สรุปเนื้อหา เรื่อง คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า พร้อมวีดีโอติวฟรี!
สรุป คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คืออะไร? เกิดมาจากอะไร?
แสง รังสีเอ๊กซ์ รังสีแกรมมา คลื่นวิทยุ คลื่นไมโครเวฟ สิ่งเหล่านี้ล้วนแล้วแต่เป็น คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ความพิเศษของคลื่นชนิดนี้คือ สามารถถ่ายโอนพลังงาน ผ่านห้วงอวกาศโดยไม่จำเป็นต้องอาศัยตัวกลาง… แล้วสาเหตุอะไรที่ทำให้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทำเช่นนั้นได้ มาร่วมค้นหาคำตอบจากบทความนี้กันครับ
สารบัญ :
การเกิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
คุณสมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าต่างจากคลื่นทั่วไป อย่าง คลื่นทะเล คลื่นเสียง คลื่นแผ่นดินไหว คือ เป็นคลื่นที่ไม่จำเป็นต้องอาศัยตัวกลางในนำให้มีการเคลื่อนที่ หรือถ่ายโอนพลังงาน
แต่มันสามารถเดินทางจากตำแหน่ง ไปยังอีกตำแหน่งหนึ่งได้ด้วย การเปลี่ยนของคุณสมบัติทางไฟฟ้า ตามชื่อของมันเลย นั่นก็คือ สนามไฟฟ้า และสนามแม่เหล็ก
การเปลี่ยนแปลงของสนามไฟฟ้า และสนามแม่เหล็กนี้มีลักษณะการเปลี่ยนแปลงเป็นแบบ
คลื่นรูป \( sin \) ที่มีลักษณะของสนามแม่เหล็ก และสนามไฟฟ้าที่ตั้งฉากกัน และเฟสตรงกัน ดังรูป
ดังนั้นหากต้องการให้มีการเกิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดขึ้นก็ต้องมีกระบวนการในการเหนี่ยวนำให้มีการเปลี่ยนแปลงของสนามไฟฟ้า และสนามแม่เหล็กพร้อม ๆ กัน
1. ประเภทของคลื่น: คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าถูกจัดอยู่ใน คลื่นตามขวาง, โซึ่งแบ่งจากการที่สนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้ามีการเปลี่ยนแปลงปริมาณและทิศทาง แบบตั้งฉากกับการเคลื่อนที่
2. อัตราเร็วของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า-อัตราเร็วแสง: คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกชนิดที่ค้นพบจะมีอัตราเร็วในการเคลื่อนที่บริเวณสุญญากาศที่ประมาณ \(3 \times 10^8\) เมตรต่อวินาที, และความเร็วจะลดลงเมื่อเคลื่อนที่ในตัวกลางที่มีดรรชนีหักเห ตามสมการ \[v = \frac{c}{n}\]โดย \(n\) คือดรรชนีหักเหและ \(c\) คือความเร็วในสุญญากาศ.
สิ่งที่เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า : การจำแนกชนิดของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จัดแบ่งด้วย “สเปกตรัม” หรือก็คือ “ความถี่”
ซึ่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีอัตราเร็วเท่ากันทุกชนิด อย่างที่กล่าวไปในตอนต้น
ความรุนแรงของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
จากที่เราเห็นตัวอย่างของคลื่นแม่เหล็กฟ้ามา อาจจะเริ่มตั้งข้อสงสัยว่าทำไม รังสีแกรมมา กับแสงที่เรามองเห็น ถึงมีความรุนแรงไม่เท่ากัน?
คำตอบของคำถามนี้คือ “พลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า” โดย พลังงานของมันนั้นขึ้นอยู่กับความถี่ ดังสมการ
\[E = hf\]
โดยที่ \(E\) คือพลังงาน, \(h\) คือค่าคงที่ของแพลงค์ และ \(f\) คือความถี่
ซึ่งจะเห็นว่ารังสีแกรมมามีความถี่มากที่สุดจึงไม่แปลกใจเลยที่จะมีข่าวหรือบทความที่มีพูดถึงอันตรายของรังสีชนิดนี้
การนำคลื่นแม่เหล็กฟ้าไปใช้งาน
คุณสมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ถูกนำมาใช้งานบ่อย ๆ นั่นก็คือ การที่มันไม่จำเป็นต้องอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ จากประโยชน์ในส่วนนี้เองทำให้ถูกนำไปใช้งาน สำหรับการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ที่อยู่บนภาคพื้นโลกกับอุปกรณ์อวกาศ เช่น
การใช้งาน GPS และภาพถ่ายดาวเทียม ที่มีการรับภาพจากรังสีที่สะท้อนออกมาจากพื้นผิวโลกมาแปรเป็นภาพที่นอกโลกและส่งภาพกลับไปยังที่พื้นโลกเพื่อนำไปวิเคราะห์ใช้งาน ตั้งแต่การเดินทางในชีวิตประจำวัน การเกษตร การพยากรณ์อากาศ หรือแม้กระทั่งการหาแหล่งทรัพยากรบนพื้นโลก
การสื่อสารบนพื้นโลกด้วยคลื่นวิทยุ ซึ่งเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งทำให้เราสามารถแปลงคลื่นเสียงเป็นคลื่นวิทยุ และส่งออกไปโดยไม่ต้องใช้สายเป็นตัวกลาง เพื่อไปยังผู้รับสาร
หรือแม้กระทั่ง การทำอาหาร ที่ใช้ทั้ง คลื่นไมโครเวฟ และคลื่นความร้อนที่จะนำมาปรุงให้อาหารสุกพร้อมรับประทานในระยะเวลาอันสั้น
