ข้อ 57

ตอบ 1.
อธิบาย เป็นคลื่นพ่อเหล็กไฟๆชนิดที่สามที่เกิดขึ้นในช่วงความถี่วิยุบนเส้นสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า
ที่มา radio.siamha.com/

ข้อ 56

ตอบ 3.
อธิบาย เป็นคลื่นชนิดหนึ่งที่ไม่ต้องใช้ตัวกลางในการเคลื่อนที่
ที่มา th.wikipedia.org/wiki/

ข้อ 55

ตอบ 3.
อธิบาย เป็นปรากฎการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อระบบถูกทำให้สั่น ด้วยความถี่ที่เท่ากับความถี่ธรรมชาติ ของระบบนั้น
ที่มา th.wikpedia.org/wiki/

ข้อ 54

ตอบ 4.
อธิบาย เมื่อเราสบัดเชือกขึ้นลง จะทำให้เกิดคลื่นตามขวางขึ้นในเส้นเชือก โดยคลื่นที่เกิดขึ้นจะเคลื่อนไปยังอีกปลายด้านหนึ่งของเชือก
ที่มา www.pt.ac.th/ptweb/prajead/wave/basic/basic1/tran.html

ข้อสอบ o-net

ตอบ 3.การสะท้อน
อธิบาย เมื่อคลื่นเคลื่อนที่ไปชนกับสิ่งกีดขวาง หรือเคลื่อนที่ไปยังปลายสุดของตัวกลางหรือระหว่างรอยต่อของตัวกลาง คลื่นส่วนหนึ่งจะเคลื่อนกลับมาในตัวกลางเดิม เรียกว่า การสะท้อนของคลื่น
ที่มา www.skn.ac.th/skl/skn42/phy67/reflect.htm

อุบัติการณ์ดาวชนดาว

ในคืนวันที่ 23 มีนาคม ของปีพ.ศ. 2536 นักดาราศาสตร์สามท่านคือ E. Shoemaker ภรรยา และ D. Levy ได้เห็นดาวหางดวงหนึ่ง การเฝ้าติดตามดูดาวหางดวงนี้เป็นเวลานานได้ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถคำนวณพบว่า ในระหว่างวันที่ 16-22 กรกฎาคม พ.ศ. 25... ดาวหาง Shoemaker-Levy 9 จะกามิคาเซตัวเอง พุ่งเข้าชนดาวพฤหัสบดี นักวิทยาศาสตร์ประมาณว่าพลังงานในการชนครั้งนี้จะรุนแรงพอๆ กับการระเบิดของลูกระเบิดไฮโดรเจนประมาณ 3 แสนลูก พร้อมกันและลมพายุจะเกิดแผ่นดินก็จะสั่นไหวไปทั้งดาว

ในอดีตทุกครั้งที่มีดาวหางมาปรากฏ คนโบราณมักจะถือว่าภัยพิบัติเช่น สงคราม หรือโรคระบาดจะเกิด แต่ทุกวันนี้ความเชื่อเช่นนั้นแทบจะไม่มีแล้ว ดาวหางเป็นเพียงดาวดวงหนึ่งที่ประกอบด้วยหิน และมีน้ำแข็งปกคลุม นักวิทยาศาสตร์หลายคนเชื่อว่า ในขณะที่โลกยังไม่มีสิ่งมีชีวิตใดๆ อาศัยอยู่เลย โลกถูกดาวหางดวงหนึ่งชน และดาวหางนั้นได้นำจุลินทรีย์ชีวิตมาสู่โลก และก็อีกเช่นกัน เมื่อสิ่งมีชีวิตต่างๆ ได้อุบัติบนโลกแล้ว ดาวหางอีกนั่นแหละที่ได้พุ่งเข้าชนโลก ทำให้ไดโนเสาร์ต้องล้มตาย และสูญพันธุ์ไปในที่สุด

ส่วนดาวพฤหัสบดีนั้นเป็นดาวเคราะห์ ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดของสุริยจักรวาล คือมีเส้นผ่าศูนย์กลางใหญ่กว่าโลกประมาณ 1,300 เท่า ดาวดวงนี้มีดวงจันทร์เป็นบริวาร 16 ดวง และหมุนรอบตัวเองเร็วมาก คือรอบหนึ่งๆ ใช้เวลานาน 10 ชั่วโมงเท่านั้นเอง ก้อนเมฆบนดาวมีสีสันนานาเช่น สีแดงและสีส้ม เป็นต้น 95% ของดาวดวงนี้เป็นไฮโดรเจนและฮีเลียม จุดแดงใหญ่ (Great Red Spot) ที่ Robert Hooke เห็นในปี พ.ศ. 2207 มีขนาดใหญ่กว่าโลกราว 4 เท่า ณ บริเวณนั้นจะมีพายุหมุนพัดอยู่ตลอดเวลา และลมพายุนี้ก็ยังไม่มีท่าทีว่า จะหยุดพัดเลย

