให้หลุดกระเด็น ออกนอกวงโคจร
5. ทำให้เกิดการเรืองแสง (Fluorescence และ Phosphorescence) ในสารพิเศษบางอย่าง
6.ดูดกลืน (Absorbed) โดยสสาร (Matter) ทุกชนิดมากบ้างน้อยบ้าง ขึ้นอยู่กับความหนาแน่น และน้ำหนักของอะตอมของสสารนั้น
7. ทำให้เกิดการปล่อยประจุไฟฟ้า (Ionization) เมื่อผ่านไปในอากาศหรือก๊าซ
8.ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมี เช่น เมื่อเอ็กซเรย์ไปถูกฟิลม์ถ่ายรูป จะทำให้ฟิล์มนั้นดำ จึงนำผลอันนี้ มาใช้ในการบันทึกภาพรังสีลงบนแผ่น ฟิล์มเอ็กซเรย์
9.ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางชีวะ เป็นต้นว่า ทำให้เซลล์ของร่างการเปลี่ยนแปลง หรือ เกิดการผ่าเหล่า (Genetic mutation) ถ้าได้รับรังสีเป็น จำนวนมาก และนานพอ
10.มีอำนาจในการทะลุทะลวง (Penetration) สูง สามารถทะลุผ่าน เนื้อหนังของมนุษย์ และ สัตว์ได้แต่ไม่สามารถทะลุผ่าน แผ่นตะกั่ว หรือคอนกรีต หนาๆ ได้
การเกิดเอ็กซเรย์
เอ็กซเรย์เกิดขึ้นโดยที่อนุภาคของอีเลคตรอนที่มีความเร็วสูงไปชนเป้า (Target) ผลทำให้เกิดเป็นเอ็กซเรย์และความร้อน การเกิดของเอ็กซเรย์นี้อาศัยองค์ประกอบสำคัญ 5 ประการ คือ
1. ทำให้เกิดอนุภาคอีเลคตรอน หรือ การแยกอีเลคตรอนนอกจากอะตอมของโลหะ
อีเลคตรอนจะเกิดขึ้น หรือแยกจากอะตอม ของโลหะ ที่ทำเป็นไส้หลอดเอ็กซเรย์ โดยการที่เรา ผ่านกระแสไฟฟ้า เข้าไปในไส้หลอด (Filament) จนกระทั่ง ไส้หลอดร้อนขึ้น ประมาณ 2000 C หรือมากกว่านั้น จะมีผลทำให้เกิด เทอร์มิโอนิคอิมิชั่น (Thermionic Emission) คือ อีเลคตรอน หลุดออกจาก เซลล์ หรือวงโคจรของมัน เมื่อถูกความร้อน อีเลคตรอนที่หลุดอกมานี้ จะมาออกันอยู่รอบๆ ผิวหน้าของโลหะ จนกลายเป็นกลุ่ม (Cloud) เรียกว่า Space charge สาเหตุที่อีเลคตรอน ไม่สามารถหลุดพ้น ไปจากผิวหน้าโลหะ เพราะว่าแรงดึงดูดระหว่าง อีเลคตรอน และอะตอม ของโลหะยังมีอยู่
2. การทำให้อนุภาคอีเลคตรอนหลุด และเคลื่อนที่ไปด้วยความเร็วสูง
วิธีที่จะทำให้อนุภาคอีเลคตรอน หลุดจากอะตอมไปได้ คือ ต้องหาสิ่งที่มีพลังงาน หรือแรงดึงดูด มากกว่าแรงดึงดูดระหว่า งอีเลคตรอน กับ อะตอม ของโลหะ มาดึงดูดอีเลคตรอน สั่งนั้นก็ คือ ไฟฟ้าแรงสูง (High voltage) ไฟฟ้าแรงสูงนี้ นอกจากจะทำให้อีเลคตรอน หลุดจากผิวหน้าของโลหะ แล้ว ยังทำให้อีเลคตรอนเคลื่อนที่หรือวิ่งไปด้วยความเร็วสูง กล่าวอีกอย่างหนึ่งคือ ต้องทำให้ไฟฟ้าระหว่างขั้วบวกและขั้วลบให้ต่างกัน ความต่างศักย์นี้ ถ้ายิ่งมีค่ามากขึ้นเท่าใด ก็ยิ่งทำให้อีเลคตรอน หลุดจากผิวหน้าของไส้หลอด ได้มาก และวิ่งไปด้วยความเร็วสูงขึ้น ความต่างศักย์ 100 Kilo-voltage จะทำให้อีเลคตรอน มีความเร็ว เท่ากับประมาณ 165 กิโลเมตรต่อวินาที
3. การทำให้เส้นทางที่อีเลคตรอนวิ่งผ่านไป ต้องไม่มีสิ่งกีดขวาง
จึงจะทำให้ อีเลคตรอนวิ่งไป ด้วยความเร็วสูง
ดังนั้น ภายในหลอดเอ็กซเรย์ จึงเป็นสูญญากาศ เพราะถ้ามีอากาศ หรือก๊าซอยู่ภายในหลอด แม้เพียงเล็กน้อยก็ตาม ความเร็วของอีเลคตรอนจะลดลง เนื่องจากเกิดไอออนไนเซซั่น (Ionization)
4. การทำให้อีเลคตรอนมีความเข้ม (Concentration of electron)
จะต้องมีวิธีการที่จะให้อีเลคตรอน เคลื่อนที่ไปในแนวทิศทางเดียวกัน คือ พุ่งไปหาจุดโฟกัสของเป้าด้วยปริมาณ (ความเข้ม) ที่มากพอสมควร ซึ่งทำให้ได้โดยการใช้ เครื่องมือที่เรียกว่า "Electron focusing device" คอยควบคุม ให้อีเลคตรอนส่วนใหญ่ ไปตกในบริเวณจุด โฟกัสของเป้า
5. การทำให้อีเลคตรอนหยุดวิ่งในทันทีทันใด
การที่จะทำให้อีเลคตรอน ที่วิ่งมาด้วยความเร็วสูง นี้หยุดวิ่ง ในทันทีทันใด ทำได้โดยหาวัตถุมากั้น หรือขวางอีเลคตรอน วัตถุนั้นก็คือ เป้า (Target) ผลที่เกิดขึ้น คือ เกิดการชน หรือ กระทบกันระหว่างอีเลคตรอน กับเป้าอย่างแรง อีเลคตรอนดังกล่าว จะไปชนอีเลคตรอน ที่อยู่ในวงโคจร ของอะตอมของเป้านั้น ให้หลุดกระเด็นออกนอกวงโคจร และจะมีอีเลคตรอน จากวงโคจรอื่นๆ ที่อยู่ถัดไป วิ่งเข้ามาแทน แต่เนื่องจาก พลังงาน ของอีเลคตรอนในแต่ละวงโคจร จะไม่เท่ากัน ดังนั้น จึงมีการคายพลังงานส่วนเกินออกมา ในรูปของเอ็กซเรย์และความร้อน (ส่วนใหญ่จะเป็นความ ร้อนมากกว่า) กล่าวคือ จากพลังงาน ของอีเลคตรอนทั้งหมด ที่วิ่งไปสู่เป้านั้น 99.8% จะเปลี่ยนเป็นความร้อน และ 0.2 % เป็นเอ็กซเรย์
อันตรายจากรังสี
ผลของรังสีที่มีต่อร่างกายแบ่งได้เป็น 2 ชนิดคือ
1. ผลที่เกิดกับร่างกาย (Somatic effect) หมายถึง ผลที่เกิดขึ้นกับส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกายทั้งนี้ขึ้นอยู่กับว่าการรับรังสี นั้นเป็นแบบเฉียบพลันหรือเรื้อรัง และปริมาณรังสีมากน้อยแค่ไหน ผลของการรับรังสีแบบเฉียบพลันซึ่งมักเกิดจากอุบัติเหตุให้ได้ รับรังสีปริมาณมากทันที ถ้ามากกว่า 50 Rems ขึ้นไป จะมีอาการป่วยเนื่องจากรังสี ถ้ามากกว่า 400 Rems อาจทำให้ตายได้ ส่วนการ รับรังสีเรื้อรังในปริมาณต่ำ ๆ เกิดกับผู้ที่มีอาชีพเกี่ยวกับรังสีโดยตรง อาจมีผลทำให้อายุเฉลี่ยสั้นกว่าปกติ เป็นมะเร็ง ต้อกระจก เป็นต้น
2. ผลที่เกิดขึ้นทางพันธุกรรม (Genetic effect) หมายถึงผลที่เกิดขึ้นในเซลล์สืบพันธุ์ อาจทำให้เป็นหมัน หรือเกิดการแตกเหล่า (Mutation) ซึ่งมีผลกระทบถึงรุ่นลูกหลานได้
การป้องกันอันตรายจากรังสี
(Radiation Protection)
เมื่อผู้ป่วยมารับการตรวจทางรังสี (X-ray) มักจะมีความกังวลอยู่เสมอว่าจะมีอันตรายจากรังสีเกิดขึ้นหรือไม่ ดังนั้นจึงอยากจะเผยแพร่ ความรู้เกี่ยวกับรังสีเพื่อให้มีความเข้าใจและไม่ต้องกังวลเกินกว่าเหตุ รวมทั้งรู้วิธีปฏิบัติตัวเพื่อให้ปลอดภัย
ระดับรังสีเท่าไรจึงจะถือว่าปลอดภัย
คณะกรรมาธิการว่าด้วยการป้องกันรังสีระหว่างประเทศ กำหนดค่าปริมาณ รังสีสูงสุดที่ยอมรับได้เรียกว่า Maximum Permissible Dose (MPD) โดยหมายความถึงว่าถ้าได้รับปริมาณรังสีน้อยกว่าค่า MPD ถือว่าปลอดภัย ตัวอย่างเช่น ค่า MPD ของอวัยวะสืบพันธุ์ หรือไขกระดูก เท่ากับ 5 Rems/ปี และค่า MPD ของบุคคลทั่วไปไม่ควรเกิน 0.5 Rems/ปี สำหรับการตรวจวินิจฉัยทางรังสีนั้น จะไม่ให้ รังสีเกินค่าที่กำหนด หรือแม้ว่าผู้ป่วยบางรายสำหรับการป่วยในปีหนึ่งอาจต้องได้รับรังสีมาก แต่ก็จะเป็นระยะสั้นเท่านั้น สมมติว่าได้รับ มากกว่า 0.5 rem/ปี ในปีนี้ แต่เมื่อหายป่วยก็ไม่ได้รับรังสี (จากการตรวจ) อีก ดังนั้นผลเสียก็จะไม่เกิดเนื่องจากร่างกาย (เซลล์) มีเวลาพักฟื้น
ผู้มารับการตรวจทางรังสีวินิจฉัยควรปฏิบัติตัวอย่างไร
