สอการเรยนการสอนสอการเรยนการสอนวชา ฟสกสวชา ฟสกส

เรอง คลนแมเหลกไฟฟาเรอง คลนแมเหลกไฟฟา

กฎกฎของเกาสสำาหรบสนามไฟฟาของเกาสสำาหรบสนามไฟฟา กฎของเกาสสำาหรบสนามแมเหลกกฎของเกาสสำาหรบสนามแมเหลก กฎการเหนยวนำากฎการเหนยวนำา

แมเหลกไฟฟาของฟาราเดยแมเหลกไฟฟาของฟาราเดย กฎของแอมแปรกฎของแอมแปร--แมกซเวลลแมกซเวลล

ทฤษฎ เกยวกบคลนแมหลกไฟฟาของแมกเวลล ทฤษฎ เกยวกบคลนแมหลกไฟฟาของแมกเวลล อธบายแนวคดเกยวกบแมเหลกไฟฟาไดวา อธบายแนวคดเกยวกบแมเหลกไฟฟาไดวา

เมอสนามแมเหลกในบรเวณหนงเปลยนแปลงจะเหนยวนำาเมอสนามแมเหลกในบรเวณหนงเปลยนแปลงจะเหนยวนำาใหเกดสนามไฟฟา โดยสนามไฟฟาทถกเหนยวนำาจะมใหเกดสนามไฟฟา โดยสนามไฟฟาทถกเหนยวนำาจะมระนาบตงฉากกบทศของสนามแมเหลกทเปลยนแปลง ระนาบตงฉากกบทศของสนามแมเหลกทเปลยนแปลง

และเชนเดยวกนและเชนเดยวกน สนามไฟฟาทเปลยนแปลง จะเหนยวนำาให สนามไฟฟาทเปลยนแปลง จะเหนยวนำาใหเกดสนามแมเหลก ในระนาบตงฉากกบสนามไฟฟาทเกดสนามแมเหลก ในระนาบตงฉากกบสนามไฟฟาท

เปลยนแปลงเปลยนแปลงในป คในป ค..ศศ. 1887 Heinrich Rudolf Hertz . 1887 Heinrich Rudolf Hertz

ไดประดษฐเครองมอเพอตรวจสอบแนวคดของ แมกซเวลล ไดประดษฐเครองมอเพอตรวจสอบแนวคดของ แมกซเวลล เขาใชการเกดประกายไฟเขาใชการเกดประกายไฟ(spa(spa

คลนแมเหลกไฟฟาคลนแมเหลกไฟฟาคลนแมเหลกไฟฟาในชวตประจำาวนทเรารจกมมากมายคลนแมเหลกไฟฟาในชวตประจำาวนทเรารจกมมากมาย เชน คลนวทย คลนไมโครเวฟ ผทเสนอแนวคดเกยว เชน คลนวทย คลนไมโครเวฟ ผทเสนอแนวคดเกยว

กบคลนแมเหลกไฟฟาคอ กบคลนแมเหลกไฟฟาคอ Jame Clerk Maxwell Jame Clerk Maxwell ซงไดอธบายในเชงทฤษฎเกยวกบคลนแมเหลกไฟฟา ซงไดอธบายในเชงทฤษฎเกยวกบคลนแมเหลกไฟฟา

และเปนผสรปวาแสงเปนคลนแมเหลกไฟฟา และเปนผสรปวาแสงเปนคลนแมเหลกไฟฟา ซงในการวเคราะหของ ซงในการวเคราะหของ Maxwell Maxwell เขาไดพบ หลกการพนเขาไดพบ หลกการพนฐานทงมวลเกยวกบ สนามแมเหลกและสนามไฟฟาและฐานทงมวลเกยวกบ สนามแมเหลกและสนามไฟฟาและ

สรปรวมเปน สมการของแมกซเวลล สรปรวมเปน สมการของแมกซเวลล (Maxwell’s (Maxwell’s equation) equation) ดงตอไปนดงตอไปน

ทมความตางศกยสงเปนเครองผลตคลนแมเหลกไฟฟา ทมความตางศกยสงเปนเครองผลตคลนแมเหลกไฟฟา ประกายไฟทเกดขนในชองวาง จะสมพนธกบการประกายไฟทเกดขนในชองวาง จะสมพนธกบการ

