แบบจำลองอะตอมของโบห์ร (Bohr’s atomic model)

ในปี 1913 ( พ.ศ. 2456 ตรงกับสมัยรัชกาลที่ 6   , พ.ศ. 2453- 2468) นีล โบห์ร (Niels Bohr ) (คลิ้ก อ่านประวัติ) ได้เสนอแบบจำลองอะตอม โดยอาศัยทฤษฎีของพลังค์ และอัลเบิร์ตไอน์สไตน์ ที่เกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานกับความถี่ของคลื่น รวมทั้งความรู้เรื่องเส้นสเปกตรัม 

                การค้นพบและการเสนอแบบจำลองอะตอมของโบห์รเป็นเรื่องยิ่งใหญ่  ทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบล  ในปี 1922 (2465)  สิ่งที่โบห์รค้นพบก็คือพบว่าอิเล็กตรอนที่อยู่รอบ ๆ นิวเคลียสนั้นมีพลังงาน ต่าง กัน  จึงแบ่งเป็นกลุ่มย่อย ๆ  ตามระดับพลังงานอยู่กันเป็นชั้น ๆ  อยู่รอบนิวเคลียสรอบนิวเคลียส  คล้ายดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์   ในตอนหลังจึงเรียกแบบจำลองอะตอมของโบห์รว่า  planetary model  เป็นจุดเริ่มต้นสำคัญที่ทำให้เกิดการค้นพบสิ่งอื่น ๆ  เพิ่มเติมอีกมากมาย  แต่เพื่อให้เกิดความเข้าใจว่าการค้นพบของโบห์รทำได้อย่างไร  มีเหตุผลและวิธีคิดอย่างไร    ควรทำความ เข้าใจในสิ่งที่ เกี่ยวข้องกับการทดลองของโบห์รเสียก่อน   ตามลำดับดังนี้

สเปกตรัมของแสง  (Spectrum of light)

             แสงเป็นพลังงานที่อยู่ในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า  แสงที่มนุษย์มองเห็นเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นประมาณ  400  ถึง  700  นาโนเมตรเท่านั้น  ( 400 – 700  nm )  หรือมีความถี่ ประมาณ  7.5 x 10¹⁴  Hz  ถึง  4.28 x 10¹⁴  Hz  เรียกคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงนี้ว่า  แสงขาว ( White light )  หรือแสงที่มองเห็น ( Visible light )  คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นมากหรือน้อย กว่า นี้  มนุษย์มองไม่เห็น 

                                                                                                 (คลิ้ก ชมลักษณะของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า)

                จำแนกคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าตามยาวคลื่นและความถี่ของคลื่นออกเป็นช่วง ๆ  ดังแผนภาพต่อไปนี้

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกชนิด    มีความเร็วในการเคลื่อนที่เท่ากันคือ   3.0 x 10⁸ เมตร/วินาที  แสงที่เรามองเห็นเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่ง  จึงมีความเร็วในการเคลื่อนที่  3.0 x 10⁸ เมตร/ วินาที  เช่นกัน  และมีพลังงานส่งผ่านไปพร้อมกับคลื่น   คลื่นที่มีความถี่สูงจะมีพลังงานมากกว่าคลื่นความถี่ต่ำ    และความยาวคลื่นแปรผกผันกับความถี่ของคลื่น  คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีทั้งที่เกิดขึ้นตาม ธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างขึ้น  คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าดังที่แสดงอยู่ในแผนผัง  มีสมบัติดังนี้  

                รังสีแกมมา , γ (gamma ray) คือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่ง ที่ มีความยาวคลื่นอยู่ในช่วง 10^-12 ถึง 10^-17 m   (สังเกตในภาพ)  การที่ความยาวคลื่นสั้นมาก   จึงมีถี่สูงมากทำให้มีพลังงานที่สูง มากด้วย   เป็นรังสีที่มีอันตรายมากแต่ก็มีประโยชน์ในบางกรณี    รังสีแกมมาจึงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีพลังงานสูงที่สุดในบรรดาคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดต่าง ๆ   (คลิ้ก อ่านเพิ่มเติม)

                รังสีเอกซ์ (X-ray) เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่มีความยาวคลื่นในช่วง 10^-11  ถึง 10^-8 m  รังสีเอกซ์เป็นรังสีที่มีอันตรายต่อมนุษย์   รังสีเอกซ์ค้นพบโดยวิลเฮล์ม คอนราด เรินต์เกน เมื่อ ค.ศ. 1895 (พ.ศ.2438) ยุคเดียวกับที่ J.J. Thomson พบอิเล็กตรอน   (คลิ้ก อ่านเพิ่มเติม)

