แรงและการเคลื่อนที่krusamart.wikispaces.com/file/view/SCIENCE(Physics)_O-ANET_1.pdf... · วิทยาศาสตร ฟ สิกส (2)_____

วทยาศาสตร ฟสกส (2) ___________________________ โครงการแบรนดซมเมอรแคมป 20082008

แรงและการเคลอนท

การเคลอนทการเคลอนท คอ การเปลยนตาแหนงของวตถจากตาแหนงหนงไปยงอกตาแหนงหนงระยะทาง (Distance) คอ ความยาวของเสนทางทงหมดทเคลอนทจากจดเรมตนไปยงจดสดทายการกระจดหรอการขจด (Displacement) คอ ระยะทางทสนทสดจากจดเรมตนไปยงจดสดทาย

มความยาวเทากบความยาวของเสนตรงจากจดเรมตนไปยงจดสดทาย

ขอควรระวงการกระจดเปนเวกเตอร สวนระยะทางเปนสเกลาร

ตวอยางท 11. คลองทตดตรงจากเมอง A ไปเมอง B มความยาว 65 กโลเมตร ขณะทถนนจากเมอง A ไปเมอง B มระยะทาง

79 กโลเมตร ถาชายคนหนงขนสนคาจากเมอง A ไปเมอง B โดยรถยนต ถามวาสนคานนมขนาดการกระจดเทาใด1) 14 km 2) 65 km 3) 72 km 4) 79 km

2. เดกคนหนงเดนไปทางทศเหนอไดระยะทาง 300 เมตร จากนนเดนไปทางทศตะวนออกไดระยะทาง 400 เมตร ใชเวลาเดนทางทงหมด 500 วนาท เดกคนนเดนดวยอตราเรวเฉลยกเมตรตอวนาท1) 0.2 m/s 2) 1.0 m/s 3) 1.4 m/s 4) 2.0 m/s

โครงการแบรนดซมเมอรแคมป 2008 ____________________________ วทยาศาสตร ฟสกส (3)2008

ความเรวเฉลยและอตราเรวเฉลยความเรวเฉลย ไดแก อตราการเปลยนการขจดตอหนวยเวลา เขยนเปนสมการ ไดดงน

vr = tsr

สวนอตราเรวเฉลย คอ อตราการเปลยนระยะทางตอหนวยเวลา

v = ts

ตวอยางท 2 รถยนตคนหนงวงดวยอตราเรวคงตว 20 เมตรตอวนาท นานเทาใดจงจะเคลอนทไดระยะทาง 500 เมตร1) 10 s 2) 15 s 3) 20 s 4) 25 s

ตวอยางท 3 เดกคนหนงออกกาลงกายดวยการวงดวยอตราเรว 6 เมตรตอวนาท เปนเวลา 1 นาท วงดวยอตราเรว 5 เมตรตอวนาท อก 1 นาท แลวเดนดวยอตราเรว 1 เมตรตอวนาท อก 1 นาท จงหาอตราเรวเฉลยในชวงเวลา 3 นาทน

1) 3.0 m/s 2) 3.5 m/s 3) 4.0 m/s 4) 4.5 m/s

ตวอยางท 4 รถยนตคนหนงวงดวยอตราเรวเฉลย 80 กโลเมตรตอชวโมง จากเมอง A ไปเมอง B ทอยหางกน200 กโลเมตร ถาออกเดนทางเวลา 06.00 น. จะถงปลายทางเวลาใด

1) 07.50 น. 2) 08.05 น. 3) 08.30 น. 4) 08.50 น.

ตวอยางท 5 A กบ B วงออกกาลงกายจากจดๆ หนงดวยอตราเรวสมาเสมอ 4 เมตรตอวนาท และ 6 เมตรตอวนาท ตามลาดบ เมอเวลาผานไป 60 วนาท A กบ B จะอยหางกนกเมตร

ตวอยางท 6 ในการทดลองปลอยถงทรายใหตกแบบเสรโดยลากแถบกระดาษผานเครองเคาะสญญาณ เวลาทเคาะจดทกๆ 1/50 วนาท จดบนแถบกระดาษปรากฏดงรป ถาระยะระหวางจดท 9 ถงจดท 10 วดได 3.80 เซนตเมตรและระยะระหวางจดท 10 ถงจดท 11 วดได 4.20 เซนตเมตร ความเรวเฉลยทจดท 10 จะเปนกเมตรตอวนาท

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

ความเรงเฉลยความเรงเฉลย คอ อตราการเปลยนความเรวตอหนวยเวลา

ar =ความเรวทเปลยน

เวลาar = t

uv rr -

ในการเคลอนทในแนวดงความเรงจะมทศลงเสมอและมคาคงท 9.8 เมตร/วนาท2

ถาความเรงมทศตรงขามกบความเรวตนจะมคาเปนลบ เรยกอกอยางวา “ความหนวง”


ตวอยางท 7 ในการเคลอนทเปนเสนตรง กราฟขอใดแสดงวาวตถกาลงเคลอนทดวยความเรวคงตว1) ความเรง

เวลา0

2) ความเรง

เวลา03) ความเรง

เวลา0

4) ความเรง

เวลา0

ตวอยางท 8 โยนลกบอลขนไปในแนวดงดวยความเรวตน 4.9 เมตรตอวนาท นานเทาใดลกบอลจงจะเคลอนทไปถงจดสงสด

1) 0.5 s 2) 1.0 s 3) 1.5 s 4) 2.0 s

ตวอยางท 9 ถาปลอยใหกอนหนตกลงจากยอดตกสพน การเคลอนทของกอนหนกอนจะกระทบพนจะเปนตามขอใดถาไมคดแรงตานของอากาศ

1) ความเรวคงท 2) ความเรวเพมขนอยางสมาเสมอ3) ความเรวลดลงอยางสมาเสมอ 4) ความเรวเพมขนแลวลดลง

ตวอยางท 10 รถยนตคนหนงเคลอนทจากหยดนงไปบนเสนทางตรง เวลาผานไป 4 วนาท มความเรวเปน8 เมตร/วนาท ถาอตราเรวเพมขนอยางสมาเสมอ รถยนตคนนมความเรงเทาใด

1) 2 m/s2 2) 4 m/s2 3) 12 m/s2 4) 14 m/s2

การเคลอนทแบบตางๆการเคลอนทแบบตางๆ ตามทเรยนประกอบดวย

การเคลอนทเปนเสนโคง (Projectile)การเคลอนทเปนวงกลม (Circular Motion)การเคลอนทแบบแกวง (Simple Harmonic Motion)

การเคลอนทเปนเสนโคงเปนการเคลอนทในสองมตทเปนอสระตอกนรปรางการเคลอนทเปนรปพาราโบลาอตราเรวในแนวราบมกจะคงทอตราเรวในแนวดงเปลยนไปตามความเรงโนมถวง

0yV

0xV x

y

H

R

0Vr

0yy VV -=

0V y =

0xx VV =

0xx VV =a 0xx VV =

0xx VV =


การเคลอนทเปนเสนโคงและการตกอยางอสระ

ภาพแสดงการเคลอนทเปนเสนโคง โดยมอตราเรวในแนวดงเทากบศนยเทยบกบการตกอยางอสระ จะเหนไดวาระดบของวตถในแนวดงเทากน ดงนน วตถจะถงพนพรอมกนตวอยางท 11 การเคลอนทแบบโปรเจกไทล เมอวตถเคลอนทขนไปถงตาแหนงสงสด อตราเรวของวตถจะเปนอยางไร

1) มคาเปนศนย 2) มอตราเรวแนวราบเปนศนย3) มคาเทากบอตราเรวแนวราบเมอเรมเคลอนท 4) มคาเทากบอตราเรวเมอเรมเคลอนท

ตวอยางท 12 ยงวตถจากหนาผาออกไปในแนวระดบ ปรมาณใดของวตถมคาคงตว1) อตราเรว 2) ความเรว3) ความเรวในแนวดง 4) ความเรวในแนวระดบ

การเคลอนทเปนวงกลมเปนการเคลอนทรปวงกลมอตราเรวมกจะคงทความเรงของการเคลอนทจะตงฉากกบความเรวเสมอจานวนรอบของการเคลอนทตอวนาท เรยกวา “ความถ”เวลาทเคลอนทครบ 1 รอบ เรยกวา “คาบ”

pelocily

acceleration

diagian f

rCentripetal Force Apparatus

stringupper clip

glass tubemass, m

weight hanger


ตวอยางท 13 รถไตถงเคลอนทดวยอตราเรวสมาเสมอและวงครบรอบได 5 รอบในเวลา 2 วนาท หากคดในแงความถของการเคลอนท ความถจะเปนเทาใด

1) 2.5 Hz 2) 1.5 Hz 3) 0.5 Hz 4) 0.4 Hz

ตวอยางท 14 เหวยงจกยางใหเคลอนทเปนแนววงกลมในระนาบระดบศรษะ 20 รอบ ใชเวลา 5 วนาท จกยางเคลอนทดวยความถเทาใด

1) 0.25 รอบ/วนาท 2) 4 รอบ/วนาท 3) 5 รอบ/วนาท 4) 10 รอบ/วนาท

ตวอยางท 15 การเคลอนทใดทแรงลพธทกระทาตอวตถมทศตงฉากกบทศของการเคลอนทตลอดเวลา1) การเคลอนทในแนวตรง 2) การเคลอนทแบบวงกลมดวยอตราเรวคงตว3) การเคลอนทแบบโปรเจกไทล 4) การเคลอนทแบบฮารมอนกอยางงาย

การเคลอนทของรถยนตตามถนนโคง

vv

Bf

vv

f

A

เวลารถยนตเลยวโคงจะเคลอนทเปนสวนโคงของวงกลม โดยทอตราเรงของรถยนตจะมทศพงเขาสศนยกลางและมทศตงฉากกบทศของอตราเรวของรถยนต ความเรงนเกดจากแรงเสยดทานระหวางลอรถกบถนน

การยกขอบถนนเพอชวยในการเคลอนท

θ

mg

N

θ= sinN Fc

θ= cosN Fc

เพอเปนการชวยใหรถทเคลอนทเขาสทางโคงสามารถเคลอนทไดดวยอตราเรวสงขน จงนยมทจะยกขอบถนนใหสงขนเพอเพมแรงในทศเขาสศนยกลางความโคง สามารถสงเกตไดจากถนนทวๆ ไป


การเคลอนทแบบ Simple Harmonicการเคลอนทแบบ Simple Harmonic เปนการเคลอนททมลกษณะกลบไปมาเปนคาบหวใจสาคญ คอ ความเรงมทศตรงขามกบการขจดและแปรผนตรงกบขนาดของการขจดจานวนครงทเคลอนทกลบไปมาตอวนาทเรยกวา “ความถ”เวลาทใชในการเคลอนทครบ 1 รอบเทากบ “คาบ”ระบบทมการเคลอนทแบบ Simple Harmonic ไดแก ลกตมอยางงาย มวลตดปลายสปรง

การแกวงของลกตมการแกวงของลกตมขนกบความยาวของเสนเชอกกบความเรงโนมถวงของโลก ตามสมการ

เปนการทดลองทมในบทเรยน

ตวอยางท 16 ถาการแกวงของนอตแบบฮารมอนกอยางงายจากตาแหนง A ไป B ใชเวลา 0.5 วนาท คาบการแกวงจะมคากวนาท

CB

A

ตวอยางท 17 นอตขนาดเลกผกดวยสายเอนแขวนไวใหสายยาว L ซงสามารถเปลยนใหมคาตางๆ ได คาบการแกวง T ของนอตจะขนกบความยาว L อยางไร

1) T2 เปนปฏภาคโดยตรงกบ L2 2) T เปนปฏภาคโดยตรงกบ L3) T2 เปนปฏภาคโดยตรงกบ L 4) T เปนปฏภาคโดยตรงกบ L

สนามของแรงแรงในธรรมชาตม 4 แรง ไดแก- แรงดงดดระหวางมวล - แรงไฟฟาแมเหลก- แรงนวเคลยรชนดออน - แรงนวเคลยรชนดแรงแรงทพบเหนไดทวไป ไดแก แรงดงดดระหวางมวลและแรงไฟฟาบรเวณทพบแรงไดเรยกวา “สนามของแรง” เชน บรเวณรอบโลกสามารถพบแรงดงดดไดจงเรยกวา

“มสนามของความโนมถวง” (Gravity Field) ไดแก บรเวณทมความเรงโนมถวง (g)

T = 2π gL


แรงทางไฟฟาแรงทางไฟฟาเกดขนระหวางประจไฟฟาประจไฟฟาในธรรมชาตม 2 ชนด ไดแก ประจบวกและประจลบแรงทางไฟฟาระหวางประจเหมอนกนเปนแรงผลก สวนแรงระหวางประจตางชนดกนเปนแรงดด

+ +r

1q 2qFr

- Fr

(a) Repulsion

- -1q 2qFr

- Fr

(b) Repulsion

- -1q 2qFr

-Fr

(c) Attraction

ตวอยางท 18 A, B และ C เปนแผนวตถ 3 ชนดททาใหเกดประจไฟฟาโดยการถ ซงไดผลดงน A และ B ผลกกนสวน A และ C ดดกน ขอใดตอไปนถกตอง

1) A และ C มประจบวก แต B มประจลบ 2) B และ C มประจลบ แต A มประจบวก3) A และ B มประจบวก แต C มประจลบ 4) A และ C มประจลบ แต B มประจบวก

สนามไฟฟา (Electric Field)บรเวณรอบประจจะมความสามารถในการใหแรงไฟฟา ไดเรยกวามสนามไฟฟาอยแรงทกระทาตอประจ q ในสนามไฟฟา E มคาเทากบ F = qEสนามไฟฟาจะบอกทศของแรงทกระทาตอประจทดสอบทเปนประจบวกสนามไฟฟามทศพงออกจากประจบวกและพงเขาหาประจลบเสนสมมตทเขยนเพอบอกทศของสนามไฟฟา เรยก “เสนแรงไฟฟา”เสนสมผสเสนแรงบอกทศของสนามไฟฟาทจดนนจานวนเสนแรงตอพนทบอกความเขมของสนามไฟฟา

สนามไฟฟาจากประจบวกและลบ

+ -

field lined

The electric field from anisolated positive charge

The electric field from anisolated negative charge


สนามไฟฟาจากประจบวก 2 ประจ

- ระหวางประจไฟฟาทงสองจะมบรเวณทสนามไฟฟาหกลางกนหมด เรยกวา “จดสะเทน”- เสนแรงทเหนจะบอกทศทางของสนามไฟฟา

สนามไฟฟาระหวางประจบวกและลบ

สนามไฟฟาจะพงออกจากประจบวกและเขาหาประจลบ

สนามไฟฟาคงตวสนามไฟฟาคงตว คอ สนามไฟฟาทมคาคงททกแหงแทนไดดวยเสนแรงทมลกษณะขนานกน

- +

การเคลอนทของประจในสนามไฟฟาเมอพจารณาจากทศของแรงททาตอประจแลวสรปไดวาประจบวกจะเคลอนทไปตามสนามประจลบจะเคลอนทสวนทางกบสนาม