เคลอนทกลบไปกลบมาของประจไฟฟาในชองวางดงเคลอนทกลบไปกลบมาของประจไฟฟาในชองวางดงกลาว และเพอยนยนการเกดคลนแมเหลกไฟฟา เขากลาว และเพอยนยนการเกดคลนแมเหลกไฟฟา เขาใชลวดอกเสนหนงโคงเปนวงกลม และทำาใหมชองวางใชลวดอกเสนหนงโคงเปนวงกลม และทำาใหมชองวางระหวางปลายลวด จากนนนำาลวดอนทสองมาอยใกลระหวางปลายลวด จากนนนำาลวดอนทสองมาอยใกล

ชองประกายไฟ ปรากฎวา มประกายไฟเกดขนระหวางชองประกายไฟ ปรากฎวา มประกายไฟเกดขนระหวางชองวางท ชองวางท 2 2 ดวย ซงแสดงใหเหนชดเจนวา ดวย ซงแสดงใหเหนชดเจนวา

คลนแมเหลกไฟฟาจากชองแรกแผมาทำาใหเกดประกายคลนแมเหลกไฟฟาจากชองแรกแผมาทำาใหเกดประกายไฟในชองท ไฟในชองท 2 2 ดวย ซงทำาหนาทเหมอนสายอากาศดวย ซงทำาหนาทเหมอนสายอากาศ

ตรวจสอบ ตอมาเขา ไดทดลองจนพบวา คลนทเกดตรวจสอบ ตอมาเขา ไดทดลองจนพบวา คลนทเกดขนสามรถสะทอนไดเชนเดยวกบแสงขนสามรถสะทอนไดเชนเดยวกบแสง

ตอมาไดมการสำารวจพบคลนแมเหลกไฟฟาทความถตอมาไดมการสำารวจพบคลนแมเหลกไฟฟาทความถตางมากมาย ความถตางทไดพบนเรยกวา สเปกตรมตางมากมาย ความถตางทไดพบนเรยกวา สเปกตรมคลนแมเหลกไฟฟา คลนแมเหลกไฟฟา (Electromagnetic spectrum)(Electromagnetic spectrum)

การแผของคลนแมเหลกไฟฟาการแผของคลนแมเหลกไฟฟาสมการของแมกเวลลชใหเหนวา เมอใดสนามไฟฟาและสมการของแมกเวลลชใหเหนวา เมอใดสนามไฟฟาและ

สนามแมเหลกมความเปลยนแปลงตามเวลา สนามทงสองจะมสนามแมเหลกมความเปลยนแปลงตามเวลา สนามทงสองจะมอทธพลตอกน เรยกวาจะเกดคควบกนขน การเกดคควบกนของอทธพลตอกน เรยกวาจะเกดคควบกนขน การเกดคควบกนของ

สนามทงสองนทำาใหสามารถถายโอนพลงาน และโมเมนตมออกไปสนามทงสองนทำาใหสามารถถายโอนพลงาน และโมเมนตมออกไปในระยะไกลๆ เรยกการแผออกไปนวา คลนแมเหลกไฟฟา ในระยะไกลๆ เรยกการแผออกไปนวา คลนแมเหลกไฟฟา และ และ

คลนตางๆนกแผกระจายอยทวไปในชวตประจำาวนของเรา เชน คลนตางๆนกแผกระจายอยทวไปในชวตประจำาวนของเรา เชน คลนวทย คลนโทรทศน คลน ไมโครเวฟ แสงสวาง รงสคลนวทย คลนโทรทศน คลน ไมโครเวฟ แสงสวาง รงส

อลตราไวโอเลต และรงสเอกซเปนตนอลตราไวโอเลต และรงสเอกซเปนตนคำาถามทนาสนใจคอ คลนแมเหลกไฟฟาแผออกไปไดคำาถามทนาสนใจคอ คลนแมเหลกไฟฟาแผออกไปได

อยางไรอยางไร? ? เมอมกระแส เมอมกระแส I I ในตวนำาเสนตรง จะม สนามแมเหลก เกดขน ในตวนำาเสนตรง จะม สนามแมเหลก เกดขน

