คลื่นเเม่เหล็กไฟฟ้า
1. ทฤษฎีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของแมกซ์เวลล์ (Maxwell)
แมกซ์เวลล์ (Maxwell) เป็นผู้ให้ทฤษฎีเกี่ยวกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
โดยทำนายได้ก่อนที่จะมีการทดลองสนับสนุน โดยกล่าวว่า
"ถ้าสนามแม่เหล็กมีการเปลี่ยนแปลงจะเหนื่ยวนำให้เกิดสนามไฟฟ้าและถ้าสนามไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงจะเหนี่ยวนำให้เกิดสนามแม่เหล็ก"นั้นคือเมื่อประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ด้วยความเร่งหรือความหน่วงจะแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้
โดยการเคลื่อนที่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านั้นเกิดจากการเหนี่ยวนำระหว่างสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กในสามมิติและเมื่อพิจารณาการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าจะพบว่ามี
การเปลี่ยนแปลงพร้อมกันกล่าวคือสนามทั้งสองจะมีค่าสูงสุดพร้อมกันและต่ำสุดพร้อมกันนั่นคือทั้งสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กมีเฟสตรงกันโดยทิศของสนามไฟฟ้าจะตั้งฉากกับทิศของสนามแม่เหล็กและสนามทั้งสองมีทิศตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ของคลื่น
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีความถี่ต่อเนื่องกันเป็นช่วงกว้างเราเรียกช่วงความถี่เหล่านี้ว่า
"สเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า" และมีชื่อเรียกช่วงต่าง ๆ
ของความถี่ต่างกันตามแหล่งกำเนิดและวิธีการตรวจวัดคลื่น
เคลื่อนที่ไปด้วยความเร็วเท่ากับแสงและมีพลังงานส่งผ่านไปพร้อมกับคลื่น
สมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าตามทฤษฎีของแมกซ์เวลล์
1.
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกชนิดต้องมีความเร็วเท่าแสง
2. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกตัวมีพลังงาน
3. ถ้าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าถูกดูดกลื่นจะทำให้วัตถุที่รับคลื่นนั้นร้อนขึ้น4. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดใดก็ตาม เมื่อเกิดขึ้นแล้วต้องมีวิธีการที่จะส่งพลังงานต่อไป
2. การแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากสายอากาศ
ทฤษฎีของแมกซ์เวลล์และการทดลองเฮิรตซ์ทำให้ทราบว่าธรรมชาติมีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจริงและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดจากการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าที่ถูกเร่ง
เช่นอาจเกิดจากการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่ายของประจุไฟฟ้าในสายอากาศที่ต่อกับแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับแทนการปิดเปิดสวิตช์ไฟฟ้ากระแสตรงจากแบตเตอรี่