                รังสีอัลตราไวโอเลต หรือ รังสียูวี (ultraviolet) ชื่อภาษาไทยเรียกว่า รังสีเหนือม่วง เป็นช่วงหนึ่งของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่าแสงที่มองเห็น   

                 รังสีอัลตราไวโอเลต หรือ รังสีเหนือม่วง มีความยาวคลื่นในช่วง  10^-8 ถึง 10^-6 m เป็นรังสีตามธรรมชาติ  ส่วนใหญ่มาจากการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์   ซึ่งทำให้เกิดประจุอิสระและไอออนใน บรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์ รังสีอัลตราไวโอเลต   สามารถฆ่าเชื้อโรคบางชนิดได้แต่มีอันตรายต่อผิวหนังและตาของมนุษย์

                คลื่นที่มนุษย์มองเห็นหรือแสงขาว ( visible light ; white light  หรือบางครั้งเรียกว่า  visible spectrum หรือ optical spectrum) เป็นช่วงหนึ่งของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ดวงตาของมนุษย์มอง เห็นได้  บางครั้งก็เรียกว่า 'แสงที่ตามองเห็น' หรือ 'แสง' เฉยๆ ความยาวคลื่นช่วงนี้อยู่ระหว่าง  380-750 นาโนเมตร (nm)   (ใช้ค่าประมาณ 400-700  นาโนเมตร ,nm  ; 1 nm = 10^-9 m  ความถี่ ประมาณ  7.50 x 10¹⁴ ถึง  4.28 x 10¹⁴ Hz)  
                การมองเห็นของสัตว์ต่าง ๆ  จะอยู่ในช่วงที่มีความยาวคลื่นไม่เท่ากัน  เช่น  แมลง  จะมองเห็นแสงที่มีความยาวคลื่นต่ำกว่า  400  นาโนเมตร  ซึ่งอยู่ในเขตของแสงสีม่วงหรือเหนือม่วง (คลิ้กดูได้) ฉะนั้นจึงใช้ไฟที่มีแสงสีม่วงหรือเหนือม่วงในการล่อแมลง  แต่ถ้าไม่อยากให้แมลงมาเล่นไฟ  ควรใช้หลอดไปที่มีแสงแดง ๆ  (warm light  คลิ้กดูสีของหลอดไฟแบบต่าง ๆ  )  สัตว์ต่างชนิดมีช่วงการมอง เห็นแสงสีไม่เท่ากัน  สัตว์บางชนิด เช่น วัว  ตาบอดสี  แต่น่าแปลกที่มาทาดอใช้ผ้าสีแดงในสนามสู้วัวกระทิง  (คลิ้ก  ชมการสู้วัว)

                แสงขาว (White light)  เป็นแสงที่เกิดจากการผสมของแสงสีที่เป็นแม่สีของแสง  คือแสงสีแดง  แสงสีน้ำเงินและแสงสีเขียวเข้าด้วยกัน  สีของแสง เรียกว่าสีเชิงบวก (Additive Color) ค้นพบโดย เซอร์ ไอแซค นิวตัน  เนื่องจากแสงแต่ละสีเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่น และความถี่ต่างกัน  เมื่อคลื่นแสงเหล่านี้มีการซ้อนทับกัน ก็จะรวมกันกลายเป็นคลื่นที่มีความยาวคลื่น (และความถี่)  ค่าใหม่จึงกลายเป็นสีใหม่ เช่น 

                                                                                                          (คลิ้ก  ชมสเปกตรัมของแสงขาว)

     *  คำถาม  เหตุใดเราจึงเห็นว่าดวงอาทิตย์ในตอนเช้าและตอนเย็นจึงเห็นเป็นสีแดง  ตอนสาย  เที่ยง  บ่าย  เป็นสีขาว

                ส่วนสำคัญของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า  คือความยาวคลื่น  (Wavelength)  และอัมปลิจูด (Amplitude) 
ดังรูป

(คลิ้ก  ทดลองผสมสีเชิงบวก)

