วันพฤหัสบดีที่ 31 มกราคม พ.ศ. 2556

ระบบนิเวศ




                                                                         
         เรื่อง  ระบบนิเวศ

           สิ่งแวดล้อม คือ สรรพสิ่งที่อยู่รอบตัวเรา แบ่งออกเป็น 2 องค์ประกอบใหญ่ คือ สิ่งแวดล้อมทางชีวภาพ ได้แก่ มนุษย์ สัตว์ พืช และสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก และอีกองค์ประกอบหนึ่ง คือสิ่งแวดล้อมทางกายภาพ ได้แก่สิ่งแวดล้อมตามธรรมชาติ คือ ดิน น้ำ ป่าไม้ อากาศ แสง ฯลฯ และสิ่งแวดล้อมที่มนุษย์สร้างขึ้นได้แก่ สิ่งก่อสร้าง โบราณสถาน ศิลปกรรม ขนบธรรมเนียม ประเพณี และวัฒนธรรม เป็นต้น      
      
         สิ่งแวดล้อมแต่ละบริเวณจะมีความแตกต่างกันไปตามสภาพภูมิศาสตร์ และสภาพภูมิอากาศ ทำให้กลุ่มสิ่งมีชีวิต(community) อาศัยอยู่ในบริเวณแตกต่างกันไปด้วย ดังตัวอย่างในสระน้ำแห่งหนึ่งดังภาพ

 
                                               รูปภาพ แหล่งที่มา : vichakarn.triamudom.ac.th



       ในแหล่งน้ำนี้จะมีกลุ่มสิ่งมีชีวิตได้แก่สัตว์น้ำ ทั้งตัวเต็มวัย ตัวอ่อน และพืชน้ำนานาชนิด รวมทั้งสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก และจุลินทรีย์จำนวนมากอาศัยอยู่รวมกัน สิ่งมีชีวิตเหล่านี้จะมีความสัมพันธ์กันไปตามบทบาทหน้าที่ของสิ่งมีชีวิตแต่ละกลุ่ม กล่าวคือ พืชและสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่มีคลอโรฟีลล์ เป็นพวกที่สร้างอาหารได้เองโดยกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง จึงเป็นผู้ผลิตแหล่งอาหารที่สำคัญให้แก่สัตว์ ซึ่งจะกินต่อกันเป็นทอดๆ จากสัตว์กินพืช สัตว์กินสัตว์ และสัตว์ที่กินทั้งพืชและสัตว์เป็นอาหารต่อไป เมื่อสิ่งมีชีวิตทั้งหลายตายลง ก็จะถูกจุลินทรีย์กลุ่มสิ่งมีชีวิตย่อยสลายซากสิ่งมีชีวิตให้เป็นสารอนินทรีย์กลับคืนสู่แหล่งน้ำ
   
         ในแหล่งน้ำจะมีสารและแร่ธาตุต่างๆละลายปนอยู่ในน้ำ ซึ่งมีปริมาณมากบ้างน้อยบ้างตามฤดูกาล เนื่องจากในหน้าแล้งน้ำก็จะระเหยออกไป ส่วนในฤดูฝนก็จะมีน้ำและสารต่างๆถูกชะล้างจากบริเวณใกล้เคียงไหลลงสู่แหล่งน้ำ จึงทำให้ปริมาณน้ำและสารต่างๆเปลี่ยนแปลงอยู่เสมอ
      
         สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในแหล่งน้ำก็ได้ใช้สารและแร่ธาตุต่างๆในการดำรงชีวิต ได้แก่ การหายใจ การเจริญเติบโต การสังเคราะห์ด้วยแสง ฯลฯ จากกระบวนการเหล่านี้ที่เกิดขึ้นภายในร่างกายของสิ่งมีชีวิต รวมทั้งกระบวนการย่อยสลายของอินทรียสารของพวกจุลินทรีย์ จะมีการปล่อยสารบางอย่างออกสู่แหล่งน้ำ และสิ่งมีชีวิตในแหล่งน้ำก็จะใช้สารเหล่านั้นในกระบวนการต่างๆอีก
สารและแร่ธาตุต่างๆจึงหมุนเวียนเข้าสู่สิ่งมีชีวิต และปล่อยออกสู่แหล่งน้ำตลอดเวลาวนเวียนเป็นวัฏจักร
ถ้ามีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในแหล่งน้ำนี้ เช่น มีปริมาณธาตุไนโตรเจนมากเกินไปก็จะมีผลทำให้พืชน้ำหลายชนิดเจริญเติบโตขยายพันธุ์มากและรวดเร็ว ในระยะแรกๆ สัตว์น้ำที่กินพืชเป็นอาหารจะมีจำนวนเพิ่มขึ้น จนในที่สุดพืชที่เป็นแหล่งอาหารจะลดปริมาณลง ทำให้สัตว์กินพืชลดจำนวนลง และมีผลทำให้สัตว์กินสัตว์ลดจำนวนตามไปด้วย เนื่องจากอาหารไม่เพียงพอในขณะที่สัตว์และพืชเพิ่มจำนวนมากขึ้น ก็จะเกิดความแออัด จะมีของเสียถ่ายสู่แหล่งน้ำมากขึ้น ทำให้คุณภาพของแหล่งน้ำนั้นเปลี่ยนแปลงไป ซึ่งอาจส่งผลดีต่อการดำรงชีพของสัตว์และพืชบางชนิด แต่ไม่เหมาะสมสำหรับสัตว์และพืชอีกหลายชนิด ในแหล่งน้ำจึงมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา และจะพบว่ามีความสัมพันธ์กันภายในอย่างซับซ้อน ความสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มสิ่งมีชีวิตกับปัจจัยต่างๆในแหล่งน้ำมีการควบคุมตามธรรมชาติที่ทำให้จำนวนและชนิดของสิ่งมีชีวิตอยู่ในภาวะสมดุลได้
    