ปัญหาที่นักดาราศาสตร์ ได้ถกถามกันมาก คือ ลมพายุขนาดมโหฬารนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร เหตุใดมันจึงพัดได้นานเป็นร้อยปีพันปี เช่นนั้น พื้นผิวของดาวมีลักษณะเช่นไร เป็นต้น

และขณะนี้แรงดึงดูดที่มหาศาล ของดาวพฤหัสบดีได้ทำให้ดาวหาง Shoemaker-Levy 9 แตกกระจายเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยแล้ว โดยมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางต่างๆ กัน ตั้งแต่ 1-4 กิโลเมตร กลุ่มกระสุนดาวทั้ง 21 ชิ้นกำลังมุ่งหน้าสู่ดาวพฤหัสบดีด้วยความเร็วสูงประมาณ 60 กิโลเมตร/วินาที

ความเร็วสูงเช่นนี้ได้ ทำให้นักวิทยาศาสตร์มั่นใจว่า การปะทะจะรุนแรงยิ่งกว่าเหตุการณ์ ที่โลกถูกอุกกาบาตชนจน ทำให้ไดโนเสาร์ล้มตายหลายร้อยเท่า

ส่วนคำถามที่ว่าเราจะเห็นแสง เห็นควันดอกเห็ดในบริเวณเกิดเหตุหรือไม่ และจะมีจุดแดงใหญ่ปรากฏบนดาว อีกจุดหนึ่งหรือไม่ หรือดาวพฤหัสบดีจะมีวงแหวนล้อมรอบเช่นดาวเสาร์หรือไม่ คำถามเหล่านี้เป็นคำถามที่ยังไม่มีใครตอบได้อย่างมั่นใจ 100%

จะยังไงก็ตาม ยานอวกาศ Galileo ที่อยู่ห่างจาก ดาวพฤหัสบดี 240 ล้านกิโลเมตรขณะเกิดเหตุ จะถ่ายภาพบันทึกเหตุการณ์สำคัญครั้งนี้ และกล้องโทรทัศน์ Hubble ก็ได้ติดตามดู การชนครั้งนี้ด้วยเหมือนกัน

สุริยจักรวาลของเรามีดาวที่มีบรรยากาศ 12 ดาว ได้แก่ ดาวเคราะห์ทุกดวง นอกจากดาวพุธ และดวงจันทร์ที่ชื่อ Io, Titan, Triton รวมทั้งดวงอาทิตย์ด้วย แต่ข้อมูลด้านอุตุนิยมวิทยาของดาวเหล่านี้มีน้อยมาก ทำให้เราไม่รู้สภาพดิน ฟ้า อากาศบนดาวเหล่านั้นดีเลย

นักวิทยาศาสตร์หลายคนคาดว่า วันที่ 16 กรกฎาคม พ.ศ. 2517 Shoemaker-Levy 9 จะช่วยให้เรารู้สถานภาพบรรยากาศบนดาวพฤหัสบดียามเมื่อถูกดาวหางชน และเราก็จะรู้สภาพดินฟ้า อากาศบนโลกยามถูกดาวหางชนด้วยเช่นกัน

พลังงานจากทะเล

”พลังน้ำ” กระแสน้ำไหลได้ให้พลังงานที่จำเป็นแก่มนุษย์มานานแสนนานแล้ว แต่มนุษย์ก็รู้จักเพียงการนำเอาพลังงานนี้มาใช้ประโยชน์หลาย ๆ อย่างในลักษณะง่าย ๆ เท่านั้น