ดังกล่าวแล้วข้างต้น จะเห็นว่าการตรวจทางรังสีมีความปลอดภัยในระดับหนึ่ง แต่มนุษย์เรายังได้รับรังสีมาจากด้านอื่น ๆ อีก ดังนั้นควรจะพยายามให้ได้รับรังสีน้อยที่สุดเท่าที่จะทำได้ ในการตรวจแต่ละครั้งย่อมเป็นการดีที่สุด ในทางปฏิบัติแล้วรังสีแพทย์และ เจ้าหน้าที่รังสีจะยึดหลักใช้รังสีน้อยที่สุด ให้เกิดประโยชน์สูงสุดแก่ตัวผู้ป่วย และผู้เกี่ยวข้องก็มีข้อปฏิบัติเพื่อจะลดปริมาณรังสีที่มีจำเป็น ลงได้ ดังนี้
1. ปฏิบัติตามตำแนะนำของรังสีแพทย์และเจ้าหน้าที่รังสีอย่างเคร่งครัด เช่น การถ่ายภาพปอด (Chest X-ray) ต้องเปลี่ยนเสื้อ ถอดสร้อยหรือโลหะทุกชนิดที่อยู่ในบริเวณหน้าอกออกให้หมดเพื่อจะได้ไม่ต้องถ่ายซ้ำใหม่ หรือการตรวจพิเศษ เช่น การฉีดตรวจไต ถ้าไม่รับประทานยาระบาย อาจมีอุจจาระบังส่วนใต ทำให้ต้องถ่ายภาพในท่าพิเศษเพิ่มขึ้น ก็จะได้รับรังสีมากขึ้น รวมถึงการจัดท่าทาง และกลั้นหายใจขณะถ่ายภาพเอกซเรย์ด้วย
2. สตรีวยัเจริญพันธุ์ ถ้าต้องทำการตรวจทางเอกซเรย์ของท้องน้อย ควรทำภายใน 10 วัน หลังจากมีประจำเดือน (นับจากวันที่ 1 ของรอบประจำเดือน) ถือเป็นช่วงที่ไม่มีไข่ตก
3. ผู้ป่วยที่ตั้งครรภ์หรือสงสัยว่าจะมีการตั้งครรภ์ ควรหลีกเลี่ยงการเอกซเรย์ช่วงท้อง ถ้าจำเป็นควรใช้อัลตราซาวด์ (Ultrasound) แทน การเอกซเรย์ส่วนอื่น ๆ ของร่างกายถ้าจำเป็น ต้องใช้เสื้อตะกั่วปิดบริเวณท้องเสมอ
4. กรณีที่ผู้ป่วยเป็นเด็ก หรือผู้ป่วยที่มีสามารถปฏิบัติตามคำสั่งได้เอง ต้องมีผู้ช่วยเป็นญาติหรือบุคลากรทางการแพทย์ฝ่ายอื่น ควรปฏิบัติดังนี้
สวมเสื้อตะถั่ว ถุงมือตะกั่วทุกครั้งที่เข้าช่วย
ถ้าเป็นไปได้ให้อยู่ห่างจากแนวรังสีอย่างน้อง 2 เมตร กรณีนี้รวมถึงการถ่ายเอกซเรย์ตามหอผู้ป่วย (Portable X-ray) ด้วย
5. ผู้ป่วยเด็กที่ต้องเอกซเรย์บ่อย ๆ ควรจะใช้ตะกั่วปิดบริเวณอวัยวะสืบพันธุ์
6. ผู้ที่ไม่มีหน้าที่เกี่ยวข้องกับการตรวจเอกซเรย์ ไม่ควรเข้ามาในแผนกโดยไม่จำเป็น
โดยสรุปแล้ว ปัจจัยสำคัญมีอยู่ 3 ประการ คือ เวลา (Time) ระยะทาง (Distance) และวัสดุป้องกันรังสี (Shield) ดังนั้นต้องใช้เวลาน้อยที่สุด อยู่ห่างที่สุดเท่าที่จะทำได้และต้องใส่เสื้อตะกั่วป้องกันรังสีเสมอ
++++++++++++
ที่มา http://board.dserver.org/w/wwwt/00000129.html
รายชื่อนักวิทยาศาสตร์สำคัญของโลก
ชื่อ:โรเบิร์ต บอยล์ (Robert Boyle)
เชื้อชาติ:ชาวไอริช
มีชีวิตในช่วง:พ.ศ. 2170 - 2234
ผลงานที่สำคัญ:บิดาแห่งวิชาเคมี ผู้ศึกษาเรื่องความดัน และปริมาตรของก๊าซ
ที่มา http://sawangpattaya.org/sawangschool/index.php?PHPSESSID=babe2201efda8b637f9b85e5f62d858e&topic=546.msg567#msg567
รายชื่อนักวิทยาศาสตร์สำคัญของโลก
ชื่อ:จอห์น โลจี แบร์ด (John Logie Baird)
เชื้อชาติ:ชาวสก็อตมีชีวิตในช่วง:พ.ศ. 2431 - 2489
ผลงานที่สำคัญ:สร้างโทรทัศน์สำเร็จเป็นคนแรก
ที่มา http://sawangpattaya.org/sawangschool/index.php?PHPSESSID=babe2201efda8b637f9b85e5f62d858e&topic=546.msg567#msg567
รายชื่อนักวิทยาศาสตร์สำคัญของโลก
ชื่อ:อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ (Albert Einstein)
เชื้อชาติ:ชาวเยอรมัน
มีชีวิตในช่วง:พ.ศ. 2422 - 2498
ผลงานที่สำคัญ:ตั้งทฤษฎีสัมพันธภาพ ซึ่งนำไปใช้ในการสร้างระเบิดปรมาณู
ที่มา http://sawangpattaya.org/sawangschool/index.php?PHPSESSID=babe2201efda8b637f9b85e5f62d858e&topic=546.msg567#msg567
รายชื่อนักวิทยาศาสตร์สำคัญของโลก
ชื่อ:ลาวัวซิเอ (Lavoisier)
เชื้อชาติ:ชาวฝรั่งเศส
มีชีวิตในช่วง:พ.ศ.2286 - 2337
ผลงานที่สำคัญ:ตั้งทฤษฎีการเผาไหม้,ตั้งกฎทรงมวลของสาร
ที่มา http://sawangpattaya.org/sawangschool/index.php?PHPSESSID=babe2201efda8b637f9b85e5f62d858e&topic=546.msg567#msg567
รายชื่อนักวิทยาศาสตร์สำคัญของโลก
ชื่อ:วิลเลียม ฮาร์วีย์ (William Harvey)
เชื้อชาติ:ชาวอังกฤษ
มีชีวิตในช่วง :พ.ศ.2121 - 2200
ผลงานสำคัญ:ค้นพบการไหลเวียนของโลหิตในร่างกายมนุษย์
ที่มา http://sawangpattaya.org/sawangschool/index.php?PHPSESSID=babe2201efda8b637f9b85e5f62d858e&topic=546.msg567#msg567
รายชื่อนักวิทยาศาสตร์สำคัญของโลก
ชื่อ:เซอร์ไอแซก นิวตัน (Sir Isaac Newton)
เชื้อชาติ:ชาวอังกฤษ
มีชีวิตในช่วง:พ.ศ. 2185 - 2270
ผลงานที่สำคัญ:ตั้งกฎแรงโน้มถ่วง,ค้นพบทฤษฎีเกี่ยวกับการหักเหของแสง,ตั้งกฎการเคลื่อนที่
ที่มา http://sawangpattaya.org/sawangschool/index.php?topic=546.0
การเลี้ยวเบนของคลื่น
การเลี้ยวเบนของคลื่น (Diffraction of Wave)
การเลี้ยวเบนของคลื่นเกิดขึ้นได้ เมื่อคลื่นจากแหล่งกำเนิดอาพันเดินทางไปพบสิ่งกีดขวางที่มีลักษณะเป็นขอบหรือช่องที่มีขนาดใกล้เคียงกับความยาวคลื่น ทำให้คลื่นเคลื่อนที่เลี้ยวผ่านสิ่งกีดขวางไปได้ ซึ่งอธิบายได้โดยใช้หลักของฮอยเกนส์ ซึ่งกล่าวไว้ว่า "ทุก ๆ จุกบนหน้าคลื่นอาจถือได้ว่าเป็นจุดกำเนิดคลื่นใหม่ที่ให้คลื่นความยาวคลื่นเดิมและเฟสเดียวกัน" ดังแสดงในสถานการณ์จำลอง ดังนี้
การเลี้ยวเบนของคลื่นเกิดขึ้นได้ เมื่อคลื่นจากแหล่งกำเนิดอาพันเดินทางไปพบสิ่งกีดขวางที่มีลักษณะเป็นขอบหรือช่องที่มีขนาดใกล้เคียงกับความยาวคลื่น ทำให้คลื่นเคลื่อนที่เลี้ยวผ่านสิ่งกีดขวางไปได้ ซึ่งอธิบายได้โดยใช้หลักของฮอยเกนส์ ซึ่งกล่าวไว้ว่า "ทุก ๆ จุกบนหน้าคลื่นอาจถือได้ว่าเป็นจุดกำเนิดคลื่นใหม่ที่ให้คลื่นความยาวคลื่นเดิมและเฟสเดียวกัน" ดังแสดงในสถานการณ์จำลอง ดังนี้
ที่มา http://www.sa.ac.th/winyoo/mechanicswave/Index.htm
คลื่นสั่นพ้อง
การสั่นพ้อง (Resonance)
การสั่นพ้องคือการที่วัตถุสั่นด้วยความถี่ธรรมชาติโดยแอมปลิจูดของการสั่นมากขึ้นเรื่อยๆ ถ้าเป็นคลื่นเสียงก็จะทำให้เสียงดังมากขึ้น จนอาจทำให้วัตถุเสียหายได้ หรือเกิดความรำคาญได้ การสั่นพ้องเกิดขึ้นได้ 2 แบบคือ
1. การสั่นพ้องด้วยแรง หมายถึงการสั่นพ้องที่เกิดขึ้นโดยการออกแรงกระทำกับวัตถุเป็นจังหวะที่มีความถี่เท่ากับความถี่ธรรมชาติของวัตถุเป็นเวลานาน
เมื่อลมพัดที่ความเร็วคงตัวค่าหนึ่งเป็นเวลานาน ซึ่งแรงลมพอดีกับความถี่ธรรมชาติของสะพาน
ทำให้สะพานเกิดการสั่นพ้อง แอมปลิจูดของการสั่นที่มากขึ้นทำให้สะพานขาด
2. การสั่นพ้องด้วยคลื่น หมายถึงการสั่นพ้องที่เกิดขึ้นโดยการส่งคลื่นที่มีความถี่เท่ากับความถี่ธรรมชาติของวัตถุกระทบกับวัตถุเป็นเวลานาน ดูตัวอย่างเพิ่มเติมในเรื่องการสั่นพ้องของเสียง
ความถี่ธรรมชาติ (Natural Frequency)
เมื่อทำให้วัตถุสั่นหรือแกว่งอย่างอิสระ วัตถุจะสั่นหรือแกว่งด้วยความถี่คงที่ค่าหนึ่ง ซึ่งเรียกความถี่นี้ว่า “ความถี่ธรรมชาติ”
1. ความถี่ธรรมชาติในการแกว่งของลูกตุ้ม
รูป การแกว่งของลูกตุ้ม
การทดลองเรื่องการแกว่งของลูกตุ้ม
2. ความถี่ธรรมชาติในการสั่นของมวลติดสปริง
รูป แสดงการสั่นของมวลติดสปริง
การทดลองเรื่องการสั่นของมวลติดสปริง