 ความสัมพันธ์ในสระน้ำนั้นเป็นตัวอย่างของหน่วยหนึ่งในธรรมชาติ เรียกว่า ระบบนิเวศ (ecosystem) ซึ่งเป็นระบบความสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ร่วมกันในบริเวณนั้น และความสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มสิ่งมีชีวิตกับสภาพแวดล้อมของแหล่งที่อยู่ ได้แก่ ดิน น้ำ แสง ในระบบนิเวศจะมีการถ่ายทอดพลังงานระหว่างกลุ่มสิ่งมีชีวิตกลุ่มต่างๆ และมีการหมุนเวียนสารต่างๆจากสิ่งแวดล้อมสู่สิ่งมีชีวิตและจากสิ่งมีชีวิตสู่สิ่งแวดล้อม

        ระบบนิเวศมีทั้งระบบใหญ่ เช่น โลกของเราจัดเป็นระบบนิเวศที่ใหญ่ที่สุด เรียกว่า โลกของสิ่งมีชีวิตหรือชีวภาค (biosphere) ซึ่งรวมระบบนิเวศหลากหลายระบบ และระบบนิเวศเล็กๆ เช่น ทุ่งหญ้า สระน้ำ ขอนไม้ผุ ระบบนิเวศ จำแนกได้เป็น ระบบนิเวศตามธรรมชาติ ได้แก่ ระบบนิเวศบนบก เช่น ป่าไม้ บึง ทุ่งหญ้า ทะเลทราย ระบบนิเวศน้ำ เช่น แม่น้ำลำคลอง ทะเล หนอง บึง มหาสมุทร ระบบนิเวศอีกประเภทหนึ่งคือ ระบบนิเวศที่มนุษย์สร้างขึ้น ได้แก่ ระบบนิเวศ ชุมชนเมือง แหล่งเกษตรกรรม อุตสาหกรรม เป็นต้น


ที่มา : www.karmins.com
           http://www.thaigoodview.com/library/studentshow/st2545/5-4/no02-44/biosystem.html
เมื่อวันที่  15 กุมภาพันธ์ 2556
เขียนโดย ที่ ไม่มีความคิดเห็น:

วงจรไฟฟ้า




 เรื่อง วงจรไฟฟ้า
 
รูปที่1 วงจรไฟฟ้า
 


วงจรไฟฟ้า หมายถึง ทางเดินของกระแสไฟฟ้าซึ่งไหลมาจากแหล่งกำเนิดผ่านตัวนำ และเครื่องใช้ไฟฟ้าหรือโหลด แล้วไหลกลับไปยัง แหล่งกำเนิดเดิม

วงจรไฟฟ้าประกอบด้วยส่วนที่สำคัญ 3 ส่วน คือ

1. แหล่งกำเนิดไฟฟ้า หมายถึง แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าไปยังวงจรไฟฟ้า เช่นแบตเตอรี่

2. ตัวนำไฟฟ้า หมายถึง สายไฟฟ้าหรือสื่อที่จะเป็นตัวนำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านไปยังเครื่องใช้ไฟฟ้า ซึ่งต่อระหว่างแหล่งกำเนิดกับเครื่องใช้ไฟฟ้า

3. เครื่องใช้ไฟฟ้า หมายถึง เครื่องใช้ที่สามารถเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานรูปอื่น ซึ่งจะเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า โหลด สวิตซ์ไฟฟ้านั้นเป็นส่วนหนึ่งของวงจรไฟฟ้า มีหน้าที่ในการควบคุมการทำงานให้มีความสะดวกและปลอดภัยมากยิ่งขึ้น ถ้าไม่มีสวิตซ์ไฟฟ้าก็จะไม่มีผลต่อการทำงานวงจรไฟฟ้าใดๆ เลย

การต่อวงจรไฟฟ้าสามารถแบ่งวิธีการต่อได้ 3 แบบ คือ

1. วงจรอนุกรม เป็นการนำเอาเครื่องใช้ไฟฟ้าหรือโหลดหลายๆ อันมาต่อเรียงกันไปเหมือนลูกโซ่ กล่าวคือ ปลายของเครื่องใช้ไฟฟ้าตัวที่ 1 นำไปต่อกับต้นของเครื่องใช้ไฟฟ้าตัวที่ 2 และต่อเรียงกันไปเรื่อยๆ จนหมด แล้วนำไปต่อเข้ากับแหล่งกำเนิด การต่อวงจรแบบอนุกรมจะมีทางเดินของกระแสไฟฟ้าได้ทางเดียวเท่านั้น ถ้าเกิดเครื่องใช้ไฟฟ้าตัวใดตัวหนึ่งเปิดวงจรหรือขาด จะทำให้วงจรทั้งหมดไม่ทำงาน
 
 
 

รูปภาพที่ 2 วงจรแบบอนุกรม
 

คุณสมบัติที่สำคัญของวงจรอนุกรม

1. กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านเท่ากันตลอดวงจร

2. แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมส่วนต่างๆ ของวงจร เมื่อนำมารวมกันแล้วจะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าที่แหล่งกำเนิด