เมื่อต่อแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับเข้ากับสายอากาศที่อยู่ในแนวดิ่งประจุไฟฟ้าในสายอากาศจะเคลื่อนที่กลับไปมาด้วยความเร่งในแนวดิ่งเพราะประจุไฟฟ้าที่มีความเร่งจะแผ่รังสีจึงทำให้เกิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากระจายออกมาจากสายอากาศทุกทิศทางยกเว้นทิศที่อยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกับสายอากาศ
3. สเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
สเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า หมายถึง คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความต่อเนื่องกันตั้งแต่ความถี่ต่าสุด ถึง ความถี่สูงสุด จะพบว่าสเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีชื่อเรียกต่างๆกันตามแหล่งกาเนิดและวิธีการตรวจวัด แต่มีคุณสมบัติที่เหมือนกัน คือ
1. คุณสมบัติการสะท้อน, การหักเห, การแทรกสอด,การเลี้ยวเบน และมีสมบัติเป็นโพราไรเซชัน
2. มีความเร็วเท่ากับความเร็วแสง คือ 3 x 108 m/s
3. มีพลังงานส่งผ่านไปพร้อมๆกับคลื่น ซึ่งพลังงานนี้จะขึ้นอยู่กับความถี่ และความยาว คลื่นโดยพิจารณาในรูปพลังงานโฟตอน สนามแม่เหล็ก สนามไฟฟ้า ทิศการเคลื่อนที่
1. คุณสมบัติการสะท้อน, การหักเห, การแทรกสอด,การเลี้ยวเบน และมีสมบัติเป็นโพราไรเซชัน
2. มีความเร็วเท่ากับความเร็วแสง คือ 3 x 108 m/s
3. มีพลังงานส่งผ่านไปพร้อมๆกับคลื่น ซึ่งพลังงานนี้จะขึ้นอยู่กับความถี่ และความยาว คลื่นโดยพิจารณาในรูปพลังงานโฟตอน สนามแม่เหล็ก สนามไฟฟ้า ทิศการเคลื่อนที่
1. คลื่นวิทยุ ( Radio wave ) เป็นคลื่นที่มีความถี่อยู่ในช่วง 104 – 109 เฮิตรซ์ ความยาวคลื่นประมาณ 10-1 - 103 เมตร สามารถแบ่งลักษณะของการใช้งานซึ่งแบ่งออกเป็น 2 ระบบ คือ
1.1 ระบบ AM ( Amplitude Modulation )
คลื่นพาหะความถี่สูง สัญญาณเสียง คลื่น AM ส่งคลื่นโดยการเปลี่ยนแปลงแอมปลิจูด
ของคลื่นพาหะตามสัญญาณของคลื่นที่ส่งออกไปดังรูป มีความถี่อยู่ในช่วง 530 - 1600
กิโลเฮิตรซ์
และกาหนดช่วงความกว้างของความถี่เพื่อป้องกันการรบกวนของสถานีใกล้เคียงไว้เป็น 10
กิโลเฮิตรซ์
1.2 ระบบ FM ( Frequency Modulation )
คลื่นพาหะความถี่สูง สัญญาณเสียง คลื่น FM
คลื่น FM หมายถึง
คลื่นที่ส่งโดยเปลี่ยนความถี่ของคลื่นพาหะตามสัญญาณของคลื่นที่ต้องการส่งออกไปมีความถี่อยู่ในช่วง
88 – 108 MHZ และกาหนดช่องกว้างของแถบความถี่ไว้
150 KHZ
การส่งคลื่นวิทยุ
สำหรับคลื่นวิทยุ AM จะสะท้อนที่ชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ซึ่งเป็นชั้นที่มีประจุไฟฟ้าอิสระอยู่จานวนมาก
ดังนั้นคลื่นวิทยุ AM จึงดินทางได้ 2 ทาง คือ
1. คลื่นดิน
เคลื่อนที่ไปตามแนวรอบโดยตรงมีรัศมี 80 กิโลเมตร
2. คลื่นฟ้า
เป็นคลื่นที่สะท้อนยังชั้นไอโอโนสเฟียร์
ดังนั้นจึงเดินทางไปได้ไกลและสามารถอ้อมสิ่งกีดขวางขนาดใหญ่ เช่น ภูเขา หรือตึกได้
แต่จะถูกรบกวนง่ายจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแหล่งอื่น