กระทั่งถึงช่วงปลายคริสต์ศตวรรษที่ 19 ต่อกับต้นคริสต์สตวรรษที่ 20 มนุษย์จึงได้ พัฒนาโรงไฟฟ้าพลังน้ำขึ้นมาใช้ โรงไฟฟ้าดังกล่าวสามารถเปลี่ยนพลังงานของน้ำตกให้เป็น กระแสไฟฟ้าได้โดยอาศัยเครื่องยนต์กังหันน้ำและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า น้ำธรรมดานั้นไม่อาจจะผลิตพลังงานได้ นอกเสียจากว่ามันมีการไหลจากที่สูงลงสู่ที่ต่ำ นี่ก็คือเหตุผลที่ว่า ทำไม โรงไฟฟ้าพลังน้ำส่วนมากจึงตั้งอยู่ใกล้น้ำตกและเขื่อนทั้งที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างขึ้นมาในปัจจุบัน น้ำตกสำคัญ ๆ ของโลกหลายแห่งก็ได้ใช้ประโยชน์ในการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำกันทั้งนั้น

แหล่งกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำอีกแหล่งหนึ่งของโลกเราที่ควรทราบก็คือมหาสมุทรอันกว้างใหญ่ไพศาล ในรอบ 24 ชั่วโมงของแต่ละวัน ระดับน้ำของมหาสมุทรจะขึ้นและลงเป็นประจำ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่เรียกว่า น้ำขึ้นและน้ำลง ประเทศทั่วโลกได้ทำโครงการที่จะใช้ประโยชน์จากสภาวะน้ำขึ้นเต็มที่นี้เพื่อนำมาผลิตไฟฟ้าพลังน้ำ

อนาคตของดวงอาทิตย์

โลกอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 149,598,023 กิโลเมตร และโคจรรอบดวงอาทิตย์โดยใช้เวลานาน 365.256366 วัน ด้วยความเร็วโดยเฉลี่ย 107,220 กิโลเมตร/ชั่วโมง เรารู้ว่าดวงอาทิตย์ปัจจุบันหนัก 1.9889 x 1027 ตัน ซึ่งคิดเป็น 332,946 เท่าของโลก เส้นผ่าศูนย์กลางของดวงอาทิตย์ยาว 1,392,140 กิโลเมตร และอุณหภูมิที่จุดศูนย์กลางสูงถึง 15,430,000 องศาเซลเซียส ในการเปล่งแสงและปลดปล่อยพลังงานความร้อน ดวงอาทิตย์ต้องเผาผลาญเชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่มันมี วินาทีละ 4 ล้านตัน นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าในอีก 5,000 ล้านปี ดวงอาทิตย์ของเราจะดับ

นักวิทยาศาสตร์ใคร่รู้ว่า ในขณะที่ดวงอาทิตย์ใกล้จะ "ดับ" นั้นโลกของเราจะเปลี่ยนแปลงเช่นไร

ปฏิกิริยานิวเคลียร์บนดวงอาทิตย์เกิด เมื่อไฮโดรเจนที่อยู่ในบริเวณแกนของดวงอาทิตย์ ถูกหลอมรวมเป็นฮีเลียม ดังนั้นที่บริเวณแกนของดวงอาทิตย์ จะมีธาตุฮีเลียมสะสมมากขึ้นๆ และบริเวณรอบแกนจะมีไฮโดรเจนน้อยลงๆ ในขณะที่เหตุการณ์เช่นนี้กำลังดำเนินการ ดวงอาทิตย์ของเราก็กำลังเปลี่ยนสภาพจากดาวเคราะห์เหลือง (yellow dwarf) ไปสู่ความเป็นดาวยักษ์แดง (red giant)

นักดาราศาสตร์ได้สังเกตเห็นว่า ดาวยักษ์แดงที่มีน้ำหนักพอๆ กับดวงอาทิตย์ ทุกดวงมีขนาดใหญ่กว่าดวงอาทิตย์มาก ดาวยักษ์แดงบางดวงมีรัศมียาวถึง 150 ล้านกิโลเมตร จึงเป็นที่คาดหวังว่าวันหนึ่งในอนาคตข้างหน้า เมื่อดวงอาทิตย์เป็นดาวยักษ์แดงที่สมบูรณ์ มันจะมีขนาดใหญ่จนโลกต้องถูกกลืนให้เข้าไปโคจรอยู่ภายในมันในที่สุด

แต่เมื่อเร็วๆ นี้ I. J. Sackmann แห่ง California Institute of Technology และคณะได้ตีพิมพ์ผลงานวิจัยในวารสาร Astrophysics ระบุว่าเหตุการณ์ ที่ดวงอาทิตย์จะมีขนาดใหญ่จนกลืนโลกเข้าไปภายในนั้น ไม่มีทางเป็นไปได้