วทยาศาสตร ฟสกส (10) __________________________ โครงการแบรนดซมเมอรแคมป 20082008

ตวอยางท 19 จด A และ B อยภายในเสนสนามไฟฟาทมทศตามลกศรดงรป ขอใดตอไปนถกตอง

A B

1) วางประจลบลงทจด A ประจลบจะเคลอนไปทจด B2) วางประจบวกลงทจด B ประจบวกจะเคลอนไปทจด A3) สนามไฟฟาทจด A สงกวาสนามไฟฟาทจด B4) สนามไฟฟาทจด A มคาเทากบสนามไฟฟาทจด B

สนามแมเหลก

สนามแมเหลก ไดแก บรเวณโดยรอบแทงแมเหลก ซงสามารถสงผลใหเกดแรงบนประจไฟฟาทเคลอนทเขามาได และเหนยวนาใหแทงแมเหลกอนเรยงตวในแนวขนานกบเสนแรงสนามแมเหลกมทศพงออกจากขวเหนอ และพงเขาหาขวใตขวโลกเหนอมขวแมเหลกใต และขวโลกใตมขวแมเหลกเหนอ

สนามแมเหลกโดยรอบแทงแมเหลก

สนามแมเหลกจากขวแมเหลกตางขวกน สนามแมเหลกจากแมเหลกเหมอนกน

โครงการแบรนดซมเมอรแคมป 2008 ___________________________ วทยาศาสตร ฟสกส (11)2008

การเคลอนทของประจไฟฟาในสนามแมเหลก

เมอสนามแมเหลกเปลยนทศ ทศการเบนของลาอเลกตรอนจะเปลยนไปดวย เนองจากแรงแมเหลกเปลยนทศ

ตวอยางท 20 สนามแมเหลกทเปนสวนหนงของคลนแสงนน มทศทางตามขอใด1) ขนานกบทศทางการเคลอนทของแสง2) ขนานกบสนามไฟฟา แตตงฉากกบทศการเคลอนทของแสง3) ตงฉากกบทงสนามไฟฟาและทศการเคลอนทของแสง4) ตงฉากกบทงสนามไฟฟา แตขนานกบทศของการเคลอนทของแสง

ตวอยางท 21 โดยปกตเขมทศจะวางตวตามแนวทศเหนอ-ใต เมอนาเขมทศมาวางใกลๆ กบกงกลางแทงเหลกทตาแหนงดงรป เขมทศจะชในลกษณะใด

SN

เขมทศ

1)N

S2)

N

S

3)

N S

4) NS

ตวอยางท 22 ลาอนภาค P และ Q เมอเคลอนทผานสนามแมเหลก B ทมทศพงออกตงฉากกบกระดาษมการเบยงเบนดงรป ถานาอนภาคทงสองไปวางไวในบรเวณทมสนามไฟฟาสมาเสมอ แนวการเคลอนทจะเปนอยางไร

1) เคลอนทไปทางเดยวกนในทศทางตามเสนสนามไฟฟา2) เคลอนทไปทางเดยวกนในทศทางตรงขามกบเสนสนามไฟฟา3) เคลอนทในทศตรงขามกนโดยอนภาค P ไปทางเดยวกบสนามไฟฟา4) เคลอนทในทศตรงขามกนโดยอนภาค Q ไปทางเดยวกบสนามไฟฟา

PQ

B


ตวอยางท 23 อนภาคโปรตอนเคลอนทเขาไปในทศขนานกบสนามแมเหลก ซงมทศพงเขากระดาษแนวการเคลอนทของอนภาคโปรตอนจะเปนอยางไร

1) วงตอไปเปนเสนตรงดวยความเรวคงตว 2) เบนไปทางขวา3) เบนไปทางซาย 4) วงตอไปเปนเสนตรงและถอยหลงกลบในทสด

ตวอยางท 24 อนภาคแอลฟา อนภาคบตา รงสแกมมา เมอเคลอนทในสนามแมเหลก ขอใดไมเกดการเบน1) อนภาคแอลฟา 2) อนภาคบตา3) รงสแกมมา 4) อนภาคแอลฟาและอนภาคบตา

ตวอยางท 25 วางลวดไวในสนามแมเหลกดงรป เมอใหกระแสไฟฟาเขาไปในเสนลวดตวนาจะเกดแรงเนองจากสนามแมเหลกกระทาตอลวดนในทศทางใด

1) ไปทางซาย (เขาหา N)2) ไปทางขวา (เขาหา S)3) ลงขางลาง4) ขนดานบน

พลงงาน

คลน คลนกล องคประกอบและสมบตของคลน

คลนคออะไรคลน คอ การสงผานการรบกวน (Disterbance) จากจดหนงไปยงจดอนๆคลน คอ การสงผานพลงงานจากจดหนงไปยงอกจดหนง

“it often happens that the wave flees the place of its creation, while thewater does not; like the waves made in the field of grain by the wind, wherewe see the waves running across the field while the grain remains in place”

Leonardo da Vinci

N S I


ชนดของคลนคลนจาแนกออกไดหลายแบบ1. จาแนกตามตวกลาง การจาแนกแบบนจาแนกจากวา คลนทสงไปตองอาศยตวกลางหรอไม จาแนกได

2 ประเภท คอ คลนกล และคลนแมเหลกไฟฟาคลนกล (Mechanical Wave) เปนคลนทอาศยตวกลางในการเคลอนทไป ไดแก คลนนา คลนในเสนเชอก

คลนแผนดนไหว เปนตน หากปราศจากตวกลางคลนเหลานจะไมสามารถเคลอนทไปได เชน เสยงสามารถเดนทางผานสญญากาศ เปนตน

คลนแมเหลกไฟฟา เปนคลนชนดเดยวทไมตองอาศยตวกลางในการเคลอนท สามารถเดนทางผานสญญากาศได มองคประกอบเปนสนามไฟฟาและสนามแมเหลกทศตงฉากกน คลนแมเหลกไฟฟาแบงออกเปนคลนชอตางๆ กนตามความยาวคลนหรอความถ ตามลาดบความยาวคลนจากนอยไปมาก ไดแก รงสแกมมา รงสเอกซรงสอลตราไวโอเลต แสง รงสอนฟราเรด คลนไมโครเวฟ และคลนวทย ตามลาดบ

electricficld

magneticfield

propagation

2. จาแนกตามลกษณะการสน การจาแนกตามลกษณะการสนพจารณาจากทศทางการสนของตวกลางเทยบกบทศทคลนเคลอนทไป สามารถจาแนกได 2 ประเภท คอ คลนตามขวางและคลนตามยาว

คลนตามขวาง เปนคลนทการขจดของตวกลางอยในแนวตงฉากกบทศทคลนเคลอนทไป ตวอยางของคลนประเภทน ไดแก คลนในเสนเชอก


คลนตามยาว เปนคลนทการขจดของตวกลางอยในแนวเดยวกนกบทศทคลนเคลอนท ตวอยางของคลนประเภทน ไดแก คลนเสยง คลนอดในสปรง เปนตน

ตวอยางท 26 คลนใดตอไปนเปนคลนทตองอาศยตวกลางในการเคลอนทก. คลนแสง ข. คลนเสยง ค. คลนผวนา

ขอใดถกตอง1) ก., ข. และ ค. 2) ข. และ ค. 3) ก. เทานน 4) ผดทกขอ

ตวอยางท 27 มนษยอวกาศสองคนปฏบตภารกจบนพนผวดวงจนทร สอสารกนดวยวธใดสะดวกทสด1) คลนเสยงธรรมดา 2) คลนโซนาร 3) คลนวทย 4) คลนเสยงอลตราซาวด

ตวอยางท 28 คลนขบวนหนงมความถ 10 เฮรตซ มวลของเชอกทจดใดๆ จะสนไดกรอบในเวลา 1 นาท

องคประกอบของคลน

Wavelength

Amplitude

อาพน (Amplitude) คอ การขจดสงสดของคลนคาบ (Period) คอ เวลาทคลนเคลอนทผานไป 1 ลก จะเทากบเวลาทตวกลางสน 1 รอบความถ (Frequency) คอ จานวนลกคลนทเคลอนทผานจดหนงในเวลา 1 วนาทความถจะเปนสวนกลบของคาบ

f = T1


ความยาวคลน (Wavelength) คอ ระยะระหวาง 2 จดทมการขจดเทากน หรอระยะระหวางยอดคลน2 ยอด ใชสญลกษณ “λ”

อตราเรวของคลนอตราเรวของคลน คอ ระยะทางทคลนหรอการรบกวนเคลอนทไปไดในเวลา 1 วนาท อตราเรวนไมขนกบ

ความถของคลน แตขนอยกบสมบตของตวกลาง เชน ความตงเชอก ความหนาแนน อณหภม เปนตน แตอตราเรวของคลนจะเทากบผลคณระหวางความยาวคลนและความถ ดงพสจนไดจากวา คลนจะเคลอนทไปได1 ลก (1 ความยาวคลน) ในเวลา 1 คาบ ดงนน

v = Tλ

v = fλอตราเรวของคลนตางๆอตราเรวของคลนจะขนอยกบสมบตของตวกลาง ตวกลางทมสมบตตางกน กจะมอตราเรวของคลนตาง

ออกไปดวย เชนคลนในเสนเชอก อตราเรวของคลนในเสนเชอกจะขนอยกบความตงเชอก และขนาดของเสนเชอก (มวล

ของเสนเชอกตอหนวยความยาว) ในเครองดนตรประเภทสาย เนองจากเชอกถกตรงปลายไวทงสองดานความยาวคลนทยาวทสดของคลนในเสนเชอกจะถกบงคบดวยระยะระหวางจดตง เชอกทมความตงมากกวา (เมอขนาดเสนเทากน) จะใหเสยงทมความถสงกวา ขณะทเชอกทเสนเลกทความตงเทากนจะใหเสยงทมความถสงกวาเชอกเสนโต เพราะมอตราเรวสงกวา

คลนเสยง จากคาอตราเรวเสยงทปรากฏ พบวาอตราเรวเสยงในวสดทมความหนาแนนสงมกจะมากกวาอตราเรวของเสยงในวตถทมความหนาแนนตา เชน เสยงในอากาศมอตราเรวประมาณ 350 เมตร/วนาท ขณะทคลนเสยงในนามอตราเรวประมาณ 1500 เมตรตอวนาท และในของแขงอาจมคามากถง 3000 เมตร/วนาท

สาหรบอตราเรวเสยงในอากาศ จะมคาเปลยนไปตามอณหภมของอากาศ โดยเมออากาศรอนขนจะมอตราเรวสงขน

คลนแมเหลกไฟฟา คลนแมเหลกไฟฟามอตราเรวในสญญากาศคงท เทากบ 3 × 108 เมตรตอวนาท

ตวอยางท 29 ถาดดกตารแลวพบวาเสยงทไดยนตากวาปกต จะมวธปรบแกใหเสยงสงขนไดอยางไร1) เปลยนใชสายเสนใหญขน 2) ปรบสายใหหยอนลง3) ปรบตาแหนงสายใหยาวขน 4) ปรบสายใหตงขน

ตวอยางท 30 เมอคลนเดนทางจากนาลกสนาตน ขอใดตอไปนถกตอง1) อตราเรวคลนในนาลกนอยกวาอตราเรวคลนในนาตน2) ความยาวคลนในนาลกมากกวาความยาวคลนในนาตน3) ความถคลนในนาลกมากกวาความถคลนในนาตน4) ความถคลนในนาลกนอยกวาความถคลนในนาตน


ตวอยางท 31 เมอคลนเคลอนจากตวกลางทหนงไปตวกลางทสองโดยอตราเรวของคลนลดลง ถามวาสาหรบคลนในตวกลางทสอง ขอความใดถกตอง

1) ความถเพมขน 2) ความถลดลง3) ความยาวคลนมากขน 4) ความยาวคลนนอยลง

ตวอยางท 32 ชาวประมงสงคลนโซนารไปยงฝงปลา พบวาชวงเวลาทคลนออกไปจากเครองสงจนกลบมาถงเครองเปน 1.0 วนาทพอด จงหาวาปลาอยหางจากเรอเทาใด (กาหนดใหความเรวของคลนในนาเปน 1540 เมตรตอวนาท)

1) 260 m 2) 520 m 3) 770 m 4) 1540 m

ตวอยางท 33 คลนวทยทสงออกจากสถานวทยสองแหง มความถ 90 เมกะเฮรตซ และ 100 เมกะเฮรตซความยาวคลนของคลนวทยทงสองนตางกนเทาใด

1) 0.16 m 2) 0.33 m 3) 3.00 m 4) 3.33 m

ตวอยางท 34 ระดบเสยงและคณภาพเสยงขนอยกบสมบตใด ตามลาดบ1) ความถ รปรางคลน 2) รปรางคลน ความถ3) แอมพลจด ความถ 4) ความถ แอมพลจด

ตวอยางท 35 ถากระทมนาเปนจงหวะสมาเสมอ ลกปงปองทลอยอยหางออกไปจะเคลอนทอยางไร1) ลกปงปองเคลอนทออกหางไปมากขน 2) ลกปงปองเคลอนทเขามาหา3) ลกปงปองเคลอนทขน-ลงอยทตาแหนงเดม 4) ลกปงปองเคลอนทไปดานขาง

สมบตของคลนคลนมสมบต 4 อยาง คอสมบตการสะทอน เมอคลนเคลอนทเขาหาสงกดขวาง คลนสามารถสะทอนกลบไดโดยมมตกกระทบเทากบ

มมสะทอน


ตวอยางท 36 ขอใดตอไปนเปนวตถประสงคของการบผนงของโรงภาพยนตรดวยวสดกลนเสยง1) ลดความถของเสยง 2) ลดความดงของเสยง3) ลดการสะทอนของเสยง 4) ลดการหกเหของเสยง

สมบตการหกเห เมอคลนตกกระทบรอยตอของตวกลางทมสมบตตางกน (มอตราเรวในแตละตวกลางไมเทากน) โดยทศการเคลอนทของคลนทามมกบแนวเสนรอยตอ (ไมตงฉาก) คลนทเคลอนทผานรอยตอจะมทศเปลยนไปเรยกวาเกดการหกเหเกดขนในการหกเหจากตวกลางทมอตราเรวสงไปยงตวกลางทมอตราเรวตา ทศการเคลอนทจะเบนเขาหาเสนตงฉากกบรอยตอ เรยกวา “เกดการหกเหเขา” ขณะทหากการเคลอนทมาจากตวกลางทมอตราเรวตาไปยงตวกลางทมอตราเรวสงการหกเหจะมทศเบนออกจากแนวตงฉาก เรยกวา “เกดการหกเหออก”

ภาพแสดงการหกเหทรอยตอของตวกลางทมอตราเรวตางกน

ปรากฏการณธรรมชาตหลายอยางเกดจากการหกเห เชน การเกดรงกนนาเกดจากการหกเหของแสงทหยดนา แตเนองจากแสงแตละสหกเหไดไมเทากน ดงนนจงเกดการแยกกระจายแสงออกเปนรงเกดขน