  สีของวัตถุและแม่สีของวัตถุ           

                สำหรับสีของวัตถุต่าง ๆ  ที่เรามองเห็นนั้นขอให้ทำความเข้าใจว่าวัตถุต่าง ๆ ไม่มีสีอยู่ในตัวของมันเอง  ต้นกำเนิดของสีคือคลื่นแม่เหล็กฟ้า   ซึ่งส่วนใหญ่มาจากดวงอาทิตย์  (หลอดไฟฟ้าหรืออะไร ๆ ที่เปล่งแสงได้ก็เป็นต้นกำเนิดสีเช่นกัน  แต่ส่วนผสมของสีอาจแตกต่างกัน)  สีของวัตถุต่าง ๆ เกิดจากความสามารถในการดูดกลืน  (Absorbtion)  แสงสีและการสะท้อนกลับ  (Reflection)  ของแสง สี  ที่เกิดขึ้นกับวัตถุนั้น  สีของวัตถุที่เราเห็นเรียกว่าสีเชิงลบ  (Subtractive Color)  วัตถุใดที่ไม่สามารถดูดกลืนแสงสีใด ๆ ได้เลย  เมื่อได้รับแสงแดดซึ่งเป็นแสงขาว (แต่ประกอบด้วยแสงสีแดง  น้ำเงิน และเขียวรวมกันอยู่)  แสงทั้งหมดก็จะสะท้อนกลับมาในรูปของแสงขาว  เราจึงเห็นว่าวัตถุชนิดนั้นเป็นสีขาว   ดังรูป 
 

วัตถุดังรูปเมื่อได้รับแสงขาวจะดูดกลืนแสงสีเขียวกับแสงสีน้ำเงินเอาไว้  ปล่อยให้แสงสีแดงสะท้อนออกมา  จึงเห็นวัตถุเป็นสีแดง

                กล่าวโดยสรุปก็คือเมื่อเราเห็นว่าวัตถุมีสีใด  แสดงว่าวัตถุนั้นดูดกลืนแสงสีนั้นไม่ได้  เช่น  เมื่อเราฉายแสงขาวไปที่วัตถุแล้วเห็นว่าวัตถุมีสีเขียว  ก็หมายความว่าวัตถุนั้นดูดกลืนแสงสีเขียวไม่ได้  แต่ ดูดกลืนแสงสีน้ำเงินกับแดงเอาไว้ได้  แสงสีเขียวจึงถูกปล่อยให้สะท้อนกลับมา  จึงเห็นว่าวัตถุเป็นสีเขียว

            ถ้าเราฉายแสงสีแดงเพียงสีเดียวไปที่วัตถุ  จะมีความเป็นไปได้ที่จะเห็นว่าวัตถุเป็นสีใดมี  2  อย่างเท่านั้น  คือ  ถ้าวัตถุนั้นดูดกลืนแสงสีแดงได้  แสดงสีแดงก็จะไม่สะท้อนกลับมา  เราจะเห็นวัตถุเป็นสี ดำ  แต่ถ้าวัตถุนั้นไม่ดูดกลืนแสงสีแดง  แสงสีแดงก็จะสะท้อนกลับมา  เราจะเห็นวัตถุนั้นเป็นสีแดง

                อีกกรณีหนึ่งก็คือเมื่อฉายแสงผ่านตัวกลาง  แสงที่ผ่านตัวกลางได้จะเป็นแสงสีเดียวกับสีของตัวกลางนั้น  สังเกตภาพต่อไปนี้

ในภาพประกอบด้วย  2  ขั้นตอน  ขั้นตอนแรกฉายแสงขาว (แดง+น้ำเงิน+เขียว) ลงไปบนพื้นสีเหลือง  พื้นสีเหลืองจะดูดกลืนแสงสีน้ำเงินเอาไว้  สะท้อนสีแดงกับสีเขียวออกไป  ผสมกันเป็นสี เหลือง   ถ้าเรามองวัตถุ ณ จุดนี้จะเห็นว่าเป็นสีเหลือง   จากนั้นเมื่อแสงสีเหลืองไปผ่านตัวกลางที่เป็นสีเขียว  ตัวกลางจะดูดกลืนแสงสีแดงเอาไว้  ปล่อยให้แสงสีเขียวผ่านไปได้สีเดียว  ฉะนั้นถ้าเรามอง ไปที่วัตถุ ณ จุดนี้  จะเห็นวัตถุเป็นสีเขียว