รอบตวนำารอบตวนำา((ตามกฎของแอมแปร ดงนน เมอกระแสไฟฟาตามกฎของแอมแปร ดงนน เมอกระแสไฟฟาเปลยนแปลง สนามแมเหลก กจะเปลยนแปลงตามกระแสไปดวย เปลยนแปลง สนามแมเหลก กจะเปลยนแปลงตามกระแสไปดวย

การเปลยนแปลงของสนามแมเหลก จะเหนยวนำาใหเกดสนามการเปลยนแปลงของสนามแมเหลก จะเหนยวนำาใหเกดสนามไฟฟาเหนยวนำา ไฟฟาเหนยวนำา ((ตามกฎของฟาราเดยตามกฎของฟาราเดย) ) ในวงปดบนระนาบทตงฉากในวงปดบนระนาบทตงฉาก

กบ สนามแมเหลก และสนามเหนยวนำาบนวงปดน จะกอใหเกดกบ สนามแมเหลก และสนามเหนยวนำาบนวงปดน จะกอใหเกดสนามแมเหลก แผออกไป การเหนยวนำานจะเกดตอเนองไปเรอยๆ สนามแมเหลก แผออกไป การเหนยวนำานจะเกดตอเนองไปเรอยๆ โดยไมตองอาศยตวกลางในการเคลอนท ออกหางจากสายตวนำาโดยไมตองอาศยตวกลางในการเคลอนท ออกหางจากสายตวนำา

ตามแนวรศม ตามแนวรศม ขอใหสงเกตวา ประจททำาใหเกดสนามแมเหลกและสนามขอใหสงเกตวา ประจททำาใหเกดสนามแมเหลกและสนาม

ไฟฟาไฟฟา((คลนแมเหลกไฟฟาคลนแมเหลกไฟฟา))เคลอน ท ออกไปนน ประจตองเคลอนทเคลอน ท ออกไปนน ประจตองเคลอนทดวยความเรง และถาประจเคลอนทแบบฮารมอนกดวยความเรง และถาประจเคลอนทแบบฮารมอนก

คลนแมเหลกไฟฟาทออกไปกเปนแบบฮารมอนกดวยคลนแมเหลกไฟฟาทออกไปกเปนแบบฮารมอนกดวย

ลกษณะการเหนยวนำาทเกดขนลกษณะการเหนยวนำาทเกดขน แสดงทศการแผของแสดงทศการแผของ

คลนแมเหลกไฟฟาคลนแมเหลกไฟฟาลกษณะการแผของสนามแมเหลกจากลกษณะการแผของสนามแมเหลกจาก

สายอากาศสายอากาศ

แสดงทศการแผของคลนแมเหลกไฟฟาลกษณะการแผของสนามแมเหลกจากสายอากาศ

ในป คในป ค..ศศ. . ๑๘๐๐ ขณะท เฮอเชล กำาลงตดตาม๑๘๐๐ ขณะท เฮอเชล กำาลงตดตามศกษาดวงอาทตยอย ในกลองดดาว ตองมการใชศกษาดวงอาทตยอย ในกลองดดาว ตองมการใช

เลนสกรองแสง ซงทำาเปนสตางๆ เฮอเชล เลนสกรองแสง ซงทำาเปนสตางๆ เฮอเชล ตองการทราบวา ในเลนสแตละส จะเปลยนคาตองการทราบวา ในเลนสแตละส จะเปลยนคาแสดงความรอนของดวงอาทตยหรอไม ทานจงแสดงความรอนของดวงอาทตยหรอไม ทานจง

ประดษฐอปกรณการทดลองอยางงายๆ เพอหาคำาประดษฐอปกรณการทดลองอยางงายๆ เพอหาคำาตอบ ซงนบเปนวธทดลองทหลกแหลมเปนอยางตอบ ซงนบเปนวธทดลองทหลกแหลมเปนอยาง

มาก มาก

ทานใชปรซมแยกแสง แลวใหแสงตางๆมาตกทเทอรโมมเตอร ทานใชปรซมแยกแสง แลวใหแสงตางๆมาตกทเทอรโมมเตอร ซงทาสดำาทกะเปาะ เพอใหดดความรอนดยงขน ความทเปนนกซงทาสดำาทกะเปาะ เพอใหดดความรอนดยงขน ความทเปนนก