สำหรับคลื่นวิทยุ FM มีความถี่สูงกว่าและจะทะลุทะลวงผ่านชั้นไอโอโนสเฟียร์จึงไม่สามรถใช้คลื่นฟ้าได้
คลื่นวิทยุ FM จึงเดินทางได้ระยะใกล้แต่จะถูกรบกวนได้ยากเนื่องจากคลื่นมีความถี่สูง
ในการทาเสาอากาศสาหรับส่งคลื่น FM ถ้าจะทาให้คลื่นที่ส่งออกไปไม่ถูกรบกวนได้ง่าย
ความสูงของเสาอากาศจะต้องมีค่าเป็นครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่น
2. คลื่นโทรทัศน์ และ ไมโครเวฟ
คลื่นโทรทัศน์และคลื่นไมโครเวฟมีความถี่อยู่ในช่วง
108 – 1012 HZ คลื่นนี้จะไม่สะท้อนที่ชั้นไอโอโนสเฟียร์และจะทะลุผ่านชั้นบรรยากาศ
ในการส่งคลื่นโทรทัศน์ไปเป็นระยะทางไกลๆจะต้องใช้สถานีถ่ายทอดไปเป็นระยะๆ
เพื่อรับคลื่นโทรทัศน์ที่เคลื่อนที่จากสถานีส่งมาในแนวเส้นตรงแล้วขยายให้สัญญาณแรงขึ้นก่อนที่จะส่งไปยังสถานีที่อยู่ถัดไป
เพราะสัญญาณเดินทางเป็นเส้นตรง และสัญญาณจะไปได้ไกลสุดประมาณ 80 กิโลเมตร เท่านั้นคลื่นโทรทัศน์มีความยาวคลื่นสั้นจึงไม่สามารถเลี้ยวเบนอ้อมผ่านสิ่งกีดขวางใหญ่ๆได้ เมื่อคลื่นโทรทัศน์ถูกรบกวน ทั้งนี้เนื่องจากคลื่นสะท้อนจากรถยนต์หรือเครื่องบินเกิดการแทรกสอดกับคลื่นที่ส่งมาจากสถานีแล้วเข้าเครื่องรับพร้อมกัน
เนื่องจากไมโครเวฟสะท้อนจากผิวโลหะได้ดีจึงมีการนาสมบัตินี้ไปใช้เป็นประโยชน์ในการตรวจหาตาแหน่งของยานอวกาศ ซึ่งอุปกรณ์ดังกล่าวเรียกว่า เรดาร์
3. รังสีอินฟราเรด
คุณสมบัติ
- คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่ 1011 - 1014
เฮริตซ์ หรือความยาวคลื่นตั้งแต่ประมาณ 10-3 – 10-6
เมตร เรียกว่า รังสีใต้แดง
- วัตถุร้อนจะแผ่รังสีอินฟราเรดที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่า
10-4 เมตรออกมา
-
ประสาทสัมผัสทางผิวหนังของมนุษย์สามารถรับรังสีอินฟราเรดได้
-
ฟิล์มถ่ายรูปบางชนิดสามารถถ่ายรูปได้โดยอาศัยรังสีอินฟราเรด
- สิ่งมีชีวิตจะแผ่รังสีอินฟราเรดออกมาตลอกเวลา
-
รังสีอินฟราเรดเป็นตัวนาคาสั่งจากอุปกรณ์ควบคุมไปยังเครื่องรับ ที่เรียกว่า
รีโมทคอนโทรล หรือการควบคุมระยะไกล สำหรับควบคุมการทางานของเครื่องรับโทรทัศน์
เช่น การปิด – เปิด การเปลี่ยนสถานี
ประโยชน์
-
ใช้ในทางการทหารนำไปใช้เกี่ยวกับการคบวคุมให้อาวุธนาวิถีเคลื่อนที่ไปยังเป้าได้อย่างถูกต้อง- ใช้ในวงการแพทย์ เช่น การฆ่าเชื้อโรค กายภาพบำบัด การตรวจวินิจฉัยโรค
- ใช้ในวงการอุตสาหกรรม เช่น การผลิตรถยนต์ การอบสีรถ
-แหล่งกำเนิดของรังสีอินฟราเรด ได้จากแหล่งกำเนิดความร้อนทุกชนิด
4. คลื่นแสง
คลื่นแสงมีความถี่ประมาณ 104 HZ ความยาวคลื่นอยู่ในช่วง
4 x 10-7 – 7 x 10-7
m และคลื่นแสงเป็นคลื่นที่ตามองเห็น
วัตถุที่มีอุณหภูมิสูงมากๆจะเปล่งแสงได้ เช่น ไส้หลอดไฟฟ้า ดวงอาทิตย์
เครื่องกำเนิดเลเซอร์เป็นแหล่งกำเนิดแสงอาพันธ์ที่ให้แสงได้ โดยไม่อาศัยความร้อน เช่น วงการแพทย์ใช้เลเซอร์ในการผ่าตัดนัยน์ตา
5. รังสีอัลตราไวโอเลต
- ความถี่อยู่ในช่วง 1015 - 1018 HZ ความยาวคลื่น