สมบตการแทรกสอด เมอคลนสองขบวนจากแหลงกาเนดตางกนมาถงจดเดยวกน คลนลพธ ณ ตาแหนงนนสามารถไดจากผลบวกเชงพชคณตของการขจดจากคลนทงสอง ถาการขจดมทศเดยวกนผลรวมกจะสงขนในขณะทหากการขจดมทศตรงขาม ผลรวมกจะมขนาดเลกลง จดทผลรวมการขจดมคาสงสด เรยกวา “จดปฏบพ” (Antinode)สวนจดทการขจดหกลางกนจนมคาตาสด เรยกวา “จดบพ” (Node)

แนวของจดบพ

แนวของปฏบพ

ภาพแสดงการแทรกสอดของคลนนาจากแหลงกาเนด 2 แหลง และแสดงแนวของจดบพและปฏบพ


สมบตการเลยวเบน เมอคลนเคลอนทผานชองเปด พบวามคลนนาบางสวนเลยวผานสวนทชองเปดบงอยไดปรากฏการณนเรยกวา เกดการเลยวเบนของคลนนาทชองแคบเดยว และยงพบวาถาชองเปดมความกวางนอยกวาความยาวคลนของคลนนา คลนทผานออกมาจะมลกษณะเปนคลนรปทรงกลม

คลนนาเคลอนทผานชองเปดทมความกวางโปรดสงเกตแนวของคลนทเลยวเบนไป

คลนนาเคลอนทผานชองเปดแคบโปรดสงเกตหนาคลนทผานออกมาทมลกษณะเปนคลนทรงกลมเสยงคออะไรเสยง คอ คลนตามยาวทเคลอนทไปในตวกลาง โดยทการสนของตวกลางอยในแนวเดยวกบทศการเคลอนท

ของคลนเสยงการเกดเสยงเสยงเกดจากการสนของแหลงกาเนดเสยงแลวถายทอดการสนสะเทอนใหแกตวกลางสมบตของเสยงเนองจากเสยงเปนคลนจงมสมบตเชนเดยวกบคลน คอ1. มการสะทอน2. มการหกเห3. มการแทรกสอดและเลยวเบน

อตราเรวของเสยงเนองจากการขจดของตวกลางอยในทศเดยวกนกบเสยงทเคลอนทไป ตวกลางบางสวนจงถกบบอด ทาใหม

ความดนสงขน เรยกวา “สวนอด” และบางสวนจะมการขยายตวทาใหมความดนตาลง เรยกวา “สวนขยาย”เนองจากเสยงเปนคลน อตราเรวเสยงจงสมพนธกบความถและความยาวคลนตามสมการ

v = fλเมอ v คอ อตราเรวของคลนเสยง

f คอ ความถของเสยงλ คอ ความยาวคลนเสยง


ตวอยางท 37 เรอหาปลาลาหนงตรวจหาฝงปลาดวยโซนาร โดยสงคลนดลของเสยงความถสงลงไปในนาทะเลถาฝงปลาอยหางจากแหลงกาเนดคลนไปทางหวเรอเปนระยะ 120 เมตร และอยลกจากผวนาเปนระยะ 90 เมตรหลงจากสงคลนดลจากโซนารไปเปนเวลาเทาใดจงจะไดรบคลนทสะทอนกลบมา กาหนดใหความเรวเสยงในนาทะเลเทากบ 1500 เมตร/วนาท

1) 0.1 s 2) 0.2 s 3) 0.3 s 4) 0.4 s

อตราเรวของเสยงในอากาศอตราเรวของเสยงในอากาศขนอยกบอณหภมของอากาศ ดงสมการ

v = v0 273T เมตรตอวนาท

เมอ v0 เปนอตราเรวของเสยงท 0 องศาเซลเซยส (273 K) มคาเทากบ 331.15 m/s และ T เปนอณหภมในหนวยองศาเคลวน

ถาอณหภมของอากาศไมสงนก (ตากวา 30 องศาเซลเซยส) สมการขางตนสามารถประมาณไดเปนv = 331 + 0.6t เมตรตอวนาท

อตราเรวมหนวยเปนเมตรตอวนาท t เปนอณหภมในหนวยองศาเซลเซยสกาลงเสยง ความเขมเสยง และระดบความเขมเสยงกาลงเสยง (Sound Power) คอ ปรมาณพลงงานเสยงทงหมดทแหลงกาเนดเสยงสงออกในทกทศทางใน

หนงหนวยเวลา มหนวยเปนจลตอวนาท (J/s) หรอวตต (Watts, W)ความเขมเสยง (Sound Intensity) คอ ปรมาณพลงงานเสยงทผานพนทหนงหนวย มหนวยเปนวตตตอ

ตารางเมตร สามารถเขยนเปนสมการ ไดวาI = A

P

กฎกาลงสองผกผนเมอ I คอ ความเขมเสยงในหนวยวตตตอตารางเมตร P คอ กาลงเสยงในหนวยวตต และ A คอ พนท

รบเสยงในหนวยตารางเมตร ถาแหลงกาเนดเสยงสงเสยงออกไปอยางสมาเสมอในทกทศทาง พนททงสนทพลงงานเสยงผานไป กจะเปนพนทผวทรงกลมซงมคาเทากบ 4πR2 เมอ R เปนระยะทางจากแหลงกาเนด หรอเขยนเปนสมการไดวา

I = 2R4Pπ

ตวอยางท 38 เสยงผานหนาตางในแนวตงฉาก มคาความเขมเสยงทผานหนาตางเฉลย 1.0 × 10-4 วตตตอตารางเมตร หนาตางกวาง 80 เซนตเมตร สง 150 เซนตเมตร กาลงเสยงทผานหนาตางมคาเทาใด

1) 0.8 × 10-4 W 2) 1.2 × 10-4 W 3) 1.5 × 10-4 W 4) 8.0 × 10-4 W


ระดบความเขมการไดยนนนหของมนษยแปลสญญาณความดงคอยของเสยงสมพนธกบความเขมของเสยง แตไมไดเปนเสนตรง

หากแตอยในระดบเลขยกกาลงของความเขมเสยง ทงนความเขมตาสดทมนษยสามารถไดยนไดอยในระดบ 10-12

วตตตอตารางเมตร โดยมชอเรยกวา “ขอบเขตของการไดยน” (Threshold of Hearing) นยมใชสญลกษณ I0สาหรบความเขมเสยงสงสดทมนษยสามารถไดยนไดโดยไมเกดการเจบปวด คอ 1 วตตตอตารางเมตร เรยกวา“ขอบเขตแหงการเจบปวด” (Threshold of Pain) จะเหนไดวาคาความเขมสงสดตอความเขมตาสดทหจะไดยนนนตางกนถงลานลานเทาทสาคญเสยงทไดยนมความดงกวากนเปน 2 เทา จะมพลงงานตางกนมากกวา 2 เทา (โดยทวไปตางกน 100 เทา)

ระดบความเขมเสยง (Sound Intensity Level) เมอพจารณาความเขมเสยงเทยบกบลกษณะคาขอบเขตของการไดยน ไดมการกาหนดหนวยใหม เรยกวา“เดซเบล” (Decibel) ตามชอของ Alexander Graham Bell ผประดษฐโทรศพท และเรยกปรมาณในหนวยเดซเบลนวา “ระดบความเขมเสยง” (Sound Intensity Level) โดยคาระดบความเขมมคาเปนสบเทาของกาลงในฐานสบของอตราสวนระหวางความเขมเสยงกบขอบเขตของการไดยน ดงสามารถสรปไดดงตาราง

ความเขม (วตต/ตารางเมตร) I/I0 ระดบความเขม (dB)10-12 1 = 100 010-11 10 = 101 1010-10 100 = 102 2010-9 1000 = 103 3010-8 10000 = 104 4010-7 100000 = 105 5010-6 1000000 = 106 6010-5 10000000 = 107 7010-4 100000000 = 108 8010-3 1000000000 = 109 9010-2 10000000000 = 1010 10010-1 100000000000 = 1011 1101 1000000000000 = 1012 120

จากตารางจะเหนไดวาเสยงทมระดบความเขมตางกน 10 เดซเบล จะมความเขมตางกน 10 เทา และเสยงทมความเขมตางกน 2 เทา จะมระดบความเขมตางกน 3 เดซเบล


ปรากฏการณบตสปรากฏการณบตสเกดจากการแทรกสอดของเสยง 2 ขบวนทมความถตางกนเลกนอยผลลพธ คอ ในบาง

ชวงคลนเสยง 2 ขบวนจะหกลางกนขณะทบางชวงจะเสรมกน ผสงเกตจะไดยนเสยงทงสองเปนความถเดยวกนทความถเฉลย แตความดงของเสยงจะมการดงคอยสลบกนไป จานวนครงของการดง-คอยดงกลาวตอวนาทเรยกวา “ความถบตส” ตวอยางเชน หากสงเสยงความถ 440 เฮรตซ และ 442 เฮรตซ พรอมๆ กน เราจะไดยนเสยงความถ 441 เฮรตซ ทมความถบตส 2 ครงตอวนาท นกดนตรอาศยปรากฏการณนในการเทยบเสยงดนตรโดยฟงเสยงจากเครองดนตรเทยบกบเสยงจากแหลงกาเนดมาตรฐาน ถาความถทงสองไมตรงกนกจะไดยนเสยงบตสเกดขน

Hz 100 f1 =

BeatPeriod

Hz 100 f2 =

21 f f +

Hz10ff:FrequencyBeat 21 =-

คลนแมเหลกไฟฟาคลนแมเหลกไฟฟาเปนคลนชนดเดยวทไมตองอาศยตวกลางในการสงผานพลงงาน ดงนนจงสามารถเดนทาง

ในสญญากาศได คลนแมหลกไฟฟาจงเปนตวการหลกในการสงผานพลงงานจากดวงอาทตยมายงโลกในรปของแสงโดยเฉลยแลวแสงอาทตยนาพลงงานมาถงโลกในอตรา 1370 วตตตอตารางเมตร

คลนแมเหลกไฟฟาเคลอนทในสญญากาศดวยอตราเรวคงท 3 × 108 เมตรตอวนาท อตราเรวนเปนปรมาณสมบรณ นนคอ ไมวาผสงเกตจะอยนงหรอเคลอนทกจะวดอตราเรวแสงไดเทากนเสมอ ในตวกลางอนนอกจากสญญากาศ อตราเรวของคลนแมเหลกไฟฟาจะชาลงโดยอตราสวนระหวางอตราเรวแสงในสญญากาศหารดวยอตราเรวแสงในตวกลาง เรยกวา “ดชนหกเห”

n = vc

องคประกอบของคลนแมเหลกไฟฟาองคประกอบของคลนแมเหลกไฟฟาประกอบดวยสนามแมเหลก และสนามไฟฟาในทศทางทตงฉากกนท

สาคญอตราสวนระหวางสนามแมเหลกและสนามไฟฟาจะเทากบอตราเรวของแสงในตวกลางนนelectricficld

magneticfield

propagation

c = BE


คลนแมเหลกไฟฟาชนดตางๆคลนแมเหลกไฟฟาแบงออกเปนประเภทยอยๆ ตามความยาวคลนดวยชอตางๆ กน เมอเรยงตาม

ความยาวคลน ไดแก รงสแกมมา รงสเอกซ รงสอลตราไวโอเลต แสง คลนอนฟราเรด คลนไมโครเวฟ คลนวทยโดยแตละกลมมการใชประโยชนทแตกตางกนออกไป

gammarays X-rays ultraviolet

raysinfraredrays radar FM TV shortwave AM

Visible Light

400 500 600 700Wavelength (nanometers)

Wavelength (meters)1410- 1210- 1010- 810- 610- 410- 210- 1 210 410

รงสแกมมา เปนคลนแมเหลกไฟฟาทปลอยออกมาจากสารกมมนตรงส รงสแกมมามพลงงานสง ดงนนความยาวคลนจงสนอยในระดบ 0.001 นาโนเมตร หรอสนกวา เราใชรงสแกมมาในทางการแพทยเพอใชฆาเชอหรอทาลายเซลลมะเรง

รงสเอกซ มความยาวคลนมากกวารงสแกมมาอยในชวง 1 นาโนเมตร ถง 0.001 นาโนเมตร รงสเอกซเกดจากการหนวงประจไฟฟาอยางแรงทาใหประจนนมการแผรงสออกมา เนองจากรงสเอกซมอานาจทะลทะลวงสงเราจงนามาใชประโยชนในการถายภาพอวยวะภายในรางกายทเรารจกในชอเรยกวา “ถายเอกซเรย”

รงสอลตราไวโอเลต หรอรงสเหนอมวงมความยาวคลนในชวง 1 ถง 400 นาโนเมตร เปนรงสทมอนตรายตอสงมชวต สามารถกระตนใหเกดมะเรงทผวหนง รงสอลตราไวโอเลตจากดวงอาทตยจะถกดดกลนไปดวยบรรยากาศโดยเฉพาะอยางยงดวยแกสโอโซน อยางไรกดรงสอลตราไวโอเลตมประโยชนในการฆาเชอโรค

แสง แสงเปนคลนแมเหลกไฟฟาทเรามองเหน มความยาวคลน 400-700 นาโนเมตร เปนคลนแมเหลกไฟฟาทสามารถรบไดดวยเซลลสในตา (เรตนา) จงมบทบาทสาคญในการเหนแสงมสตางๆ ตงแตสมวงท 400 นาโนเมตรจนถงสแดงท 700 นาโนเมตร

รงสอนฟราเรด หรอรงสความรอนมความยาวคลนตงแต 700 นาโนเมตร (0.7 ไมครอน) ถง 1000 ไมครอน(1 ไมครอน คอ 1 ในลานเมตร) เราใชรงสนในการปรงอาหาร และใชสงสญญาณควบคมอปกรณจากระยะไกล(รโมตคอนโทรล)

คลนไมโครเวฟ เปนคลนแมเหลกไฟฟาทมความยาวคลนในชวง 1 มลลเมตร ถง 10 มลลเมตร เราใชประโยชนในการสอสาร (โทรศพทมอถอ) และปรงอาหาร (เตาไมโครเวฟ)

คลนวทย มความยาวคลนตงแต 1 เซนตเมตร ไปจนถงหลายเมตร เราใชคลนวทยในการสอสาร (โทรทศนวทย)


ตวอยางท 39 ขอใดเปนการเรยงลาดบคลนแมเหลกไฟฟาจากความยาวคลนนอยไปมากไดถกตอง1) รงสเอกซ อนฟราเรด ไมโครเวฟ2) อนฟราเรด ไมโครเวฟ รงสเอกซ3) รงสเอกซ ไมโครเวฟ อนฟราเรด4) ไมโครเวฟ อนฟราเรด รงสเอกซ

ตวอยางท 40 คลนแมเหลกไฟฟาทนยมใชในรโมทควบคมการทางานของเครองโทรศพทคอขอใด1) อนฟราเรด 2) ไมโครเวฟ3) คลนวทย 4) อลตราไวโอเลต

การฝากสญญาณเสยงไปกบคลนวทยในการสอสารนนตองสงสญญาณเสยงจากจดหนงไปยงอกจดหนง วธททากน คอ การเปลยนสญญาณ

เสยงเปนสญญาณไฟฟาและฝากไปกบคลนวทย ซงวธการฝากสญญาณเสยงนเรยกวา “โมดเลชน” (Modulation)ซงสามารถทาได 2 วธ คอ