วทยาศาสตรทละเอยดถถวนเปนวสยประจำาตว ทานกตงวทยาศาสตรทละเอยดถถวนเปนวสยประจำาตว ทานกตงเทอรโมมเตอรตวหนงนอกเหนอจากแสงสตางๆนน เพอเปนตวเทอรโมมเตอรตวหนงนอกเหนอจากแสงสตางๆนน เพอเปนตวควบคมการทดลอง ปรากฏวา แสงสตาง มอณหภมสงกวาแสงสควบคมการทดลอง ปรากฏวา แสงสตาง มอณหภมสงกวาแสงสขาว และอณหภมสงขนจาก สมวง ไปหาสแดง เฮอเชล จงเกดขาว และอณหภมสงขนจาก สมวง ไปหาสแดง เฮอเชล จงเกด

ความอยากรขนมา แลววดแถบเหนอแสงสแดงขนไปทไมความอยากรขนมา แลววดแถบเหนอแสงสแดงขนไปทไมปรากฏมสอะไร ดเหมอนแสงอาทตยธรรมดาเทานนเองปรากฏมสอะไร ดเหมอนแสงอาทตยธรรมดาเทานนเอง

แตเฮอเชลกประหลาดใจเปนอยางยง เมอปรากฏวาแตเฮอเชลกประหลาดใจเปนอยางยง เมอปรากฏวาเทอรโมมเตอรตวทอยนอกเหนอจากแสงสแดงนนกลบวดไดเทอรโมมเตอรตวทอยนอกเหนอจากแสงสแดงนนกลบวดได

อณหภมสงกวาทกตวอณหภมสงกวาทกตวเฮอเชล จงทำาการทดลองตอไป กพบวา สวนของแสงทมองไมเฮอเชล จงทำาการทดลองตอไป กพบวา สวนของแสงทมองไมเหนแตรอนกวาสแดงน มคณสมบตทางกายภาพเชนเดยวกบเหนแตรอนกวาสแดงน มคณสมบตทางกายภาพเชนเดยวกบคลนแสงทมองเหนไดทกประการ เชน การหกเห ดดซบ สองคลนแสงทมองเหนไดทกประการ เชน การหกเห ดดซบ สองผานหรอไมผานตวกลาง ฯลฯ ในตอนแรก ทานเรยกแสงนวา ผานหรอไมผานตวกลาง ฯลฯ ในตอนแรก ทานเรยกแสงนวา

calorific rays calorific rays ซงกเชนเดมทการตงชอของทานไมคอยจะเปนทซงกเชนเดมทการตงชอของทานไมคอยจะเปนทถกใจใครเทาไรนก รงสทถกคนพบใหมน กถกเปลยนชอไปเปน ถกใจใครเทาไรนก รงสทถกคนพบใหมน กถกเปลยนชอไปเปน

รงสรงส

รงสอนฟาเรดปรซมดงเดมท เฮอเชล ใชในการทดลองของทาน ซงปจจบนเกบรกษาอยท National Museum of Science and Industry ในกรงลอนดอน ประเทศองกฤษ

รงสอลตราไวโอเลต หรอ รงสเหนอมวง หรอ รงสยว (ultraviolet) เปนชวงหนงของคลนแมเหลกไฟฟาทม

ความยาวคลนสนกวาแสงสมวง รงสอลตราไวโอเลตแบงเปนสามชนดยอย ไดแก

UVA มความยาวคลน 400–315 นาโนเมตร UVB มความยาวคลน 315–280 นาโนเมตร

UVC มความยาวคลนนอยกวา 280 นาโนเมตร ยงความยาวคลนของรงสสน กยงมอนตรายมากขน และกมประโยชนมากขนเชนเดยวกน (ในการฆาเชอดวยรงสยว)

คณะผจดทำาคณะผจดทำา1.1.นางสาว มาลน เดชพละนางสาว มาลน เดชพละ2.2.นางสาว ฤดมาศ ผวแดงนางสาว ฤดมาศ ผวแดง3.3.นางสาว นฤมล มลวลยนางสาว นฤมล มลวลย