3.8 x 10-7 – 10-11 m
- รังสีนี้เป็นตัวการที่ทาให้เกิดประจุอิสระ
และไอออนในบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์
- ทำให้สารเรืองแสงเกิดการเรืองแสง
- สามารถทะลุผ่านวัตถุบางๆบางชนิดได้ เช่น
เสื้อผ้า แผ่นพลาสติก
- ทำลายเซลล์เล็กๆบางอย่างได้
ประโยชน์ของรังสีอัลตราไวโอเลต
- ใช้ในการพิสูจน์เอกสาร ตรวจสอบลายเซ็น
- ช่วยร่างกายสังเคราะห์วิตามินดี
- ใช้ตรวจสอบคุณภาพอาหารว่าเสียหรือไม่
- ใช้ตรวจสอบสารเคมี
โทษจากรังสีอัลตราไวโอเลต
- เป็นอันตรายต่อผิวหนังและตาคน
เมื่อรับมามากๆอาจเป็นมะเร็งผิวหนังได้
-
รังสีอัลตราไวโอเลตที่มาจากดวงอาทิตย์จะถูกสกัดกั้นให้เป็นส่วนใหญ่จากบรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์
ซึ่งมีก๊าซโอโซนเป็นองค์ประกอบอยู่
แต่ปัจจุบันโอโซนในบรรยากาศมีจานวนลดลงมากจึงทาให้รังสีอัลตราไวโอเลตแผ่ลงมายังผิวโลก
6. รังสีเอกซ์
- มีความถี่อยู่ในช่วง 1016 – 1022
HZ ความยาวคลื่นอยู่ระหว่าง 10-8 – 10-13
m
- แหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ คือ ดวงอาทิตย์
หลอดรังสีเอกซ์ เครื่องรับโทรทัศน์
คุณสมบัติของรังสีเอกซ์
- มีอำนาจในการทะลุทะลวงสูง- ไม่เบี่ยงเบนในสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก
- ทำให้ก๊าซหรืออากาศรอบๆแตกตัวเป็นไอออนได้
- ทำปฏิกิริยากับแผ่นฟิล์มถ่ายรูปเหมือนกับแสง
ประโยชน์ของรังสีเอกซ์
- ใช้ในวงการแพทย์ ตรวจวินิจฉัยโรค
ตลอดจนการรักษาโรคมะเร็ง
- ใช้ในวงการอุตสาหกรรม
และการก่อสร้างเพื่อตรวจสอบรูรั่วหรือรอยร้าวต่างๆ
- ใช้ตรวจสอบสิ่งแปลกปลอม
อาวุธในกระเป๋าหรือหีบห่อต่างๆ
- ใช้ตรวจสอบวัตถุโบราณว่ามีอายุยาวนานเท่าไร
โทษของรังสีเอกซ์
- เมื่อร่างกายรับเข้าไปมากจะทำให้เซลล์ตาย
หรือเสื่อมคุณภาพ
- อาจทำให้เกิดโรคมะเร็งได้
- อาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในยีนมีผลต่อกรรมพันธ์
7. รังสีแกมมา
- มีความถี่อยู่ในช่วง 3 x 1018
– 1022 HZ ความยาวคลื่น 10-10 – 10-14
m
แหล่งกำเนิดของรังสีแกมมา
-
เกิดจากการสลายตัวของนิวเคลียสของธาตุกัมมันตรังสี
-
รังสีคอสมิกที่มาจากนอกโลกจะมีรังสีแกมมาอยู่ด้วย
คุณสมบัติของรังสีแกมมา
- ไม่เบี่ยงเบนในสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก
- ทาให้สารเรืองแสงเกิดการเรืองแสง
-
ทาปฏิกิริยากับฟิล์มถ่ายรูปและฟิล์มที่ไม่ไวต่อแสง
ประโยชน์ของรังสีแกมมา
- ใช้ในวงการแพทย์รักษาโรคมะเร็ง
- ใช้ในวงการเกษตรศึกษาโรคพืชต่างๆ
การดูดซึมแร่ธาตุต่างๆของรากพืช
โทษของรังสีแกมมา
เซลล์ร่างกาย เนื้อเยื่อต่าง อาจทำให้เกิดมะเร็งได้
เซลล์ร่างกาย เนื้อเยื่อต่าง อาจทำให้เกิดมะเร็งได้