Frequency Modulation คอ การนาสญญาณเสยงไปฝากกบคลนวทยทมความถสงและเดนทางไปไดไกลสญญาณทผสมแลวจะมคาอาพนเทากนตลอด แตความถจะเปลยนไปเลกนอยตามสญญาณไฟฟาทเขามา สญญาณ FM มขอไดเปรยบทความคมชดของสญญาณ แตไมสามารถสงสญญาณไปไดไกลเทาทควร

Amplitude Modulation คอ การฝากสญญาณเสยงโดยผสมสญญาณไปกบคลนวทยโดยคลนจะมความถคงเดมแตคาอาพนจะเปลยนไปตามสญญาณเสยงทเขามา การฝากสญญาณเสยงดวยวธนสามารถสงสญญาณไดไกลกวาระบบ FM

ตวอยางท 41 การฝากสญญาณเสยงไปกบคลนในระบบวทยแบบ เอ เอม คลนวทยทไดจะมลกษณะอยางไร1) คลนวทยจะเปลยนแปลงแอมพลจดตามแอมพลจดของคลนเสยง2) คลนวทยจะเปลยนแปลงแอมพลจดตามความถของคลนเสยง3) คลนวทยจะเปลยนแปลงความถตามแอมพลจดของคลนเสยง4) คลนวทยจะเปลยนแปลงความถตามความถของคลนเสยง


สเปกตรมคลนแมเหลกไฟฟาและการใชประโยชน

กมมนตภาพรงส แรงนวเคลยรและพลงงานนวเคลยรสารกมมนตรงสถกคนพบครงแรก เมอป พ.ศ. 2439 เมอเบคเคอเรลพบวาสารบางชนด เชน สนแร

ยเรเนยม สามารถสงทาใหฟลมถายรปดาไดถงแมวาจะอยในทมด โดยสรปวาสารเหลานนเปลงรงสบางชนดออกมาทาใหฟลมถายรปดา จากการทดลองโดยเบกเคอเรล มาร และปแอร คร รทเทอรฟอรด และนกวทยาศาสตรอกหลายคนพบวามธาตหลายๆ ชนดทมความสามารถในการแผรงส เชน เรเดยม ยเรเนยม ซงการคนพบเหลานไดนาไปสความรใหมๆ ในทางวทยาศาสตรเกยวกบรงสในเวลาตอมา


อะตอมและนวเคลยสสสารตางๆ เมอนามาแยกยอยลงแลวพบวาประกอบขนจากอะตอมของธาตตางๆ เมอพจารณาถงสวน-

ประกอบของอะตอมแลวสามารถแยกสวนประกอบของอะตอมออกไดเปนอเลกตรอน ซงเปนอนภาคทมประจลบขนาด 1.6 × 10-19 คลอมบ และมมวล 9 × 10-31 กโลกรม และโคจรรอบนวเคลยส ซงเปนสวนประกอบทรวมมวลสารเกอบทงหมดของอะตอมเอาไว สวนนวเคลยสซงเปนศนยกลางของอะตอมมขนาดประมาณ 10-15 เมตรประกอบดวยอนภาค 2 ชนด คอ โปรตอนและนวตรอน โปรตอนเปนอนภาคทมประจบวกขนาดเทากบอเลกตรอนและมมวล 1.67 × 10-27 กโลกรม และมจานวนเทากบอเลกตรอน สวนนวตรอนมมวลเทาๆ กนกบโปรตอนแตไมมประจ เนองจากอเลกตรอนมมวลนอยมากเมอเทยบกบโปรตอนและนวตรอน จงถอไดวามวลทงหมดของอะตอมอยทนวเคลยส

เลขมวลและเลขอะตอมความแตกตางทางเคมของธาตตางๆ นนขนอยกบจานวนของโปรตอนและอเลกตรอน (ซงเทากน) ในอะตอม

ของธาตนนๆ เปนสาคญ ดงนนเพอใหมความเขาใจทตรงกนจงมการเขยนสญลกษณแสดงธาตขนโดยเขยนในรปของ ZXA

เมอ X เปนสญลกษณแสดงธาต เชน คารบอนจะใชสญลกษณ C และ ยเรเนยมจะใชสญลกษณ U เปนตนZ เปนเลขอะตอม (Atomic Number) ซงบอกถงจานวนโปรตอนทมอยในนวเคลยสA เปนเลขมวล (Atomic Mass) ซงบอกถงจานวนโปรตอนและนวตรอนทมอยในนวเคลยสรวมกน

ตวอยางท 42 คารบอนเปนธาตทเปนสวนสาคญของสงมชวต สญลกษณนวเคลยส C126 แสดงวานวเคลยส

ของคารบอนนมอนภาคตามขอใด1) โปรตอน 12 ตว นวตรอน 16 ตว 2) โปรตอน 16 ตว นวตรอน 16 ตว3) โปรตอน 16 ตว อเลกตรอน 6 ตว 4) โปรตอน 12 ตว นวตรอน 16 ตว


ไอโซโทป (Isotope)เมอมาพจารณาธาตตางๆ ทมอยในธรรมชาต พบวาธาตหนงๆ อาจจะมมวลตางกนได เชน คารบอนมเลข

อะตอมเหมอนกน คอ 6 แตอาจมเลขมวลตางๆ กนเปน 11, 12, 13, 14 เมอเขยนเปนสญลกษณทางเคมเขยนไดวา6C11 6C12 6C13 6C14 ธาตตางๆ เหลาน เรยกวา “ไอโซโทป” (Isotope) ธาตหนงๆ อาจมไอโซโทปไดหลายตวแตจะมเพยงตวเดยวทเปนธาตเสถยรตวอยางท 43 ขอใดถกตองสาหรบไอโซโทปของธาตๆ หนง

1) มเลขมวลเทากน แตเลขอะตอมตางกน2) มจานวนโปรตอนเทากน แตจานวนนวตรอนตางกน3) มจานวนนวตรอนเทากน แตจานวนโปรตอนตางกน4) มผลรวมของจานวนโปรตอนและนวตรอนเทากน

ธาตเสถยรและธาตกมมนตรงสจากการคนพบของเบกเคอเรล และนกวทยาศาสตรหลายคนในยคแรกๆ ทาใหเราสามารถแยกธาตออกได

เปนสองกลม คอ ธาตเสถยรและธาตกมมนตรงส โดยมหลกการอยทการแผรงสของธาตกมมนตรงสนนเอง ซงตอมากพบวาธาตกมมนตรงสนนเมอเปลงรงสแลวจะเปลยนไปเปนธาตอน และปรมาณรงสทแผออกมากจะลดลงเรอยๆ ตามจานวนของอะตอมธาตกมมนตรงสทมอยในขณะนน สาหรบธาตทไมมการแผรงสและไมมการเปลยน-แปลงจานวนอะตอมของธาตกบเวลา เราสามารถเรยกไดวา “ธาตเสถยร”

รงสและการสลายตวของสารกมมนตรงสจากการทดลองของเบกเคอเรล รทเทอรฟอรด และนกวทยาศาสตรอกหลายคน พบวารงสทปลดปลอย

ออกมาจากสารกมมนตรงส สามารถจาแนกออกไดเปน 3 ชนดใหญๆ และการแผรงสมผลกระทบตอจานวนสารกมมนตรงสทมอยดวย เนองจากในการปลดปลอยรงส 1 ตวเกดขนจากการสลายตวของสารกมมนตรงส 1 ตวเชนกน ดงนนอตราในการปลดปลอยรงสจงเทากนกบอตราการลดลงของสารกมมนตรงส เมอพจารณาถงรงสทปลอยออกมาสามารถแยกรงสออกไดเปน 3 ชนด

gamma photon

electron (-charge)

helium nucleus (2+ cgarge)

α RAY

β RAY

γ RAY

1. รงสแอลฟา (Alpha Particle) รงสแอลฟาเปนนวเคลยสของธาตฮเลยม (2He4) ทมพลงงานสงเปนรงสทมมวลมากทสด คอ 4 เทาของมวลเฉลยของโปรตอนและนวตรอน (มวลเฉลยของโปรตอนและนวตรอนเรยกวา 1 u มคาเทากบ 1.67 × 10-27 กโลกรม) เนองจากมมวลมากจงมอานาจทะลทะลวงไดตา สามารถกนไดดวยแผนกระดาษบาง แตหากเรากนเอาสารทแผรงสอลฟาเขาไปเนองจากรงสมมวลมากกจะสามารถกอความเสยหายไดมาก เมอสารใดสลายตวใหรงสแอลฟา เลขอะตอมของสารนนจะลดลง 2 และเลขมวลจะลดลง 4

ZXA → Z-2YA-4 + 2He4 + energy


2. รงสบตา (Beta Particle) รงสบตาสามารถทะลทะลวงไดดกวารงสอลฟา เนองจากมวลนอยกวามากรงสบตาเปนอเลกตรอนพลงงานสงทปลอยออกมาจากนวเคลยส อานาจทะลทะลวงของรงสบตาจะมากกวารงสอลฟา คอ สามารถทะลแผนกระดาษหลายแผน หรอแมแตแผนอะลมเนยม ดงนนการกนรงสบตาใหหมดไปใชแผนตะกวบางวางกนได เมอสารสลายตวใหรงสบตาเลขอะตอมจะเพมขนหนง ขณะทเลขมวลไมเปลยนแปลง

ZXA → Z+1YA + -1e0 + energy

3. รงสแกมมา (Gamma Rays) ตางจากรงสอนตรงทเปนคลนแมเหลกไฟฟาทมพลงงานสง สามารถเคลอนทไปในอากาศไดหลายเซนตเมตร ปรมาณรงสทเปลงออกมาจะลดลงตามความหนาของวสดทกน วสดทนยมนามาใชเปนสารกนรงส ไดแก ตะกวหนา การแผรงสแกมมามกพบรวมกบการแผรงสแอลฟาหรอบตา เมอสารกมมนตรงสสลายตวใหรงสแอลฟาหรอบตา ธาตทเหลอมกจะเปนธาตทมพลงงานในนวเคลยสสง การลดระดบพลงงานทาไดโดยเปลงรงสแกมมาออกมา

ตวอยางท 44 รงสในขอใดทมอานาจในการทะลทะลวงผานเนอสารไดนอยทสด1) รงสแอลฟา 2) รงสแกมมา 3) รงสบตา 4) รงสเอกซ

การกาจดสารกมมนตรงสสารกมมนตรงสเมอผานไปเวลาหนงกอาจจะมความเขมขนของสารรงสตาลงจนไมสามารถจะใชงานได จะ

ตองทาการกาจด แตเนองจากความเปนสารกมมนตรงสนนเกดขนทนวเคลยส จงไมสามารถทาลายได ตองรอใหคอยๆ สลายตวจนหมดไปเอง จงนยมนาสารกมมนตภาพรงสทเหลอใชไปเกบเอาไวในสถานททปลอดภยเชนในเหมองเกลอทอยใตภเขา เปนตน

ตวอยางท 45 ขอใดตอไปนเปนการกาจดกากกมมนตรงสทดทสด1) เรงใหเกดการสลายตวเรวขนโดยใชความดนสงมากๆ 2) เผาใหสลายตวทอณหภมสง3) ใชปฏกรยาเคมเปลยนใหเปนสารประกอบอน 4) ใชคอนกรตตรงใหแนนแลวฝงกลบใตภเขา

คาคงทการสลายตวของสารกมมนตรงสและครงชวตในการแผรงสของสารกมมนตรงสนน รงสหนงตวทปลดปลอยออกมาจะมาจากการสลายตวของสาร

กมมนตรงส 1 อะตอม ดงนนอตราการแผรงสในหนวย ตวตอวนาท (Count Per Seconds) กเทากบอตราการสลายตวของสารกมมนตรงสในหนวยอะตอมตอวนาท

อตราการแผรงสนนขนกบปจจยทสาคญ 2 ประการ ประการแรก คอ จานวนสารกมมนตรงสทมอยในขณะนนซงถามปรมาณมากกจะสามารถแผรงสออกมาไดมาก ประการทสอง คอ คาคงทการสลายตว (Decay Constant)ซงมหนวยเปน วนาท-1 ซงหากคานมคามากแสดงวาสารกมมนตรงสนนๆ มโอกาศทจะสลายตวมาก สมการแสดงอตราการสลายตวและตวแปรทงสองเปนดงน

R = λNเมอ R คอ อตราการสลายตว ในหนวยอะตอมตอเวลา (เวลาอาจเปนวนาท นาท ฯลฯ)

λ เปนคาคงทการสลายตวมหนวยเปนเวลา-1

N คอ จานวนอะตอมของสารกมมนตรงสในขณะนน


ตวแปรอกตวหนงทเปนทรจกกนดในเรองการสลายตวของสารกมมนตรงส ไดแก คาครงชวต (Half Life)ซงหมายถง เวลาทสารกมมนตภาพรงสสลายตวเหลอเพยงครงหนงของปรมาณตงตนซงคาครงชวตนสมพนธกบคาคงทการสลายตวตามสมการ

λ =1/2T

0.693

นอกจากนยงอาศยการเปรยบเทยบเพอหาปรมาณของสารกมมนตรงส โดยรคาครงชวต ดงนนถาเดมมสารอย N อะตอม เมอเวลาผานไป 1 ครงชวตจะเหลออย 2

N

ถามสารอย N/2 เมอเวลาผานไปอก 1 ครงชวตจะเหลออย

21

2N = 4

N

ทานองเดยวกนทาใหสามารถสรปความสมพนธไดวาเมอ T1/2 คอ คาครงชวต แลว 0NN = 2/1T

t

21

หมายเหต คาครงชวตเปนคาเวลาทสารสลายตวเหลอครงหนง แตหากคาถามถามวาถามสารรงส 1 อะตอมจะใชเวลานานเทาใดจงจะสลายตว คาตอบคอตอบไมได เพราะคาทไดเปนคาทมาจากการประมาณเชงสถต

ตวอยางท 46 เครองหมายดงรปแทนอะไร1) เครองกาเนดไฟฟาโดยกงหนลม2) การเตอนวามอนตรายจากกมมนตภาพรงส3) การเตอนวามอนตรายจากสารเคม4) เครองกาเนดไฟฟาโดยเซลลแสงอาทตย

ตวอยางท 47 กจกรรมการศกษาทเปรยบการสลายกมมนตรงสกบการทอดลกเตานน จานวนลกเตาทถกคดออกเทยบไดกบปรมาณใด

1) เวลาครงชวต 2) จานวนนวเคลยสตงตน3) จานวนนวเคลยสทเหลออย 4) จานวนนวเคลยสทสลาย

Radioactive Decay Curve

0% 2 4 6

20%40%60%80%

100%120%

Parent lsotopeRemaining

Half Lives

กราฟแสดงรอยละของสารกมมนตรงสกบเวลาเปนจานวนเทาของครงชวต

สเหลอง


ตวอยางท 48 นกโบราณคดพบเรอไมโบราณลาหนงมอตราสวนของปรมาณ C-14 ตอ C-12 เปน 25% ของอตราสวนสาหรบสงทยงมชวต สนนษฐานไดวาซากเรอนมอายประมาณกป (กาหนดให ครงชวตของ C-14 เปน5730 ป)