            สีทาบ้าน  สีย้อม  สีที่ใช้วาดรูปเป็นสีเชิงลบ  ผลิตจากวัตถุที่ดูดกลืนแสงบางสีไว้    แล้วปล่อยแสงบางสีให้ทะท้อนออกมา  เช่น  สีแดง  ก็คือวัตถุที่ดูดกลืนแสงสีน้ำเงินกับแสงสีเขียวเอาไว้ได้    ปล่อยแสงสีแดงสะท้อนออกมา    ในขณะที่สีน้ำเงินก็คือวัตถุที่ดูดกลืนแสงสีแดงกับสีเขียวเอาไว้ได้ ปล่อยแสงสีน้ำเงินสะท้อนออกมา   เมื่อผสมสีแดงกับสีน้ำเงินเข้าด้วยกัน  วัตถุที่เกิดจากการผสมก็จะ ดูดกลืนแสงสีเขียวเอาไว้ทั้งหมด   ปล่อยให้แสงสีแดงกับแสงสีน้ำเงินสะท้อนออกมา  จึงผสมกันเป็นสีม่วง (violet)   แต่การสะท้อนของแสงสีแดงกับแสงสีน้ำเงินจะสะท้อนไม่หมด  เพราะมีบางส่วนถูก ดูดกลืนไปบ้าง (สังเกตที่ขีดเส้นใต้)   สีที่ได้จากการผสมสีเชิงลบ  ความสดใสของสีจะลดลง  ต่างจากการผสมสีของสีเชิงบวกเมื่อผสมแล้วสีจะสดใสขึ้น  ฉะนั้นสีม่วงที่เกิดขึ้นในกรณีนี้จะไม่สดใสเท่าการ ฉายแสงสีแดงกับแสงสีน้ำเงินไปผสมกัน    แม่สีของสีเชิงลบคือ  สีแดง  น้ำเงินและเหลือง  จัดเป็นสีชั้นที่ 1  เมื่อนำมาผสมกันก็จะได้สีชั้นที่ 2 คือ  สีม่วง (น้ำเงิน + แดง)  สีเขียว (น้ำเงิน + เหลือง)  สี ส้ม (แดง + เหลือง)  ถ้าผสมกันต่อ ๆ ไปอีกก็จะได้สีใหม่จำนวนมากเช่นกัน  ดังรูป

(คลิ้ก  ทดลองผสมสีเชิงลบ)

                **  คำถาม  เหตุใดสีเหลืองจึงเป็นแม่สีเชิงลบ  แต่ไม่เป็นแม่สีเชิงบวก 

                สรุปได้ว่าการที่เรามองเห็นวัตถุเป็นสีต่าง ๆ  เกิดจากสมบัติของวัตถุนั้นว่าเมื่อได้รับแสงแล้วจะดูดกลืนแสงสีใด  และสะท้อนแสงสีใดออกมา  สีของวัตถุที่เราเห็นก็คือสีที่สะท้อนออกมาจากวัตถุนั้น  หรือเป็นสีที่วัตถุนั้นดูดกลืนไม่ได้  เพื่อความเข้าใจที่ถูกต้องเกี่ยวกับสีของวัตถุ  คลิ้กชมวีดีทัศน์ต่อไปนี้

(คลิ้ก  ชมวีดิทัศน์อธิบายการเกิดสีของวัตถุต่าง ๆ )

(คลิ้ก ฟังเพลงและตอบคำถาม)

  อินฟราเรด (Infrared , IR)  บางครั้งเรียกว่า  รังสีใต้แดง หรือรังสีความร้อน เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นมากกว่าแสงขาว   อยู่ถัดจากด้านสีแดงของแสงขาวลงไป    จึงเรียกว่าอยู่ใต้ แสงสีแดง  (Infrared , IR) ใช้ประโยชน์ ใช้ในการควบคุมเครื่องควบคุมทางไกล (remote control)  กล้องอินฟราเรดซึ่งทำให้สามารถมองเห็นวัตถุในความมืดได้  กล้องวงจรปิด  กล้องถ่ายรูปบางรุ่น  สัตว์หลายชนิดมีนัยน์ตารับรู้ รังสีชนิดนี้ได้ ทำให้มองเห็นหรือล่าเหยื่อในเวลากลางคืนได้ดี

ไมโครเวฟ และ คลื่นโทรทัศน์

  เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นมากกว่าอินฟราเรด  ใช้ประโยชน์ในการสื่อสาร มีการใช้งานผสมผสานกัน อาจใช้ไมโครเวฟนำสัญญาณจากสถานีส่งไปยังดาวเทียม แล้วให้ดาวเทียมส่ง สัญญาณต่อไปยังสถานีรับที่อยู่ไกล ๆ   เนื่องจากไมโครเวฟจะสะท้อนกับผิวโลหะได้ดี   จึงนำไปใช้ประโยชน์ในระบบเรดาร์   เพื่อการตรวจหาอากาศยาน  เตาอบไมโครเวฟเป็นการใช้ประโยชน์จากคลื่น ไมโครเวฟเช่นกัน