3. ความต้านทานรวมของวงจร จะมีค่าเท่ากับผลรวมของความต้านทานแต่ละตัวในวงจรรวมกัน

2. วงจรขนาน เป็นการนำเอาต้นของเครื่องใช้ไฟฟ้าทุกๆ ตัวมาต่อรวมกัน และต่อเข้ากับแหล่งกำเนิดที่จุดหนึ่ง นำปลายสายของทุกๆ ตัวมาต่อรวมกันและนำไปต่อกับแหล่งกำเนิดอีกจุดหนึ่งที่เหลือ ซึ่งเมื่อเครื่องใช้ไฟฟ้าแต่ละอันต่อเรียบร้อยแล้วจะกลายเป็นวงจรย่อย กระแสไฟฟ้าที่ไหลจะสามารถไหลได้หลายทางขึ้นอยู่กับตัวของเครื่องใช้ไฟฟ้าที่นำมาต่อขนานกัน ถ้าเกิดในวงจรมีเครื่องใช้ไฟฟ้าตัวหนึ่งขาดหรือเปิดวงจร เครื่องใช้ไฟฟ้าที่เหลือก็ยังสามารถทำงานได้ ในบ้านเรือนที่อยู่อาศัยปัจจุบันจะเป็นการต่อวงจรแบบนี้ทั้งสิ้น

คุณสมบัติที่สำคัญของวงจรขนาน

1. กระแสไฟฟ้ารวมของวงจรขนาน จะมีค่าเท่ากับกระแสไฟฟ้าย่อยที่ไหลในแต่ละสาขาของวงจรรวมกัน

2. แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมส่วนต่างๆ ของวงจร จะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าที่แหล่งกำเนิด

3. ความต้านทานรวมของวงจร จะมีค่าน้อยกว่าความต้านทานตัวที่น้อยที่สุดที่ต่ออยู่ในวงจร
รูปภาพที่ 3 วงจรแบบขนาน
 

3. วงจรผสม เป็นวงจรที่นำเอาวิธีการต่อแบบอนุกรม และวิธีการต่อแบบขนานมารวมให้เป็นวงจรเดียวกัน ซึ่งสามารถแบ่งตามลักษณะของการต่อได้ 2 ลักษณะดังนี้

3.1 วงจรผสมแบบอนุกรม-ขนาน เป็นการนำเครื่องใช้ไฟฟ้าหรือโหลดไปต่อกันอย่างอนุกรมก่อน แล้วจึงนำไปต่อกันแบบขนานอีกครั้งหนึ่ง

3.2 วงจรผสมแบบขนาน-อนุกรม เป็นการนำเครื่องใช้ไฟฟ้าหรือโหลดไปต่อกันอย่างขนานก่อน แล้วจึงนำไปต่อกันแบบอนุกรมอีกครั้งหนึ่ง

คุณสมบัติที่สำคัญของวงจรผสม

เป็นการนำเอาคุณสมบัติของวงจรอนุกรม และคุณสมบัติของวงจรขนานมารวมกัน ซึ่งหมายความว่าถ้าตำแหน่งที่มีการต่อแบบอนุกรม ก็เอาคุณสมบัติ ของวงจรการต่ออนุกรมมาพิจารณา ตำแหน่งใดที่มีการต่อแบบขนาน ก็เอาคุณสมบัติของวงจรการต่อขนานมาพิจารณาไปทีละขั้นตอน
รูปภาพที่ 4 วงจรแบบผสม
 

ความแตกต่างของวงจรเปิด-วงจรปิด

1. วงจรเปิด คือวงจรที่กระแสไฟฟ้าไม่สามารถไหลได้ครบวงจร ซึ่งเป็นผลทำให้เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ต่ออยู่ในวงจรไม่สามารถจ่ายพลังงานออกมาได้ สาเหตุของวงจรเปิดอาจเกิดจากสายหลุด สายขาด สายหลวม สวิตซ์ไม่ต่อวงจร หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าชำรุด เป็นต้น

2. วงจรปิด คือวงจรที่กระแสไฟฟ้าไหลได้ครบวงจร ทำให้โหลดหรือเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ต่ออยู่ในวงจรนั้นๆ ทำงาน

ความหมายทางไฟฟ้า

1. แรงดันไฟฟ้า หรือแรงเคลื่อนไฟฟ้า หมายถึงแรงที่ดันให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านความต้านทานของวงจรไปได้ ใช้แทนด้วยตัว E มีหน่วยวัดเป็น โวลท์ (V)

2. กระแสไฟฟ้า หมายถึงการเคลื่อนที่ของอิเล็คตรอนอิสระจากอะตอมหนึ่งไปยังอะตอมหนึ่ง จะไหลมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความต้านทานของวงจร ใช้แทนด้วยตัว I มีหน่วยวัดเป็นแอมแปร์ (A)

3. ความต้านทานไฟฟ้า หมายถึงตัวที่ต้านการไหลของกระแสไฟฟ้าให้ไหลในจำนวนจำกัด ซึ่ง อยู่ในรูปของเครื่องใช้ไฟฟ้าทุกชนิด เช่น แผ่นลวดความร้อนของเตารีด หม้อหุงข้าว หลอดไฟฟ้า เป็นต้น เครื่องใช้ไฟฟ้าเหล่านี้ต้านการไหลของกระแสไฟฟ้าให้ไหลในจำนวนจำกัด ใช้แทนด้วยตัว R มีหน่วยวัดเป็นโอห์ม (W )

4. กำลังงานไฟฟ้า หมายถึงอัตราการเปลี่ยนแปลงพลังงาน หรืออัตราการทำงาน ได้จากผลคูณของแรงดันไฟฟ้ากับกระแสไฟฟ้า ใช้แทนด้วยตัว P มีหน่วยวัดเป็นวัตต์ (W)

