Transcript หน่วยการเรียนรู้ที่ 3 เรื่อง คลื่น (waves) วิทยาศาสตร์ (ว 40216) ฟิสิกส์ ม.6

หน่ วยการเรียนรู้ที่ 3
เรื่ อง คลื่น (waves)
วิทยาศาสตร์ (ว 40216) ฟิ สิ กส์ ม.6
คลื่น (waves)




1. คลื่น (waves)
2. สมบัตขิ องคลื่น (property of waves)
3. คลื่นเสี ยง (sound waves)
4. คลื่นแม่ เหล็กไฟฟ้ า (electromagnetic)
4. คลื่นแม่ เหล็กไฟฟ้ า
(Electromagnetic waves)
ผลการเรียนรู้


1. อธิบายสเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้
2. นาเสนอประโยชน์ และอันตรายที่เกิดจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้
4. คลื่นแม่ เหล็กไฟฟ้า (electromagnetic)








1. คลื่นแม่ เหล็กไฟฟ้ า
2. สเปกตรัมคลื่นแม่ เหล็กไฟฟ้ า
3. ประโยชน์ ของคลื่นวิทยุ
4. ประโยชน์ ของไมโครเวฟ
5. ประโยชน์ ของรังสี อนิ ฟราเรด
6. ประโยชน์ ของรังสี อลั ตราไวโอเลต
7. ประโยชน์ ของรังสี เอกซ์
8. ประโยชน์ ของรังสี แกมมา
กฎมือขวา




ทิศของแรงแม่เหล็กเป็ นไปตามกฎมือ
ขวา
โดยให้นิ้วทั้งสี่ ทิศตามความเร็ว (v)
จากนั้นวนนิ้วทั้งสี่ เข้าหาสนามแม่เหล็ก
(B)
โดยที่มุม σ มีค่า
http://www.rsu.ac.th/tlsd/e_learning/b_field/mag4.htm
ทิศของแรงแม่ เหล็กทีก่ ระทาบนประจุบวก และ ประจุ
ลบตามกฎมือขวา




กรณี ประจุบวก (+q) เคลื่อนที่ภายใน
สนามแม่เหล็ก (B)
แรงที่กระทาบนประจุบวกคือผลจากการ
cross เวกเตอร์ระหว่างความเร็ ว (v)
กับสนามแม่เหล็ก (B)
โดยให้นิ้วทั้งสี่ ทิศตามความเร็ว จากนั้น
กวาดนิ้วทั้งสี่ เข้าหาสนามแม่เหล็ก (โดย
กวาดตามมุมที่มีค่าน้อย)
นิ้วหัวแม่มือจะแสดงทิศของแรงดังรู ป
ทางซ้ายมือ
http://www.rsu.ac.th/tlsd/e_learning/b_field/mag4.htm
ทิศของแรงแม่ เหล็กทีก่ ระทาบนประจุบวก และ ประจุ
ลบตามกฎมือขวา



สาหรับประจุลบ (-q) ทิศของ
แรงแสดงดังรู ปทางซ้ายมือ
ทาเช่นเดียวกับประจุบวก (+q)
เพียงแต่ทิศตรงกันข้ามกับประจุ
บวก
นัน่ คือทิศตรงกันข้ามกับ
นิ้วหัวแม่มือ
http://www.rsu.ac.th/tlsd/e_learning/b_field/mag4.htm
1. คลื่นแม่ เหล็กไฟฟ้า
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแสดงสมบัติของคลื่นเหมือนกัน ดังนี้
 1. มีการสะท้อน มีการหักเห มีการแทรกสอด และมีการเลี้ยวเบนได้
 2. เคลื่อนที่ผา่ นสุ ญญากาศได้เร็ วเท่ากัน และเร็ วเท่ากับแสง
v=
c ; c = 3 x 108 m/s
 3. V = fλ ในตัวกลางที่ไม่ใช่สุญญากาศ v ไม่เท่ากัน
James Clerk Maxwell
http://dbhs.wvusd.k12.ca.us/webdocs/Gallery/Gallery9.html
Heinrich Hertz
http://www.sparkmuseum.com/HERTZ.HTM
ตัวอย่ างแบบฝึ กหัด

1) จงหาอัตราเร็ วของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในแก้ว ถ้าคลื่นนี้มีความถี่ 108
Hz และมีความยาวคลื่น 2 m (2 x 108 m/s)
2. สเปกตรัมคลื่นแม่ เหล็กไฟฟ้า


คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีความถี่ต่อเนื่องกันเป็ นช่วงกว้างเราเรี ยกช่วงความถี่
เหล่านี้วา่ "สเปกตรัมคลื่นแม่ เหล็กไฟฟ้ า" และมีชื่อเรี ยกช่วงต่าง ๆ ของ
ความถี่ต่างกันตามแหล่งกาเนิดและวิธีการตรวจวัดคลื่น
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดต่างๆ ในสเปกตรัมมีสมบัติที่สาคัญเหมือนกันคือ
เคลื่อนที่ไปด้วยความเร็ วเท่ากับแสงและมีพลังงานส่ งผ่านไปพร้อมกับคลื่น
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างขึ้นมีชื่อเรี ยกดังนี้
http://www.chemistry.ohio-state.edu/~grandinetti/teaching/Chem121/lectures/waveparticle/waveparticlelight.html
ทฤษฎีคลื่นแม่ เหล็กไฟฟ้ าของแมกซ์ เวลล์


สนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลง จะเหนี่ยวนาให้เกิดสนามไฟฟ้าขึ้นรอบ ๆ และ
สนามไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลง จะเหนี่ยวนา ให้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้นรอบ ๆ โดยการ
เหนี่ยวนาจะเกิดอย่างต่อเนื่อง
เกิดเป็ นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแผ่ออกไปคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เรี ยงลาดับจากความถี่ต่าสุ ดไป
สู งสุ ด ได้ดงั นี้







คลื่นวิทยุ
คลื่นโทรทัศน์และไมโครเวฟ
รังสี อินฟาเรด
แสง
รังสี อุลตราไวโอเลต
รังสี เอกซ์
รังสี แกมมา
Electromagnetic spectrum
http://www.ericsson.com/ericsson/corpinfo/health/facts/general/radiowaves.shtml
http://universe.nasa.gov/program/bh-finder.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Radio
http://lasp.colorado.edu/cassini/education/Electromagnetic%20Spectrum.htm
http://www.colourware.co.uk/cpfaq/q1-1.htm
3. ประโยชน์ ของคลื่นวิทยุ



คลื่นวิทยุ ใช้ในการสื่ อสาร
1.1 ระบบ A.M. (amplitude modulation) ส่ งสัญญาณได้ท้ งั
คลื่นดินและคลื่นฟ้า (สะท้อนได้ดีที่บรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟี ยร์)
1.2 ระบบ F.M. (frequency modulation) ส่ งสัญญาณได้
เฉพาะคลื่นดิน
A.M. (amplitude modulation)
http://www.sitefinder.radio.gov.uk/mobilework.htm
A.M. , F.M.
http://www.physik.rwth-aachen.de/~hebbeker/lectures/ph1_0102/p112_l05.htm
4. ประโยชน์ ของไมโครเวฟ



คลื่นโทรทัศน์และไมโครเวฟ สะท้อนจากผิวโลหะได้ดีในการส่ งสัญญาณ
อาศัยสถานีถ่ายทอด หรื อใช้ดาวเทียม
ใช้ประโยชน์ในการตรวจหาตาแหน่งวัตถุที่เรี ยกว่า "เรดาร์"
เตาไมโครเวฟ
5. ประโยชน์ ของรังสี อนิ ฟราเรด (infrared
rays)





รังสี อินฟราเรด มนุษย์รับรู ้ในรู ปความร้อน(ทางผิวหนัง)
ใช้ในรี โมทคอนโทล
เครื่ องปิ้ งขนมปัง
โทรศัพท์กบั เส้นใยนาแสง
สามารถใช้กบั ฟิ ล์มถ่ายรู ปบางชนิดได้
6. ประโยชน์ ของรังสี อลั ตราไวโอเลต
(Ultraviolet rays)


การใช้รังสี อลั ตราไวโอเลตเปลี่ยนสี ผวิ
การเปลี่ยนรังสี อลั ตราไวโอเลตเป็ นแสง
Ultraviolet rays
http://www.flybusters.co.nz/index.html?pathname=/traps/mosquito.html
7.ประโยชน์ ของรังสีเอกซ์ (X-rays)





มีประโยชน์ทางการแพทย์ในการตรวจดูความผิดปกติของอวัยวะภายใน
ร่ างกาย
ในวงการอุตสาหกรรมใช้ในการตรวจหารอยร้าวภายในชิ้นส่ วนโลหะขนาด
ใหญ่
ใช้ตรวจหาอาวุธปื นหรื อระเบิดในกระเป๋ าเดินทาง
ศึกษาการจัดเรี ยงตัวของอะตอมในผลึก
การถ่ายภาพด้วยรังสี เอกซ์
x-ray
http://www.answers.com/topic/x-ray
http://www.rajivshah.com/camera/archives/2005/05/
8. ประโยชน์ ของรังสี แกมมา ( Ү - rays)




เป็ นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์
สามารถกระตุน้ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ได้ มีอานาจทะลุทะลวงสู ง
ฆ่าเชื้อแบคทีเรี ยด้วยรังสี แกมมา
ฆ่าเซลล์มะเร็ งด้วยรังสี แกมมา
Gamma Rays
http://www.spacetoday.org/DeepSpace/Telescopes/GreatObservatories/Compton/Compton.html
http://hps.org/publicinformation/ate/q1044.html
References

พูนศักดิ์ อินทวี และจานง ฉายเชิด. หนังสื อเรียนสาระการเรียนรู้ พืน้ ฐาน
กลุ่มสาระการเรียนรู้ วทิ ยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์ : ฟิ สิ กส์ ม.4-ม.6. กรุ งเทพฯ
: อักษรเจริ ญทัศน์, 2547. 262 หน้า.

http://web.ku.ac.th/schoolnet/snet3/saowalak/
spectrum/spectrum.htm
Thank you
Miss Lampoei Puangmalai
Department of science
St. Louis College Chachoengsao
http://ychenie.net/