สเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เรียงลําดับ

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นคลื่นตามขวาง ประกอบด้วยสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่มีการสั่นในแนวตั้งฉากกัน และอยู่บนระนาบตั้งฉากกับทิศการเคลื่อนที่ของคลื่น คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นคลื่นที่เคลื่อนที่โดยไม่อาศัยตัวกลาง จึงสามารถเคลื่อนที่ในสุญญากาศได้

สารบัญ Show

การแยกสเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า แยกตามอะไร
สเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มีอะไรบ้าง
สเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าใดมีความถี่น้อยสุด
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแบ่งออกเป็นกี่ชนิดอะไรบ้าง

สเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

***สิ่งที่ควรรู้

1. ถ้าเรียงลำดับสเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากความยาวคลื่น(λ)มากไปน้อยจะได้เป็น วิทยุ ไมโครเวฟ อินฟราเรด แสง อัลตราไวโอเลต รังสีเอ็กซ์ รังสีแกมมา

2. ความเร็วในการเคลื่อนที่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในสุญญากาศ(c) มีค่าเท่ากับ 3x10 ยกกำลัง8 เมตร/วินาที

3. ความสัมพันธ์ระหว่าง ความยาวคลื่น(λ ) ความถี่(f) และ ความเร็ว(c) เป็นดังนี้

4. แสง มีความยาวคลื่น 400 nm-700 nm เรียงจากความยาวคลื่นจากน้อยไปมาก คือ ม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสด แดง

คลื่นวิทยุ

คลื่นวิทยุ เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่อยู่ใน

ช่วง

เฮิรตซ์

ระบบเอเอ็ม (Amplitude Modulation : A.M.) ความถี่อยู่ในช่วง 530-1600 กิโลเฮิรตซ์ จะเป็นการผสม(Modulate) สัญญาณเสียงเข้ากับคลื่นวิทยุ (คลื่นพาหะ) โดยสัญญาณเสียงจะบังคับให้คลื่นพาหะมีแอมพลิจูดเปลี่ยนแปลงไปตามสัญญาณเสียง คลื่นวิทยุในช่วงความถี่นี้จะสามารถสะท้อนได้ดีที่บรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์

ข้อดี คือ ทำให้สามารถสื่อสารได้ไกลเป็นพันๆ กิโลเมตร(คลื่นฟ้า)

ข้อเสีย คือ จะถูกคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากแหล่งอื่นๆ แทรกเข้ามา รบกวนได้ง่าย

ระบบเอฟเอ็ม (Frequency Modulation : F.M.) ความถี่อยู่ในช่วง 80-108 เมกะเฮิรตซ์ เป็นการผสม(Modulate) สัญญาณเสียงเข้ากับคลื่นวิทยุ (คลื่นพาหะ) โดยสัญญาณเสียงจะบังคับให้คลื่นพาหะมีความถี่เปลี่ยนไปตามสัญญาณเสียง

ข้อดี คือ ทำให้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากแหล่งอื่นรบกวนได้ยาก

ข้อเสีย คือ สะท้อนบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์ได้น้อยมาก ทำให้การส่งกระจายเสียงต้องใช้สถานีถ่ายทอดเป็นระยะๆ (คลื่นดิน)