                               (คลิ้ก  อ่านเรื่องเตาอบไมโครเวฟ)

            คลื่นวิทยุ (radio wave)   
เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นมากกว่าไมโครเวฟ  เมื่อดูในแถบสเปกตรัม  จะเห็นได้ว่าอยู่ในช่วงต่อจากไมโครเวฟลงไปอีก   มีการแบ่งออกเป็นช่วงย่อย ๆ  เพื่อใช้ประโยชน์ เฉพาะด้านอีกมากมาย  แต่ที่คุ้นเคยกันโดยทั่วไปคือคลื่นวิทยุ  A.M.  กับ  F.M. 

ความยาวคลื่น ( wavelength ,  )

                คือความยาวหรือระยะทางจากยอดคลื่นยอดหนึ่งไปถึงอีกยอดคลื่นหนึ่งที่อยู่ติดกัน  อาจใช้หน่วยเป็นเมตร (m) หรือนาโนเมตร (nm)  โดย  1 nm = 10^-9 m  หรือ  1 m = 10⁹ nm  ธรรมชาติของ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จะมีความยาวคลื่นกับความถี่ของคลื่นจะแปรผกผันกัน    ถ้าเป็นคลื่นเสียง  คลื่นที่มีความยาวคลื่นมาก  (ความถี่น้อย)  จะให้เสียงทุ้ม  ความยาวคลื่นเป็นดังรูป

ความถี่ ( frequency , f หรือ ,อ่านว่า นิว)

            คือจำนวนรอบของคลื่น (oscillation) ที่ถูกส่งออกมาจากแหล่งกำเนิดคลื่น  หรือที่ผ่านจุดใดจุดหนึ่งไปในเวลา 1 วินาที  ใช้หน่วยเป็น Hertz หรือ Hz  หรือ s^-1
  โดย   1,000 Hz  = 1 กิโลเฮิร์ต  ( 1   kHz)                                                                                                                          
  1,000 kHz  = 1 เมกะเฮิร์ต ( 1   mHz)                                                                                                       
1,000 mHz = 1 กิกะเฮิร์ต ( 1  gHz)

ความเร็วของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า  ( speed  , c )          
                คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกชนิดมีความเร็วเท่ากัน  คือ    3.0 x 10⁸  เมตร/วินาที  แสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่ง  ฉะนั้นจึงมีความเร็ว   3.0 x 10⁸  เมตร/วินาที   เช่นกัน  ความเร็วของคลื่น ( C ) เกิดจากความสัมพันธ์ระหว่าง  ความยาวคลื่น ( λ ) กับความถี่ (ν , f ) ของคลื่น  ดังสมการ   

**   λ    ต้องใช้หน่วยเป็นเมตร ,m
            C  ใช้หน่วยเป็น  เมตร/วินาที  หรือ  m/s  หรือ  m.s^-1

ตัวอย่าง  คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่ง   มีความยาวคลื่น   500  นาโนเมตร (0.0000005 เมตร หรือ 500 x  
                 10^-9 เมตร) จะมีความถี่เท่าไร  (1 เมตร = 1,000,000,000 นาโนเมตร หรือ 1 x 10⁹ เมตร)
วิธีทำ  (ทดลองทำเองก่อน  แล้วค่อยคลิ้กดูเฉลย)

                                                            (คลิ้ก  ดูเฉลย)

  พลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Energy , E)

              ค.ศ. 1918 (พ.ศ. 2461  ตรงกับสมัยรัชกาลที่ 6  (พ.ศ. 2453 - 2468)  แมกซ์ แพลงค์ นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน (คลิ้ก อ่านประวัติ) เป็นผู้หนึ่งที่ค้นพบทฤษฎีควอนตัม (QUANTUM PHYSICS) และได้ รับรางวัลโนเบล สาขาฟิสิกส์ ในปี ค.ศ.1918  (พ.ศ. 2461) เป็นผู้พบว่าพลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะแปรผันตรงกับความถี่ของคลื่น และเสนอค่าคงที่ของแพลงค์  ( h ) = 6.625 x 10^-34 จูล วินาที (J.s)  สำหรับใช้ในการคำนวณหาพลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า  ดังสมการ