สายอากาศโทรทัศน์ที่อยู่ในแนวดิ่ง เมื่อส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกไปสนามไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลงทิศกลับไปมาในแนวดิ่งเสมอจึงกล่าวว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านี้เป็นคลื่นโพลาไรส์ (polarized wave) ในแนวดิ่ง สำหรับสายอากาศที่อยู่ในแนวระดับเมื่อส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกไป สนามไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลงทิศกลับไปกลับมาในแนวระดับคือเป็นคลื่นโพลาไรส์ในแนวระดับ
เราทราบแล้วว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ส่งออกมาจากสายอากาศโทรทัศน์เป็นคลื่นโพลาไรส์เพราะสนามไฟฟ้าเปลี่ยนทิศกลับไปมาในแนวเดียวกันเสมอแสงก็เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
ดังนั้นแสงมีโพลาไรเซชันหรือไม่
แหล่งกำเนิดคลื่นแสงโดยทั่วไปเช่น ดวงอาทิตย์
หลอดไฟ จะปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (คลื่นแสง)
ซึ่งสนามไฟฟ้ามีทิศตั้งฉากกับทิศการเคลื่อนที่ของคลื่นเสมอไม่ว่าคลื่นจะอยู่ ณ
ตำแหน่งใดแต่สนามไฟฟ้าของแสงที่ส่งออกมาจากดวงอาทิตย์มีทิศต่างๆกันมากมาย ดังรูป
ดังนั้นแสงจากแหล่งกำเนิดแสงจึงเป็นแสงไม่มีโพลาไรส์
ข.การรวมสนามไฟฟ้าให้อยู่ในแกน y และแกน
z
รูป แสงไม่โพลาไรส์
แสงไม่โพลาไรส์สามารถทำให้เป็นแสงโพลาไรส์ได้หรือไม่ ให้ศึกษาจากกิจกรรม แผ่นโพลารอยด์เป็นแผ่นพลาสติกที่มีโมเลกุลของพอลิไวนิลแอลกอฮอล์ (polyvinyl alcohol) ฝังอยู่ในเนื้อพลาสติก และแผ่นพลาสติกถูกยึดให้โมเลกุลยาวเรียงตัวในแนวขนานกัน เมื่อแสงผ่านแผ่นโพลารอยด์ สนามไฟฟ้าที่มีทิศตั้งฉากกับแนวการเรียงตัวของโมเลกุล จะผ่านแผ่นโพลารอยด์ออกไปได้ ส่วนสนามไฟฟ้าที่มีทิศขนานกับแนวการเรียงตัวของโมเลกุล จะถูกโมเลกุลกลืน ต่อไปจะเรียกแนวที่ตั้งฉากกับแนวการเรียงตัวของโมเลกุลนี้ว่า <b>ทิศของโพลาไรส์</b> ดังนั้นสรุปได้ว่า
2. แสงที่สนามไฟฟ้ามีทิศตั้งฉากกับทิศของโพลาไรส์
จะถูกแผ่นโพลารอยด์ดูดกลืน
เมื่อแสงไม่โพลาไรส์ผ่านแฟ่นโพลารอยด์
สนามไฟฟ้าของแสงไม่โพลาไรส์ที่มีทิศตั้งฉากกับทิศของโพลาไรส์จะถูกดูดกลืน
ส่วนสนามไฟฟ้าที่มีทิศขนานกับทิศของโพลาไรส์ จะผ่านแผ่นโพลารอยด์ออกมาดังรูป
ดังนั้นแสงที่ผ่านแผ่นโพลารอยด์ออกมาเป็นแสงโพลาไรส์ในแนวดิ่ง
รูป แสงไม่โพลาไรส์ไม่สามารถผ่านแผ่นโพลารอยด์สองแผ่นที่มีทิศของโพราไรส์ตั้งฉากกัน
เมื่อให้แสงไม่โพลาไรส์ผ่านแผ่นโพลารอยด์สองแผ่นที่วางขนานกัน
ขณะหมุนแผ่นโพลารอยด์แผ่นที่หนึ่ง
ความสว่างของแสงที่ผ่านแผ่นโพลารอยด์แผ่นที่สองจะเปลี่ยนไป
ความสว่างของแสงจะมากที่สุด เมื่อทิศของโพลาไรส์ของแผ่นโพลารอยด์ทั้งสองอยู่ขนานกันและความสว่างจะน้อยที่สุด
เมื่อทิศของโพลาไรส์ของแผ่นโพลารอยด์ทั้งสองตั้งฉากกัน ดังรูป (ถ้าแผ่นโพลารอยด์มีคุณภาพดีมาก
จะไม่มีแสงผ่านออกมาเลย)
โพลาไรเซซันโดยการสะท้อน
เมื่อแสงไม่โพลาไรส์ผ่านแผ่นโพลารอยด์จะออกมาเป็นแสงโพลาไรส์ซึ่งกล่าวได้ว่าเป็นการทำแสงโพลาไรส์โดยใช้วิธีดูดกลืนแสงยังมีวิธีอื่นอีกที่ให้แสงโพลาไรส์
คือ การสะท้อนแสงเมื่อให้แสงไม่โพลาไรส์ตกกระทบผิววัตถุ เช่น แก้ว น้ำ