คลื่นโทรทัศน์และไมโครเวฟ

คลื่นโทรทัศน์และไมโครเวฟ มีความถี่ในช่วง

เฮิรตซ์ เป็นคลื่นที่ไม่สะท้อนในชั้นไอโอโนสเฟียร์ แต่จะทะลุชั้นบรรยากาศออกไปนอกโลกเลย การส่งสัญญาณต้องมีสถานีถ่ายทอดเป็นระยะๆ หรือใช้ดาวเทียมในการถ่ายทอด ส่วนคลื่นไมโครเวฟจะใช้ในอุปกรณ์สำหรับหาตำแหน่งของสิ่งกีดขวาง ตรวจจับอัตราเร็วของรถยนต์ และอากาศยานในท้องฟ้า ซึ่งเป็นอุปกรณ์สร้างขึ้นเพื่อใช้ตรวจหาที่เรียกว่า เรดาร์ (Radiation Detection And Ranging : RADAR) เพราะคลื่นไมโครเวฟสามารถสะท้อนผิวโลหะได้ดี ทำให้อาหารสุกได้ โดยโมเลกุลของน้ำที่อยู่ในอาหารสั่นสะเทือนประมาณ 2450 ล้านครั้งต่อนาที การสั่นนี้ทำให้อาหารดูดพลังงาน และเกิดความร้อนในอาหารโดยไม่มีการสูญเสียพลังงานในการทำให้เตาหรืออากาศในเตาร้อนขึ้น อาหารจึงร้อนและสุกอย่างรวดเร็ว ภาชนะที่ทำด้วยโลหะและไม้ไม่ควรใช้ เพราะโลหะสะท้อนไมโครเวฟออกไป ส่วนเนื้อไม้มีความชื้น เมื่อร้อนจะทำให้ไม้แตกควรใช้ภาชนะประเภทกระเบื้อง และแก้วเพราะจะไม่ดูดความร้อนจากสนามแม่เหล็ก

รังสีอินฟราเรด

รังสีอินฟราเรด มีความถี่ในช่วง

เฮิรตซ์ เกิดจากวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงโดยมนุษย์สามารถรับรังสีนี้ได้โดยประสาทสัมผัสทางผิวหนัง รังสีอินฟราเรดมีความสามารถทะลุผ่านเมฆหมอกที่หนาได้มากกว่าแสงธรรมดา จึงทำให้รังสีอินฟราเรดมาใช้ในการศึกษาสภาพแวดล้อมและลักษณะพื้นผิวโลก โดยการถ่ายภาพพื้นโลกจากดาวเทียม ส่วนนักธรณีวิทยาก็อาศัยการถ่ายภาพจากดาวเทียมด้วยรังสีอินฟราเรดในการสำรวจหาแหล่งน้ำมัน แร่ธาตุ และชนิดต่างๆ ของหินได้

นอกจากนี้รังสีอินฟราเรดยังใช้ในรีโมทคอนโทรล (Remote control) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ควบคุมระยะไกลในกรณีนี้รังสีอินฟราเรดจะเป็นตัวนำคำสั่งจากอุปกรณ์ควบคุมไปยังเครื่องรับ และใช้รังสีอินฟราเรดเป็นพาหนะนำสัญญาณในเส้นใยนำแสง (Optical fiber) ปัจจุบันทางการทหารได้นำรังสีอินฟราเรดนี้มาใช้ในการควบคุมการเคลื่อนที่ของอาวุธนำวิถีให้เคลื่อนที่ไปยังเป้าหมายได้อย่างแม่นยำ

แสง

แสง มีความถี่ประมาณ

เฮิรตซ์ มีความยาวคลื่น 400nm-700nm มนุษย์สามารถรับรู้แสงได้ด้วยประสาทสัมผัสทางตา โดยจะเห็นเป็นสีต่างๆ เรียงจากความถี่มากไปน้อย คือ ม่วง คราม น้ำเงิน เขียวเหลือง แสด แดง ส่วนใหญ่แสงจะเกิดจากวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงมากๆ ซึ่งจะส่งออกมาพร้อมๆกันหลายความถี่ เมื่อมีอุณหภูมิยิ่งสูงความถี่แสงที่เปล่งออกมาก็ยิ่งมาก นักวิทยาศาสตร์จึงใช้สีแสงของดาวฤกษ์ในการบอกว่าดาวฤกษ์ดวงใดมีอุณหภูมิสูงกว่ากัน เช่น ดาวฤกษ์สีน้ำเงินจะมีอุณหภูมิสูงกว่าดาวฤกษ์สีเหลือง,เปลวไฟจากเตาแก๊สซึ่งมีอุณหภูมิสูงจะเกิดสีน้ำเงิน หรือสีม่วง แต่ไฟจากแสงเทียนซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่าจะเกิดแสงสีแดง หรือสีแสด เป็นต้น