พลังงานจากน้ำพุร้อน

โลกโดยผ่านทางภูเขาไฟ บ่อน้ำร้อนและน้ำพุร้อน

เมื่อพูดถึงภูเขาไฟ โดยทั่ว ๆ ไปแล้วเราก็จะนึกถึงภูเขารูปกรวยคว่ำขนาด ใหญ่ที่ระเบิดพวยพุ่งส่งเปลวไฟ ก๊าซ และก้อนหินปลิวขึ้นไปในท้องฟ้า การปะทุ อย่างขนานใหญ่ของภูเขาไฟบางครั้งก็ให้สิ่งล้ำค่าออกมานั่นคือ พลังงานปริมาณมหาศาลในรูป ของไอน้ำและความร้อนนั่นเอง อย่างไรก็ตามเท่าที่ผ่านมา มนุษย์สามารถควบคุมและใช้ประโยชน์ จากพลังงานนี้ได้เพียงส่วนน้อยนิดเท่านั้น ในบางประเทศมีการนำเอาพลังไอน้ำจากภูเขาไฟไปใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าและผลิตสารเคมีหลายชนิด เช่น กรดบอริก (BORIC ACID) เป็นต้น ตัวอย่างเช่นในประเทศอิตาลี มีระบบผลิตพลังงานทั้งระบบโดยอาศัยไอน้ำร้อนจากใต้พื้นพิภพ และระบบนี้ยังให้วัตถุดิบที่สำคัญมาใช้ในงานอุตสาหกรรมเคมีอีกด้วย

แหล่งกำเนิดพลังงานอื่น ๆ ก็มีอีก เช่นบ่อน้ำร้อนและน้ำพุร้อน ในบางส่วนของโลกจะมีน้ำร้อนตามธรรมชาติอยู่ลึกลงไปใต้พื้นดิน ถ้าน้ำร้อนค่อย ๆ ซึมเอ่อขึ้นมาบนพื้น ผิวโลกเราเรียกว่า บ่อน้ำร้อน แต่ถ้าหากว่ามันปะทุพวยพุ่งสูงขึ้นไปในอากาศ เราก็เรียกว่า น้ำพุร้อน ในบางประเทศน้ำร้อนและไอน้ำถูกนำมาใช้ใน การผลิตกระแสไฟฟ้า และแจกจ่ายความร้อนและน้ำร้อนเพื่อใช้ในการอุปโภค บริโภค ดังเช่น ประเทศไอซแลนด์ ซึ่งมีน้ำพุร้อนอยู่มากมายหลายแห่งและมีบ่อน้ำร้อนที่จัดได้ว่าอยู่ในบรรดาบ่อน้ำร้อนที่ร้อนที่สุดในโลกด้วย น้ำพุและบ่อน้ำร้อนเหล่านี้เกิดอยู่ท่ามกลางแหล่งหินละลายอันทุรกันดารใหล้กรุงเรกยะวิก (REYKJAVIK) เมืองหลวงของประเทศ น้ำร้อนจากเครือข่ายของบ่อน้ำร้อนอันกว้างใหญ่นี้ถูกส่งไปตามท่อเพื่อใช้เป็นน้ำร้อนและทำความอบอุ่นให้กับบ้านเรือน โรงพยาบาลโรงเรียน และอาคารสาธารณะต่าง ๆ

ในประเทศนิวซีแลนด์ก็มีบ่อน้ำร้อน และน้ำพุร้อนอยู่มากมายเช่นเดียวกับที่พบในประเทศ ไอซแลนด์ และที่ป่าสงวนแห่งชาติเยลโลว์สโตน (YELLOWSTONE) ของประเทศสหรัฐอเมริกา เช่นเดียวกับที่ประเทศอิตาลี วิศวกรของนิวซีแลนด์ได้สร้าง โรงงานผลิตพลังงานไฟฟ้าจากไอน้ำร้อนที่อยู่ใต้ดินด้วย