หรือกระเบื้องแสงสะท้อนจะเป็นแสงโพลาไรส์
เมื่อแสงทำมุมตกกระทบเป็นค่าเฉพาะค่าหนึ่ง
การสะท้อน (a) กรณีทั่วไป
(b) กรณีที่สะท้อนเป็นแสงโพลาไรซ์
n1sin qp = n2 sin q2 ( 3 )
แทนค่า
n1= 1 (อากาศ) , n2 = n (วัสดุใด
ๆ)
sin qp = n sin ( 900 - qp) =
ncos qp ( 4 )
n = tan qp ( 5 )
โพลาไรเซชันโดยการกระเจิงของแสง
เมื่อแสงอาทิตย์ผ่านเข้ามาในบรรยากาศของโลกแสงจะกระทบโมเลกุลของอากาศหรืออนุภาคในบรรยากาศอิเล็กตรอนในโมเลกุลจะดูดกลืนแสงที่ตกกระทบนั้นและจะปลดปล่อยแสงนั้นออกมาอีกครั้งหนึ่งในทุกทิศทาง
ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการกระเจิงของแสง
ซึ่งได้ศึกษามาแล้วในบทเรียนเรื่องแสงโดยศึกษาผลของการกระเจิงที่ทำให้เห็นท้องฟ้าเป็นสีต่างๆ
ข้อสอบ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
1. การแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า รังสีใดมีตวามยาวคลื่นสั้นที่สุด
ก. รังสีอัลตราไวโอเลต
ข. แสงที่ตามองเห็น
ค. ไมโครเวฟ
ง. รังสีแกมมา
2. ข้อใดไม่ใช่สมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
ก. ทิศทางของสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าจะตั้งฉากกันเสมอ
ข. สนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าเกิดจากการเหนี่ยวนำซึ่งกันและกัน
ค. ผลิตขึ้นได้จากการที่ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง
ง. บางความยาวคลื่นต้องอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่
3. จงพิจารณา
1. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดจากการเหนี่ยวนำต่อเนื่องกันระหว่างสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของสนามไฟฟ้า และสนามแม่เหล็กจากแหล่งกำเนิด
2. การเกิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไม่อาศัยการสั่นของอนุภาคตัวกลาง จึงสามารถเคลื่อนที่ได้เร็วที่สุดในสุญญากาศ
3. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่สูงกว่าจะมีอำนาจทะลุทะลวงสูงกว่า และความเร็วกว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่ต่ำ เมื่ออยู่ในตัวกลางเดียวกัน
ข้อที่ถูกมีกี่ข้อ
ก. 1
ข. 2
ค. 3
ง. ไม่มีข้อถูก
4. เมื่ออิเลคตรอนเคลื่อนที่แบบซิมเปิลฮาร์โมนิค ในสายอากาศที่ต่อเข้ากับเครื่องกำเนิดสัญญาณรูปไซน์แล้วทำให้เกิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า บริเวณใดที่มีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากระจายออกไปน้อยที่สด
ก. บริเวณปลายสายอากาศด้านบน
ข. บริเวณปลายสายอากาศด้านล่าง
ค. บริเวณปลายสายอากาศทั้งด้านบนและด้านล่าง
ง. บริเวณโดยรอบสายอากาศในระนาบตั้งฉากกับสายอากาศ
5. ความรู้เรื่องใดไม่ใช่ความรู้พื้นฐานที่แมกซ์เวลล์นำมารวบรวมแล้วสรุปเป็นทฤษฏีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