รังสีอัลตราไวโอเลต

รังสีอัลตราไวโอเลต มีความถี่ในช่วง

เฮิรตซ์ ในธรรมชาติส่วนใหญ่มาจากดวงอาทิตย์รังสีนี้เป็นตัวการทำให้บรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์แตกตัวเป็นไอออนได้ดี(เพราะรังสีอัลตราไวโอเลตมีพลังงานสูงพอที่ทำให้อิเล็กตรอนหลุดจากโมเลกุลอากาศ พบว่าในไอโอโนสเฟียร์มีโมเลกุลหลายชนิด เช่น โอโซนซึ่งสามารถกั้นรังสีอัลตราไวโอเลตได้ดี)

ประโยชน์ของรังสีอัลตราไวโอเลต คือ ใช้ตรวจสอบลายมือชื่อ,ใช้รักษาโรคผิวหนัง,ใช้ฆ่าเชื้อโรคบางชนิดได้,ใช้ในสัญญาณกันขโมย แต่รังสีอัลตราไวโอเลตถ้าได้รับในปริมาณที่สูงอาจทำให้เกิดอันตรายต่อเซลล์ผิวหนังเป็นมะเร็งผิวหนัง และเป็นอันตรายต่อนัยน์ตาของมนุษย์ได้

รังสีเอกซ์

รังสีเอกซ์ มีความถี่ในช่วง

เฮิรตซ์ มี 2 แบบรังสีเอกซ์มีสมบัติในการทะลุสิ่งกีดขวางหนาๆ และตรวจรับได้ด้วยฟิล์ม จึงใช้ประโยชน์ในการหารอยร้าวภายในชิ้นโลหะขนาดใหญ่ ใช้ในการตรวจสอบสัมภาระของผู้โดยสาร ตรวจหาอาวุธปืนหรือวัตถุระเบิดและในทางการแพทย์ใช้รังสีเอกซ์ฉายผ่านร่างกายมนุษย์ไปตกบนฟิล์มในการตรวจหาความผิดปกติของอวัยวะภายใน และกระดูกของมนุษย์

รังสีแกมมา

รังสีแกมมา ใช้เรียกคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่สูงมากกว่ารังสีเอกซ์ เกิดจากการสลายตัวของนิวเคลียสของธาตุกัมมันตรังสี หรือเป็นรังสีพลังงานสูงจากนอกโลก เช่น รังสีคอสมิกและบางชนิดมาจากการแผ่รังสีของประจุไฟฟ้าที่ถูกเร่งในเครื่องเร่งอนุภาค (Cyclotron) มีอันตรายต่อมนุษย์มากทีึ่สุด เพราะสามารถทำลายเซลล์สิ่งมีชีวิตได้ แต่สามารถใช้ประโยชน์ในการรักษาโรคมะเร็งได้

การแยกสเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า แยกตามอะไร

สเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คือ แถบแสดงความถี่ หรือความยาวคลื่นต่าง ๆ ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเรียงตามลำดับความถี่ เรียงจากความถี่น้อยที่สุดถึงความถี่มากที่สุด

สเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มีอะไรบ้าง

สเปกตรัม (Spectrum) ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะประกอบด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่และความยาวคลื่นแตกต่างกัน ซึ่งครอบคลุมตั้งแต่ คลื่นแสงที่ตามองเห็น อัลตราไวโอเลต อินฟราเรด คลื่นวิทยุ โทรทัศน์ ไมโครเวฟ รังสีเอกซ์ รังสีแกมมา เป็นต้น

สเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าใดมีความถี่น้อยสุด

- คลื่นวิทยุ (Radio wave) เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่น้อยที่สุด หรือมีความยาวคลื่นมากที่สุด ถูกนำไปใช้ในการสื่อสาร โทรคมนาคม เนื่องจากคลื่นวิทยุสามารถเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศได้ดี

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแบ่งออกเป็นกี่ชนิดอะไรบ้าง

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีสองชนิดคือ Ionizing radiation คือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ให้รังสีออกมาได้แก่ Gamma rays and X-rays ซึ่งหากได้รับมากไปจะทำให้เกิดผลเสียต่อสุขภาพ Non-ionizing radiation ได้แก่คลื่น คลื่นวิทยุ (Radio-frequency energy),แสง( visible light) และ( microwave ) คลื่นนี้จะให้เพียงพลังความร้อนเท่านั้น