                  E    =    hf    =    h(C/λ)     ;   f   = C/λ

แบบฝึกหัด 

กำหนดให้ (Mega , M  ;  1M = 10⁶m) ;( Kilo ,k ; 1k = 10³m ); (Deci , d ; 1d = 10^-1m) ;
(Centi , c ; 1c = 10^-2m) ;  (Milli , m ; 1m = 10^-3m) ; (Micro , µ ; 1µ = 10^-6m) ; (Nano , n ; 1n = 10^-9m) ; (Pico , p ; 1p = 10^-12m) ; (Femto , f ; 1f = 10^-15m)

1.   จงคำนวณหาความยาวคลื่น  ความถี่  หรือพลังงานของคลื่น  จากข้อมูลที่กำหนดให้ในแต่ละข้อ
                1.1  รังสีแกมมา  ความยาวคลื่น (λ)  1 pm  ความถี่ของคลื่น (ν)  เป็นเท่าไร  (ตอบ.3.0 x 10²⁰ Hz)

                1.2   รังสีแกมมา  ความยาวคลื่น (λ)  1 pm  พลังงานของคลื่น (E)  เป็นเท่าไร  (ตอบ  1.9 x 10^-13 J)

                1.3  รังสีเอกซ์  ความถี่ของคลื่น (ν)  2.0 x 10¹⁶ Hz  จะมีความยางคลื่นกี่เมตรและมีพลังงานกี่จูล 
                    (ตอบ  1.5 x 10^-8 m ;  1.325 x 10^-17 J)

                1.4  รังสีอัลตราไวโอเลต  ความยาวคลื่น  100 nm  มีความถี่กี่  Hz  และมีพลังงานกี่จูล 
                     (ตอบ 3.0 x 10¹⁵  Hz ,  1.98 x 10^-18 J)

                1.5  คลื่นวิทยุ  มีความถี่   2.0 x 10¹¹ Hz  มีความยาวคลื่นกี่  nm  และมีพลังงานกี่จูล
                    (ตอบ  1.5 x 10⁶ nm  ,  1.335 x 10^-22 J)

2.  เส้นสเปกตรัมสีใดมีพลังงานสูงสุด  (ตอบ 2 )
1.  น้ำเงิน                                       2.  ม่วง                                    3.  น้ำทะเล                             4.  แดง

3.  แสงขาวมีความยาวคลื่นอยู่ประมาณช่วงใด  (ตอบ 3 )
1.  500-800   nm             2.  200-400  nm                  3.  400-700  nm                    4.  700-800  nm

4.  คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดใดมีความยาวคลื่นมากกว่าแสงขาว  (ตอบ 3 )
1.  เอกซ์                          2.  แกมมา                              3.  อินฟราเรด                        4.  อัลตราไวโอเลต

5.  สเปกตรัมของแสงขาวมีความยาวคลื่น  670  nm  มีความถี่เท่าไร  (ตอบ 2 )
1.  0.4 x 10¹⁴ Hz            2.  4.0 x 10¹⁴  Hz                   3.  4.0 x 10¹⁶  Hz                   4.  3.0 x 10⁸  Hz

6.  สเปกตรัมของแสงขาวที่มีความถี่  4.5 x 10²¹  Hz  มีพลังงานเท่าไร  (ตอบ 1 )
1.  2.982 x 10^-12  kJ          2.  2.982 x 10^-15  kJ               3.  5.0 x 10^-15  kJ              4.  9.5 x 10^-12  kJ

7.  การเรียงลำดับสีของแสงในข้อใด  เรียงจากพลังงานมากไปน้อยได้ถูกต้อง  (ตอบ 1 )

        1.  ม่วง  น้ำเงิน  เขียว  เหลือง                                       2.  แสด  เหลือง  เขียว  น้ำเงิน
3.  น้ำเงิน  เขียว  แสด  เหลือง                                      4. เหลือง  เขียว    น้ำเงิน  ม่วง

Appendix (ภาคผนวก)

1.  In each of the following pairs, circle the form of  radiation with the longer wavelength:
(ชนิดของคลื่นในแต่ละข้อต่อไปนี้  ชนิดใดมีความยาวคลื่นมากกว่าอีกชนิดหนึ่ง)

        a.  red light or blue light  (ans.red)          b. microwaves or radio waves (ans. radio waves)

         c. infrared radiation or red light (ans. infrared)    d. gamma rays or UV radiation (ans. UV)