3. ความถี่ธรรมชาติของการสั่นของเส้นเชือกที่ขึงตึง
รูป แสดงจำนวนลูปของคลื่นนิ่งในเส้นเชือก ที่ขึงตึง ยาว L จะสามารถเกิดคลื่นนิ่งที่มีตวามยาวคลื่นได้หลายค่า หรือเขียน เป็นสมการความสัมพันธ์ ได้ว่า
เมื่อ n = 1, 2, 3, ….. ความถี่ เรียกว่า ฮาร์มอนิกที่ n
เนื่องจากอัตราเร็วคลื่นในเส้นเชือกมีค่าขึ้นอยู่กับความตึงเชือก T และมวลต่อหน่วยความยาว μ
ดังนั้นจึงเขียนได้ว่า
การทดลองเรื่องการสั่นพ้องของคลื่นในเส้นเชือก
4. ความถี่ธรรมชาติของการสั่นของลำอากาศในท่อ
4.1 ท่อปลายปิดข้างหนึ่ง เมื่ออากาศในท่อสั่นตามยาว โดยอิสระจะเกิดคลื่นนิ่งขึ่นในท่อ ปลายปิดจะเป็นตำแหน่งบัพ(ของการกระจัด) ปลายเปิดจะเป็นตำแหน่งปฎิบัพ(ของการกระจัด) ดังนั้น ถ้าท่อยาว L
รูป แสดงจำนวนลูปของคลื่นนิ่งในท่อปิดด้านหนึ่ง ยาว L จะสามารถเกิดคลื่นนิ่งที่มีตวามถี่ได้หลายค่า หรือเขียน เป็นสมการความสัมพันธ์ ได้ว่า
เมื่อ n = 1, 3, 5, ….. ความถี่ เรียกว่า ฮาร์มอนิกที่ n และ v เป็นอัตราเร็วของเสียงในอากาศขณะนั้นซึ่งมีค่าขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ คือ
การทดลองเรื่องการสั่นพ้องของคลื่นในท่อปลายปิดข้างหนึ่ง
4.2 ท่อปลายเปิดสองข้าง เมื่ออากาศในท่อสั่นตามยาว โดยอิสระจะเกิดคลื่นนิ่งขึ่นในท่อ ปลายเปิดทั้งสองข้างจะเป็นตำแหน่งปฎิบัพ(ของการกระจัด) ดังนั้น ถ้าท่อยาว L
รูป แสดงจำนวนลูปของคลื่นนิ่งในท่อเปิดสองด้าน ยาว L จะสามารถเกิดคลื่นนิ่งที่มีตวามถี่ได้หลายค่า หรือเขียน เป็นสมการความสัมพันธ์ ได้ว่า
เมื่อ n = 1, 2, 3, ….. ความถี่ เรียกว่า ฮาร์มอนิกที่ n และ v เป็นอัตราเร็วของเสียงในอากาศขณะนั้นซึ่งมีค่าขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ คือ
การทดลองเรื่องการสั่นพ้องของคลื่นในท่อปลายเปิดทั้งสองข้าง
การทดลองเรื่องการสั่นพ้องของคลื่นในท่อปลายปิดทั้งสองข้าง
5. ความถี่ธรรมชาติของวัตถุแผ่นบาง แผ่นวัตถุบางที่อ่อนตัวและถูกขึงให้ตึงหรือตรึงขอบได้ เช่น แผ่นหน้ากลอง เมื่อทำให้สั่นจะสั่นด้วยความถี่ธรรมชาติได้หลายค่า การศึกษาเกี่ยวกับความถี่ธรรมชาติของแผ่นวัตถุบางนี้มีประโยชน์มากในการออกแบบไดอะแฟรมของลำโพง
ที่มา http://www.sa.ac.th/winyoo/mechanicswave/Index.htm
การสั่นพ้องคือการที่วัตถุสั่นด้วยความถี่ธรรมชาติโดยแอมปลิจูดของการสั่นมากขึ้นเรื่อยๆ ถ้าเป็นคลื่นเสียงก็จะทำให้เสียงดังมากขึ้น จนอาจทำให้วัตถุเสียหายได้ หรือเกิดความรำคาญได้ การสั่นพ้องเกิดขึ้นได้ 2 แบบคือ
1. การสั่นพ้องด้วยแรง หมายถึงการสั่นพ้องที่เกิดขึ้นโดยการออกแรงกระทำกับวัตถุเป็นจังหวะที่มีความถี่เท่ากับความถี่ธรรมชาติของวัตถุเป็นเวลานาน
เมื่อลมพัดที่ความเร็วคงตัวค่าหนึ่งเป็นเวลานาน ซึ่งแรงลมพอดีกับความถี่ธรรมชาติของสะพาน
ทำให้สะพานเกิดการสั่นพ้อง แอมปลิจูดของการสั่นที่มากขึ้นทำให้สะพานขาด
2. การสั่นพ้องด้วยคลื่น หมายถึงการสั่นพ้องที่เกิดขึ้นโดยการส่งคลื่นที่มีความถี่เท่ากับความถี่ธรรมชาติของวัตถุกระทบกับวัตถุเป็นเวลานาน ดูตัวอย่างเพิ่มเติมในเรื่องการสั่นพ้องของเสียง
ความถี่ธรรมชาติ (Natural Frequency)
เมื่อทำให้วัตถุสั่นหรือแกว่งอย่างอิสระ วัตถุจะสั่นหรือแกว่งด้วยความถี่คงที่ค่าหนึ่ง ซึ่งเรียกความถี่นี้ว่า “ความถี่ธรรมชาติ”
1. ความถี่ธรรมชาติในการแกว่งของลูกตุ้ม
รูป การแกว่งของลูกตุ้ม
การทดลองเรื่องการแกว่งของลูกตุ้ม
2. ความถี่ธรรมชาติในการสั่นของมวลติดสปริง
รูป แสดงการสั่นของมวลติดสปริง
การทดลองเรื่องการสั่นของมวลติดสปริง
3. ความถี่ธรรมชาติของการสั่นของเส้นเชือกที่ขึงตึง
รูป แสดงจำนวนลูปของคลื่นนิ่งในเส้นเชือก ที่ขึงตึง ยาว L จะสามารถเกิดคลื่นนิ่งที่มีตวามยาวคลื่นได้หลายค่า หรือเขียน เป็นสมการความสัมพันธ์ ได้ว่า
เมื่อ n = 1, 2, 3, ….. ความถี่ เรียกว่า ฮาร์มอนิกที่ n
เนื่องจากอัตราเร็วคลื่นในเส้นเชือกมีค่าขึ้นอยู่กับความตึงเชือก T และมวลต่อหน่วยความยาว μ
ดังนั้นจึงเขียนได้ว่า
การทดลองเรื่องการสั่นพ้องของคลื่นในเส้นเชือก
4. ความถี่ธรรมชาติของการสั่นของลำอากาศในท่อ
4.1 ท่อปลายปิดข้างหนึ่ง เมื่ออากาศในท่อสั่นตามยาว โดยอิสระจะเกิดคลื่นนิ่งขึ่นในท่อ ปลายปิดจะเป็นตำแหน่งบัพ(ของการกระจัด) ปลายเปิดจะเป็นตำแหน่งปฎิบัพ(ของการกระจัด) ดังนั้น ถ้าท่อยาว L
รูป แสดงจำนวนลูปของคลื่นนิ่งในท่อปิดด้านหนึ่ง ยาว L จะสามารถเกิดคลื่นนิ่งที่มีตวามถี่ได้หลายค่า หรือเขียน เป็นสมการความสัมพันธ์ ได้ว่า
เมื่อ n = 1, 3, 5, ….. ความถี่ เรียกว่า ฮาร์มอนิกที่ n และ v เป็นอัตราเร็วของเสียงในอากาศขณะนั้นซึ่งมีค่าขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ คือ
การทดลองเรื่องการสั่นพ้องของคลื่นในท่อปลายปิดข้างหนึ่ง
4.2 ท่อปลายเปิดสองข้าง เมื่ออากาศในท่อสั่นตามยาว โดยอิสระจะเกิดคลื่นนิ่งขึ่นในท่อ ปลายเปิดทั้งสองข้างจะเป็นตำแหน่งปฎิบัพ(ของการกระจัด) ดังนั้น ถ้าท่อยาว L
รูป แสดงจำนวนลูปของคลื่นนิ่งในท่อเปิดสองด้าน ยาว L จะสามารถเกิดคลื่นนิ่งที่มีตวามถี่ได้หลายค่า หรือเขียน เป็นสมการความสัมพันธ์ ได้ว่า
เมื่อ n = 1, 2, 3, ….. ความถี่ เรียกว่า ฮาร์มอนิกที่ n และ v เป็นอัตราเร็วของเสียงในอากาศขณะนั้นซึ่งมีค่าขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ คือ
การทดลองเรื่องการสั่นพ้องของคลื่นในท่อปลายเปิดทั้งสองข้าง
การทดลองเรื่องการสั่นพ้องของคลื่นในท่อปลายปิดทั้งสองข้าง
5. ความถี่ธรรมชาติของวัตถุแผ่นบาง แผ่นวัตถุบางที่อ่อนตัวและถูกขึงให้ตึงหรือตรึงขอบได้ เช่น แผ่นหน้ากลอง เมื่อทำให้สั่นจะสั่นด้วยความถี่ธรรมชาติได้หลายค่า การศึกษาเกี่ยวกับความถี่ธรรมชาติของแผ่นวัตถุบางนี้มีประโยชน์มากในการออกแบบไดอะแฟรมของลำโพง
ที่มา http://www.sa.ac.th/winyoo/mechanicswave/Index.htm
วันอังคารที่ 3 สิงหาคม พ.ศ. 2553
เว็บไซด์เกี่ยวกับคลื่น
1.
http://www.bkw.ac.th/content/snet3/saowalak/wave/wave.htm
2.
http://www.icphysics.com/modules.php?name=Content&pa=showpage&pid=54
3.
http://www.rsu.ac.th/science/physics/pom/physics_2/wave/wave_1.htm
4.
http://blake.prohosting.com/pstutor/physics/wave/wave_concept.html
5.
http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/88/wave.html
http://www.bkw.ac.th/content/snet3/saowalak/wave/wave.htm
2.
http://www.icphysics.com/modules.php?name=Content&pa=showpage&pid=54
3.
http://www.rsu.ac.th/science/physics/pom/physics_2/wave/wave_1.htm
4.
http://blake.prohosting.com/pstutor/physics/wave/wave_concept.html
5.
