คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
แสง คือ
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic waves เรียกย่อๆ ว่า EM)
ซึ่งประกอบด้วย
สนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าเคลื่อนที่ทำมุมตั้งฉากกัน
ระยะทางระหว่างยอดคลื่นหนึ่งถึงยอดคลื่นถัดไปเรียกว่า ความยาวคลื่น (Wavelength)
ดังภาพที่ 1
ภาพที่ 1 คุณสมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
แสงที่ตามองเห็น (Visible light)
เป็นส่วนหนึ่งของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ในช่วงคลื่น 400 – 700
นาโนเมตร (1 nm = 10-9 m หรือ 1/พันล้านเมตร)
หากนำแท่งแก้วปริซึมมาหักเหแสงอาทิตย์
เราจะเห็นว่าแสงสีขาวถูกหักเหออกเป็นสีม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสด แดง
คล้ายกับสีของรุ้งกินน้ำ เรียกว่า “สเปกตรัม” (Spectrum) แสงแต่ละสีมีความยาวคลื่นแตกต่างกัน
สีม่วงมีความยาวคลื่นสั้นที่สุด (400 nm) สีแดงมีความยาวคลื่นมากที่สุด
นอกจากแสงที่ตามองเห็นแล้วยังมีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดอื่นๆ
เรียงตามขนาดความยาวคลื่นจากน้อยไปมาก ดังภาพที่ 2 ได้แก่
• รังสีแกมมา (Gamma ray) ความยาวคลื่นน้อยกว่า
0.01 nm
• รังสีเอ็กซ์ (X-ray) มีความยาวคลื่น 0.01 - 1 nm • รังสีอุลตราไวโอเล็ต (Ultraviolet radiation) มีความยาวคลื่น 1 - 400 nm • แสงที่ตามองเห็น (Visible light) มีความยาวคลื่น 400 – 700 nm • รังสีอินฟราเรด (Infrared radiation) มีความยาวคลื่น 700 nm – 1 mm • คลื่นไมโครเวฟ (Microwave) มีความยาวคลื่น 1 mm – 10 cm • คลื่นวิทยุ (Radio wave) ความยาวคลื่นมากกว่า 10 cm  ภาพที่ 2 คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าประเภทต่างๆ
เราสามารถนำความยาวของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าต่างๆ
มาเปรียบเทียบกับขนาดของสรรพสิ่งบนโลก จะได้ดังภาพที่ 3 คลื่นแสงที่ตามมนุษย์มองเห็นมีขนาดความยาวคลื่นเท่าโปรโตซัว
คลื่นที่มีขนาดเล็กหรือใหญ่กว่านี้ไม่อาจมองเห็นด้วยตาได้
แต่อาจรับรู้ด้วยประสาทสัมผัส เช่น ถ้ารังสีอินฟราเรดทำให้เกิดความอบอุ่น
รังสีอัลตราไวโอเล็ตทำให้ผิวหนังไหม้
นอกจากนักวิทยาศาสตร์จะแบ่งประเภทของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าโดยใช้ความยาวคลื่นเป็นตัวกำหนดแล้ว
แต่บางครั้งในวงการวิทยุโทรคมนาคม เรานิยมใช้ความถี่ของคลื่นเป็นตัวกำหนด
เนื่องจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกประเภทเดินทางโดยไม่ต้องใช้ตัวกลางด้วยความเร็วคงที่ 300,000,000
เมตร/วินาที เราสามารถคำนวณหาค่าความถี่ได้โดยใช้สูตร
λ = c / f
ความยาวคลื่น
= ความเร็วแสง / ความถี่
ความยาวคลื่น (λ) = ระยะห่างระหว่างยอดคลื่น
มีหน่วยเป็นเมตร (m)
ความถี่ (f) = จำนวนคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านจุดที่กำหนด
ในระยะเวลา 1 วินาที มีหน่วยเป็นเฮิรทซ์ (Hz)
ความเร็วแสง (c) = 300,000,000 เมตร/วินาที
(m/s)
|
ตัวอย่าง: คลื่นวิทยุมีความยาวคลื่น 10,000 เมตร มีความถี่ = 300,000,000/10,000
Hz = 30,000 Hz
สเปกตรัม (Spectrum) ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะประกอบด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่และความยาวคลื่นแตกต่างกัน
ซึ่งครอบคลุมตั้งแต่ คลื่นแสงที่ตามองเห็น อัลตราไวโอเลต อินฟราเรด คลื่นวิทยุ
โทรทัศน์ ไมโครเวฟ รังสีเอกซ์ รังสีแกมมา เป็นต้น
ดังนั้นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
จึงมีประโยชน์มากในการสื่อสารและโทรคมนาคม และทางการแพทย์
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น