2.  In each of the following pairs, circle the form of radiation with the greater frequency: :
(ชนิดของคลื่นในแต่ละข้อต่อไปนี้  ชนิดใดมีความยาวคลื่นมากกว่าอีกชนิดหนึ่ง)

        a.  yellow light or green light     (ans. Yellow light)                b.  X-ray or gamma ray (ans. X-ray)

        c.  UV radiation or violet light    (ans. violet light)     d.  AM radio wave or FM radio wave(ans. AM)

3.  Springfield,s “Classic Rock” radio station broadcasts at a frequency of 102.1 MHz. What is the length of the radio wave in meters?  (ans. 2.93)
(สถานีวิทยุ Springfield,s “Classic Rock” ออกอากาศด้วยความถี่ 102.1 MHz. อยากทราบว่ามีความยาวคลื่นกี่เมตร)

4.  A beam of light has a wavelength of 506 nanometers. What is the frequency of the light? What color is the light?  (ans.5.9x10¹⁴ m , orange)

      (ลำแสงซึ่งมีความยาวคลื่น 506 นาโนเมตร  จะมีความถี่เท่าไร และแสงดังกล่าวมีสีใด)

5.  Blue light has a frequency of 6.98 x 10¹⁴ Hertz. Calculate the wavelength of blue light in nanometers. (ans. 4.29 x 10^-1 m)
(แสงสีน้ำเงินมีความถี่ 6.98 x 10¹⁴ Hertz. จงคำนวณหาความยาวคลื่นว่าเป็นกี่นาโนเมตร)

6.  What is the energy in J of a photon for the blue line in the spectrum of mercury at whose wavelength is 4.36 x 10^-7 m? (Ans. 4.56 x 10^-19 J) 
(เส้นสเปกตรัมสีน้ำเงินของปรอทมีความยาวคลื่น 4.36 x 10^-7 m มีพลังงานกี่จูล)

  7.   The frequency of the blue line in the spectrum of mercury is 6.88 x 10¹⁴ s^-1. What is the wavelength in meters?  (Ans. 4.36 x 10^-7)  

(เส้นสเปกตรัมสีน้ำเงินของปรอทมีความถี่ 6.88 x 10¹⁴ s^-1. จะมีความยาวคลื่นกี่เมตร)

8.  Electromagnetic radiation of wavelength 285 nm is emitted by magnesium. Which of the following
          statements are correct for this type of radiation?  (ans.8.2)
              (คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาจากอะตอมของแมกนีเซียม  มีความยาวคลื่น 285 nm จงพิจารณาว่า
              สมบัติที่กล่าวถึงในข้อใดถูกต้อง)

      8.1.  It has a greater speed than radiation with wavelength 300 nm.
                     (มีความเร็วมากกว่าคลื่นที่มีความยาวคลื่น 300 nm)

      8.2  It has a higher frequency than radiation with wavelength 300 nm
                    (มีความถี่มากกว่าคลื่นที่มีความยาวคลื่น 300 nm)

        8.3  It is in the visible region (เป็นคลื่นที่มองเห็น)

9.  What is the energy content per photon (J) for light of frequency 4.2 x 10¹⁴?  (Ans. 2.78 x 10^-19J)
(โฟตรอนซึ่งมีความถี่ 4.2 x 10¹⁴ เฮิรตซ์  มีพลังงานกี่จูล)

10.  The wavelength of a light wave is 650 namometers. What is it frequency, in cycle per second? (The speed of light is 3.00 x 10⁸ m/s)  (ans. 4.6 x 10¹⁴ Hz)
(คลื่นซึ่งมีความยาวคลื่น 650 นาโนเมตร  มีความถี่เท่าไร)

11.   What is the wavelength in meters of a radio wave with a frequency of 540,000 sec^-1.
(ans. 5.6 x 10² m)
(คลื่นวิทยุซึ่งมีความถี่ 540,000 เฮิรตซ์  มีความยาวคลื่นกี่เมตร)

12.  The electromagnetic waves used in FM broadcasting by radio or television have frequencies of approximately 100 megahertz. In standard AM radio broadcasting, the frequency is about 1 megahertz. (Remember mega=10⁶) . Calculate the wavelengths used in AM and FM broadcasting?  (ans. FM. 3.0 m , AM 300 m)
(คลื่นวิทยุ FM มีความถี่ประมาณ 100 เมกะเฮิรตซ์  ในขณะที่คลื่นวิทยุ AM มีความถี่ประมาณ 1 เมกะเฮิรตซ์   จงหาความยาวคลื่นของคลื่นทั้งสองนี้ , อย่าลืม เมกา = 10⁶)