ก. เมื่อสนามแม่เหล็กในบริเวณหนึ่งเปลี่ยนแปลงไป จะเหนี่ยวนำให้เกิดสนามไฟฟ้าในระนาบตั้งฉากกับสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงนั้น
ข. เมื่อสนามไฟฟ้าในบริเวณหนึ่งเปลี่ยนแปลงไป จะเหนี่ยวนำให้เกิดสนามแม่เหล็กในระนาบตั้งฉากกับสนามไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงนั้น
ค. การเกิดสนามไฟฟ้าเหนี่ยวนำและสนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำสามารถเกิดขึ้นได้ในที่ว่าง
ง. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดจากการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าที่มีความเร็วคงที่
6. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คือคลื่นสนามแม่เหล็กและคลื่นสนามไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลง คลื่นทั้งสองมีสิ่งที่เท่ากันคืออะไร
ก. ขนาด ความถี่ เฟส
ข. ความถี่ คาบ ความเร็ว แอมปลิจูด
ค. ความถี่ เฟส ความเร็ว
ง. ขนาด เฟส คาบ
7. ข้อความใดกล่าวถูกต้อง ตามทฤษฏีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
ก. ขณะที่ประจุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง จะแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าพลังงานสูงออกมา
ข. เมื่อสนามไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงจะเหนี่ยวนำให้เกิดสนามแม่เหล็กโดยรอบ
ค. สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กไฟฟ้าจะมีเฟสต่างกัน 900
ง. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกชนิดมีอัตราเร็วเท่ากันเสมอ
8. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดใดที่สะท้อนได้ดีที่บรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์
ก. คลื่นอินฟราเรด
ข. คลื่นเรดาร์
ค. คลื่นโทรทัศน์
ง. คลื่นวิทยุเอเอ็ม
9. ข้อใดต่อไปนี้ไม่ถูกต้อง
ก. คลื่นวิทยุในระบบ เอฟเอ็ม ที่เรารับได้เป็นคลื่นดิน
ข. คลื่นโทรทัศน์สะท้อนได้ดีกับรถยนต์ หรือเครื่องบิน
ค. เราใช้รังสีอินฟราเรดเป็นตัวนำคำสั่งจากอุปกรณ์ควบคุมไปยังเครื่องรับ
ง. เลเซอร์เป็นแหล่งกำเนิดแสงอาพันธ์ที่ให้แสงโดยอาศัยความร้อน
10. สเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงใด มีความถี่ใกล้เคียงกับแสงมากที่สุด
ก. อินฟราเรดกับไมโครเวฟ
ข. อัลตราไวโอเลตกับอินฟราเรด
ค. คลื่นวิทยุกับรังสีเอกซ์
ง. ไมโครเวฟกับอัลตราไวโอเลต
เฉลย คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
เฉลย คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
1. เฉลยข้อ ง
2. เฉลยข้อ ง
3. เฉลยข้อ ข
4. เฉลยข้อ ค
5. เฉลยข้อ ง
6. เฉลยข้อ ค
7. เฉลยข้อ ข
8. เฉลยข้อ ง
9. เฉลยข้อ ง
10. เฉลยข้อ ข
กลุ่มของข้าพเจ้าต้องขอบคุณทุกๆเเหล่งที่มาของข้อมูล
คณะผู้จัดทำ
1.นางสาวพัชรัชต์ ไสยสุวรรณ
2.นางสาวมาริษา มาสังข์
3.นางสาวสุขุมาล นกแก้ว
4.นางสาวอัญญมณี คงอยู่
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5/5