5. พลังงานไฟฟ้า หมายถึงกำลังไฟฟ้าที่นำไปใช้ในระยะเวลาหนึ่ง มีหน่วยวัดเป็นวัตต์ชั่วโมง (Wh) หรือยูนิต ใช้แทนด้วยตัว W

6. ไฟฟ้าลัดวงจรหรือไฟฟ้าช็อต หมายถึงการที่ไฟฟ้าไหลผ่านจากสายไฟฟ้าเส้นหนึ่งไปยังอีกเส้นหนึ่ง โดยไม่ผ่านเครื่องใช้ไฟฟ้าหรือโหลดใดๆ สาเหตุส่วนใหญ่เกิดจากฉนวนของสายไฟฟ้าชำรุด และมาสัมผัสกันจึงมีความร้อนสูง มีประกายไฟ ทำให้เกิดเพลิงไหม้ได้ถ้าบริเวณนั้นมีวัสดุไวไฟ

7. ไฟฟ้าดูด หมายถึงการที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านร่างกาย ซึ่งจะทำให้เกิดอาการกล้ามเนื้อแข็งเกร็ง หัวใจทำงานผิดจังหวะ เต้นอ่อนลงจนหยุดเต้น และเสียชีวิตในที่สุด แต่อย่างไรก็ตามความรุนแรงของอันตรายจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับปริมาณของกระแส เวลาและเส้นทางที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน

8. ไฟฟ้ารั่ว หมายถึงสายไฟฟ้าเส้นที่มีไฟจะไหลไปสู่ส่วนที่เป็นโลหะของเครื่องใช้ไฟฟ้าถ้าไม่มีสายดินก็จะทำให้ได้รับอันตรายแต่ถ้ามีสายดินก็จะทำให้กระแสไฟฟ้าที่ไหลอยู่นั้นไหลลงดินแทน

9. ไฟฟ้าเกิน หมายถึงการใช้ไฟฟ้าเกินกว่าขนาดของอุปกรณ์ตัดตอนทางไฟฟ้า ทำให้มีการปลดวงจรไฟฟ้า อาการนี้สังเกตได้คือจะเกิดหลังจากที่ได้ เปิดใช้ไฟฟ้าสักครู่ หรืออาจนานหลายนาทีจึงจะตรวจสอบเจอ
 
เมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ 2556
เขียนโดย ที่ ไม่มีความคิดเห็น:

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า




เรื่อง  คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ธรรมชาติของ “แสง” แสดงความประพฤติเป็นทั้ง “คลื่น” และ “อนุภาค” เมื่อเรากล่าวถึงแสงในคุณสมบัติความเป็นคลื่น เราเรียกว่า “คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า” (Electromagnetic waves) ซึ่งประกอบด้วยสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าทำมุมตั้งฉาก และเคลื่อนที่ไปในอวกาศด้วยความเร็ว 300,000,000 เมตร/วินาที เมื่อเรากล่าวถึงแสงในคุณสมบัติของอนุภาค
เราเรียกว่า “โฟตอน” (Photon) เป็นอนุภาคที่ไม่มีมวล แต่เป็นพลังงาน


ภาพที่ 1 คุณสมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า


ความยาวคลื่น (wavelength), ความถี่ (frequency) และความเร็วแสง (speed)

= c / f

ความยาวคลื่น = ความเร็วแสง / ความถี่
ความยาวคลื่น () = ระยะห่างระหว่างยอดคลื่น มีหน่วยเป็นเมตร (m)
ความถี่ (f) = จำนวนคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านจุดที่กำหนด ในระยะเวลา 1 วินาที มีหน่วยเป็นเฮิรทซ์ (Hz)
ความเร็วแสง (c) = 300,000,000 เมตร/วินาที (m/s)

ตัวอย่างที่ 1: คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากดวงอาทิตย์ มีความยาวคลื่น 500 นาโนเมตร (0.0000005 เมตร) จะมีความถี่เท่าไร(1 เมตร = 1,000,000,000 นาโนเมตร) = c / f f = c /
= [ 300,000,000 เมตร / วินาที ]
 = 6 x 10^14 เฮิรทซ์


ประเภทของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
แสงที่ตามองเห็น (Visible light) เป็นเพียงส่วนหนึ่งของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ในช่วงซึ่งประสาทตาของมนุษย์สามารถสัมผัสได้ ซึ่งมีความยาวคลื่นอยู่ระหว่าง 400 – 700 นาโนเมตร (1 เมตร = 1,000,000,000 นาโนเมตร) หากนำแท่งแก้วปริซึม (Prism) มาหักเหแสงอาทิตย์ เราจะเห็นว่าแสงสีขาวถูกหักเหออกเป็นสีม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสด แดง คล้ายกับสีของรุ้งกินน้ำ เรียกว่า “สเปคตรัม” (Spectrum) แสงแต่ละสีมีความยาวคลื่นแตกต่างกัน สีม่วงมีความยาวคลื่นน้อยที่สุด
สีแดงมีความยาวคลื่นมากที่สุด