http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/88/wave.html
คลื่นวิทยุ
คลื่นวิทยุ (อังกฤษ: Radio waves) เป็นคลื่นพ่อเหล็กไฟๆๆชนิดที่สามที่เกิดขึ้นในช่วงความถี่วิทยุบนเส้นสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า
คลื่นวิทยุถูกค้นพบครั้งแรกระหว่างการตรวจสอบทางเพศศึกษาโดยโหน่ง ชะชะช่า ในปี ค.ศ. 2011 เท่ง เถิดเทิง สังเกตพบคุณสมบัติของแสงบางประการที่คล้ายคลึงกับถุงยาง และคล้ายคลึงกับผ้าอนามัย เขาจึงนำเสนอวิธีการชู๊ตบาสที่อธิบายถึงคลื่นแสงและคลื่นความรักในรูปแบบของถุงยางอนามัยที่เดินทางในอวกาศ ปี ค.ศ. 2012 EDward คาเรน ได้สาธิตสมการของเท่ง เถิดเทิง ว่าเป็นความจริงโดยจำลองการสร้างคลื่นความรักขึ้นในห้องทดลองของเขา หลังจากนั้นก็มีสิ่งประดิษฐ์ต่างๆ เกิดขึ้นมากมาย และทำให้เราสามารถนำคลื่นวิทยุมาใช้ในการส่งข้อมูลผ่านห้วงอวกาศได้
นิโคลา เทสลา และป้าจ๊อด ได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้ประดิษฐ์ระบบที่นำคลื่นวิทยุมาใช้ในการสื่อสาร[1][2]
ที่มา http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%84%E0%B8%A5%E0%B8%B7%E0%B9%88%E0%B8%99%E0%B8%A7%E0%B8%B4%E0%B8%97%E0%B8%A2%E0%B8%B8
คลื่นวิทยุถูกค้นพบครั้งแรกระหว่างการตรวจสอบทางเพศศึกษาโดยโหน่ง ชะชะช่า ในปี ค.ศ. 2011 เท่ง เถิดเทิง สังเกตพบคุณสมบัติของแสงบางประการที่คล้ายคลึงกับถุงยาง และคล้ายคลึงกับผ้าอนามัย เขาจึงนำเสนอวิธีการชู๊ตบาสที่อธิบายถึงคลื่นแสงและคลื่นความรักในรูปแบบของถุงยางอนามัยที่เดินทางในอวกาศ ปี ค.ศ. 2012 EDward คาเรน ได้สาธิตสมการของเท่ง เถิดเทิง ว่าเป็นความจริงโดยจำลองการสร้างคลื่นความรักขึ้นในห้องทดลองของเขา หลังจากนั้นก็มีสิ่งประดิษฐ์ต่างๆ เกิดขึ้นมากมาย และทำให้เราสามารถนำคลื่นวิทยุมาใช้ในการส่งข้อมูลผ่านห้วงอวกาศได้
นิโคลา เทสลา และป้าจ๊อด ได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้ประดิษฐ์ระบบที่นำคลื่นวิทยุมาใช้ในการสื่อสาร[1][2]
ที่มา http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%84%E0%B8%A5%E0%B8%B7%E0%B9%88%E0%B8%99%E0%B8%A7%E0%B8%B4%E0%B8%97%E0%B8%A2%E0%B8%B8
ความถี่
ความถี่ (อังกฤษ: frequency) คือปริมาณที่บ่งบอกจำนวนครั้งที่เหตุการณ์เกิดขึ้นในเวลาหนึ่ง การวัดความถี่สามารถทำได้โดยกำหนดช่วงเวลาคงที่ค่าหนึ่ง นับจำนวนครั้งที่เหตุการณ์เกิดขึ้น นำจำนวนครั้งหารด้วยระยะเวลา และ คาบ เป็นส่วนกลับของความถี่ หมายถึงเวลาที่ใช้ไปในการเคลื่อนที่ครบหนึ่งรอบ
ในระบบหน่วย SI หน่วยวัดความถี่คือเฮิรตซ์ (hertz) ซึ่งมาจากชื่อของนักฟิสิกส์ชาวเยอรมันชื่อ Heinrich Rudolf Hertz เหตุการณ์ที่มีความถี่หนึ่งเฮิรตซ์หมายถึงเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นหนึ่งครั้งทุกหนึ่งวินาที หน่วยอื่นๆ ที่นิยมใช้กับความถี่ได้แก่: รอบต่อวินาที หรือ รอบต่อนาที (rpm) (revolutions per minute) อัตราการเต้นของหัวใจใช้หน่วยวัดเป็นจำนวนครั้งต่อนาที
อีกหนึ่งวิธีที่ใช้วัดความถี่ของเหตุการณ์คือ การวัดระยะเวลาระหว่างการเกิดขึ้นแต่ละครั้ง (คาบ) ของเหตุการณ์นั้นๆ และคำนวณความถี่จากส่วนกลับของคาบเวลา:
เมื่อ T คือคาบ
[แก้] ความถี่ของคลื่น
สำหรับคลื่นเสียง คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (เช่นคลื่นวิทยุหรือแสง) สัญญาณไฟฟ้า หรือคลื่นอื่นๆ ความถี่ในหน่วยเฮิรตซ์ของคลื่นนั้นคือจำนวนรอบที่คลื่นนั้นซำรอยเดิมในหนึ่งวินาที สำหรับคลื่นเสียง ความถี่คือปริมาณที่บ่งบอกความทุ้มแหลม
ความถี่ของคลื่นมีความสัมพันธ์กับความยาวคลื่น กล่าวคือความถี่ f มีค่าเท่ากับความเร็ว v ของคลื่นหารด้วยความยาวคลื่น λ (lambda) :
ในกรณีของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เดินทางในสุญญากาศ ความเร็วด้านบนก็คือความเร็วแสง และสมการด้านบนก็เขียนใหม่ได้เป็น:
หมายเหตุ: เมื่อคลื่นเดินทางจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางหนึ่ง ความถี่ของคลื่นจะยังคงที่อยู่ ในขณะที่ความยาวคลื่นและความเร็วเปลี่ยนไปตามตัวกลาง
[แก้] ความถี่รอบตัวเรา
โดยทั่วไปเราสามารถแบ่งได้ดังนี้
3000-300 300-30 30-3 ความถี่
รังสีเอกซ์ รังสีเอกซ์ อุลตราไวโอเล็ต (UV) PHz
แสงที่มองเห็นได้ อินฟราเรด (IR) อินฟราเรด (IR) THz
คลื่น Sub millimeter EHF SHF GHz
UHF VHF HF MHz
MF LF VLF kHz
เสียง ไฟฟ้ากระแสสลับ - Hz
ความถี่มาตราฐานของโน้ตตัว C นั้นถูกกำหนดไว้ที่ 440 เฮิรตซ์ ซึ่งเท่ากับ 440 รอบต่อวินาที และเป็นความถี่ที่วงออเคสตราใช้เป็นหลักในการตั้งเสียง
เด็กทารกสามารถได้ยินเสียงที่มีความถี่สูงสุดประมาณ 20,000 เฮิรตซ์ แต่ผู้ใหญ่ไม่สามารถได้ยินเสียงที่ความถี่นี้ได้
ในทวีปยุโรป ความถี่ของไฟฟ้ากระแสสลับคือ 50 เฮิรตซ์ (ใกล้เคียงกับโน้ตตัว G) ที่ความต่างศักย์ 230 โวลต์
ในทวีปอเมริกาเหนือ ความถี่ของไฟฟ้ากระแสสลับคือ 60 เฮิรตซ์ (ใกล้เคียงกับโน้ตตัว B แฟลต) 117 โวลต์
ที่มา http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%84%E0%B8%A7%E0%B8%B2%E0%B8%A1%E0%B8%96%E0%B8%B5%E0%B9%88
การหักเหของคลื่น(Refraction)
--------------------------------------------------------------------------------
เมื่อให้คลื่นเคลื่อนที่จากตัวกลาหนึ่งไปสู่อีกตัวกลางหนึ่ง เช่น คลื่นน้ำลึกเคลื่อนที่จากน้ำลึกเข้าสู่บริเวณน้ำตื้น จะทำให้ความยาวคลื่นของคลื่นน้ำจะเปลี่ยนแปลงไปด้วย การที่คลื่นน้ำเคลื่อนที่จากตัวกลางหนึ่งไปสู่อีกตัวกลางหนึ่งแล้วทำให้อัตรา เร็วและความยาวคลื่นเปลี่ยนไปแต่ความถี่คงที่ เรียกว่า "การหักเหของคลื่น" และคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านรอยต่อ ระหว่างตัวกลางไปเรียกว่า "คลื่นหักเห"
ในการหักเหของคลื่นจากตัวกลางหนึ่งไปสู่อีกตัวกลางหนึ่ง จะทำให้ความเร็ว และความยาวคลื่นเปลี่ยนไป แต่ทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่นอาจจะไม่เปลี่ยน หรือเปลี่ยนไปจากแนวเดิมก็ได้
ที่มา http://www.skn.ac.th/skl/skn42/phy67/refraction.htm
การสะท้อนของคลื่น Reflection
เมื่อคลื่นเคลี่ยนที่ไปชนกับสิ่งกีดขวาง หรือเคลื่อนที่ไปยังปลายสุดของตัวกลาง หรือระหว่างรอยต่อของตัวกลาง คลื่นส่วนหนึ่งจะเคลื่อนที่กลับมาในตัวกลางเดิม เรียกว่า การสะท้อนของคลื่น และคลื่นที่สะท้อนกลับมา เรียกว่า คลื่นสะท้อน ส่วนคลื่นที่ไปกระทบปลายสุดของตัวกลางก่อนเกิดการสะท้อนเรียกว่า คลื่นตกกระทบ
หลายๆสิ่งรอบตัวเราได้ กระจก หน้าต่าง แว่นตา รถที่ขัดจนมันวับ
รองเท้าบูทขัดมัน น้ำในสระ แต่ การสะท้อนแสงจะดีที่สุดในกระจกเงา เพราะมีผิวเรียบ
และมันเงา
ที่มา http://www.skn.ac.th/skl/skn42/phy67/reflect.htm
ชนิดของรังสีเอกซ์
หลอดผลิตรังสีเอกซ์ มีส่วนประกอบสำคัญดังนี้
1. หลอดแก้วทำด้วยแก้วไพเรกซ์ ภายในหลอดเป็นสุญญากาศเพื่อป้องกันไม่ได้อิเล็กตรอนที่เร่งออกมาชนกับอนุภาคของก๊าซ หรือเพื่อลดแรงเสียดทานระหว่างอิเล็กตรอนกับอากาศ นั่นเอง
2. ขั้วคาโธดประกอบด้วย ลวดทังสเตนซึ่งถูกเผาให้ร้อนด้วยไฟฟ้า ทำให้อิเล็กตรอนในอะตอมของลวดได้รับพลังงานมากเพียงพอจึงถูกปลดปล่อยออกมาจากขั้วคาโธด โดยปริมาณรังสีเอกซ์จะขึ้นอยู่กับจำนวนอิเล็กตรอนที่ถูกปลดปล่อยออกมา
3. ขั้วอาโนดเป็นเป้าประกอบด้วย แผ่นโลหะทังสเตนหนาประมาณ 2-3 มิลลิเมตร การที่เลือกใช้ทังสเตนเป็นเป้าเพราะโลหะทังสเตนมีเลขอะตอมสูง (Z=74) ทำให้ประสิทธิ ภาพการเกิดรังสีเอกซ์มีค่าสูง ทั้งนี้เพราะกำลังของรังสีจะแปรผันตรงกับเลขอะตอม และนอกจากนี้ทังสเตนมีจุดหลอมเหลวสูงคือ 33700C จึงทนต่ออุณหภูมิสูงได้ดีและยังมีคุณสมบัติในการดูดกลืนและคายความร้อนดี
รังสีเอกซ์เกิดขึ้นได้โดยการเปลี่ยนแปลงพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอน โดยเมื่อขั้วคาโธดจะถูกทำให้ร้อนด้วยกระแสไฟฟ้าจากความต่างศักย์ V0 อิเล็กตรอนซึ่งหลุดจากขั้วคาโธดจะถูกเร่งด้วยความต่างศักย์จาก V ซึ่งมีค่าสูงแล้ววิ่งไปชนเป้าโลหะ อิเล็กตรอนเมื่อชนเป้าโลหะจะถูกหน่วงที่เป้าอาโนดนี้ ทำให้อิเล็กตรอนสูญเสียพลังงานจลน์กลายเป็นรังสีเอกซ์ขึ้น
7.1 ชนิดของรังสีเอกซ์ รังสีเอกซ์แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ
1. รังสีเอกซ์ลักษณะเฉพาะ (Characteristic x – rays)