1) 2865 ป 2) 5730 ป 3) 11460 ป 4) 22920 ป

ตวอยางท 49 ไอโอดน-128 มคาครงชวต 25 นาท ถาเรมตนมไอโอดน-128 อย 400 มลลกรม ไอโอดน-128จะลดลงเหลอ 100 มลลกรม เมอเวลาผานไปกนาท

ตวอยางท 50 นวเคลยสของเรเดยม-226 ( Ra22688 ) มการสลายโดยการปลอยอนภาคแอลฟา 1 ตว และรงส

แกมมาออกมา จะทาให Ra22688 กลายเปนธาตใด

1) Po21884 2) Rn222

86 3) Th23090 4) U234

92

ตวอยางท 51 อนภาคใดในนวเคลยส U23692 และ Th234

90 ทมจานวนเทากน1) โปรตอน 2) อเลกตรอน 3) นวตรอน 4) นวคลออน

ตวอยางท 52 ในธรรมชาต ธาตคารบอนม 3 ไอโซโทป คอ C126 , C13

6 และ C146 ขอใดตอไปนถกตอง

1) แตละไอโซโทปมจานวนอเลกตรอนตางกน2) แตละไอโซโทปมจานวนโปรตอนตางกน3) แตละไอโซโทปมจานวนนวตรอนตางกน4) แตละไอโซโทปมจานวนโปรตอนเทากบจานวนนวตรอน

ตวอยางท 53 รงสใดทนยมใชในการอาบรงสผลไม1) รงสเอกซ 2) รงสแกมมา 3) รงสบตา 4) รงสแอลฟา


กระบวนการเปลยนแปลงของโลก

โลกและการเปลยนแปลง

โลก (Earth)เกดขนจากการรวมตวของฝนผงในอวกาศในชวงตนของการเกดระบบสรยะทหมนวนรอบแกนกลางบรเวณแกนกลางรวมตวกนเกดเปนดวงอาทตยฝนทอยโดยรอบรวมตวกนเกดเปนดาวเคราะหตางๆเกดขนประมาณ 4500-5000 ลานปมาแลวโลกเปนดาวเคราะหทมองคประกอบเปนหน 1 ใน 4 ดวง (พธ, ศกร, โลก, องคาร)

โครงสรางของโลกโครงสรางของโลกประกอบดวยชนตางๆ ดงน- เปลอกโลก (Crust) เปนของแขงมความหนาประมาณ 70 กโลเมตร คอ ภาคพนทวป- เนอโลก (Mantle) สวนถดลงมาจากเปลอกโลก ดานบนเปนของแขง ชนลางลงมาเปนหนหลอม

ละลาย (Magma) มความลกตงแต 70-2900 กโลเมตร


แกนโลก แบงเปนสองชนคอ- แกนโลกชนนอก (Outer Core) เปนของเหลวอยระหวาง 2900-5100 กโลเมตร องคประกอบเปน

เหลกและนกเกล- แกนโลกชนใน (Inner Core) เปนของแขงอยระหวาง 5100 กโลเมตรถง 6400 กโลเมตร ประกอบดวย

เหลกและนกเกล

แกนกลางโลกดานใน (ของแขง)

แกนกลางโลกดานนอก (ของเหลว)

เนอโลกชนบน

ชนเนอโลกชนลาง

แหลงกาเนดหนละลาย(Magma)

ฐานธรณภาค(Athenosphere)

เปลอกโลกและธรณภาค(Crust and Lithosphere)

เปลอกโลก(Crust))

6378

5150

28902700

650400

0

DEPT

H (K

ilome

ters)

โครงสรางของโลก 1เปลอกโลกและเนอโลกชนบนรวมกนเรยกวา “ธรณภาค” (Lithosphere) มความหนาประมาณ 100

กโลเมตรเนอโลกชนถดลงมาทระดบความลก 100 กโลเมตรถง 350 กโลเมตร เรยกวา “ฐานธรณภาค”

(Athenosphere) เปนหนหลอมเหลวทไหลไปมาทาใหเกดการเคลอนทของธรณภาค

เปลอกโลกหนา 5-70 กม.

เปลอกโลก

มหาสมทร ภาคพนทวป

ธรณภาค 0-100 กม.

เนอโลก

แกนโลก

6370 กม.

เนอโลก

แกนโลกชนนอ

ก

แกนโลกชนใน

ของเหลว

ของแขง

5100 กม.2900 กม.

ฐานธรณภาค


ชนตางๆ ของโลก

ชนความลก

(กโลเมตร) ชนยอย สถานะ องคประกอบ

เปลอกโลก (Crust) 0-7070-100

ธรณภาค(Lithosphere) ของแขง หน

100-350 ฐานธรณภาค(Asthenosphere) ของเหลว หนละลาย

(Magma)เนอโลก (Mantle)

350-2900 เนอโลกสวนลาง ของเหลว หนละลาย (Magma)แกนโลกชนนอก (Outer Core) 2900-5100 ของเหลว เหลกและนกเกลแกนโลกชนใน (Inner Core) 5100-6400 ของแขง เหลกและนกเกล

องคประกอบของสวนตางๆ ของโลกData on the Earth’s Interior

Density (g/cm.3)Thickness (km) Top Botton Types of Rock Found

Crust 30 2.2 - Silicic Rocks.- 2.9 Andesite, Basalt at Base.

Upper Mantle 720 3.4 - Peridotite, Ecopgite, Olivine, Spinel,Garnet, Pyroxene.

- 4.4 Perovskite, Oxides.Lower Mantle 2171 4.4 - Magmesium and Silicon Oxides.

- 5.6Outer Core 2259 9.9 - Iron + Oxygen, Sulfur.

- 12.2 Nickel Alloy.Inner Core 1221 12.8 - Iron + Oxygen, Sulfur.

- 13.1 Nickel Alloy.Total Thickness 6401

ตวอยางท 54 ชน “ฐานธรณภาค” อยตรงสวนใดของโครงสรางโลก1) ชนเปลอกโลก 2) รอยตอชนเปลอกโลกกบชนเนอโลก3) ชนเนอโลก 4) รอยตอชนเนอโลกกบชนแกนโลก


เปลอกโลกและแผนธรณภาคเปลอกโลกไมไดเปนแผนเดยวกนตลอด แตมลกษณะเปนแผนยอยๆ ตอกนแผนเปลอกโลกนมชอเรยกวาแผนธรณภาค (Plate Tectonics)รอยตอของแผนธรณภาคมหลายลกษณะ แยกออกจากกน กระทบกน มดลงไปใตอกแผนหนง เฉอนแผนธรณภาคมการเคลอนท บรเวณทแผนธรณภาคกระทบกนมกจะเกดการสนสะเทอนเรยกวา

“เกดแผนดนไหว”แผนธรณภาคตางๆ

The Earth’s Major Plates

Antarctic Plate

Scotia Plate

South AmericanPlate

African Plate

ArabianPlate

Eurasian PlateNorth AmericanPlate

Pacific Plate

Cocos Plate

CaribbeanPlate

Juan de Fuca Plate

IndianAustralian

Plate

PacificPlate

PhilippinePlate

แผนดนไหว (Earth Quake)epicenter

surface waves

body waves

crustmantle

focus

เมอเปลอกโลกมการเคลอนไหว จะเกดการสนทาใหเกดคลนแผนดนไหวขน ซงแยกออกไดเปนสองสวนคอ คลนผวพนและคลนในเนอโลก

จดเกดแผนดนไหวเรยกโฟกสผวพนเหนอจดทเกดแผนดนไหว เรยกจด “Epicenter”

ตวอยางท 55 การเกดแผนดนไหวเกดขนทสวนใดของโครงสรางโลก1) ฐานธรณภาค 2) ธรณภาค3) แกนโลก 4) ชนของโครงสรางโลกทมหนหลอมละลาย


ความแรงของแผนดนไหวหนวยความแรงของแผนดนไหววดตามมาตรรคเตอร (Richter Scale) : ซงแบงเปน 9 ระดบแผนดนไหวทรนแรงทสดทเกดขนในเอเชย คอ แผนดนไหวในมหาสมทรอนเดย บรเวณใกลเกาะสมาตรา

เมอวนท 26 ธนวาคม 2547 (แผนดนไหวททาใหเกดสนามในมหาสมทรอนเดย) มความแรง 9.0 รคเตอรแผนดนไหวทรนแรงทสดในโลกมความแรง 9.5 รคเตอร เกดในประเทศชล ในป พ.ศ. 2503

ระดบความรนแรง(Richter Scale) ผลกระทบ จานวนครงตอป

ตากวา 2 วดไดดวยเครองมอเทานน ไมสามารถรสกได นบไมได

2-3เฉพาะคนทมความไวตอการไหวเปนพเศษเทานนทรสกไดวตถเบาๆ จะแกวง

300000

3-4 บางคนรสกไดเหมอนกบมรถหนกๆ วงผานใกลๆ 490004-5 รสกไดทวไป วตถทแขวนอยจะแกวง กรอบหนาตางสนอาจแตกได 6200

5-6รสกไดชดเจนทวไป เฟอรนเจอรเคลอนท ปลองลมลมเกดความตระหนกในหมประชาชน

800

6-7 ประชาชนแตกตน อาจเกดความเสยหายตอโครงสรางตก 1207-8 เกดจลาจล ตกสวนใหญถลม เฉพาะบางตกเทานนททนได 188-9 ทกอยางถกทาลายหมดสนมคลนผวพนเกดขน 1 ครง ในชวงหลายๆ ป

แผนดนไหวในประเทศไทยจากพงศาวดารตางๆ มบนทกถงแผนดนไหวในประเทศไทยหลายครง ทรนแรงทสดบนทกไวในพงศาวดาร

โยนก พ.ศ. 1003 ในวนเสาร แรม 7 คา เดอน 7 เวลากลางคน บนทกไววา “ ...สรยอาทตยตกไปแลว กไดยนเสยงเหมอนดงแผนดนดงสนนหวนไหว ประดจดงวาเวยงโยนกนคร

หลวงทนจกเคลอนจกพงไปนนแล แลวกหายไปครงหนง ครนถงมชฌมยามกดงซามาเปนคารบสอง แลวกหายไปนนแล ถงปจฉมยามซาดงมาอกเปนคารบสาม หนทสามนดงยงกวาทกครงทกคราวทไดยนมาแลว กาลนนเวยงโยนกนครหลวงทนนกยบจมลง เกดเปนหนองอนใหญ ยามนนคนทงหลายอนมในเวยงทนนกวนาศฉบหายตกลงไปในนาทนนสน”

ตวอยางท 56 ขอใดคอสาเหตของการเกดแผนดนไหว1) คลนสนาม 2) โลกหมน3) นาขน-นาลง 4) การเคลอนตวของแผนเปลอกโลก

ตวอยางท 57 มาตราทใชบอกความเสยหายเนองจากแผนดนไหวคอขอใด1) รกเตอร 2) เมอรคลล 3) โมห 4) เวนสเวอรด


คลนแผนดนไหวคลนแผนดนไหวม 2 ชนด- คลนชนด P เปนคลนตามยาว- คลนชนด S เปนคลนตามขวาง

CompressionRarefaction Particle Motion

Compressional or P Wave

Shear or S Wave

Travel Direction

Particle Motion

อตราเรวของคลนแผนดนไหวคลนแผนดนไหว 2 ชนดมอตราเรวตางกนคลนชนด P มอตราเรวประมาณ 5-7 กม./วนาท สวนคลนชนด S มอตราเรวประมาณ 3-4 กม./

วนาท ในเปลอกโลกดงนนคลนทงสองจะมาถงสถานไมพรอมกน ยงสถานอยหางจากจดกาเนดแผนดนไหวมากผลตางเวลา

ของคลนทงสองกจะยงมากสามารถใชผลตางของเวลาในการหาระยะหางของศนยกลางแผนดนไหว

ลกษณะของกราฟแสดงแผนดนไหวจากเครองตรวจวดแผนดนไหว

0.2

0

-0.20.2

0-0.2

0.20

-0.2

P Wave S Wave เวลา


กราฟแสดงความสมพนธระหวางผลตางเวลากบระยะทาง

การหาตาแหนงศนยกลางแผนดนไหว

2800 km 4800 km

3400 km


แผนดนไหวในมหาสมทรอนเดย วนท 26 ธนวาคม 2547

ภเขาไฟ (Volcano)

ภเขาไฟเปนชองเปดของเปลอกโลกทเปนชองทางใหเถาถาน และหนหลอมละลาย (Lava) ทมอณหภมสงถง 1200 องศาเซลเซยสไหลออกมาได

เมอหนละลายออกมากระทบสงแวดลอมภายนอกแลวเยนลงจะแขงตวเปนหนอคน เชน หนบะซอลต

หนอคน (Igneous Rock)เปนหนทเกดจากการเยนตวของหนละลายจากภเขาไฟ (Lava) ลกษณะของหนจะแตกตางกนออกไป

ตามอตราการเยนตวของหน เชน- หนแกรนต (Granite) - หนบะซอลต (Basult)- หนพมมซ (Pumice) - หนแกรนต (Granite)


หนแกรนต (Granite)หนแกรนต (Granite) เปนหนอคนทเกดขนในชนหนอน ดงนนอตราการเยนตวลงจงชา เกดการตกผลก

ของแรไดมากสงเกตเหนผลกแรตางๆ ไดอยางชดเจนแรสวนใหญทพบ ไดแก ควอทซ (Sio2) คอรนดม (Al2O3)Sio2 - 72.04%Al2O3 - 14.42%K2O - 4.12%Na2O - 3.69%CaO - 1.82%FeO - 1.68%Fe2O3 - 1.22%MgO - 0.71%Tio2 - 0.30%P2O5 - 0.12%MnO - 0.05%

หนบะซอลต (Basult)เปนหนทเกดจากการเยนตวของลาวาทผวโลก ดงนนจงกระทบกบอากาศหรอนาสงผลใหมการเยนตวเรว

ลกษณะของหนจะมเมดละเอยดกวาหนแกรนต และมรพรนเลกนอย

หนพมมซ (Pumice)เปนหนทเกดจากการเยนตวอยางรวดเรวของลาวา ทาใหมความพรนสง (รอยละ 90) ดงนนบางชนจะ

มความหนาแนนตากวานา (ประมาณ 0.25 กรมตอลกบาศกเซนตเมตร) จงลอยนาไดนามาใชเปนหนขดตวในสปาและธรกจเครองสาอาง


โครงสรางของภเขาไฟ

ตวอยางท 58 ความพรนของหนทเกดขนภายหลงภเขาไฟระเบดขนอยกบปจจยใด1) รปรางและความสงของภเขาไฟ 2) ตาแหนงของรอยแยกบนพน3) อตราการเยนตวของลาวา 4) องคประกอบทางเคมของแมกมา

วงแหวนไฟ (Ring of Fire)

เปนบรเวณรอบรอยตอของแผนธรณภาคซงพบภเขาไฟอยหนาแนน และมแผนดนไหวบอยครง บรเวณโดยรอบของมหาสมทรแปซฟก