ภาพที่ 2 ประเภทของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

นอกจากแสงที่ตามองเห็นแล้วยังมีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดอื่นๆ ได้แก่ รังสีที่มีความยาวคลื่นถัดจากสีแดงออกไป
เราเรียกว่า “รังสีอินฟราเรด” หรือ “รังสีความร้อน” เรามองไม่เห็นรังสีอินฟราเรด แต่เราก็รู้สึกถึงความร้อนได้ สัตว์บางชนิด เช่น งู มีประสาทสัมผัสรังสีอินฟราเรด มันสามารถทราบตำแหน่งของเหยื่อได้ โดยการสัมผัสรังสีอินฟราเรดซึ่งแผ่ออกมาจากร่างกายของเหยื่อ รังสีที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่าแสงสีม่วงเรียกว่า “รังสีอุลตราไวโอเล็ต” แม้ว่าเราจะมองไม่เห็น แต่เมื่อเราตากแดดนานๆ ผิวหนังจะไหม้ด้วยรังสีชนิดนี้ นอกจากรังสีอุลตราไวโอเล็ตและรังสีอินฟราเรดแล้ว ยังมีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าประเภทอื่นๆ ซึ่งเรียงลำดับตามความยาวคลื่นได้ดังนี้
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

สเปคตรัม
 นักดาราศาสตร์ทำการศึกษาเทห์วัตถุท้องฟ้า โดยการศึกษาคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่วัตถุแผ่รังสีออกมา สเปคตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทำให้เราทราบถึงคุณสมบัติทางกายภาพของดวงดาว อันได้แก่ อุณหภูมิ และพลังงาน (นอกจากนั้นยังบอกถึง ธาตุ องค์ประกอบทางเคมี และทิศทางการเคลื่อนที่ของเทห์วัตถุ แต่คุณสมบัติเหล่านี้ อยู่นอกเหนือที่จะกล่าวในที่นี้)


ภาพที่ 3 สเปคตรัมของแสงอาทิตย์

สเปคตรัมของแสงอาทิตย์ในภาพที่ 3 แสดงให้เห็นถึงระดับความเข้มของพลังงานในช่วงความยาวคลื่นต่างๆ จะเห็นได้ว่า ดวงอาทิตย์มีความเข้มของพลังงานมากที่สุดที่ความยาวคลื่น 500 นาโนเมตร เส้นสีเข้มบนแถบสเปคตรัม หรือ รอยหยักบนเส้นกราฟ แสดงให้เห็นว่า มีธาตุไฮโดรเจนอยู่ในชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ ดาวแต่ละดวงมีสเปคตรัมไม่เหมือนกัน ฉะนั้นสเปคตรัมจึงเป็นเสมือนเส้นลายมือของดาว

ความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่น และอุณหภูมิ
วัตถุทุกชนิดที่มีอุณภูมิสูงกว่า 0 เคลวิน (-273°C) มีพลังงานภายในตัว และมีการแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ความยาวของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแปรผกผันกับอุณหภูมิ มิใช่มีเพียงสิ่งที่มีอุณหภูมิสูง ดังเช่น ดวงอาทิตย์ และไส้หลอดไฟฟ้า จึงมีการแผ่รังสี หากแต่สิ่งที่มีอุณหภูมิต่ำดังเช่น ร่างกายมนุษย์ และน้ำแข็ง ก็มีการแผ่รังสีเช่นกัน เพียงแต่ตาของเรามองไม่เห็น
พิจารณาภาพที่ 4 เมื่อเราให้พลังงานความความร้อนแก่แท่งโลหะ เมื่อมันเริ่มร้อน มันจะเปล่งแสงสีแดง (สามารถเห็นได้จากขดลวดของเตาไฟฟ้า) เมื่อมันร้อนมากขึ้น มันจะเปล่งแสงสีเหลือง และ.ในที่สุดมันจะเปล่งแสงสีขาวอมน้ำเงิน
พิจารณาเส้นกราฟ จะเห็นว่า
เมื่อโลหะมีอุณหภูมิ 3,000 K ความยาวคลื่นสูงสุดที่ยอดกราฟจะอยู่ที่ 1000 nm (นาโนเมตร) ซึ่งตรงกับย่านรังสีอินฟราเรด ซึ่งสายตาเราไม่สามารถมองเห็นรังสีชนิดนี้ เราจึงเห็นแท่งโลหะแผ่แสงสีแดง เนื่องจากเป็นความยาวคลื่นที่ต่ำที่สุดแล้ว ที่เราสามารถมองเห็นได้
เมื่อแท่งเหล็กมีอุณหภูมิ 5,000 K ความยาวคลื่นสูงสุดที่ยอดกราฟจะอยู่ที่ 580 nm เราจึงมองเห็นแท่งโลหะเปล่งแสงสีเหลือง
เมื่อแท่งเหล็กมีอุณหภูมิ 10,000 K ความยาวคลื่นสูงสุดที่ยอดกราฟจะอยู่ที่ 290 nm ซึ่งตรงกับย่านรังสี
อุลตราไวโอเล็ก ซึ่งสายตาเราไม่สามารถมองเห็นรังสีชนิดนี้ เราจึงเห็นแท่งโลหะแผ่แสงสีม่วง เนื่องจากเป็นความยาวคลื่นที่สูงที่สุดแล้ว ที่เราสามารถมองเห็นได้


ภาพที่ 4 ความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่นกับอุณหภูมิ

ตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นว่า วัตถุร้อน มีพลังงานสูง และแผ่รังสีคลื่นสั้น ส่วนวัตถุเย็น มีพลังงานต่ำ แผ่รังสีคลื่นยาว
ในปี ค.ศ.1893 นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันชื่อ วิลเฮล์ม เวน (Wilhelm Wien) ได้ค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและความร้อน ดังนี้

กฎของเวน (Wien’s Law)

max = 0.0029 / T

max = ความยาวคลื่นที่มีพลังงานสูงสุด มีหน่วยเป็นเมตร (m)
T = อุณหภูมิของวัตถุ มีหน่วยเป็นเคลวิน (K)