เมื่ออิเล็กตรอนวิ่งเข้าชนเป้าทังสเตน ก็จะเกิดการชนกับอิเล็กตรอนที่อยู่วงโคจรในของเป้า ถ้าพลังงานของอิเล็กตรอนตัวที่วิ่งชน มีพลังงานมากกว่าพลังงานยึดเหนี่ยวของอิเล็กตรอนที่อยู่วงโคจรในของเป้า ก็จะทำให้อิเล็กตรอนวงนั้นหลุดออกจากอะตอม อิเล็กตรอนจากวงโคจรอื่นที่อยู่ห่างจากนิวเคลียสมากกว่าจะวิ่งเข้าไปแทนที่ พร้อมทั้งคายพลังงานออกมาในรูปรังสีเอกซ์ลักษณะ เฉพาะ
ถ้าพิจารณาถึงการเปลี่ยนระดับพลังงานของอิเล็กตรอนในชั้น L ไปชั้น K จะมีการคายพลังงานเป็นโฟตอนของรังสีเอกซ์ลักษณะเฉพาะเส้น K L คือ
E L - E K = = (20)
เมื่อ
E K , E L เป็นค่าระดับพลังงานของอิเล็กตรอนในชั้น K และชั้น L ของอะตอม
เป็นความยาวคลื่นของรังสีเอกซ์ลักษณะเฉพาะเส้น KL
E KL = 10.2 (Z – 1)2 (21)
เมื่อ
E KL คือค่าพลังงานของรังสีเอกซ์ลักษณะเฉพาะเส้น KL ในหน่วย eV
Z คือเลขอะตอมของธาตุต่าง ๆ
2. รังสีเอกซ์จากการถูกหน่วง (Bremsstrahlung)
รังสีเอกซ์ชนิดนี้เกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนพลังงานสูง วิ่งด้วยความเร็วเข้าใกล้นิวเคลียสซึ่งมีประจุบวกทำให้อิเล็กตรอนเปลี่ยนทิศทาง หรือมีการเปลี่ยนแปลงความเร็วในลักษณะที่พลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนลดลง เป็นเหตุให้มีการแผ่พลังงานออกมาในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรือโฟตอนเป็นรังสีเอกซ์จากการถูกหน่วง(Bremsstrahlung) ดังรูป
เนื่องจากจำนวนอิเล็กตรอนที่ชนเป้ามีมากมายและแต่ละตัวสูญเสียพลังงานค่าต่าง ๆ กัน ดังนั้นรังสีเอกซ์ที่แผ่ออกมาจะมีสเปกตรัมต่อเนื่อง ส่วนอะตอมของเป้าที่จะรับพลังงานบางส่วนเข้าไปทำให้เกิดการ
ที่มา http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/quantum/quantum2/quantum_21.htm
1. หลอดแก้วทำด้วยแก้วไพเรกซ์ ภายในหลอดเป็นสุญญากาศเพื่อป้องกันไม่ได้อิเล็กตรอนที่เร่งออกมาชนกับอนุภาคของก๊าซ หรือเพื่อลดแรงเสียดทานระหว่างอิเล็กตรอนกับอากาศ นั่นเอง
2. ขั้วคาโธดประกอบด้วย ลวดทังสเตนซึ่งถูกเผาให้ร้อนด้วยไฟฟ้า ทำให้อิเล็กตรอนในอะตอมของลวดได้รับพลังงานมากเพียงพอจึงถูกปลดปล่อยออกมาจากขั้วคาโธด โดยปริมาณรังสีเอกซ์จะขึ้นอยู่กับจำนวนอิเล็กตรอนที่ถูกปลดปล่อยออกมา
3. ขั้วอาโนดเป็นเป้าประกอบด้วย แผ่นโลหะทังสเตนหนาประมาณ 2-3 มิลลิเมตร การที่เลือกใช้ทังสเตนเป็นเป้าเพราะโลหะทังสเตนมีเลขอะตอมสูง (Z=74) ทำให้ประสิทธิ ภาพการเกิดรังสีเอกซ์มีค่าสูง ทั้งนี้เพราะกำลังของรังสีจะแปรผันตรงกับเลขอะตอม และนอกจากนี้ทังสเตนมีจุดหลอมเหลวสูงคือ 33700C จึงทนต่ออุณหภูมิสูงได้ดีและยังมีคุณสมบัติในการดูดกลืนและคายความร้อนดี
รังสีเอกซ์เกิดขึ้นได้โดยการเปลี่ยนแปลงพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอน โดยเมื่อขั้วคาโธดจะถูกทำให้ร้อนด้วยกระแสไฟฟ้าจากความต่างศักย์ V0 อิเล็กตรอนซึ่งหลุดจากขั้วคาโธดจะถูกเร่งด้วยความต่างศักย์จาก V ซึ่งมีค่าสูงแล้ววิ่งไปชนเป้าโลหะ อิเล็กตรอนเมื่อชนเป้าโลหะจะถูกหน่วงที่เป้าอาโนดนี้ ทำให้อิเล็กตรอนสูญเสียพลังงานจลน์กลายเป็นรังสีเอกซ์ขึ้น
7.1 ชนิดของรังสีเอกซ์ รังสีเอกซ์แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ
1. รังสีเอกซ์ลักษณะเฉพาะ (Characteristic x – rays)
เมื่ออิเล็กตรอนวิ่งเข้าชนเป้าทังสเตน ก็จะเกิดการชนกับอิเล็กตรอนที่อยู่วงโคจรในของเป้า ถ้าพลังงานของอิเล็กตรอนตัวที่วิ่งชน มีพลังงานมากกว่าพลังงานยึดเหนี่ยวของอิเล็กตรอนที่อยู่วงโคจรในของเป้า ก็จะทำให้อิเล็กตรอนวงนั้นหลุดออกจากอะตอม อิเล็กตรอนจากวงโคจรอื่นที่อยู่ห่างจากนิวเคลียสมากกว่าจะวิ่งเข้าไปแทนที่ พร้อมทั้งคายพลังงานออกมาในรูปรังสีเอกซ์ลักษณะ เฉพาะ
ถ้าพิจารณาถึงการเปลี่ยนระดับพลังงานของอิเล็กตรอนในชั้น L ไปชั้น K จะมีการคายพลังงานเป็นโฟตอนของรังสีเอกซ์ลักษณะเฉพาะเส้น K L คือ
E L - E K = = (20)
เมื่อ
E K , E L เป็นค่าระดับพลังงานของอิเล็กตรอนในชั้น K และชั้น L ของอะตอม
เป็นความยาวคลื่นของรังสีเอกซ์ลักษณะเฉพาะเส้น KL
E KL = 10.2 (Z – 1)2 (21)
เมื่อ
E KL คือค่าพลังงานของรังสีเอกซ์ลักษณะเฉพาะเส้น KL ในหน่วย eV
Z คือเลขอะตอมของธาตุต่าง ๆ
2. รังสีเอกซ์จากการถูกหน่วง (Bremsstrahlung)
รังสีเอกซ์ชนิดนี้เกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนพลังงานสูง วิ่งด้วยความเร็วเข้าใกล้นิวเคลียสซึ่งมีประจุบวกทำให้อิเล็กตรอนเปลี่ยนทิศทาง หรือมีการเปลี่ยนแปลงความเร็วในลักษณะที่พลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนลดลง เป็นเหตุให้มีการแผ่พลังงานออกมาในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรือโฟตอนเป็นรังสีเอกซ์จากการถูกหน่วง(Bremsstrahlung) ดังรูป
เนื่องจากจำนวนอิเล็กตรอนที่ชนเป้ามีมากมายและแต่ละตัวสูญเสียพลังงานค่าต่าง ๆ กัน ดังนั้นรังสีเอกซ์ที่แผ่ออกมาจะมีสเปกตรัมต่อเนื่อง ส่วนอะตอมของเป้าที่จะรับพลังงานบางส่วนเข้าไปทำให้เกิดการ
ที่มา http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/quantum/quantum2/quantum_21.htm
รังสีเอกซ์
จากการศึกษาการแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของวัตถุดำพบว่า
1. สเปคตรัมของการแผ่รังสีที่ออกมาจากวัตถุดำ เป็นสเปคตรัมแบบต่อเนื่อง
2. เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น พลังงานของวัตถุดำจะมีค่ามากขึ้น
3. พลังงานของรังสีที่แผ่ออกมาจากวัตถุดำเป็นไปตามกฎของสเตฟาน-โบลต์ซมันน์ (Stefan – Boltzmann Law) โดยพลังงานที่แผ่ออกมาจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิอย่างเดียว คือ
= (1)
โดยที่ คือ อัตราการส่งถ่ายพลังงานโดยการแผ่รังสี (J/s หรือ Watt)
คือ ค่าคงที่ของของสเตฟาน-โบลต์ซมันน์ มีค่าเท่ากับ 5.67 x 10-8 W/m2K4
คือ สภาพส่งรังสีของผิววัตถุ ซึ่งมีค่าอยู่ระหว่าง 0 - 1
คือ พื้นที่ผิวของวัตถุ (m2)
คือ อุณหภูมิของผิววัตถุ (K)
4. ความเข้มของพลังงานที่แผ่ออกมาจะมีค่าน้อยที่ความยาวคลื่นสั้นมาก และที่ความยาวคลื่นยาวมาก จะมีความเข้มของพลังงานสูงสุดเมื่อความยาวคลื่น โดยยิ่งถ้าอุณหภูมิสูงขึ้นมากเท่าใด จะยิ่งมีค่าน้อยลง
จากการศึกษาการแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของวัตถุดำพบว่า
1. สเปคตรัมของการแผ่รังสีที่ออกมาจากวัตถุดำ เป็นสเปคตรัมแบบต่อเนื่อง
2. เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น พลังงานของวัตถุดำจะมีค่ามากขึ้น
3. พลังงานของรังสีที่แผ่ออกมาจากวัตถุดำเป็นไปตามกฎของสเตฟาน-โบลต์ซมันน์ (Stefan – Boltzmann Law) โดยพลังงานที่แผ่ออกมาจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิอย่างเดียว คือ
= (1)
โดยที่ คือ อัตราการส่งถ่ายพลังงานโดยการแผ่รังสี (J/s หรือ Watt)
คือ ค่าคงที่ของของสเตฟาน-โบลต์ซมันน์ มีค่าเท่ากับ 5.67 x 10-8 W/m2K4
คือ สภาพส่งรังสีของผิววัตถุ ซึ่งมีค่าอยู่ระหว่าง 0 - 1
คือ พื้นที่ผิวของวัตถุ (m2)
คือ อุณหภูมิของผิววัตถุ (K)
4. ความเข้มของพลังงานที่แผ่ออกมาจะมีค่าน้อยที่ความยาวคลื่นสั้นมาก และที่ความยาวคลื่นยาวมาก จะมีความเข้มของพลังงานสูงสุดเมื่อความยาวคลื่น โดยยิ่งถ้าอุณหภูมิสูงขึ้นมากเท่าใด จะยิ่งมีค่าน้อยลง
รูปที่ 2 แสดงสเปคตรัมการแผ่รังสีของวัตถุดำที่อุณหภูมิต่าง ๆ กัน
5. ความยาวคลื่นซึ่งได้จากอัตราการแผ่พลังงานสูงสุดของวัตถุจะแปรผันกับอุณหภูมิของวัตถุ ซึ่งเขียนได้ว่า
= (2)
โดยที่ แทนความยาวคลื่น (m)
แทนอุณหภูมิ (K)
เรียกสมการที่ (2) ว่ากฎการกระจัดของวีน (Wien’s displacement Law)
ที่มา http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/quantum/quantum2/quantum_2.htm
1. สเปคตรัมของการแผ่รังสีที่ออกมาจากวัตถุดำ เป็นสเปคตรัมแบบต่อเนื่อง
2. เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น พลังงานของวัตถุดำจะมีค่ามากขึ้น
3. พลังงานของรังสีที่แผ่ออกมาจากวัตถุดำเป็นไปตามกฎของสเตฟาน-โบลต์ซมันน์ (Stefan – Boltzmann Law) โดยพลังงานที่แผ่ออกมาจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิอย่างเดียว คือ
= (1)
โดยที่ คือ อัตราการส่งถ่ายพลังงานโดยการแผ่รังสี (J/s หรือ Watt)
คือ ค่าคงที่ของของสเตฟาน-โบลต์ซมันน์ มีค่าเท่ากับ 5.67 x 10-8 W/m2K4
คือ สภาพส่งรังสีของผิววัตถุ ซึ่งมีค่าอยู่ระหว่าง 0 - 1
คือ พื้นที่ผิวของวัตถุ (m2)
คือ อุณหภูมิของผิววัตถุ (K)
4. ความเข้มของพลังงานที่แผ่ออกมาจะมีค่าน้อยที่ความยาวคลื่นสั้นมาก และที่ความยาวคลื่นยาวมาก จะมีความเข้มของพลังงานสูงสุดเมื่อความยาวคลื่น โดยยิ่งถ้าอุณหภูมิสูงขึ้นมากเท่าใด จะยิ่งมีค่าน้อยลง
จากการศึกษาการแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของวัตถุดำพบว่า
1. สเปคตรัมของการแผ่รังสีที่ออกมาจากวัตถุดำ เป็นสเปคตรัมแบบต่อเนื่อง
2. เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น พลังงานของวัตถุดำจะมีค่ามากขึ้น
3. พลังงานของรังสีที่แผ่ออกมาจากวัตถุดำเป็นไปตามกฎของสเตฟาน-โบลต์ซมันน์ (Stefan – Boltzmann Law) โดยพลังงานที่แผ่ออกมาจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิอย่างเดียว คือ
= (1)
โดยที่ คือ อัตราการส่งถ่ายพลังงานโดยการแผ่รังสี (J/s หรือ Watt)
คือ ค่าคงที่ของของสเตฟาน-โบลต์ซมันน์ มีค่าเท่ากับ 5.67 x 10-8 W/m2K4
คือ สภาพส่งรังสีของผิววัตถุ ซึ่งมีค่าอยู่ระหว่าง 0 - 1
คือ พื้นที่ผิวของวัตถุ (m2)
คือ อุณหภูมิของผิววัตถุ (K)
4. ความเข้มของพลังงานที่แผ่ออกมาจะมีค่าน้อยที่ความยาวคลื่นสั้นมาก และที่ความยาวคลื่นยาวมาก จะมีความเข้มของพลังงานสูงสุดเมื่อความยาวคลื่น โดยยิ่งถ้าอุณหภูมิสูงขึ้นมากเท่าใด จะยิ่งมีค่าน้อยลง
รูปที่ 2 แสดงสเปคตรัมการแผ่รังสีของวัตถุดำที่อุณหภูมิต่าง ๆ กัน
5. ความยาวคลื่นซึ่งได้จากอัตราการแผ่พลังงานสูงสุดของวัตถุจะแปรผันกับอุณหภูมิของวัตถุ ซึ่งเขียนได้ว่า
= (2)
โดยที่ แทนความยาวคลื่น (m)
แทนอุณหภูมิ (K)
เรียกสมการที่ (2) ว่ากฎการกระจัดของวีน (Wien’s displacement Law)
ที่มา http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/quantum/quantum2/quantum_2.htm
แอมพลิจูด (อังกฤษ: amplitude) คือขนาดของการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นจากการแกว่งตัวในระบบที่มีการแกว่ง ตัวอย่างเช่น คลื่นเสียง คือการแกว่งตัวของแรงดันในบรรยากาศ แอมพลิจูดของมันคือการเปลี่ยนแปลงของแรงดันในแต่ละรอบ ถ้าการเปลี่ยนแปลงนี้อยู่ในคาบการแกว่งตัวปกติ จะสามารถวาดเส้นกราฟของระบบออกมาโดยให้ค่าการเปลี่ยนแปลงเป็นแกนตั้ง และเส้นเวลาเป็นแกนนอน แสดงให้เห็นภาพของแอมพลิจูดเป็นการเปลี่ยนแปลงขนาดขึ้นลงในแนวดิ่งระหว่างจุดสูงสุดและจุดต่ำสุด
กราฟซายน์
1 = Peak amplitude (),
2 = Peak-to-peak amplitude (),
3 = RMS amplitude (),
4 = คาบของคลื่น (ไม่ใช่แอมพลิจูด)
. หลักการของแอมพลิจูด
1. 1. แอมพลิจูดแบบพีคทูพีค
แอมพลิจูดแบบพีคทูพีค (Peak-to-peak amplitude) คือการวัดค่าความเปลี่ยนแปลงจากจุดสูงสุดของการเคลื่อนที่ทางด้านหนึ่งไปจนถึงจุดต่ำสุดการเคลื่อนที่ในอีกด้านหนึ่ง สามารถวัดได้จากมิเตอร์บางชนิดที่มีวงจรเหมาะสม หรือจากการดูรูปคลื่นบนออสซิลโลสโคป
1. 2. แอมพลิจูดแบบอาร์เอ็มเอส
แอมพลิจูดแบบอาร์เอ็มเอส (Root mean square (RMS) amplitude) ใช้มากในวิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คือการหารากที่สองของค่าเฉลี่ยของกำลังสองของขนาดการเคลื่อนที่แนวดิ่งในกราฟนับจากศูนย์ในช่วงเวลาหนึ่ง[2]
2. ดูเพิ่ม
•คลื่น และคุณสมบัติต่างๆ ของคลื่น
◦ความถี่
◦คาบ
◦ความยาวคลื่น
◦Crest factor
คลื่น
คลื่น หมายถึง ลักษณะของการถูกรบกวน ที่มีการแผ่กระจาย เคลื่อนที่ออกไป ในลักษณะของการกวัดแกว่ง หรือกระเพื่อม และมักจะมีการส่งถ่ายพลังงานไปด้วย คลื่นเชิงกลซึ่งเกิดขึ้นในตัวกลาง (ซึ่งเมื่อมีการปรับเปลี่ยนรูป จะมีความแรงยืดหยุ่นในการดีดตัวกลับ) จะเดินทางและส่งผ่านพลังงานจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งในตัวกลาง โดยไม่ทำให้เกิดการเคลื่อนตำแหน่งอย่างถาวรของอนุภาคตัวกลาง คือไม่มีการส่งถ่ายอนุภาคนั่นเอง แต่จะมีการเคลื่อนที่แกว่งกวัด (oscillation) ไปกลับของอนุภาค อย่างไรก็ตามสำหรับ การแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และ การแผ่รังสีแรงดึงดูด นั้นสามารถเดินทางในสุญญากาศได้ โดยไม่ต้องมีตัวกลาง
ลักษณะของคลื่นนั้น จะระบุจาก สันคลื่น หรือ ยอดคลื่น (ส่วนที่มีค่าสูงขึ้น) และ ท้องคลื่น (ส่วนที่มีค่าต่ำลง) ในลักษณะ ตั้งฉากกับทิศทางเดินคลื่น เรียก "คลื่นตามขวาง" (transverse wave) หรือ ขนานกับทิศทางเดินคลื่น เรียก "คลื่นตามยาว" (longitudinal wave)
วันศุกร์ที่ 30 กรกฎาคม พ.ศ. 2553
คลื่น.......tidatip6227
การแทรกสอดของคลื่น(
Interference)เมื่อมีคลื่นต่อเนื่องจากแหล่งกำเนิดคลื่นสองแหล่งที่มีความถี่เท่ากันและเฟสตรงกันเคลื่อนที่มาพบกัน จะเกิดการซ้อนทับระหว่างคลื่นต่อเนื่องสองขบวนนั้น ปรากฎการณ์เช่นนี้เรียกว่า การแทรกสอดของคลื่น (Interference)
1.การแทรกสอดแบบเสริมกัน เกิดจากสันคลื่นของคลื่นทั้งสองมารวมกัน คลื่นลัพธ์ที่เกิดขึ้น จะมีวันคลื่นสูงกว่าเดิม และมีท้องคลื่นลึกกว่าเดิม และจะเรียกตำแหน่งนั้นว่า ปฏิบัพ(Antinode)
2.การแทรกสอดแบบหักล้าง เกิดจากสันคลื่นจากแหล่งกำเนิดหนึ่งมารวมกับท้องคลื่นของ อีกแหล่งกำเนิดหนึ่ง คลื่นลัพธ์ที่เกิดขึ้นจะมีสันคลื่นต่ำกว่าเดิม และท้องคลื่นตื้นกว่าเดิม และเรียกตำแหน่งนั้นว่า บัพ(Node)
ที่มา:http://www.skn.ac.th/skl/skn42/phy67/interference.htm
การหักเหของคลื่น(Refraction)
เมื่อให้คลื่นเคลื่อนที่จากตัวกลาหนึ่งไปสู่อีกตัวกลางหนึ่ง เช่น คลื่นน้ำลึกเคลื่อนที่จากน้ำลึกเข้าสู่บริเวณน้ำตื้น จะทำให้ความยาวคลื่นของคลื่นน้ำจะเปลี่ยนแปลงไปด้วย การที่คลื่นน้ำเคลื่อนที่จากตัวกลางหนึ่งไปสู่อีกตัวกลางหนึ่งแล้วทำให้อัตรา เร็วและความยาวคลื่นเปลี่ยนไปแต่ความถี่คงที่ เรียกว่า "การหักเหของคลื่น" และคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านรอยต่อ ระหว่างตัวกลางไปเรียกว่า "คลื่นหักเห"
ในการหักเหของคลื่นจากตัวกลางหนึ่งไปสู่อีกตัวกลางหนึ่ง จะทำให้ความเร็ว และความยาวคลื่นเปลี่ยนไป แต่ทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่นอาจจะไม่เปลี่ยน หรือเปลี่ยนไปจากแนวเดิมก็ได้
ที่มา:http://www.skn.ac.th/skl/skn42/phy67/refraction.htm
การเลี้ยวเบนของคลื่น
เมื่อคลื่นเคลื่อนที่ผ่านสิ่งกีดขวาง คลื่นส่วนที่กระทบสิ่งกีดขวางจะสะท้อนกลับคลื่นบางส่วนที่ผ่านไปได้จะสามารถแผ่จากขอบของสิ่งกีดขวางเข้าไปทางด้านหลังของสิ่งกีดขวางนั้น คล้ายกับคลื่นเคลื่อนที่อ้อมผ่านสิ่งกีดขวางนั้นได้ เรียกว่า การเลี้ยวเบนของคลื่น
การเลี้ยวเบนของคลื่นน้ำผ่านช่องเดี่ยว
เมื่อคลื่นน้ำหน้าตรงตกกระทบสิ่งกีดขวางที่มีช่องเดี่ยวกว้าง d จะเกิดการเลี้ยวเบน
เมื่อหน้าคลื่นที่ผ่านช่องเดี่ยวไปได้นั้นทุก ๆ จุดจะทำหน้าที่เสมือนเป็นจุดกำเนิดคลื่น กระจายคลื่นไปเสริมกันหรือหักล้างกัน เกิดเป็นแนวบัพและแนวปฏิบัพ
สูตรการคำนวณหาแนวบัพ
d sin q = nl
สูตรการคำนวณหาแนวปฏิบัพ
d sin q = ( n + )l
ที่มา:http://www.absorn.ac.th/e-learning/ebook/supatra/b1.htm
รังสีแกมมา
รังสีแกมมาเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่สูงกว่ารังสีเอกซ์ แต่เดิมคำว่ารังสีแกมมาใช้เรียกคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูงที่เกิดจากการสลายตัวของนิวเคลียสของธาตุกัมมันตรังสีเท่านั้น แต่ในปัจจุบันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่สูงกว่ารังสีเอกซ์โดยทั่วไปก็จะเรียกว่ารังสีแกมมาทั้งหมด รังสีคอสมิกที่มาจากนอกโลกก็มีรังสีแกมมา หรือ การแผ่รังสีของอนุภาคประจุไฟฟ้าที่ถูกเร่งในเครื่องเร่งอนุภาคก็ทำให้เกิดรังสีแกมมาได้ และเนื่องจากรังสีแกมมาสามารถทำลายเซลล์ของสิ่งมีชีวิตได้ เราจึงนำไปใช้ประโยชน์ในทางการแพทย์เพื่อทำลายเซลล์มะเร็ง
ที่มา:http://www.ipst.ac.th/sci_activity%20ver1.1/spectrum/content/gamma.htm
รังสีเอกซ์(X-ray หรือ Röntgen ray)
ถูกค้นพบในปี ค.ศ. 1895 โดยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมันชื่อ เรินต์เกน ได้พบรังสีนี้โดยบังเอิญ ในขณะที่เขาทำการทดลองเกี่ยวกับรังสีคาโทดในห้องมืดสนิท เขาสังเกตว่า แร่แบเรียมแพลทิโนไซยาไนด์เกิดเรืองแสงขึ้น ทำให้คิดว่าจะต้องมีรังสีบางอย่างเกิดขึ้นจากหลอดรังสีแคโทดและมีอำนาจทะลุผ่านสูงจนสามารถผ่านผนังหลอดคาโธดไปยังก้อนแร่ได้ เรินต์เกนเรียกรังสีนี้ว่า รังสีเอกซ์ ซึ่งภายหลังนักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาและทดลองเกี่ยวกับรังสีชนิดนี้มากขึ้นและสรุปคุณสมบัติของรังสีเอกซ์ได้ดังนี้
1.
รังสีเอกซ์เป็นทั้งคลื่นและอนุภาค การที่มีสมบัติเป็นคลื่นเพราะมีการสะท้อน การหักเห การแทรกสอดและการเลี้ยวเบน และเป็นอนุภาคเพราะมีโมเมนตัมเหมือนอนุภาคทั่วไป
2.