ตวอยางท 59 พนทในขอใดทอยในบรเวณทเรยกวา “วงแหวนแหงไฟ”1) แนวรอยตอภเขาหมาลยในทวปเอเชย 2) บรเวณเทอกเขากลางมหาสมทรแอตแลนตก3) บรเวณขอบมหาสมทรแปซฟกทงหมด 4) บรเวณรอยตอภเขาแอลปในทวปยโรป


ธรณภาคการเคลอนตวของแผนธรณภาค

เนองจากแผนธรณภาคลอยอยบนเนอโลกทมลกษณะเปนของเหลว จงสามารถเคลอนทไปมาไดบรเวณรอยตอของแผนธรณภาคจงมการกระทบกนของขอบแบบตางๆ เชน แยกออกจากกน ชนกน

มดลงใตอกแผนหนง หรอเฉอนรอยตอของแผนธรณภาคเปนบรเวณทเกดแผนดนไหวบอย

The Earth’s Major Plates

Antarctic Plate

Scotia Plate

South AmericanPlate

African Plate

ArabianPlate

Eurasian PlateNorth AmericanPlate

Pacific Plate

Cocos Plate

CaribbeanPlate

Juan de Fuca Plate

IndianAustralian

Plate

PacificPlate

PhilippinePlate

การเคลอนทของแผนธรณภาคทเวลาตางๆ

PERMIAN225 million years ago

TRIASSIC200 million years ago

JURASSIC135 million years ago

CRETACEOUS65 million years ago

PRESENT DAY


การเคลอนตวของแผนธรณภาค1. แผนธรณภาคแยกจากกน

การแยกจากกนเกดจากแรงดนของแมกมาทางดานลางดนใหแผนธรณภาคแยกออกจากกน เกดหบเขาทรด ซงจะกลายเปนแองและทะเลในทสด

บรเวณทเกดการแยกตวจะแยกหางออกจากกน เชน มหาสมทรแอตแลนตก ทะเลแดง

ตวอยางท 60 บรเวณหบเขาทรดตวตามแนวสนเขากลางมหาสมทรมการเคลอนตวของขอบแผนธรณภาคในลกษณะใดทสาคญ

1) เคลอนตวหนหางออกจากกน 2) เคลอนตวเขาหากน3) เคลอนตวมดลงไปใตอกแผน 4) เคลอนตวเฉอนกน

2. แผนธรณภาคเคลอนเขาหากน (ชนกน)ในบางสวนของโลกแผนธรณภาคเคลอนเขาชนกนในสวนทเปนพนทวปทงค การกระทบจะทาใหเกด

แนวทเกยกน เกดเปนภเขา ไดแก ภเขาหมาลย ซงเกดจากการชนกนของแผนออสเตรเลย-อนเดย กบแผนยเรเซย


Ocean ridge

Ocean ridge

IndiaAsia

Lithosphere

N

India

Lithosphere

Asthenosphere

Asthenosphere

Himalayas

ตวอยางท 61 เทอกเขาหมาลย เกดจากปรากฏการณทางธรณภาคแบบใด1) การเกดแผนดนไหว 2) การแยกตวของแผนเปลอกโลก3) การชนกนของแผนเปลอกโลก 4) การระเบดของภเขาไฟ

ตวอยางท 62 ประเทศไทยจะไดรบผลจากแผนดนไหว อนเนองมาจากการกระทบกนของแผนธรณภาคคใดมากทสด

1) แผนยเรเซยกบแผนแปซฟก 2) แผนยเรเซยกบแผนอนเดย3) แผนแปซฟกกบแผนนาสกา 4) แผนแอนตารกตกากบแผนออสเตรเลย-อนเดย

3. แผนธรณภาคเคลอนเขาหากน (มดลงใตกน)ในกรณทเปนแผนธรณภาคมหาสมทร เคลอนเขาหาแผนธรณภาคพนทวป แผนมหาสมทรทบางกวา

และถกนากดทบ จะมดลงใตแผนพนทวป เกดแนวภเขา (ภเขาไฟ) ตามแนวขอบทวป เชน แนวอเมรกาใตฝงตะวนตกและญปน

อเมรกาใต แผนนาซกากบแผนอเมรกาใต ญปน แผนแปซฟกกบแผนยเรเซย


4. แผนธรณภาคเคลอนผานกนเปนการเคลอนทของแผนธรณภาคในลกษณะเฉอน ตวอยางเชน รอยเลอนซานอนเดรยในเมองซาน-

ฟรานซสโก ในมลรฐคารลฟอเนย

ซากดกดาบรรพกบการเคลอนตวของแผนธรณภาคซากดกดาบรรพเปนซากพชและซากสตวทตายอยในชนหนตะกอน เมอเวลาผานไปนานๆ สารละลายของ

หนกจะแพรเขาไปในซากเหลานนเปลยนใหกลายเปนหน พบวามซากดกดาบรรพของสตวชนดเดยวกนทตาแหนงตางๆ ทหางไกลกนมากเปนหลกฐานยนยนวาเดมทวปตางๆ นนอยรวมกน

ธรณประวตธรณประวต เปนการศกษาถงความเปลยนแปลงทางธรณวทยาทเวลาตางๆ ในอดตโดยมอายทางธรณวทยา

2 แบบ- อายเทยบสมพนธ บอกอายเปรยบเทยบของลกษณะชนหน และโครงสรางทางธรณวทยา- อายสมบรณ คอ อายทคานวณไดจรง อาจใชการสลายตวของสารกมมนตรงส เชน ธาตคารบอน-14

เรดยม-226 มาคานวณอายของหนตวอยางท 63 การหาอายสมบรณของหนหรอซากดกดาบรรพทางธรณวทยาใชวธการใด

1) วธการหาอายทางกมมนตรงส2) ตรวจสอบเปรยบเทยบกบฟอสซลอนๆ3) ตรวจสอบจากลาดบชนหนและความสมพนธของโครงสรางทางธรณวทยา4) วธการทางรงสเอกซ

ตวอยางท 64 ทดลองหยดกรดเกลอเจอจางลงบนหนชนดหนงแลวจะเกดฟองขน แสดงวาเปนหนชนดใด1) หนทราย 2) หนดนดาน 3) หนปน 4) หนแกรนต


ซากดกดาบรรพซากดกดาบรรพเปนซากพชซากสตวทตายทบถมอยในชนหนตะกอนแลวเปลยนเปนหนซากดกดาบรรพบางชนดปรากฏใหเหนเปนชวงสนๆ ดงนนสามารถใชบอกอายของหนทมซากนนอยได

ซากดกดาบรรพประเภทนเรยกซากดกดาบรรพดชนความเปลยนแปลงของชนดซากดกดาบรรพสามารถนามาจดอายทางธรณวทยาได เรยกวา “ธรณกาล”

(Geologic Time)

K-T Boundary ไดโนเสารสญพนธไดอยางไร

ในหนตะกอนของยค Cretaceous มซากดกดาบรรพของไดโนเสารอยมาก แตในชน Tertiary ไมมซากดกดาบรรพของไดโนเสารอยเลย

ชนของหนตะกอนระหวางยค Cretaceous กบ Tertiary คนดวยชนหนตะกอนทมสดาทประกอบดวยธาตอรเดยม (Iridium)

ธาตอรเดยมพบมากในอกกาบาตจงเชอวาการสญพนธของไดโนเสารมาจากผลกระทบจากการทมอกกาบาต มาชนโลกตวอยางท 65 ซากดกดาบรรพสวนใหญจะพบอยในหนชนดใด

1) หนแปร 2) หนอคน 3) หนชสต 4) หนตะกอน

ตวอยางท 66 ซากดกดาบรรพไดโนเสารของประเทศไทยในภาคตะวนออกเฉยงเหนอพบในหนชนดใด1) หนทราย 2) หนปน 3) หนบะซอลต 4) หนดนดาน


การลาดบชนหนเนองจากชนหนเกดจากการทบถมกนของตะกอน ดงนนหนตะกอนทอยดานลางจะเกดกอน และหนทอาย

นอยกวาจะซอนอยดานบนเปนชนๆ ตามลาดบ

ตวอยางท 67 หนชนชนหนงมการสะสมตวเปนชนๆ ของหนทราย หนกรวดมน หนปน และหนดนดาน ดงรปหนชนดใดมอายมากทสด

หนทรายหนกรวดมน

หนปนหนดนดาน

1) หนทราย 2) หนกรวดมน 3) หนปน 4) หนดนดาน

ดาราศาสตร และอวกาศ

เอกภพ (Universe)

เมอมองออกจากโลกเราพบวาโลกเปนเพยงสวนเลกนอยของระบบทใหญกวา ไดแก ระบบสรยะ ซงกเปนเพยงสวนเลกนอยของระบบทใหญกวา ไดแก กระจกดาวและกาแลกซทางชางเผอก ซงกเปนสวนหนงของกลมกาแลกซเชนกน ดงนนวตถทรวมทกสงทกอยางเอาไวเราเรยกวา “เอกภพ” (Universe)


กาเนดของเอกภพ

ทฤษฎทเปนทยอมรบกนในปจจบนถงกาเนดของเอกภพ ไดแก ทฤษฎการระเบดปงใหญ (Big BangTheory) ซงเชอวาเอกภพเกดจากการระเบดของกลมกอนพลงงานขนาดใหญเมอประมาณ 10000 ถง 15000 ลานปกอน แลวการระเบดนกอใหเกดมวลสารในขณะทขยายตวออก อนภาคยคแรกทเกดขนในชวงวนาทแรก คอโปรตอน นวตรอน และอเลกตรอน หลงจากนนจงคอยรวมตวกนขนเปนอะตอมใหญขน ไดแก ฮเลยม พบวาในเอกภพปจจบนประกอบดวยธาตไฮโดรเจนประมาณรอยละ 90 ขณะทมแกสฮเลยมรอยละ 10 สวนธาตอนพบเปนสวนนอยมากตวอยางท 68 ปรากฏการณใดทสนบสนน “ทฤษฎบกแบง”

1) การชนกนของดาวหางกบดาวเคราะห 2) การขยายตวของเอกภพ3) การเกดลมสรยะ 4) การยบตวของดาวฤกษ


ตวอยางท 69 หลงเกดบกแบงปรมาณอนภาคกบปรมาณปฏอนภาคควรเปนตามขอใด จงเกดกาแลกซและดาวตางๆขน ดงทเปนอย

1) มปรมาณเทากน 2) อนภาคมปรมาณมากกวา3) ปฏอนภาคมปรมาณมากกวา 4) เปนไปไดทกขอ

หลกฐานของการระเบดปงใหญการขยายตวของเอกภพ

เอดวน ฮบเบล พบวา กาแลกซตางๆ มการเคลอนทออกไปจากกน โดยทกาแลกซทอยหางไกลออกไปจะเคลอนทออกไปดวยอตราเรวทสงกวากาแลกซทอยใกล ทาใหสรปไดวาเอกภพปจจบนกาลงขยายตวออก นนคอจะตองเรมตนจากจดเรมตนจดเดยวกน


คลนวทยพนหลง

การคนพบหลกฐานของการเกดระเบดในยคแรกเรมของเอกภพมาจากงานของเพนเซยสและวลสน ในชวงป ค.ศ. 1960 ทพบคลนวทยทหลงเหลอจากชวงทมการระเบด เรยกวา “คลนวทยพนหลง”

จากการคานวณพบวาอณหภมของเอกภพ ในปจจบนลดเหลอ 2.73 เคลวน

ดาราจกร (Galaxy)

หลงจากมวลสารตงตนของเอกภพไดเกดขนแลว มวลสารเหลานนกไดรวมตวกนเกดเปนดาวฤกษเกดขนดาวฤกษจานวนมากกไดรวมกนเกดเปนดาราจกร ซงโดยทวไปมรปรางเปนกงหนเกลยว ดงรปแสดงดาราจกรอนโดรเมดา ซงเปนดาราจกรรปกงหนเกลยวทอยใกลทสด

ทางชางเผอก (Milky Way Galaxy)

ดวงอาทตยเปนดาวฤกษดวงหนงในกลมดาราจกรทางชางเผอก ซงเปนดาราจกรกงหนเกลยวเชนเดยวกนแตเนองจากเราอยในดาราจกรนนเองเราจงเหนดาราจกรเปนทางยาวพาดผานทองฟา เรยกวา “ทางชางเผอก”(Milky way)


ดาราจกรของเรา

ทางชางเผอก (Milky Way)

ระยะทางในดาราศาสตร มหลายหนวย เชน1 หนวยดาราศาสตร (Astronomical Unit) มคาเทากบระยะทางจากดวงอาทตยถงโลก หรอ 150 ลาน

กโลเมตร เปนหนวยทใชมากในการบอกระยะหางภายในระบบสรยะ1 ปแสง (Light Year) คอ ระยะทางทแสงเดนทางใชเวลา 1 ป คดเปนระยะทาง 9.46 × 1012 กโลเมตร

(9.46 ลานลานกโลเมตร) หรอ 63072 A.U.1 ปารเสค (Parsec) ระยะทางจากโลกถงดาวทมมมพาราลแลกซเทากบ 1 ฟลปดา คดเปนระยะทาง

206265 A.U. หรอ 3.27 ปแสง

ตวอยางท 70 คาวา “1 ปแสง” หมายถงอะไร1) ระยะทางทแสงใชเวลาเดนทาง 1 ป 2) ระยะทางจากดวงอาทตยถงโลก3) เวลาทแสงเดนทางจากดวงอาทตยถงโลก 4) หนวยของเวลาแบบหนง


ปรากฏการณพาราลแลกซ

การคานวณระยะหางของดาวดวยวธพาราลแลกซ• ปรากฏการณพาราลแลกซ คอ การทดาวฤกษปรากฏเปลยนตาแหนงไปเทยบกบดาวฤกษอนๆ เนองจาก

การโคจรของโลกในรอบ 6 เดอน• มมทวดไดเรยกวา มมพาราลแลกซ “p”• ใชความสมพนธ มม = สวนโคง/รศม (มมมหนวยเปนเรเดยน)• เปลยนหนวยสามารถคานวณระยะหางได หากรมมตามสมการ

d = )p("AU206265

= )p("1Pc.

