บทที่3 คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

บทที่3 คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

3.1  ความสัมพันธ์ระหว่างสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก คือ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เกิดจากการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic disturbance) โดยการทำให้สนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็กมีการเปลี่ยนแปลง เมื่อสนามไฟฟ้ามีการเปลี่ยนแปลงจะเหนี่ยวนำให้เกิดสนามแม่เหล็ก หรือถ้าสนามแม่เหล็กมีการเปลี่ยนแปลงก็จะเหนี่ยวนำให้เกิดสนามไฟฟ้าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นคลื่นตามขวาง ประกอบด้วยสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่มีการสั่นในแนวตั้งฉากกัน และอยู่บนระนาบตั้งฉากกับทิศการเคลื่อนที่ของคลื่นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นคลื่นที่เคลื่อนที่โดยไม่อาศัยตัวกลาง จึงสามารถเคลื่อนที่ในสุญญากาศได้

3.2 การเกิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คือ สามารถเกิดจากประจุที่เคลื่อนที่กลับไปกลับมาหรือ เคลื่อนที่ด้วยความเร่ง ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสนามไฟฟ้ารอบๆประจุตลอดเวลา ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้น และแผ่ออกไปรอบเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

3.3 สเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คือ จะประกอบด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่และความยาวคลื่นแตกต่างกัน ซึ่งครอบคลุมตั้งแต่ คลื่นแสงที่ตามองเห็น อัลตราไวโอเลต อินฟราเรด คลื่นวิทยุ โทรทัศน์ ไมโครเวฟ รังสีเอกซ์ รังสีแกมมา เป็นต้นดังนั้นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จึงมีประโยชน์มากในการสื่อสารและโทรคมนาคม และทางการแพทย์

สเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

  

• แสง (light) คือ แสงมีช่วงความถี่ 10¹⁴Hz หรือความยาวคลื่น 4x10^-7 - 7x10-7 เมตร เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ประสาทตาของมนุษย์รับได้

  

  แสง

•  รังสีอินฟาเรด (infrared rays) คือ รังสีอินฟาเรดสามารถใช้กับฟิล์มถ่ายรูปบางชนิดได้ และใช้เป็นการควบคุมระยะไกลหรือรีโมทคอนโทรลกับเครื่องรับโทรทัศน์ได้                                     

• อัลตราไวโอเลต คือ ช่วยในการสร้างวิตามิน D ที่ช่วยในการดูดซึมแคลเซียม ใช้ในการตรวจสอบเอกสารที่ปลอมแปลง และช่วนตรวจพิสูจน์สารคัดหลั่งจากร่ากาย เช่น เหงื่อ คราบเลือด เป็นต้น

• คลื่นวิทยุ  คือ คลื่นวิทยุมีความถี่ช่วง 10⁴ - 10⁹ Hz( เฮิรตซ์ ) ใช้ในการสื่อสาร

•  ไมโครเวฟ คือ ไมโครเวฟมีความถี่ช่วง 10⁸ - 10¹² Hz มีประโยชน์ในการสื่อสาร แต่จะไม่สะท้อนที่ชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ แต่จะทะลุผ่านชั้นบรรยากาศไปนอกโลก ในการถ่ายทอดสัญญาณโทรทัศน์จะต้องมีสถานีถ่ายทอดเป็นระยะ ๆ เพราะสัญญาณเดินทางเป็นเส้นตรง และผิวโลกมีความโค้ง ดังนั้นสัญญาณจึงไปได้ไกลสุดเพียงประมาณ 80 กิโลเมตรบนผิวโลก

• รังสีเอกซ์และรังสีแกมมา คือ รังสีแกมมามีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้ามีความถี่สูงกว่ารังสีเอกซ์ เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์และสามารถกระตุ้นปฏิกิริยานิวเคลียร์ได้ มีอำนาจทะลุทะลวงสูง

ภาพถ่ายรังสีเอกซ์

ภาพถ่ายรังสีแกมมา