รังสีเอกซ์เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ไม่สามารถที่จะถูกเบี่ยงเบนโดยสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า มีความยาวคลื่นอยู่ในช่วงประมาณ 1.3 x 10-11 ถึง 4.8 x 10-11 เมตร จึงไม่สามารถมองเห็นได้
3.
รังสีเอกซ์ประกอบด้วยรังสีที่มีความยาวคลื่นแตกต่างกันมาก เคลื่อนที่เป็นเส้นตรงด้วยความเร็วเท่ากับความเร็วแสงคือมีค่า 3x108 m/s ในสุญญากาศ
4.
รังสีเอกซ์สามารถทะลุผ่านวัตถุที่ไม่หนาจนเกินไปและมีความหนาแน่นน้อยๆได้ เช่น กระดาษ ไม้ เนื้อเยื่อของคนและสัตว์ แต่ถ้าผ่านวัตถุที่มีความหนาแน่นมาก ๆ เช่น แพลตินัม ตะกั่ว กระดูก อำนาจทะลุผ่านก็จะลดลง
5.
รังสีเอกซ์สามารถทำให้อากาศแตกตัวเป็นอิออนได้
6.
รังสีเอกซ์สามารถทำให้ผลึกบางชนิดเรืองแสงและแสงที่เรืองออกมาสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าได้
7.
รังสีเอกซ์ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีได้ เช่นเมื่อรังสีเอกซ์ไปถูกฟิลม์ถ่ายรูปจะทำให้ฟิลม์ดำ จึงนำผลอันนี้มาใช้ในการถ่ายภาพบนฟิลม์เอกซ์เรย์
ที่มา: http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/quantum/quantum2/quantum_19.htm
วันอังคารที่ 22 มิถุนายน พ.ศ. 2553
ข้อสอบ O-net ปี 52 ข้อ 53-57
ข้อ 53
ตอบ 3
แสงสะท้อนเป็นระเบียบ แสงสะท้อนไม่เป็นระเบียบ
แสดงการสะท้อนของแสง
กฎการสะท้อนของแสง (Law of Reflection)
มุมตกกระทบคือมุมที่รังสีตกกระทบ (Incident ray) ทำกับเส้นปกติ (Normal) ของผิวสะท้อน
มุมสะท้อน (Reflected ray) คือมุมที่รังสีสะท้อนทำกับเส้นปกติ
การสะท้อนของแสงที่มีระเบียบจะได้
ที่มา
http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/62/light1/ligh_4.htm
ข้อ 54
ตอบ 4
ความยาวคลื่น คือระยะทางระหว่างส่วนที่ซ้ำกันของคลื่น สัญลักษณ์แทนความยาวคลื่นที่ใช้กันทั่วไปคือ อักษรกรีก แลมบ์ดา (λ). สำหรับคลื่นรูปไซน์ ความยาวคลื่นมีค่าเท่ากับระยะห่างระหว่างยอดคลื่น:
แกนนอนในแผนภูมิแทนระยะทาง และแกนตั้งแทนค่า ณ เวลาหนึ่ง ของปริมาณหนึ่งซึ่งกำลังเปลี่ยนแปลง (ตัวอย่างเช่น สำหรับคลื่นเสียง ปริมาณที่กำลังเปลี่ยนแปลงก็คือแรงดันอากาศ หรือสำหรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ปริมาณที่กำลังเปลี่ยนแปลงก็คือสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก) ซึ่งเป็นฟังก์ชันของระยะทาง
ความยาวคลื่น λ สัมพันธ์แบบผกผันกับความถี่ของคลื่นนั้น โดยความยาวคลื่นมีค่าเท่ากับความเร็วของคลื่นนั้นๆ หารด้วยความถี่ ถ้าเราพิจารณาคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในสุญญากาศ ความเร็วนั้นก็คือความเร็วแสงนั่นเอง ความสัมพันธ์นี้สามารถเขียนได้เป็น
เมื่อ:
λ = ความยาวคลื่น
c = ความเร็วแสงในสุญญากาศ ซึ่งมีค่าเท่ากับ 299,792.458 กิโลเมตรต่อวินาที
f = ความถี่ของคลื่น
สำหรับคลื่นวิทยุ ความสัมพันธ์นี้เขียนโดยประมาณได้เป็น: ความยาวคลื่น (ในหน่วยเมตร) = 300 / ความถี่ (ในหน่วย megahertz)
เมื่อคลื่นแสง (หรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าใดๆ) เดินทางในตัวกลางใดที่ไม่ใช่สุญญากาศ ความยาวคลื่นจะลดลงด้วยอัตราส่วนเท่ากับดรรชนีหักเห n ของตัวกลางนั้น แต่ความถี่จะยังคงเท่าเดิม ความยาวคลื่นแสงในตัวกลางใดๆ สามารถเขียนได้เป็น
เมื่อ:
λ0 คือความยาวคลื่นในสุญญากาศ
ไม่ว่าคลื่นแสงจะเดินทางอยู่ในตัวกลางใด เมื่อเราอ้างถึงความยาวคลื่น มักหมายถึงความยาวคลื่นในสุญญากาศเสมอ
หลุยส์-วิคทอร์ เดอบรอยล์ ค้นพบว่าอนุภาคที่มีโมเมนตัม มีความยาวคลื่นซึ่งสัมพันธ์กับฟังก์ชันคลื่นของอนุภาคนั้น เรียกว่า ความยาวคลื่นของเดอบรอยล์
ที่มา http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%84%E0%B8%A7%E0%B8%B2%E0%B8%A1%E0%B8%A2%E0%B8%B2%E0%B8%A7%E0%B8%84%E0%B8%A5%E0%B8%B7%E0%B9%88%E0%B8%99
ข้อ 55
ตอบ 1
การหักเหของแสง (Refraction)
การหักเหของแสง (Refraction) เกิดจากการที่แสงเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่มีความหนาแน่นต่างกัน เป็นผลทำให้ทิศทางของแสงเปลี่ยนแปลงไปด้วย ซึ่งในขณะที่แสงเกิดการหักเหก็จะเกิดการสะท้อนของแสงขึ้นพร้อมๆ กันด้วย
แสดงรังสีตกกระทบ รังสีหักเห และรังสีสะท้อนของแสง เมื่อแสงเดินทางจากอากาศไปยังน้ำ
เมื่อแสงเดินทางผ่านอากาศ(ตัวกลางที่1) มีค่าดัชนีหักเห n1 ไปยังน้ำ (ตัวกลางที่2) มีค่าดัชนีหักเห n2 จะเห็นได้ว่ารังสีของแสงที่เข้าไปในตัวกลางที่ 2 มีแนวทางเปลี่ยนไปจากแนวรังสีตกกระทบเดิม แสงจะเกิดการหักเห โดยถ้าให้ คือมุมที่รังสีตกกระทบทำกับเส้นปกติ และ คือมุมที่รังสีหักเหทำกับเส้นปกติ เรียกว่ามุมหักเห (angle of refraction) จากกฎของสเนลล์จะได้ความสัมพันธ์ระหว่างมุมตกกระทบ ( ) และมุมหักเห ( ) และค่าดัชนีหักเหในตัวกลางทั้งสอง และ ดังนี้
= (5)
โดย แสงเดินทางจากตัวกลางที่มีค่าดัชนีหักเหมากไปยังตัวกลางที่มีดัชนีหักเหน้อย (จากตัวกลางที่ทึบกว่าไปยังตัวกลางที่โปร่งกว่า) จะทำให้มุมหักเหมีค่ามาก หรืออาจกล่าวได้ว่าแสงหักเหจะเบนออกจากเส้นปกติ
ที่มา http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/62/light1/ligh_6.htm
ข้อ 56
ตอบ 1
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เป็นคลื่นชนิดหนึ่งที่ไม่ต้องใช้ตัวกลางในการเคลื่อนที่ เช่น คลื่นวิทยุ คลื่นไมโครเวฟ
ปัจจุบันมีการใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในหลายๆด้านเช่น การติดต่อสื่อสาร (มือถือ โทรทัศน์ วิทยุ เรดาร์ ใยแก้วนำแสง) ทางการแพทย์ (รังสีเอกซ์) การทำอาหาร (คลื่นไมโครเวฟ) การควบคุมรีโมท (รังสีอินฟราเรด)
คุณสมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคือเป็นคลื่นที่เกิดจากคลื่นไฟฟ้าและคลื่นแม่เหล็กตั้งฉากกันและเคลื่อนที่ไปยังทิศทางเดียวกัน คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถเดินทางได้ด้วยความเร็ว 299,792,458 m/s หรือเทียบเท่ากับความเร็วแสง
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เกิดจากการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic disturbance) โดยการทำให้สนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็กมีการเปลี่ยนแปลง เมื่อสนามไฟฟ้ามีการเปลี่ยนแปลงจะเหนี่ยวนำให้เกิดสนามแม่เหล็ก หรือถ้าสนามแม่เหล็กมีการเปลี่ยนแปลงก็จะเหนี่ยวนำให้เกิดสนามไฟฟ้า
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นคลื่นตามขวาง ประกอบด้วยสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่มีการสั่นในแนวตั้งฉากกัน และอยู่บนระนาบตั้งฉากกับทิศการเคลื่อนที่ของคลื่น คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นคลื่นที่เคลื่อนที่โดยไม่อาศัยตัวกลาง จึงสามารถเคลื่อนที่ในสุญญากาศได้
สเปกตรัม (Spectrum) ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะประกอบด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่และความยาวคลื่นแตกต่างกัน ซึ่งครอบคลุมตั้งแต่ คลื่นแสงที่ตามองเห็น อัลตราไวโอเลต อินฟราเรด คลื่นวิทยุ โทรทัศน์ ไมโครเวฟ รังสีเอกซ์ รังสีแกมมา เป็นต้น ดังนั้นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จึงมีประโยชน์มากในการสื่อสารและโทรคมนาคม และทางการแพทย์
สมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
1.ไม่ต้องใช้ตัวกลางในการเคลื่อนที่
2.อัตราเร็วของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกชนิดในสุญญากาศเท่ากับ 299,792,458 m/s ซึ่งเท่ากับ อัตราเร็วของแสง
3.เป็นคลื่นตามขวาง
4.ถ่ายเทพลังงานจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่ง
5.ถูกปล่อยออกมาและถูกดูดกลืนได้โดยสสาร
6.ไม่มีประจุไฟฟ้า
7.คลื่นสามารถแทรกสอด สะท้อน หักเห และเลี้ยวเบนได้
ที่มา
http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%84%E0%B8%A5%E0%B8%B7%E0%B9%88%E0%B8%99%E0%B9%81%E0%B8%A1%E0%B9%88%E0%B9%80%E0%B8%AB%E0%B8%A5%E0%B9%87%E0%B8%81%E0%B9%84%E0%B8%9F%E0%B8%9F%E0%B9%89%E0%B8%B2
ข้อ 57
ตอบ 2
คลื่นวิทยุ (อังกฤษ: Radio waves) เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่เกิดขึ้นในช่วงความถี่วิทยุบนเส้นสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า
คลื่นวิทยุถูกค้นพบครั้งแรกระหว่างการตรวจสอบทางคณิตศาสตร์โดย เจมส์ เคลิร์ก แมกซ์เวลล์ ในปี ค.ศ. 1865 แมกซ์เวลล์สังเกตพบคุณสมบัติของแสงบางประการที่คล้ายคลึงกับคลื่น และคล้ายคลึงกับผลการเฝ้าสังเกตกระแสไฟฟ้าและแม่เหล็ก เขาจึงนำเสนอสมการที่อธิบายคลื่นแสงและคลื่นวิทยุในรูปแบบของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เดินทางในอวกาศ ปี ค.ศ. 1887 เฮนริค เฮิร์ตซ ได้สาธิตสมการของแมกซ์เวลล์ว่าเป็นความจริงโดยจำลองการสร้างคลื่นวิทยุขึ้นในห้องทดลองของเขา หลังจากนั้นก็มีสิ่งประดิษฐ์ต่างๆ เกิดขึ้นมากมาย และทำให้เราสามารถนำคลื่นวิทยุมาใช้ในการส่งข้อมูลผ่านห้วงอวกาศได้