ตัวอย่างที่ 2: แสงอาทิตย์มีพลังงานสูงสุดที่ความยาวคลื่น 500 นาโนเมตร (0.0000005 เมตร) แสดงว่าดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิพื้นผิวเท่าไรmax = 0.0029 / T
T = 0.0029 /max
= 0.0029 / 0.0000005
= 5,800 K


ตัวอย่างที่ 3: อุณหภูมิเฉลี่ยของโลกเท่ากับ 15°C (288 K) คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่โลกแผ่สู่อวกาศ มีความยาวคลื่นที่มีพลังงานสูงสุด เท่ากับเท่าไร

max = 0.0029 / T
= 0.0029 / 288
= 0.00001 เมตร
= 0.01 มิลลิเมตร
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่โลกแผ่สู่อวกาศ มีความยาวคลื่น 0.01 มิลลิเมตร ตรงกับย่านรังสีอินฟราเรด


พลังงานของโฟตอน โฟตอนเป็นอนุภาคของแสง ซึ่งไม่มีมวล แต่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 300,000,000 เมตร/วินาที พลังงานของโฟตอนแปรตามความถี่ แต่แปรผกผันกับความยาวคลื่น กล่าวคือ โฟตอนของรังสีคลื่นสั้น ย่อมมีพลังงานมากกว่า โฟตอนของรังสีคลื่นยาว ดังเช่น โฟตอนของรังสีอุลตราไวโอเล็ต มีพลังงานมากกว่า รังสีอินฟราเรด

กฏของแพลงก์ (Plank’s Law)

E = hf = hc /

พลังงานของโฟตอน = h x ความถี่
= h x ความเร็วแสง / ความยาวคลื่น
ความยาวคลื่น () = ระยะห่างระหว่างยอดคลื่น มีหน่วยเป็นเมตร (m)
ความถี่ (f) = จำนวนคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านจุดที่กำหนด ในระยะเวลา 1 วินาที มีหน่วยเป็นเฮิรซ์ (Hz)
ค่าคงที่ของแพลงก์ (h) = 6.6 x 10^-34 จูล วินาที (J.s)

ตัวอย่างที่ 4: โฟตอนของแสงสีเหลืองมีความยาวคลื่น 500 นาโนเมตร (0.0000005 เมตร) โฟตอนของแสงสีแดงมีความยาวคลื่น 656 นาโนเมตร (0.000000656 เมตร) โฟตอนทั้งสองมีพลังงานต่างกันอย่างไร

E yellow = hc /
= [6.6 x 10^-34 จูล วินาที] [300,000,000 เมตร / วินาที ]
= 4 x 10^-19 จูล

E red = hc /
= [6.6 x 10^-34 จูล วินาที] [300,000,000 เมตร / วินาที ]
= 1 x 10^-19 จูล

โฟตอนของแสงสีเหลือง มีพลังงานมากกว่า โฟตอนของแสงสีแดง 4 เท่า เนื่องจากคลื่นสั้นมีพลังงานมากกว่าคลื่นยาว


ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มของพลังงาน และอุณหภูมิ
ในปี ค.ศ.1879 โจเซฟ สเตฟาน และลุดวิก โบลทซ์มานน์ นักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย ได้ค้นพบว่า ความเข้มของพลังงาน (Energy Flux) แปรผันตามค่ายกกำลังสี่ของอุณหภูมิ มีหน่วยเป็น จูล / ตารางเมตร วินาที หรือ วัตต์ / ตารางเมตร

กฏของสเตฟาน–โบลทซ์มานน์ (Stefan-Boltzmann’s Law)

F = T4

F = ความเข้มของพลังงาน มีหน่วยเป็นวัตต์ / ตารางเมตร (W m^-2)
= 5.67 x 10^-8 วัตต์ / ตารางเมตร K4 (W m^-2 K^-4)
T = อุณหภูมิของวัตถุ มีหน่วยเป็นเคลวิน (K)

ตัวอย่างที่ 5: พื้นผิวของดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิเฉลี่ย 5,800 K มีความเข้มของพลังงานเท่าไร

F = T4
= (5.67 x 10^-8 วัตต์ / ตารางเมตร K^4) (5800 K)^4
= (5.67 x 10^-8 วัตต์ / ตารางเมตร) (1.13 x 10^15)
= 64,164,532 วัตต์ / ตารางเมตร


ตัวอย่างที่ 6: พื้นผิวของโลกมีอุณหภูมิเฉลี่ย 288 K (15°C) มีความเข้มของพลังงานเท่าไร

F = T4
= (5.67 x 10^-8 วัตต์ / ตารางเมตร K^4)(288 K)^4
= (5.67 x 10^-8 วัตต์ / ตารางเมตร)(6,879,707,136)
= 390 วัตต์ / ตารางเมตร


ความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานและระยะทาง ในการแผ่รังสี
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแผ่ออกจากจุดกำเนิดในทุกทิศทุกทาง เปรียบเสมือนทรงกลมที่มีจุดกำเนิดเป็นจุดศูนย์กลาง โดยเมื่อพลังงานแพร่ออกไป ความเข้มของพลังงานจะลดลงยกลงไปเท่ากับ หน่วยของระยะทาง ยกกำลังสอง