ในพื้นที่บางแห่งตามชายฝั่งทะเลด้าน มหาสมุทรแอตแลนติคของประเทศฝรั่งเศส สภาพน้ำขึ้น น้ำลง เป็นภาพที่น่าตื่นตาตื่นใจเป็นอย่างยิ่ง เกาะมองแซงมิเชล (MONT-SAINT- MICHEL) แสดงให้เห็นเป็นอย่างดีว่า เมื่อน้ำลง เกาะมองแซงมิเชลจะกลายเป็นส่วนหนึ่งของ แผ่นดินใหญ่ของประเทศฝรั่งเศส และเมื่อกระแสน้ำค่อย ๆ เอ่อสูงขึ้น น้ำจะล้อมรอบแผ่นดินนี้ ทำให้กลายสภาพเป็นเกาะ ในช่วงเวลาน้ำขึ้นนี้ การเดินทางไปสู่เกาะจะกระทำได้ก็โดยทางเรือหรือ โดยเส้นทางที่มีความยาวหนึ่งไมล์ซึ่งเชื่อมตัวเกาะกับแผ่นดินใหญ่ นักวิทยาศาสตร์ได้อาศัย สภาวะน้ำที่ขึ้นสูงเป็นพิเศษนี้เป็นตัวจ่ายพลังงานให้แก่สถานผลิตไฟฟ้าพลังน้ำขึ้น น้ำลงที่ชายฝั่ง ของประเทศฝรั่งเศส

ในพื้นธรณีของเรา มีทรัพยากรอันล้ำค่าอยู่มากมาย และถ้าเราได้เรียนรู้วิธีการควบคุมและใช้ทรัพยากรอย่างเหมาะสมแล้วพรัพยากรเหล่านี้ก็ให้ ประโยชน์แก่มวลมนุษย์ทั้งโลกมากมายเลยทีเดียว

สำรวจดาวพลูโต

วันที่ 18 กุมภาพันธ พ.ศ. 2473 นับเปนวันสําคัญวันหนึ่งของวงการดาราศาสตร เพราะในคืนวัน นั้น Clyde Tombaugh ซึ่งทํางานประจําอยูที่หอดูดาว Lovell ในรัฐ Arizona ของสหรัฐอเมริกาไดเห็น ดาวเคราะหดวงที่ 9 ของสุริยจักรวาล

50 ปหลังจากที่เรารูวา ดาวพลูโตเปนดาวบริวารดวงหนึ่งของดวงอาทิตย ไดมีการประชุมนานาชาติ เรื่องดาวพลูโตที่ New Mexico State University งานประชุมครั้งนั้นใชเวลาเพียง 1 วันก็เลิก เพราะในสมัยนั้นไมมีใครรูขอมูลอะไรๆ ที่เกี่ยวกับดาวพลูโตมากเลย

มาบัดนี้ นักวิทยาศาสตรไดรูธรรมชาติของ ดาวพลูโตมากขึ้นจากเดิมหลายแสนเทา แต กระนั้นทุกคนก็ตระหนักดีวาที่วารูนั้น แทจริงก็ยัง ไมรูไมเพียงพอเลย ปจจุบันเรารูวาพลูโต เปนดาวเคราะหดวงที่เล็กที่สุด และเย็นที่สุดของสุริยจักรวาล ดาวดวงนี้ มีเสนผาศูนยกลางยาว 2,280 กิโลเมตร และมีนํ้ าหนักเพียง 0.2% ของโลกเทานั้นเอง อุณหภูมิที่ผิว ดาวโดยเฉลี่ยเย็นประมาณ -235 องศาเซลเซียส พลูโตมีดวงจันทรเปน บริวารเพียงดวงเดียว ชื่อ Charon ตามปกติพลูโตจะอยูไกลจากดวงอาทิตยมากที่สุด แตจากการที่วงโคจรของมันเปนวงรีมาก ไดทํ าใหใน ระหวางป พ.ศ. 2522-2542 ดาวพลูโตอยูใกลดวงอาทิตยมากกวาดาวเนปจูนเสียอีก ดาวพลูโตใชเวลานาน 248 ป ในการโคจรรอบดวงอาทิตยหนึ่งรอบ และนั่นก็หมายความวานับตั้งแตวันที่ Tombaugh เห็นดาว พลูโตแลว พลูโตก็ยังโคจรไปไมครบรอบดวงอาทิตยเลย เพราะเหตุวาดาวดวงนี้อยูไกลจากโลกมากจึงทํ าให ดาวพลูโตไดรับ "เกียรติ" วาเปนดาวเคราะหดวงเดียวเทานั้นที่ NASA ยังไมเคยสงยานไปสํ ารวจเลย