14.  A chemist is using radiation with a frequency of 6 x 10¹³ sec^-1 . 
(ถ้านักเคมีคนหนึ่งใช้รังสี ที่มีความถี่   6 x 10¹³ Hz….)

        a.  What is the wavelength of this radiation in meters? (ans. 5.0 x 10^-6 m)
    (รังสีนี้มีความยาวคลื่นกี่เมตร)

 c. Estimate the energy in kJ for one photon of this radiation. Plank’s constant (h) = 6.63 x 10^-34 J sec. The velocity of light is 3.00 x 10⁸ meter/sec.
  (ans. 3.978 x 10^-20 J)

15.  For each of the following wavelengths of visible light , determine the frequency to which belongs. 
       (จากความยาวคลื่นของแสงในช่วงของแสงขาวแต่ละชนิดต่อไปนี้  จงหาความถี่ของคลื่น)

                a. 2.0 x 10^-14 meter  ; (ans. 1.5 x 10²² m)         

                b.  4.0 x 10^-9 meter  ;  (ans. 7.5 x 10¹⁶ m)                        

                c.  6.0 x 10^-7 meter ; (ans. 5.0 x 10¹⁴ m)                          

d. 1.00 meter  ;   (ans. 3.0 x 10⁸ m)  

16. The wavelength of green light is about 522 nm. What is the frequency of this radiation? 
      (ans.5.7 x 10¹⁴)
      (แสงสีเขียวมีความยาวคลื่น  522 nm  อยากทราบว่ามีความถี่เท่าไร)

17. What is the wavelength of a photon that has a frequency of 2.10 x 10¹⁴ Hz?  Answer in nm .
     (ams.142.8 nm)
      (โฟตอนมีความถี่  2.10 x 10¹⁴ Hz  จะมีความยาวคลื่นกี่  nm)

18.  A classical radio station broadcasts at 93.5 MHz (M = 10⁶). Find the  wavelength of this radiation,
      in meters, and the energy of one of these  photons, in J.  (ans.3.2m , 6.19x10^-26 J)
      (สถานีวิทยุกระจายเสียงออกอากาศด้วยความถี่  93.5 MHz  (M = 10⁶)  อยากทราบว่ามีความยาวคลื่นกี่
      เมตร และมีพลังงานกี่จุล)

19.  An FM radio station broadcasts on a frequency of 91.5 x 10⁶ s^-1. What is the wavelength of these
       radio waves in meters? (ans.c) 
        (คลื่นวิทยุ  FM  มีความถี่  91.5 x 10⁶ s^-1 อยากทราบว่ามีความยาวคลื่น กี่เมตร)
      a)   1.09                       b)   0.328                c)   3.28               d)   1.09 x 10^-8        e)   3.05 x 10^-14

20. Which of the following represents the shortest wavelength? (ans.a) 
      (ความยาวคลื่นตามที่กำหนดในแต่ละข้อต่อไปนี้  ข้อใดเป็นความยาวคลื่นที่สั้นที่สุด)
     a)   6.3 x 10^-5 cm                          b)   7350 nm                       c)   3.5 x 10^-6 m

21.   A blue line in the spectrum of mercury occurs at 4.36 x 10^-7 m. What is this wavelength in Å?
       (ans.c) ;  ( 1 Å = 10^-10 m)
        (เส้นสเปกตรัมสีน้ำเงินของธาตุปรอทมีความยาวคลื่น  4.36 x 10^-7 m  จะมีความยาวคลื่นกี่อังสตรอม 
       กำหนดให้  1  อังสตรอม = 10^-10 m)
       a)   2.29 x 10^-3            b)   4.36 x 10⁴         c)   4.36 x 10³         d)   2.29 x 10^-4        e)   4.36 x 10²

22. The wavelength of the radiowaves of an FM station is 3.10 meters. What is the frequency (s^-1 )
      used by the FM station? (ans.c) 
      (คลื่นวิทยุ FM มีความยาวคลื่น  3.10  เมตร  อยากทราบว่ามีความถี่   ( s^-1 ) เท่าไร)
      a)   9.81 x 10⁷                 b)   9.32 x 10⁷       c)   9.68 x 10⁷       d)   9.81 x 10⁸       e)   9.86 x 10⁷

Size : 28.58 KBs Upload : 2015-04-01 06:26:30

Comment(s) Current Page(s) 1/0 << 1 >>

Vote this Content ? 0 Vote(s) Create by : K-Me Status : ผู้ใช้ทั่วไป วิทยาศาสตร์