• d เปนระยะทางในหนวย A.U. หรอ Parsec และ p เปนมมในหนวยฟลปดา


ดาวทอยใกลทสด 10 ดวง (ไมนบดวงอาทตย)

ชอ มมพาราลแลกซ(ฟลปดา)

ระยะทาง (ปารแสค) ระยะทาง (ปแสง)

1 Proxima Centauri 0.770 1.30 4.242 Alpha Centauri A 0.750 1.33 4.353 Alpha Centauri B 0.750 1.33 4.354 Barnard’s Star 0.546 1.83 5.985 Wolf 359 0.419 2.39 7.786 Lalande 21185 0.395 2.53 8.267 Sirius A 0.382 2.62 8.558 Sirius B 0.382 2.62 8.559 Luyten 726-8A 0.374 2.68 8.7310 Luyten 726-8B (UV Ceti) 0.374 2.68 8.73

ตวอยางท 71 ในคนททองฟาแจมใส เราสามารถมองเหนกาแลกซทางชางเผอกซงผาดผานเปนแถบยาว ขนาดความกวาง 15 องศา ถาตองการประมาณเวลาทแสงจากทขอบขางหนงของทางชางเผอกไปถงอกขางหนง ตองใชขอมลจากขอใดตอไปน

1) ระยะทางจากดวงอาทตยถงดาวทขอบนน 2) อตราการหมนของกาแลกซ3) ความสวางของดาวทขอบ 4) ดชนหกเหของแสงในอวกาศ

ดาวฤกษ (Star)ดาวฤกษ ไดแก กลมกอนของแกสในอวกาศเหมอนกบดวงอาทตยของเรา ดาวฤกษตางจากดาวเคราะหท

สามารถผลตพลงงานไดดวยตนเองจากปฏกรยานวเคลยรฟวชน จงสามารถเปลงแสงได ดาวฤกษทกดวงยกเวนดวงอาทตยปรากฏเปนจดสวางบนทองฟาซงกะพรบไดเนองจากผลของบรรยากาศโลกและระยะหางจากโลก ดวงอาทตยเปนดาวฤกษเชนกน แตอยใกลเราจนปรากฏเปนแผนกลมแทนทจะเปนจด และทาใหทองฟาของโลกสวางในเวลากลางวน

สของดาวฤกษเมอสงเกตดาวฤกษใหดจะสงเกตเหนวาดาวฤกษแตละดวงมสตางๆ กน บางดวงเปนสแดงเขม บางดวง

เปนสขาว บางดวงเปนสนาเงน บางดวงเมอสงเกตดวยรงสความยาวคลนอน เชน รงสอลตราไวโอเลตจะปรากฏวาสวางจากวาทเหนดวยตาเปลา สาเหตทเปนเชนนกเพราะอณหภมของดาวฤกษแตละดวงนนตางกนออกไป ดาวฤกษทมอณหภมทผวตาจะมสคอนไปทางแดง ขณะทดาวฤกษทมอณหภมพนผวสงจะมสคอนไปทางนาเงน

นกดาราศาสตรจาแนกดาวฤกษออกเปนกลมตามส หรออณหภมพนผว จางายๆ ไดดวยประโยค Oh BeA Fine Girl Kiss Me


สของดาวฤกษ

การจาแนกดาวตามอณหภมพนผว

Class อณหภม สO 30000-60000 k นาเงนB 10000-30000 k นาเงนอมขาวA 7500-10000 k ขาวอมนาเงนF 6000-7500 k ขาวอมเหลองG 5000-6000 k เหลองK 3500-5000 k สมM 2000-3500 k สมแดง

ตวอยางท 72 ดาวฤกษในขอใดทมอณหภมของผวดาวตาทสด1) มแสงสนาเงน 2) มแสงสแดง 3) มแสงสเหลอง 4) มแสงสสม

ตวอยางท 73 ดาวฤกษชนดใดในขอตอไปนมอณหภมผวดาวสงทสด1) ดาวทมสแดง 2) ดาวทมสเหลอง 3) ดาวทมสนาเงน 4) ดาวทมสขาว

ความสวางของดาวฤกษดาวฤกษแตละดวงมความสวางตางๆ กน ปรมาณพลงงานแสงทมาถงโลกนนขนอยกบปจจยหลายประการ

เชน- ระยะทางจากดาวฤกษดวงนนถงโลก หากดาวฤกษอยหางปรมาณแสงกจะมาถงนอยกวาดาวฤกษทอย

ใกล (กฎกาลงสองผกผน)- ขนาดของดาวฤกษ หากดาวฤกษมขนาดโตกจะมพนทการแผรงสมากกวาดาวฤกษขนาดเลก ดงนนจงม

แสงมาถงโลกมากกวาดาวขนาดเลกทอยหางเทาๆ กนความสวางของดาวฤกษนนบอกถงปรมาณพลงงานแสงของดาวฤกษทมาถงโลกตอวนาท แตสงทเรามอง

เหนนนยงมปจจยเรองการทางานของตาเขามาเกยวของดวย ดงนนจงมการกาหนดระดบความสวางหรอโชตมาตรขนเพอเปนตวบงบอกความสวางของดาวฤกษตามทตาเหน


โชตมาตรหรอระดบความสวางเมอมองดดาวบนทองฟา เราจะเหนวาดาวแตละดวงมความสวางไมเทากน คนในสมยโบราณกสงเกตเหน

เชนเดยวกนและไดจดลาดบความสวางของดาวตางๆ ไวโดยใชตวเลข โดยดาวทสวางทสดใชระดบความสวางเทากบ 1 และดาวทจางทสดจนเกอบมองไมเหนใหมระดบความสวางเทากบ 6 ตอมาเมอการวดปรมาณพลงงานแสงทาไดละเอยดขนจงพบวา ดาวทมระดบความสวาง 1 นนสวางกวาดาวทมระดบความสวาง 6 อย 100 เทา นอกจากนยงพบวาระดบความสวางนนทางานในลกษณะเลขยกกาลง โดยดาวทมระดบความสวางตางกนเทากบ 1จะสวางกวากน 2.5 เทาความสวางและระดบความสวาง

เมอพจารณาความสมพนธระหวางความสวางและระดบความสวางจะมความสมพนธกน ดงน- ดาวทมระดบสวางตางกน 1 จะสวางกวากนเทากบ 2.51 เทา- ดาวทมระดบความสวางตางกน 2 จะสวางกวากน (2.5)(2.5) = (2.5)2 = 6.25 เทา- ดาวทมระดบความสวางตางกน 3 จะสวางกวากน (2.5)(2.5)(2.5) = (2.5)3 = 15.625 เทา- ดาวทมระดบความสวางตางกน n จะสวางกวากน (2.5)n เทา- ความสวางของวตถทองฟาตางๆ

โชตมาตร วตถทองฟา-26.73 ดวงอาทตย-12.6 พระจนทรเตมดวง-4.7 ดาวศกรเมอสวางสด-3.9 วตถจากทสดทเหนไดดวยตาเปลาในเวลากลางวน-2.9 ระดบความสวางสงสดของดาวองคาร-2.8 ระดบความสวางสงสดของดาวพฤหสบด-1.9 ระดบความสวางสงสดของดาวพธ-1.5 ระดบความสวางของดาวฤกษ Sirius-0.7 ระดบความสวางสงสดของดาว Canopus0 ระดบความสวางอางองเดมใชระดบความสวางของดาวเวกา ในกลมดาวพณ


ความสวางของวตถทองฟาตางๆ

App Mag. Celestial Object0.7 ระดบความสวางสงสดของดาวเสาร3 ระดบความสวางของดาวทจางทสดเมอสงเกตจากในเมอง

4.6 ระดบความสวางสงสดของดวงจนทรดาวพฤหสบด5.5 ระดบความสวางสงสดของยเรนส6 ดาวทมระดบความสวางตาสดทเหนไดดวยตาเปลา

7.7 ระดบความสวางสงสดของดาวเนปจน12.6 ระดบความสวางสงสดของควอซาร13 ระดบความสวางสงสดของพลโต27 วตถจางทสดทสงเกตไดดวยกลองโทรทรรศนขนาด 8 เมตร บนพนโลก30 วตถจางทสดทสงเกตไดดวยกลองโทรทรรศนฮบเบล

ตวอยางท 74 ตามหลกการจดอนดบความสวางของดาวดาวในขอใดมความสวางมากทสด1) ดาว A มอนดบความสวาง 6 2) ดาว B มอนดบความสวาง 13) ดาว C มอนดบความสวาง 0 4) ดาว D มอนดบความสวาง -2

ตวอยางท 75 ดาวศกรเมอสวางนอยทสดมความสวาง-3.5 ดาวซรอสมอนดบความสวาง-1.5 ดาวศกรมความสวางมากกวาดาวซรอสกเทา

1) 2.5 2) 3.0 3) 6.25 4) 15.6

พลงงานของดาวฤกษการสองสวางของดาวฤกษนนเปนกระบวนการทตองการพลงงานอยางมหาศาล การเกดความรอนจากการ

เสยดสธรรมดาไมสามารถจะทาใหดาวฤกษเปลงแสงได มเพยงพลงงานนวเคลยรเทานนทปลดปลอยพลงงานเพยงพอตอกระบวนการดงกลาว

ปฏกรยานวเคลยรทเกดขนในดาวฤกษเปนปฏกรยานวเคลยรทเรยกวา “ปฏกรยาฟวชน” (Fusion Reaction)ซงเปนการหลอมรวมธาตขนาดเลกใหรวมกนเปนธาตขนาดโตขน

ปฏกรยาแรกทเกดขน ไดแก ปฏกรยาหลอมรวมธาตไฮโดรเจน ซงใหผลผลตเปนธาตฮเลยมพรอมทงปลดปลอยพลงงานออกมาปฏกรยาหลอมรวมไฮโดรเจน (Proton-Proton Chain)

ใจกลางของดาวฤกษ มวลสารถกดงดวยแรงดงดดของดาวฤกษจนมความดนและอณหภมสงมาก ความดนทใจกลางของดวงอาทตยประมาณ 2700 ลานบรรยากาศ (มากกวาบรรยากาศโลก 2700 ลานเทา) อณหภมทใจกลางของดวงอาทตยประมาณ 12 ลานองศา ทอณหภมและความดนระดบน นวเคลยสของธาตไฮโดรเจนสามารถรวมกนกลายเปนธาตฮเลยมไดตามสมการ

41H1 2He4 + 2e+ + 2υ + พลงงานเมอ e+ คอ อนภาคโปสตรอน และ υ ไดแก อนภาคนวตรโนพลงงานทปลดปลอยอยท 3.96 × 10-12 จล/ปฏกรยา


ตวอยางท 76 ปฏกรยาในขอใดเกดขนบนดวงอาทตย1) ฟวชน 2) ฟชชน 3) ซเปอรโนวา 4) ออโรรา

ปฏกรยาหลอมรวมไฮโดรเจน Proton-Proton Chain

ปฏกรยาหลอมฮเลยมสาหรบดาวฤกษ เมอใชเชอเพลงไฮโดรเจนหมดลง แกนกลางทมฮเลยมเปนสวนใหญจะยบตวลงทาให

ความหนาแนนและอณหภมเพมขนอก จนกระทงเมออณหภมใจกลางเพมขนถงรอยลานเคลวน ธาตฮเลยมจะเรมหลอมรวมกนเกดเปนธาตทหนกขนอก ไดแก นวเคลยสของคารบอน ขณะเดยวกนรอบนอกกจะมความหนาแนนและอณหภมมากพอทจะทาใหเกดการหลอมไฮโดรเจนขนได ดงนนดาวฤกษกจะขยายตวออก กลายเปนดาวยกษแดงซงเปนดาวฤกษในระยะสดทาย เชอวาในชวงสดทายของดวงอาทตยทเปลยนเปนดาวยกษแดง รศมดวงอาทตยจะมากกวารศมวงโคจรของโลกเลกนอยซงถอไดวาเปนจดจบของโลกอยางแทจรง

ววฒนาการของดาวฤกษววฒนาการของดาวฤกษหมายถงการเปลยนแปลงของดาวฤกษในชวงเวลาตางๆ นบตงแตจดเรมตนทเรม

จากการรวมตวของมวลสารในกลมแกสในอวกาศทเรยกวาเนบลา (Nebula) ซงมความหนาแนนไมเทากน บรเวณทมความหนาแนนมากกจะยบตวลงเกดเปนดาวฤกษกอนเกด (Protostar) ซงอณหภมใจกลางและความดนทใจกลางยงไมมากพอทจะเกดปฏกรยานวเคลยรขนได จนเมอดาวฤกษยบตวภายใตแรงโนมถวงจนเกดปฏกรยานวเคลยรแลวจงจะเรมเปลงแสงและกลายเปนดาวฤกษโดยสมบรณซงเราเรยกดาวฤกษนนๆ วา ดาวฤกษในแถบกระบวนหลก(Main Sequence Stars)

หลงจากดาวฤกษววฒนาการเขาสแถบกระบวนหลกแลวความเปลยนแปลงในชวงถดไปจะขนกบมวลสารของดาวฤกษนนๆ ดาวฤกษทมมวลสารมากกตองการพลงงานเปนจานวนมากกวาดาวฤกษทมมวลนอย ดงนนจงมอตราการใชพลงงานและมวลสารทสงกวา สงผลใหดาวฤกษทมวลมากเปลยนแปลงเรวกวา (อายสน) เชน ดวงอาทตยซงเปนดาวฤกษขนาดเลกมอายจนถงปจจบนถง 5000 ลานป และอาจจะอยตอไปไดอก 5000 ลานปขณะทดาวฤกษทมมวลมากกวาดวงอาทตย 20 เทาจะมอายเพยง 8 ลานปกจะเปลยนจากดาวฤกษในแถบกระบวนหลกไปเปนดาวยกษ


ววฒนาการของดาวฤกษขนาดดวงอาทตยสาหรบดาวฤกษขนาดดวงอาทตยประมาณวา มอายอยในแถบกระบวนหลกประมาณ 10000 ลานปกอน

จะใชเชอเพลงไฮโดรเจนทแกนกลางจนหมดเมอใชเชอเพลงไฮโดรเจนหมดแกนกลางของดาวจะยบตว เกดการเผาผลาญฮเลยมดาวจะขยายขนาดใหญ

ขนเปนดาวยกษแดง (Red Giant)

เมอเชอเพลงฮเลยมทใจกลางหมด ดาวจะยบตวลงอกครงขณะทแกสรอบนอกขยายตวออกบรเวณรอบนอกจะกลายเปนเนบลาดาวเคราะห เหลอดาวแคระขาว (White Dwarf Stars) ไวตรงกลาง เชน เนบลาวงแหวนในกลมดาวพณเปนตน

ภาพถายเนบลาวงแหวนโดยกลองโทรทรรศนอวกาศฮบเบล


ดาวแคระขาวทอยตรงกลางนนจะมความหนาแนนสงมาก แตจะมมวลสารไมเกน 1.4 เทาของดวงอาทตยอณหภมทผวประมาณ 30000 ถง 200000 เคลวน

ดาวแคระขาวทเหลออยจะคอยๆ เยนตวลงจนมอณหภมตาลงกลายเปนดาวแคระดา (Black Dwarf) ซงปจจบนยงไมพบเลย

ววฒนาการของดาวฤกษขนาดใหญกวาดวงอาทตยมาก

ดาวฤกษทมมวลมากกวาดวงอาทตยมากจะตองการพลงงานในการตานแรงดงดดมากทาใหอณหภมทผวจะสงไปดวย ดาวเหลานจะมสคอนไปทางนาเงนและมความสวางมาก เนองจากตองใชพลงงานมากดงนนอายจะสนกวาดวงอาทตย สาหรบดาวทมมวลมากกวาดวงอาทตย 20 เทาจะมอายสนกวาดวงอาทตยถง 1000 เทา (ประมาณ 8ลานป)

เมอดาวฤกษใชเชอเพลงไฮโดรเจนหมด และเรมการเผาผลาญธาตทมมวลมากขนเปนลาดบ ไดแก ฮเลยมคารบอน นออน แมกนเซยม ออกซเจน และสนสดทเหลก ในระหวางนขนาดของดาวฤกษจะขยายขนาดขนพรอมทงอณหภมทผวจะลดลงแปรสภาพจากดาวฤกษทมสคอนขางไปทางนาเงนเปนดาวยกษแดง