ถึงอยางไรก็ตาม ภาพของดาวพลูโตที่กลองโทรทัศน Hubble ไดถายไวแสดงใหเห็นวา พลูโตโคจร รอบตัวเองหนึ่งรอบโดยใชเวลานาน 6 วัน 9 ชั่วโมง และขั้วของดาวนั้นสวางสดใส แตบริเวณเสนศูนยสูตร จะทึบกวา นักวิทยาศาสตรหลายคนคิดวาพื้นผิวของดาว คงถูกกาซ methane ที่ไดกลายเปนนํ้ าแข็งไปหมด แลวปกคลุม นอกจากนี้ นักดาราศาสตรยังไดสังเกตเห็นวาบนดาวพลูโตมีบรรยากาศอีกดวย ซึ่งบรรยากาศ นี้คงจะเกิดจากการกลั่นตัวของกาซบนพลูโตเปน หิมะตกลงสูผิวดาว ขณะดาวโคจรถอยหางจากดวงอาทิตย ไป แตเมื่อมันโคจรเขาใกลดวงอาทิตยอีก นํ้ าแข็งบนดาวก็จะระเหยขึ้นไปเปนบรรยากาศของดาวพลูโตอีก วาระหนึ่ง

ขอมูลของดาวพลูโตที่ได ทําใหนักวิทยาศาสตรประหลาดใจมีมากมาย เชน การที่ดาวพลูโตมีวงโคจร เปนวงรีมาก เพราะตามปกติแลวดาวเคราะหวงนอก (เชน ดาวเนปจูน ยูเรนัส เสาร และพฤหัสบดี) ทุกดวงมี วงโคจรรอบดวงอาทิตยที่เกือบจะเปนวงกลม แตวงโคจรของพลูโตนั้นรีมาก โดยมีระยะใกลสุด 4,500 ลาน กิโลเมตรและไกลสุด 7,500 ลานกิโลเมตร นอกจากคุณสมบัติดานความรีแลว ระนาบการโคจรของดาว พลูโตก็เอียงทํามุมถึง 17 0 กับระนาบการโคจรของดาวเคราะหดวงอื่นๆ ทั้งสุริยจักรวาลอีก

การศึกษาขนาดของดาวพลูโต โดยกลองโทรทัศนบนโลกก็เปนเรื่องที่ทําไดยาก เพราะแสงจากดาว เมื่อ ผานชั้นบรรยากาศของโลกจะหักเห ทํ าใหดาวพลูโตดูมีขนาดใหญกวาความเปนจริง และเมื่อบรรยากาศของ โลกมีการแปรปรวนดวยอิทธิพลของฝน พายุ และเมฆ การรูขนาดที่ถูกตองของดาวที่มีขนาดเล็กมากเชน พลูโตก็เปนเรื่องยิ่งยาก กลองโทรทัศน Hubble ไดทํ าใหเรารูวา พลูโตมีเสนผาศูนยกลางที่ยาวประมาณ 2,300 กิโลเมตร ซึ่งนับวาเล็กกวาดวงจันทรของโลกเราเสียอีก

นักวิทยาศาสตรเริ่มรูจักดาวพลูโตมากขึ้นเมื่อประมาณ 20 ปมานี้เอง คือเมื่อวันที่ 22 มิถุนายน พ.ศ. 2522 J. W. Christy แหงหอดูดาว U.S. Naval Observatory ไดพบวาพลูโตมีดวงจันทรเปนบริวาร หนึ่งดวงชื่อ Charon โดย Christy ไดสังเกตเห็นวาภาพของดาวพลูโตที่เขาถายนั้นไมเคยกลมเลยคือ มีปุมนูน และปุมนูนนี้จะเปลี่ยนตํ าแหนงบนดาวตลอดเวลา โดยจะกลับมาปรากฏที่เดิมทุกๆ 6.4 วัน Christy จึง วิเคราะหขอมูลและภาพถายที่ไดแลวสรุปวา ดวงจันทรของดาวพลูโตที่เขาเห็นนี้มีขนาดใหญพอๆ กับดาว พลูโต และเมื่อเวลาที่ดวงจันทร Charon โคจรไปรอบพลูโตนั้นเทากับเวลาที่พลูโตหมุนรอบตัวเอง ดังนั้น Charon จะปรากฏเหนือฟาบนดาวพลูโตเสมือนไมยายตํ าแหนงเลย ไมวาวันเวลาจะผานไปนานเพียงใดก็ ตาม เหตุการณดวงจันทรไมเคยคลอยเคลื่อนเลยเชนนี้ ถือวาเปนเอกลักษณที่ไมมีดาวดวงใดเหมือนทั้งสุริย จักรวาล สํ าหรับชื่อ Charon นั้น ประเพณีการตั้งชื่อดาวไดถือวาในฐานะที่ Christy เปนบุคคลแรกที่เห็น ดาวบริวารของพลูโต เขาจึงมีสิทธิเสนอชื่อและเขาไดตัดสินใจเรียกมันวา Charon ตามชื่อของภริยาเขาที่มี นามวา Charlene และตามชื่อของเทพยดา Charon ผูมีหนาที่พายเรือนํ าวิญญาณของบุคคลที่ตายแลว ขามแมนํ้ าชื่อ Styx ไปยมโลกที่มียมบาลชื่อ Pluto ปกครอง