นิโคลา เทสลา และ กูกลีเอลโม มาร์โคนี ได้รับยกย่องว่าเป็นผู้ประดิษฐ์ระบบที่นำคลื่นวิทยุมาใช้ในการสื่อสาร[1][2]
ที่มา http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%84%E0%B8%A5%E0%B8%B7%E0%B9%88%E0%B8%99%E0%B8%A7%E0%B8%B4%E0%B8%97%E0%B8%A2%E0%B8%B8
ตอบ 3
แสงสะท้อนเป็นระเบียบ แสงสะท้อนไม่เป็นระเบียบ
แสดงการสะท้อนของแสง
กฎการสะท้อนของแสง (Law of Reflection)
มุมตกกระทบคือมุมที่รังสีตกกระทบ (Incident ray) ทำกับเส้นปกติ (Normal) ของผิวสะท้อน
มุมสะท้อน (Reflected ray) คือมุมที่รังสีสะท้อนทำกับเส้นปกติ
การสะท้อนของแสงที่มีระเบียบจะได้
ที่มา
http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/62/light1/ligh_4.htm
ข้อ 54
ตอบ 4
ความยาวคลื่น คือระยะทางระหว่างส่วนที่ซ้ำกันของคลื่น สัญลักษณ์แทนความยาวคลื่นที่ใช้กันทั่วไปคือ อักษรกรีก แลมบ์ดา (λ). สำหรับคลื่นรูปไซน์ ความยาวคลื่นมีค่าเท่ากับระยะห่างระหว่างยอดคลื่น:
แกนนอนในแผนภูมิแทนระยะทาง และแกนตั้งแทนค่า ณ เวลาหนึ่ง ของปริมาณหนึ่งซึ่งกำลังเปลี่ยนแปลง (ตัวอย่างเช่น สำหรับคลื่นเสียง ปริมาณที่กำลังเปลี่ยนแปลงก็คือแรงดันอากาศ หรือสำหรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ปริมาณที่กำลังเปลี่ยนแปลงก็คือสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก) ซึ่งเป็นฟังก์ชันของระยะทาง
ความยาวคลื่น λ สัมพันธ์แบบผกผันกับความถี่ของคลื่นนั้น โดยความยาวคลื่นมีค่าเท่ากับความเร็วของคลื่นนั้นๆ หารด้วยความถี่ ถ้าเราพิจารณาคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในสุญญากาศ ความเร็วนั้นก็คือความเร็วแสงนั่นเอง ความสัมพันธ์นี้สามารถเขียนได้เป็น
เมื่อ:
λ = ความยาวคลื่น
c = ความเร็วแสงในสุญญากาศ ซึ่งมีค่าเท่ากับ 299,792.458 กิโลเมตรต่อวินาที
f = ความถี่ของคลื่น
สำหรับคลื่นวิทยุ ความสัมพันธ์นี้เขียนโดยประมาณได้เป็น: ความยาวคลื่น (ในหน่วยเมตร) = 300 / ความถี่ (ในหน่วย megahertz)
เมื่อคลื่นแสง (หรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าใดๆ) เดินทางในตัวกลางใดที่ไม่ใช่สุญญากาศ ความยาวคลื่นจะลดลงด้วยอัตราส่วนเท่ากับดรรชนีหักเห n ของตัวกลางนั้น แต่ความถี่จะยังคงเท่าเดิม ความยาวคลื่นแสงในตัวกลางใดๆ สามารถเขียนได้เป็น
เมื่อ:
λ0 คือความยาวคลื่นในสุญญากาศ
ไม่ว่าคลื่นแสงจะเดินทางอยู่ในตัวกลางใด เมื่อเราอ้างถึงความยาวคลื่น มักหมายถึงความยาวคลื่นในสุญญากาศเสมอ
หลุยส์-วิคทอร์ เดอบรอยล์ ค้นพบว่าอนุภาคที่มีโมเมนตัม มีความยาวคลื่นซึ่งสัมพันธ์กับฟังก์ชันคลื่นของอนุภาคนั้น เรียกว่า ความยาวคลื่นของเดอบรอยล์
ที่มา http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%84%E0%B8%A7%E0%B8%B2%E0%B8%A1%E0%B8%A2%E0%B8%B2%E0%B8%A7%E0%B8%84%E0%B8%A5%E0%B8%B7%E0%B9%88%E0%B8%99
ข้อ 55
ตอบ 1
การหักเหของแสง (Refraction)
การหักเหของแสง (Refraction) เกิดจากการที่แสงเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่มีความหนาแน่นต่างกัน เป็นผลทำให้ทิศทางของแสงเปลี่ยนแปลงไปด้วย ซึ่งในขณะที่แสงเกิดการหักเหก็จะเกิดการสะท้อนของแสงขึ้นพร้อมๆ กันด้วย
แสดงรังสีตกกระทบ รังสีหักเห และรังสีสะท้อนของแสง เมื่อแสงเดินทางจากอากาศไปยังน้ำ
เมื่อแสงเดินทางผ่านอากาศ(ตัวกลางที่1) มีค่าดัชนีหักเห n1 ไปยังน้ำ (ตัวกลางที่2) มีค่าดัชนีหักเห n2 จะเห็นได้ว่ารังสีของแสงที่เข้าไปในตัวกลางที่ 2 มีแนวทางเปลี่ยนไปจากแนวรังสีตกกระทบเดิม แสงจะเกิดการหักเห โดยถ้าให้ คือมุมที่รังสีตกกระทบทำกับเส้นปกติ และ คือมุมที่รังสีหักเหทำกับเส้นปกติ เรียกว่ามุมหักเห (angle of refraction) จากกฎของสเนลล์จะได้ความสัมพันธ์ระหว่างมุมตกกระทบ ( ) และมุมหักเห ( ) และค่าดัชนีหักเหในตัวกลางทั้งสอง และ ดังนี้
= (5)
โดย แสงเดินทางจากตัวกลางที่มีค่าดัชนีหักเหมากไปยังตัวกลางที่มีดัชนีหักเหน้อย (จากตัวกลางที่ทึบกว่าไปยังตัวกลางที่โปร่งกว่า) จะทำให้มุมหักเหมีค่ามาก หรืออาจกล่าวได้ว่าแสงหักเหจะเบนออกจากเส้นปกติ
ที่มา http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/62/light1/ligh_6.htm
ข้อ 56
ตอบ 1
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เป็นคลื่นชนิดหนึ่งที่ไม่ต้องใช้ตัวกลางในการเคลื่อนที่ เช่น คลื่นวิทยุ คลื่นไมโครเวฟ
ปัจจุบันมีการใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในหลายๆด้านเช่น การติดต่อสื่อสาร (มือถือ โทรทัศน์ วิทยุ เรดาร์ ใยแก้วนำแสง) ทางการแพทย์ (รังสีเอกซ์) การทำอาหาร (คลื่นไมโครเวฟ) การควบคุมรีโมท (รังสีอินฟราเรด)
คุณสมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคือเป็นคลื่นที่เกิดจากคลื่นไฟฟ้าและคลื่นแม่เหล็กตั้งฉากกันและเคลื่อนที่ไปยังทิศทางเดียวกัน คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถเดินทางได้ด้วยความเร็ว 299,792,458 m/s หรือเทียบเท่ากับความเร็วแสง
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เกิดจากการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic disturbance) โดยการทำให้สนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็กมีการเปลี่ยนแปลง เมื่อสนามไฟฟ้ามีการเปลี่ยนแปลงจะเหนี่ยวนำให้เกิดสนามแม่เหล็ก หรือถ้าสนามแม่เหล็กมีการเปลี่ยนแปลงก็จะเหนี่ยวนำให้เกิดสนามไฟฟ้า
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นคลื่นตามขวาง ประกอบด้วยสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่มีการสั่นในแนวตั้งฉากกัน และอยู่บนระนาบตั้งฉากกับทิศการเคลื่อนที่ของคลื่น คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นคลื่นที่เคลื่อนที่โดยไม่อาศัยตัวกลาง จึงสามารถเคลื่อนที่ในสุญญากาศได้
สเปกตรัม (Spectrum) ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะประกอบด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่และความยาวคลื่นแตกต่างกัน ซึ่งครอบคลุมตั้งแต่ คลื่นแสงที่ตามองเห็น อัลตราไวโอเลต อินฟราเรด คลื่นวิทยุ โทรทัศน์ ไมโครเวฟ รังสีเอกซ์ รังสีแกมมา เป็นต้น ดังนั้นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จึงมีประโยชน์มากในการสื่อสารและโทรคมนาคม และทางการแพทย์
สมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
1.ไม่ต้องใช้ตัวกลางในการเคลื่อนที่
2.อัตราเร็วของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกชนิดในสุญญากาศเท่ากับ 299,792,458 m/s ซึ่งเท่ากับ อัตราเร็วของแสง
3.เป็นคลื่นตามขวาง
4.ถ่ายเทพลังงานจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่ง
5.ถูกปล่อยออกมาและถูกดูดกลืนได้โดยสสาร
6.ไม่มีประจุไฟฟ้า
7.คลื่นสามารถแทรกสอด สะท้อน หักเห และเลี้ยวเบนได้
ที่มา
http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%84%E0%B8%A5%E0%B8%B7%E0%B9%88%E0%B8%99%E0%B9%81%E0%B8%A1%E0%B9%88%E0%B9%80%E0%B8%AB%E0%B8%A5%E0%B9%87%E0%B8%81%E0%B9%84%E0%B8%9F%E0%B8%9F%E0%B9%89%E0%B8%B2
ข้อ 57
ตอบ 2
คลื่นวิทยุ (อังกฤษ: Radio waves) เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่เกิดขึ้นในช่วงความถี่วิทยุบนเส้นสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า
คลื่นวิทยุถูกค้นพบครั้งแรกระหว่างการตรวจสอบทางคณิตศาสตร์โดย เจมส์ เคลิร์ก แมกซ์เวลล์ ในปี ค.ศ. 1865 แมกซ์เวลล์สังเกตพบคุณสมบัติของแสงบางประการที่คล้ายคลึงกับคลื่น และคล้ายคลึงกับผลการเฝ้าสังเกตกระแสไฟฟ้าและแม่เหล็ก เขาจึงนำเสนอสมการที่อธิบายคลื่นแสงและคลื่นวิทยุในรูปแบบของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เดินทางในอวกาศ ปี ค.ศ. 1887 เฮนริค เฮิร์ตซ ได้สาธิตสมการของแมกซ์เวลล์ว่าเป็นความจริงโดยจำลองการสร้างคลื่นวิทยุขึ้นในห้องทดลองของเขา หลังจากนั้นก็มีสิ่งประดิษฐ์ต่างๆ เกิดขึ้นมากมาย และทำให้เราสามารถนำคลื่นวิทยุมาใช้ในการส่งข้อมูลผ่านห้วงอวกาศได้
นิโคลา เทสลา และ กูกลีเอลโม มาร์โคนี ได้รับยกย่องว่าเป็นผู้ประดิษฐ์ระบบที่นำคลื่นวิทยุมาใช้ในการสื่อสาร[1][2]
ที่มา http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%84%E0%B8%A5%E0%B8%B7%E0%B9%88%E0%B8%99%E0%B8%A7%E0%B8%B4%E0%B8%97%E0%B8%A2%E0%B8%B8
วันพุธที่ 2 มิถุนายน พ.ศ. 2553
งาน 31 พ.ค. - 4 มิ.ย. 53
http://cid-d150139b34015a21.skydrive.live.com/browse.aspx/%e0%b8%a7%e0%b8%b4%e0%b8%97%e0%b8%a2%e0%b9%8c50?uc=1&nl=1
สมัครสมาชิก:
บทความ (Atom)