Supernova

เมอแกนกลางของดาวฤกษเปลยนเปนเหลกแลว เมอเกดปฏกรยาฟวชนของเหลกจะเปนปฏกรยาดดพลงงานแกนกลางของดาวฤกษจะยบตวลงเรอยๆ หากมวลสารของแกนกลางมากกวา 1.4 เทาของดวงอาทตย อเลกตรอนจะถกบบอดจนเขาไปรวมตวกบโปรตอนในอะตอม เปลยนสภาพเปนนวตรอน กระบวนการดงกลาวปลดปลอยพลงงานมหาศาลทาใหดาวฤกษเกดการระเบดเปนซเปอรโนวา

Supernova 1987 A

วนท 23 ก.พ. พ.ศ. 2530 เกดการระเบดของดาวในกาแลกซแมกแจนแลนใหญ ความสวางของซเปอรโนวาทเกดขนสามารถมองเหนไดดวยตาเปลา จากเดมทมระดบความสวาง +12 เปน +3 การระเบดเกดจากดาวฤกษสนาเงนทมมวลประมาณ 18 เทาของดวงอาทตย ปจจบนเชอวาแกนกลางของซเปอรโนวาไมใชดาวนวตรอนแตเปนหลมดา

ดาวนวตรอน

ภายหลงจากการระเบดเปนซเปอรโนวา แกนกลางทเหลอจะอยในสภาพเปนนวตรอนลวนๆ ซงมความหนาแนนเทาๆ กบนวเคลยส เรยกวา “ดาวนวตรอน”

ดาวนวตรอนบางดวงแผคลนวทยออกมาขณะทกาลงหมน ในรปของสญญาณสนๆ เรยกวา “พลซาร”


ดาวนวตรอน ในเนบลาป

ตามบนทกของชาวจนและญปน ในป พ.ศ. 1597 ดาวสวางเกดขนในกลมดาวราศพฤษภ ปจจบนซากการระเบดดงกลาวรจกกนในชอเนบลาป ใจกลางของเนบลาปพบดาวนวตรอนทแผสญญาณคลนวทยความถ 30 ครงตอวนาท ออกมา (พลซาร ป)

ถาดาวนวตรอนทใจกลางของ supernova มมวลสารมากกวา1.4 เทาของดวงอาทตยจะไมมอะไรทยบยงการยบตวของแกนกลางไดดางจะยบลงเปนจดซงแมแตแสงกไมสามารถหนออกมาได เรยกวา“หลมดา”

ตวอยางท 77 ตามววฒนาการของดวงอาทตย ในชวงทายทสดจะเปนอะไร1) ดาวแคระดา 2) ดาวแคระขาว 3) หลมดา 4) ดาวนวตรอน

ตวอยางท 78 สงทเกดขนกบดาวฤกษทกดวงเมอเขาสระยะสดทายเปนตามขอใด1) ความหนาแนนเพมขน 2) การระเบดซเปอรโนวา3) การกลายสภาพเปนดาวนวตรอน 4) มวลสลายไปหมด

ตวอยางท 79 ในววฒนาการของดาวฤกษ ชวงเวลาในขอใดเปนชวงเวลาทสนทสด1) ดาวยกษแดง 2) ดาวแคระขาว 3) ดาวแคระดา 4) เนบวลา


เนบลาแหลงกาเนดดวงดาวบรเวณทมดาวเกดใหมเกดมากมกจะไดแกบรเวณทมกลมแกสอยมาก เมอเกดดาวกลมแกสนจะรอนขน

ทาใหกลมแกสรอนนนเปลงแสงออกมาทาใหเราสงเกตเหนไดเชน ในกลมดาวโอไรออน มกลมแกสเรยกเนบลาโอ-ไรออน ซงในกลมแกสนนมดาวอายนอยอยจานวนมาก

เนบลานายพราน เนบลาTrifid

กลมดาวลกไก Pleiades

กระจกดาวลกไกเปนกระจกดาวเปดทมอายนอย ประกอบดวยดาวฤกษจานวนมากทอายใกลเคยงกนจะเหนไดวาโดยรอบของดาวในกระจกดาวลกไกมแสงกระจายจากกลมแกส เหนเปนแสงเรองโดยรอบดาวฤกษในกระจกดาวดงกลาว


ระบบสรยะดวงอาทตยเปนดาวฤกษในกาแลกซทางชางเผอก ทเกดจากการรวมตวของกลมแกส เมอกลมแกสรวมตว

อาจจะมแกสบางสวนหลงเหลอกลายเปนฝนผงลอมรอบดวงอาทตยอย เมอเวลาผานไปกลมแกสนกจะรวมตวกนเกดเปนดาวบรวารตางๆ ขน

กลมแกสทรวมตวกนเกดเปนดาวบรวารนมกจะอยในระนาบทใกลเคยงกน เนองจากเกดจากการรวมตวกนของแกสกลมเดยวกน

ปจจบนดวงอาทตยมดาวเคราะหบรวาร 8 ดวง และมดาวเคราะหแคระบรวาร 1 ดวงระบบสรยะระยะเรมตน

This image was taken on December 29, 1993 bythe Hubble Space Telescope

It is a very young star surrounded bymaterial left over from the star's formation.

C.R. O'Dell/Rice University and NASAนยามของดาวเคราะห

ตามนยามของสมาพนธดาราศาสตรระหวางประเทศ ดาวเคราะหไดแกวตถในระบบสรยะท1. มวงโคจรรอบดวงอาทตย2. มมวลมากพอทจะเกดสมดลทางอทกสถตศาสตรทาใหมรปรางกลม3. มวงโคจรของตนเองโดยเปนวตถหลกในวงโคจร

จากคานยามน ทาใหเหลอดาวเคราะหในระบบสรยะเพยง 8 ดวง เพราะพลโตไมจดเขาตามคานยามขอ 3จงจดพลโตไปเขากลมดาวเคราะหแคระ อยางไรกตามคานยามในขอ 3 ยงมความไมกระจางชด ดงนนการกาหนดนยามนอาจจะเปลยนแปลงไดอกในอนาคตดาวเคราะหตางๆ


ระบบสรยะปจจบนประกอบดวย- ดาวเคราะห 8 ดวง ไดแก ดาวพธ ดาวศกร โลก ดาวองคาร ดาวพฤหสบด ดาวเสาร ดาวยเรนส

ดาวเนปจน- ดาวเคราะหแคระ ไดแก ดาวเคราะหแคระพลโตและชารอน และวตถทมวงโคจรคลายดาวพลโต- วตถอนๆ ทโคจรรอบดวงอาทตย เชน ดาวหาง ดาวเคราะหนอย

การแบงกลมดาวเคราะหแบบท 1 แบงตามวงโคจร แบงดาวเคราะหออกไดเปน 2 กลม- ดาวเคราะหวงใน ไดแก ดาวเคราะหทมรศมวงโคจรใกลกวาโลก คอ ดาวพธและดาวศกร ดาวเคราะห

ดวงในจะปรากฏอยดานเดยวกบดวงอาทตยเสมอเมอสงเกตจากโลก ดงนนจะเหนเฉพาะในเวลาเชามดหรอหวคาเทานน

- ดาวเคราะหวงนอก ไดแก ดาวเคราะหทมรศมวงโคจรมากกวาโลก คอ ดาวองคาร ดาวพฤหสบดดาวเสาร ดาวยเรนส ดาวเนปจน และดาวเคราะหแคระพลโต ดาวเคราะหวงนอกอาจจะปรากฏดานตรงขามกบดวงอาทตย เมอสงเกตจากโลกได

แบบท 2 แบงตามองคประกอบ แบงออกเปน 2 กลมเชนกน คอ- ดาวเคราะหหน ไดแก ดาวพธ ดาวศกร โลก ดาวองคาร ซงมองคประกอบสวนใหญเปนหนทาใหความ

หนาแนนเฉลยอยท 3.9-5.5 กรมตอลกบาศกเซนตเมตร- ดาวเคราะหแกส ไดแก ดาวพฤหสบด ดาวเสาร ดาวยเรนส และดาวเนปจน ซงมองคประกอบ

สวนใหญเปนแกสไฮโดรเจน และฮเลยม ทาใหมความหนาแนนตา ระหวาง 0.7 ถง 1.7 กรมตอลกบาศกเซนตเมตร- สาหรบดาวเคราะหแคระพลโต อาจจดแยกออกเปนดาวเคราะหนาแขงเนองจากองคประกอบสวนใหญ

เปนแกสมเทนและคารบอนมอนอกไซด ในรปนาแขง

ตวอยางท 80 ในระบบสรยะแถบดาวเคราะหนอยอยในบรเวณใด1) อยระหวางแถบดาวเคราะหชนในกบดาวเคราะหชนนอก2) อยระหวางดาวเคราะหชนในกบเขตของดาวหาง3) อยระหวางดาวเคราะหชนนอกกบเขตของดาวหาง4) อยแถบนอกสดของระบบสรยะ

ตวอยางท 81 ดาวเคราะหใดตอไปนอยใกลดวงอาทตยมากกวาดวงอน1) ดาวพฤหสบด 2) ดาวศกร 3) ดาวเสาร 4) ดาวเนปจน

ตวอยางท 82 ดาวพฤหสบดมองคประกอบหลกเปนอะไร1) เหลก 2) แอมโมเนย 3) หน 4) ไฮโดรเจนและฮเลยม


การเคลอนทของดาวเคราะห

ภาพแสดงการเคลอนทของดาวองคารและดาวศกร เทยบกบดาวฤกษพนหลงในชวง 2 เดอน

ภาพแสดงการเคลอนทของดาวองคารและดาวศกร เทยบกบดาวฤกษพนหลงในชวง 2 เดอน

ภาพแสดงการเคลอนทของดาวพฤหสบดและดาวเสารในชวง 5 เดอน

ดาวองคาร

ดาวศกร

ดาวองคาร

ดาวศกร

ดาวเสาร

ดาวพฤหสบด


ภาพแสดงการเคลอนทของดาวพฤหสบดและดาวเสารในชวง 5 เดอน

ดาวพธ (Mercury)- ขนาด 3

1 ของโลก (รศม 2400 กม.)

- ไมมดาวบรวาร- อณหภมดานสวาง 400 องศาเซลเซยส- อณหภมดานมด -184 องศา- ไมมบรรยากาศ- องคประกอบเปนหน- หมนรอบตวเอง 1 รอบใน 59 วน- โคจรรอบดวงอาทตยรอบละ 88 วน

ดาวศกร (Venus)- ขนาดเทาๆ กบโลก (รศม 6000 กม.)- อณหภมผวพน 460 องศา- มบรรยากาศหนาเปนคารบอนไดออกไซด- องคประกอบเปนหน- แรงดงดดพอๆ กบโลก- หมนรอบตวเองรอบละ 243 วน (กลบทศกบโลก)- โคจรรอบดวงอาทตยรอบละ 7 เดอน

ดาวพฤหสบด


โลก (Earth)- ขนาดรศม 6400 กม. เปนหน- อณหภม กาลงสบาย 15 องศาเซลเซยส- มดวงจนทร 1 ดวง- มนาปกคลมผว 4

3 สวน

- มบรรยากาศเปนไนโตรเจน และออกซเจน- หมนรอบตวเองรอบละ 24 ชวโมง- แกนโลกเอยง 23.5 องศา- โคจรรอบดวงอาทตยรอบละ 1 ป

ดวงจนทร (Moon)- ขนาด 4

1 ของโลก (รศม 1700 กม.)

- ไมมบรรยากาศ- โคจรรอบโลกในเวลา 27 วน- หมนรอบตวเอง 1 รอบใน 27 วน- ทาใหเกดนาขน-นาลงบนโลก

ขางขน-ขางแรม

ดาวองคาร (Mars)- ขนาดครงหนงของโลก (รศม 1900 กม.)- มบรรยากาศบางเปนคารบอนไดออกไซด- หมนรอบตวเองใน 24 ชวโมง- โคจรรอบดวงอาทตยใน 2 ป- อณหภมเฉลย -55 องศาเซลเซยส


ดาวพฤหสบด (Jupiter)- เปนดาวเคราะหดวงทใหญทสด (รศม 72000 กม.)- อณหภมเฉลย -150 องศาเซลเซยส- หมนรอบตวเองรอบละ 9.8 ชวโมง- โคจรรอบดวงอาทตยรอบละ 12 ป- มดวงจนทร 60 ดวง- เปนของเหลวและแกสมเทนเปนหน

ดวงจนทรหลกของดาวพฤหสบด

ดาวพฤหสบดมดวงจนทรหลกอย 4 ดวง คอ ไอโอ ยโรปา แกนมด คาลสโตภาพรวมของดาวพฤหสบดและดวงจนทรบรวาร

ดาวยเรนส (Uranus)- ใหญกวาโลก 4 เทา- หมนรอบตวเองตะแคงขาง- มดวงจนทร 27 ดวง- อณหภมเฉลย -200 องศาเซลเซยส- เปนดาวแกส- หมนรอบตวเองใน 17.5 ชวโมง- โคจรรอบดวงอาทตยใน 84 ป


เนปจน (Neptune)- ใหญกวาโลก 4 เทา- มดวงจนทร 13 ดวง- อณหภมเฉลย -210 องศาเซลเซยส- เปนดาวแกส- หมนรอบตวเองใน 17.2 ชวโมง- โคจรรอบดวงอาทตยใน 165 ป

ดาวเคราะหแคระพลโต (Pluto)

- เลกกวาโลกมาก ประมาณเกอบครงหนงของดวงจนทร- มดวงจนทร 1 ดวง ชอ ชารอน ขนาดใกลเคยงกน- อณหภมเฉลย -229 องศาเซลเซยส- เปนดาวแกสแขง- หมนรอบตวเองใน 6.4 ชวโมง- โคจรรอบดวงอาทตยใน 248 ป

ตวอยางท 83 ขอใดไมไดเกดจากพายสรยะ1) การเกดแสงเหนอแสงใต 2) วงจรอเลกทรอนกสบนดาวเทยมเสยหาย3) การเกดฝนดาวตก 4) การตดตอสอสารโดยวทยคลนสนขดของ

ตวอยางท 84 ทาไมกลองโทรทรรศนฮบเบลสามารถเหนดาวตางๆ ไดชดเจนกวากลองอนๆ บนโลกทงหมด1) เลนสมขนาดโตมากกวา 2) เลนสมคณภาพดมากกวา3) มเทคโนโลยการถายภาพททนสมยกวา 4) อากาศหอหมโลกไมรบกวน

ตวอยางท 85 เชอเพลงในขอใดเหมาะสมทจะใชในการสงยานอวกาศมากทสด1) ออกซเจนเหลว 2) เบนซนเกรดสง3) ไนโตรเจนเหลวและออกซเจน 4) ไฮโดรเจนเหลวและออกซเจนเหลว

Documents

แรงและการเคลื่อนที่krusamart.wikispaces.com/file/view/SCIENCE(Physics)_O-ANET_1.pdf... · วิทยาศาสตร ฟ สิกส (2)_____