การพบ Charon ไดทํ าใหนักวิทยาศาสตรรูนํ้าหนักที่แทจริงของพลูโตดี เพราะเหตุวา ดาวทั้งสองดวง นี้มีนํ้าหนักใกลเคียงกัน การศึกษาเวลาการโคจรรอบกันและกัน ทํ าใหเรารูวานํ้าหนักรวมของพลูโต และ Charon นั้นคิดเปน 0.25% ของนํ้ าหนักโลก และพลูโตนั้นมีความหนาแนนประมาณ 2 เทา ของ นํ้ าเทานั้นเอง

นักดาราศาสตรยังสังเกตเห็นอีกวา ถึงแมจะเปนดาวเคราะหคูกัน แตผิวของ Charon นั้นมืดครึ้มกวา ผิวของดาวพลูโต ซึ่งประเด็นความแตกตางนี้ นักวิทยาศาสตรสันนิษฐานวา คงเปนเพราะ Charon ไมมี บรรยากาศเลย แตพลูโตนั้นมีบรรยากาศบาง แตสํ าหรับเหตุผลที่ผิวของพลูโตสวางไสวราว 7 เทา ของผิว ดวงจันทรนั้น S.A. Sten แหงมหาวิทยาลัย Colorado ในสหรัฐอเมริกาไดใหเหตุผลวา เกิดจากการมีวง โคจรที่รีมาก ทํ าใหมันมีอุณหภูมิที่ผิวแตกตางกันมาก โดยในป พ.ศ. 2532 ที่ผานมานี้พลูโตไดโคจรเขามา ใกลดวงอาทิตยมากที่สุด และขณะนี้มันกํ าลังโคจรถอยหางออกไป ในอีก 20-40 ป บรรยากาศบนดาวที่มี กาซ methane จะแข็งตัวหมดหิมะที่ทํ าดวย methane นี้ จะตกปกคลุม ผิวทํ าใหพลูโตสะทอนแสงไดดีและ นานจนกระทั่งพลูโตโคจรเขาหาดวงอาทิตยอีกครั้งหนึ่ง

จากความรูเรื่ององคประกอบของพลูโตที่เปนหิน และนํ้าแข็งนั้น ไดทํ าใหนักวิทยศาสตรสวนใหญเชื่อวา ดาวพลูโตเปนดาวที่ถือกําเนิดนอกสุริยจักรวาล แตไดโคจรหลงเขามาแลวถูกดวงอาทิตยดึงดูดไวเปนดาว บริวาร สวน Charon นั้น ถือกํ าเนิดเมื่อพลูโตขณะกอตัวไดถูกดาวเคราะหนอยอีกดวงพุงมาชน จนชิ้นสวนของมันกระเด็นไปรวมตัวกันเปน Charon

หนทางเดียวที่เราจะรูธรรมชาติที่แทจริง ของพลูโตคือตองสงยานอวกาศไปสํารวจ ปจจัยเรื่องเวลาใน การเดินทางและเวลาที่จะใชในการสํารวจมันตองเหมาะสม ถาเรายิงจรวดที่จะไปสํ ารวจพลูโตใหมีความเร็ว สูง เวลายานอวกาศเดินทางถึงพลูโต ยานจะมีความเร็วสูงดวย และนั่นก็หมายความวามันจะโคจรผาน พลูโตในแวบเดียว และภาพที่ถายไดจะมีคุณภาพไมดี แตถาจรวดมีความเร็วนอย การเดินทางจะตองใชเวลานาน จรวดที่ใชในการเดินทางจะตอง ทํ างานอยางไมบกพรอง แตสวนดีก็คือ เมื่อยานอวกาศเดินทาง ผานพลูโต ยานจะมีเวลาที่จะสํ ารวจเหลือเฟอ

