หน่วยการเรียนรู้ที่8
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

อ้างอิง: https://youtu.be/OOGLcca4VhA

ทฤษฎีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของแมกซ์เวลล์

ทฤษฎีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงสนามไฟฟ้าต่อเวลา ทำให้เกิดการเหนี่ยวนำให้เกิดสนามแม่เหล็ก แต่ในที่นี้จะขอกล่าวถึงทฤษฎีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของแมกซ์เวลล์

การทดลองของเฮิรตซ์

ไฮร์ริช เฮิรตซ์ (Heinrich Hertz) นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน ได้ทำการทดลองพิสูจน์ทฤษฎีเกี่ยวกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของแมกซ์เวลล์ ซึ่งได้ทดลองเกี่ยวกับความเหนี่ยวนำของขดลวด โดยใช้ขดลวดสองขดพันรวมแกนเหล็กวงแหวน
ผลการทดลองและคำอธิบายของเฮิร์ตดังกล่าว เป็นการสนับสนุนทฤษฎีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของแมกซ์เวลล์ นอกจากนี้ยังได้ทำการทดลองจนสรุปได้ว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีอัตราเร็วเท่ากับอัตราเร็วของแสง

สเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

สเปกตรัม (Spectrum) ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า หมายถึง ช่วงความถี่ทั้งหมดของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เป็นไปตามทฤษฎีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของแมกซ์เวลล์ ซึ่งจะมีชื่อเรียกต่างๆ ตามช่วงความถี่หรือความยาวคลื่นต่างๆ กัน

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในชีวิตประจำวัน

คลื่นวิทยุ (Radio wave)

คลื่นไมโครเวฟ

มีประโยชน์ในการสื่อสารและสาระบันเทิง คลื่นโทรทัศน์และไมโครเวฟจะไม่สะท้อนที่ชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ แต่จะสามารถทะลุผ่านชั้นบรรยากาศไปนอกโลก
แสงที่ตามองเห็น (Visible light)
แสงที่ตามองเห็นเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ประสาทตาของมนุษย์รับได้

รังสีอินฟราเรด (Infraled)

รังสีอินฟราเรดถูกค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ชื่อ เซอร์เฟรเดริค วิลเลี่ยม เฮอร์เชล (Sir Frederick William herschel) รังสีอินฟราเรดเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มีบางช่วงจะคาบเกี่ยวกับคลื่นไมโครเวฟ ที่ได้ชื่อว่า อินฟาเรดรังสีอินฟาเรดเพราะมีความถี่น้อยกว่าความถี่ของแสงสีแดงที่ตามนุษย์สามารถมองเห็นได้ บางทีเรียกว่ารังสีใต้แดง รังสีอินฟราเรดจะแผ่ออกมาจากวัตถุที่ร้อน ร่างกายของมนุษย์จะสัมผัสรังสีอินฟราเรดได้ทางผิวหนัง สิ่งมีชีวิตจะแผ่รังสีอินฟราเรดออกมา

รังสีอัตราไวโอเลต (Ultraviolet Rayr)

รังสีอัลตราไวโอเลตในธรรมชาติเกิดจากดวงอาทิตย์ โดยแผ่รังสีออกมาพร้อมกับแสงแดด รังสีส่วนใหญ่จะถูกดูดกลืนโดยชั้นบรรยากาศของโลก ทำให้เกิดเป็นประจุอิสระในชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์และถูกดูดกลืนในชั้นสตราโตสเฟียร์

รังสีเอกซ์ (X-Rays)

รังสีเอกซ์ เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ถูกค้นพบโดย วิลเฮล์ฒ คอนราด เรินท์เก้น นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันใน ค.ศ. 1895

รังสีแกมม่า

เป็นการเปลี่ยนแปลงภายในนิวเคลียสที่เกิดจากการแตกตัวของนิวตรอนและโปรตอนขั้นนิวเคลียสทำให้เกิดรังสีแกมมาซึ่งเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่สูงออกมา