ภาพที่ 5 ระยะทางผกผันกำลังสอง

กฎระยะทางผกผันกำลังสอง

F1 / F2 = (D2 / D1)^2

F1 = ความเข้มของพลังงาน ณ ระยะทางที่ 1
F2 = ความเข้มของพลังงาน ณ ระยะทางที่ 2
D1 = ระยะทางจากจุดกำเนิดถึงระยะทางที่ 1
D2 = ระยะทางจากจุดกำเนิด ถึงระยะทางที่ 2

ตัวอย่างที่ 7: พลังงานที่พื้นผิวของดวงอาทิตย์มีความเข้ม 64 ล้านวัตต์ / ตารางเมตร อยากทราบว่าพลังงานจากดวงอาทิตย์ที่ตกกระทบบรรยากาศชั้นบนของโลก จะมีความเข้มเท่าไร

F1 = ความเข้มของพลังงาน ณ บรรยากาศโลกชั้นบน
F2 = ความเข้มของพลังงาน ณ ผิวดวงอาทิตย์
= 64,000,000 วัตต์/ตารางเมตร
D1 = รัศมีของวงโคจรโลกรอบดวงอาทิตย์
=150,000,000,000 เมตร
D2 = รัศมีของดวงอาทิตย์
= 694,000,000 เมตร

F1 = F2 (D2/D1)^2
F1 = (64,000,000 วัตต์/ตารางเมตร) (694,000,000 เมตร / 150,000,000,000 เมตร)^2
= 1,370 วัตต์/ตารางเมตร


ตัวอย่างที่ 8: พลังงานจากดวงอาทิตย์ตกกระทบโลกมีความเข้ม 1,370 ล้านวัตต์ / ตารางเมตร อยากทราบว่าพลังงานจากดวงอาทิตย์ที่ตกกระทบดาวอังคาร จะมีความเข้มเท่าไร

F1 = พลังงานจากดวงอาทิตย์ที่ตกกระทบดาวอังคาร
F2 = พลังงานจากดวงอาทิตย์ที่ตกกระทบโลก = 1,370 วัตต์/ตารางเมตร
D1 = รัศมีของวงโคจรดาวอังคาร = 1 AU (หน่วยดาราศาสตร์)
D2 = รัศมีของวงโคจรโลก = 1.5 AU

F1 = F2 (D2 / D1)^2
F1 = (1,370 วัตต์/ตารางเมตร) ( 1 / 1.5)^2 = (1,370 วัตต์/ตารางเมตร) (0.444)= 609 วัตต์/ตารางเมตร


สรุปกฎการแผ่รังสี
1. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเคลื่อนที่ในอวกาศด้วยความเร็ว 300,000 กิโลเมตร/วินาที
2. คลื่นสั้นมีความถี่สูง คลื่นยาวมีความถี่ต่ำ
3. วัตถุทุกชนิดที่มีอุณภูมิสูงกว่า 0 K (-273°C) ล้วนมีพลังงานภายในตัว และมีการแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
4. วัตถุที่มีอุณหภูมิสูง ย่อมมีการแผ่พลังงาน (อัตราการไหลของพลังงาน) มากกว่าวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำ
5. พลังงานของโฟตอนแปรผันโดยตรงกับความถี่ (E = h)
6. พลังงานของโฟตอนแปรผกผันกับความยาวคลื่น (E = hc / )
7. วัตถุที่มีอุณหภูมิสูงแผ่รังสีคลื่นสั้น วัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำแผ่รังสีคลื่นยาว (max = 0.0029 / T)
8. ความเข้มของพลังงานแปรผกผันกับหน่วยของระยะทางยกกำลังสอง (F1/F2 = (D2/D1)^2)
 
 

ที่มา : http://202.143.160.21/LM/Sci@/energy/em_wave/em_wave/em_wave.htm
เมื่อวันที่  15 กุมภาพันธ์ 2556





เขียนโดย ที่ ไม่มีความคิดเห็น:

สัตว์มีกระดูกสันหลัง



 เรื่อง  สัตว์มีกระดูกสันหลัง (Vertebrate)

           สัตว์มีกระดูกสันหลัง (Vertebrate) สิ่งมีชีวิตประเภทนี้มีกระดูกสันหลังหรือไขสันหลัง สิ่งมีชีวิตที่มีกระดูกสันหลังเริ่มมีวิวัฒนาการมาเป็นเวลาประมาณ 505 ล้านปี ในยุคแคมเบรียนกลาง ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของช่วงยุคแคมเบรียน โครงกระดูกของไขสันหลัง ถูกเรียกว่ากระดูกสันหลัง Vertebrate เป็นไฟลัมย่อยที่ใหญ่ที่สุดใน Chordates รวมทั้งยังมีสัตว์ที่คนรู้จักมากที่สุดอีกด้วย (ยกเว้นแมลง) ปลา สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก สัตว์เลื้อยคลาน นก และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม (รวมทั้งมนุษย์)เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีกระดูกสันหลังทั้งสิ้น ลักษณะเฉพาะของไฟลัมย่อยนี้คือระบบของกล้ามเนื้อจำนวนมาก เช่นเดียวกับระบบประสาทส่วนกลางที่ถูกวางในกระดูกสันหลังเป็นส่วน ๆ

สัตว์มีกระดูกสันหลัง คือกระดูกสันหลังจะอยู่เป็นแนวยาวไปตามด้านหลังของสัตว์ กระดูกสันหลังจะต่อกันเป็นข้อๆ ยืดหยุ่น เคลื่อนไหวได้มีหน้าที่ช่วยพยุงร่างกายให้เป็นรูปร่างทรวดทรงอยู่ได้และยังช่วยป้องกันเส้นประสาทอีกด้วย สัตว์พวกมีกระดูกสันหลัง นักวิทยาศาสตร์ยังแบ่งออกเป็น 5 พวกคือ
    สัตว์พวกปลา
    สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ
    สัตว์เลื้อยคลาน
    สัตว์ปีก
    สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม


    1. สัตว์พวกปลา

           ปลา เป็นสัตว์พวกหายใจด้วยเหงือก มีครีบใช้เคลื่อนไหวและทรงตัว มีเกล็ดปกคลุมตัว มีเส้นข้างตัว เป็นส่วนรับความรู้สึกสั่นสะเทือน แบ่งเป็น 2 ชนิด คือ 1. ปลากระดูกอ่อน เช่น ปลาฉลาม ปลากระเบน
    2. ปลากระดูกแข็ง เช่น ปลาดุก ปลานิล ปลาตะเพียน ฯลฯ

    โครงกระดูกปลาไม่มีกระดูกแขนขา แต่มีโครงกระดูกเป็นครีบต่างๆ

    ปลาแบ่งออกเป็นชนิดต่างๆ ดังนี้

    - ชนิดไม่มีเกล็ด เช่นปลาดุก ปลากดเหลือง
    - ชนิดมีเกล็ดตามลำตัว เช่น ปลาตะเพียน ปลาช่อน ปลาหมอ ปลานิล
    - ชนิดสามารถหากินบนดินเลน ดินชื้นแฉะตามป่าชายเลน เช่น ปลาตีน
    - ชนิดเป็นปลาสวยงาม นิยมนำมาเลี้ยงดูไว้เป็นงานอดิเรก เช่น ปลาทอง ปลาการ์ตูน
    - ชนิดอาศัยอยู่ในน้ำเค็ม เช่น ปลากระเบน ปลาฉลาม
    - ชนิดอาศัยในน้ำจืด เช่น ปลากราย ปลากระดี่
    - ชนิดอาศัยอยู่ในน้ำกร่อย เช่น ปลากระพง ปลากระบอก


     
     รูปภาพที่ 1  สัตว์จำพวกปลา
     

    2. สัตว์ครึ่งน้ำครึ่งบก
           สัตว์สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ เป็นสัตว์พวกวางไข่ในน้ำ ตัวอ่อนหายใจด้วยเหงือกและผิวหนัง เมื่อโตเต็มวัยหายใจด้วยปอดและผิวหนัง เพราะอยู่บนบก ผิวหนังเปียกชื้น ไม่มีเกล็ด เป็นสัตว์เลือดเย็น ได้แก่ กบ คางคก เขียด ปาด อึ่งอ่าง ซาลามานเดอร์ งูดิน




    รูปภาพที่ 2 สัตว์จำพวกครึ่งบกครึ่งน้ำ
     
     
     
    3. สัตว์เลื้อยคลาน

           สัตว์เลื้อยคลาน เป็นสัตว์ที่ส่วนมากดำรงชีวิตอยู่บนพื้นดิน วางไข่บนบก ไข่มีไข่แดงมากเพื่อเป็นอาหารของตัวอ่อน ผิวหนังลำตัวแห้ง มีเกล็ด หายใจด้วยปอดตลอดชีวิตและเป็นสัตว์เลือดเย็น พวกที่อาศัยอยู่บนบก เช่น กิ้งก่า จิ้งเหลน จิ้งจก แย้ สัตว์พวกที่อยู่ได้ทั้งในน้ำและบนบก เช่น เต่า จระเข้ งูบางชนิด
     
     
     
     
     
     รูปภาพที่ 3 สัตว์จำพวกสัตว์เลื้อยคลาน

    4. สัตว์ปีก

            สัตว์ปีก เป็นสัตว์เลือดอุ่น มีขนเป็นแผงปกคลุมตัว ขาหน้าเปลี่ยนเป็นปีก ปากเป็นจะงอย ที่ปอดมีถุงลมช่วยหายใจและระบายความร้อน ไม่มีกระเพาะปัสสาวะ ออกลูกเป็นไข่ สัตว์ปีกที่สามารถบินได้ คือ นกชนิดต่างๆ เช่น นกเขา นกพิราบ นกอินทรี รวมทั้งเป็ดและไก่ ส่วนสัตว์ปีกที่บินไม่ได้ ได้แก่ นกกีวี นกกระจอกเทศ และนกเพนกวิน เป็นต้น
     
     
     
     
     
     รูปภาพที่ 4 สัตว์จำพวกสัตว์ปีก


    5. สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
              สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เป็นสัตว์เลือดอุ่น ตัวเมียมีต่อมน้ำนมเลี้ยงลูก หายใจด้วยปอด มีแขนและขาไม่เกิน 2 คู่ มีต่อมเหงื่อใต้ผิวหนัง มีขนเป็นเส้นปกคลุมตัว ออกลูกเป็นตัว ได้แก่ คน ช้าง ม้า วัว หมี ลิง ปลาวาฬ ปลาโลมา ค้างคาว สำหรับตัวตุ่นปากเป็ดเท่านั้นที่ออกลูกเป็นไข่ แต่เมื่อเติบโตแล้วแม่ใช้น้ำนมเลี้ยงเช่นกัน
     
     
     
     
     รูปภาพที่ 5 สัตว์จำพวกสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
     
     
     ที่มา :
    http://www.thaigoodview.com/library/teachershow/nakhonsithamrat/wanna_w/animal_w/sec01p07.html
    

    เมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ 2556
     
เขียนโดย ที่ ไม่มีความคิดเห็น:
สมัครสมาชิก: บทความ (Atom)