คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

              รังสีแกมมา (Gamma ray) เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่า 0.01 นาโนเมตร โฟตอนของรังสีแกมมามีพลังงานสูงมาก กำเนิดจากแหล่งพลังงานนิวเคลียร์ เช่น ดาวระเบิด หรือ ระเบิดปรมาณู เป็นอันตรายมากต่อสิ่งมีชีวิต

              รังสีเอ็กซ์ (X-ray) มีความยาวคลื่น 0.01 - 1 นาโนเมตร มีแหล่งกำเนิดในธรรมชาติมาจากดวงอาทิตย์ เราใช้รังสีเอ็กซ์ในทางการแพทย์ เพื่อส่องผ่านเซลล์เนื้อเยื่อ แต่ถ้าได้ร่างกายได้รับรังสีนี้มากๆ ก็จะเป็นอันตราย

              รังสีอุลตราไวโอเล็ต (Ultraviolet radiation) มีความยาวคลื่น 1 - 400 นาโนเมตร รังสีอุลตราไวโอเล็ตมีอยู่ในแสงอาทิตย์ เป็นประโยชน์ต่อร่างกาย แต่หากได้รับมากเกินไปก็จะทำให้ผิวไหม้ และอาจทำให้เกิดมะเร็งผิวหนัง

              แสงที่ตามองเห็น (Visible light) มีความยาวคลื่น 400 – 700 นาโนเมตร พลังงานที่แผ่ออกมาจากดวงอาทิตย์ ส่วนมากเป็นรังสีในช่วงนี้ แสงแดดเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญของโลก และยังช่วยในการสังเคราะห์แสงของพืช

              รังสีอินฟราเรด (Infrared radiation) มีความยาวคลื่น 700 นาโนเมตร – 1 มิลลิเมตร โลกและสิ่งชีวิตแผ่รังสีอินฟราเรดออกมา ก๊าซเรือนกระจก เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ และไอน้ำ ในบรรยากาศดูดซับรังสีนี้ไว้ ทำให้โลกมีความอบอุ่น เหมาะกับการดำรงชีวิต

              คลื่นไมโครเวฟ (Microwave) มีความยาวคลื่น 1 มิลลิเมตร – 10 เซนติเมตร ใช้ประโยชน์ในด้านโทรคมนาคมระยะไกล นอกจากนั้นยังนำมาประยุกต์สร้างพลังงานในเตาอบอาหาร

              คลื่นวิทยุ (Radio wave) เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นมากที่สุด คลื่นวิทยุสามารถเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศได้ จึงถูกนำมาใช้ประโยชน์ในด้านการสื่อสาร โทรคมนาคม

โจทย์คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (ข้อสอบ O-NET)

1. คลื่นวิทยุที่ส่งออกจากสถานีวิทยุสองแห่ง มีความถี่ 90 เมกะเฮิร์ตซ์ และ 100 เมกะเฮิร์ตซ์ ความยาวของคลื่นวิทยุทั้งสองนั้นต่างกันเท่าใด

ก. 3.33 เมตร

ข. 3.00 เมตร

ค. 0.33 เมตร

ง. 0.16 เมตร

แนวคำตอบ คลื่นวิทยุไม่ว่าความถี่ใดก็ตามจะมีอัตราเร็วเท่ากันคือ เท่ากับอัตราเร็วแสงคือ 3x10⁸ เมตรต่อวินาที ดังนั้นจากสมการ c = λf  เราสามารถหาได้จากสมการความสัมพันธ์ดังนี้

λ₁= c/f₁

λ₁=(〖3x10⁸ m/s〗)/(〖90x10⁶ Hz〗)

λ₁= 3.33 m

λ₂= c/f₂

λ₂=〖3x10⁸ m/s〗/〖100x10⁶ Hz〗

λ₂= 3.00 m

ดังนั้นผลต่างของความยาวคลื่นทั้งสองเท่ากับ 0.33 เมตร คำตอบข้อ ค. ครับ

2. ข้อใดเป็นการเรียงลำดับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากความยาวคลื่นน้อยไปมากที่ถูกต้อง

ก. รังสีเอกซ์        อินฟราเรด         ไมโครเวฟ

ข. อินฟราเรด      ไมโครเวฟ          รังสีเอกซ์

ค. รังสีเอกซ์         ไมโครเวฟ          อินฟราเรด

ง. ไมโครเวฟ        อินฟราเรด         รังสีเอกซ์

แนวคำตอบ  ก่อนอื่นต้องรู้ก่อนนะครับว่าการเรียงลำดับจากบนลงล่างหรือล่างขึ้นบนเรียงลำดับอย่างไร เช่น เราเรียงจากความยาวคลื่นน้อยไปหามาก เราจะได้ว่า GXUVIMR ตามตัวย่อตัวหน้าของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า แต่ละตัวนะครับ และเราต้องทราบด้วยว่าถ้าความยาวคลื่นน้อย ความถี่จะมากและก็พลังงานก็ย่อมมากไปด้วย ดังนั้นคำตอบคือข้อ ก. ครับ

3. การฝากสัญญาณเสียงไปกับคลื่นในระบบวิทยุ เอ เอ็ม คลื่นวิทยุที่ได้จะมีลักษณะอย่างไร

ก. คลื่นวิทยุจะเปลี่ยนแปลงแอมพลิจูดตามแอมพลิจูดของคลื่นเสียง

ข. คลื่นวิทยุจะเปลี่ยนแปลงแอมพลิจูดตามความถี่ของคลื่นเสียง

ค. คลื่นวิทยุจะเปลี่ยนแปลงความถี่ตามแอมพลิจูดของคลื่นเสียง

ง. คลื่นวิทยุจะเปลี่ยนแปลงความถี่ตามความถี่ของคลื่นเสียง

แนวคำตอบ การส่งคลื่นวิทยุในระบบ เอ เอ็ม และเอ็ฟ เอ็ม จะส่งคลื่นที่มีความแต่ต่างกัน โดย ระบบ เอ เอ็ม จะส่งคลื่นเปลี่ยนแปลงตามแอมพลิจูดของคลื่นเสียง ส่วนระบบ เอ็ฟ เอ็ม จะส่งคลื่นเปลี่ยนแปลงตามความถี่ของคลื่นเสียง ดังนั้นคำตอบคือ ข้อ ก. ครับ