NASA ไดกํ าหนดจะสงยานอวกาศ 2 ลํ าไปสํ ารวจพลูโตในตนศตวรรษหนานี้ โดยจะใหยานเดินทาง นาน 14 ป การสงยาน 2 ลํ าจะทําใหเรามั่นใจวาอยางนอยก็มียานหนึ่งลํา ที่จะประสบความสํ าเร็จและ ราคาคากอสรางยาน 2 ลํ าก็ไมไดมากกวาโสหุยยานลําเดียวนัก และถายานทั้งสองเดินทางถึงพลูโตอยาง เรียบรอยในเวลาตางกัน นักวิทยาศาสตรก็จะมีขอมูลฤดูตางๆ บนดาวพลูโตวาแตกตางกันอยางไรอีกดวย

การสํารวจดาวพลูโตคงเปนภาระกิจ การสํารวจดาวเคราะหของสุริยจักรวาลชิ้นสุดทาย จากความรูที่เรา ไดสั่งสมมา เราก็ไดเห็นแลววาดาวเคราะหแตละดวงนั้นมีลักษณะ และคุณสมบัติที่ไมเหมือนกันเลย ดังนั้น เราก็อาจกลาวไดวา ความคาดหวังที่เราจะได จากการสํ ารวจพลูโตอีก 2 ทศวรรษหนานี้ คือ เราจะเห็นอะไร ตอมิอะไรที่เราไมเคยคาดหวังวามันจะมีหรือเปนไปไมไดอยางแนนอน

น้ำแข็งบนดวงจันทร์

มนุษย์ได้นับถือ ลุ่มหลง และสงสัยในความลึกลับของดวงจันทร์มาตั้งแต่สมัยดึกดำบรรพ์ มนุษย์เริ่มเข้าใจธรรมชาติของดวงจันทร์เมื่อ Galileo ใช้กล้องโทรทรรศน์ ที่เขาประดิษฐ์ขึ้นส่องดูดวงจันทร์เมื่อ 389 ปีก่อนนี้เอง เขาได้เห็นผิวขรุขระ เห็นภูเขาเป็นทิวยาวและเห็นหลุมอุกกาบาตจำนวนมากมายกระจัดกระจายอยู่ทั่วผิวหน้าของดวงจันทร์


การค้นคว้าด้านดาราศาสตร์อีกใน 400 ปีต่อมาทำให้เรารู้ว่า ดวงจันทร์มีเส้นผ่าศูนย์กลางยาว 3,475 กิโลเมตร คือยาวประมาณหนึ่งในสี่ของโลก มีน้ำหนักคิดเป็น 1.25% ของโลก และโคจรอยู่ห่างจากโลกเป็นระยะทางโดยเฉลี่ย 384,400 กิโลเมตร ด้วยความเร็ว 3,683 กิโลเมตร/ชั่วโมง และจากการที่มันโคจรรอบโลกและหมุนรอบตัวเองในเวลา 27.32166 ชั่วโมงที่เท่ากันนี้เอง มันจึงหันหน้าเข้าหาโลกแต่เพียงด้านเดียว คนบนโลกจึงเห็นพื้นที่ผิวของดวงจันทร์เพียง 59% เท่านั้นเอง


ข้อมูลจากยานอวกาศ ที่เราส่งไปโคจรรอบดวงจันทร์และลงบนดวงจันทร์แสดงให้เห็นว่าพื้นผิวของดวงจันทร์ประกอบด้วยออกซิเจน ซิลิกอน และอะลูมิเนียมเป็นส่วนใหญ่ ดวงจันทร์มีความหนาแน่นโดยเฉลี่ยประมาณ 3.344 เท่าของน้ำ และอุณหภูมิที่ผิวจะอยู่ในช่วง -163 องศาเซลเซียส ในเวลากลางคืนกับ +117 องศาเซลเซียส ในเวลากลางวัน และเรายังรู้อีกว่าผิวของดวงจันทร์วันเพ็ญนั้นมีความสว่างน้อยกว่าดวงอาทิตย์ประมาณ 5 แสนเท่า


ข้อมูลที่ทำให้ทุกคนประหลาดใจคือ ถึงแม้ดวงจันทร์จะเป็นดาวบริวารของโลกก็ตาม แต่มันก็มิได้มีโครงสร้างที่เหมือนโลกเลย เพราะในขณะที่โลกมีแกนกลางที่ทำด้วยเหล็ก ดาวเคราะห์อื่นๆ เช่น ดาวพุธ ดาวศุกร์ และดาวอังคาร ซึ่งโคจรไม่ไกล้ไม่ไกลโลกนัก ต่างก็มีแกนที่ทำด้วยเหล็ก ดวงจันทร์ทั้งดวงกลับแทบไม่มีเหล็กในตัวของมันเลย สาเหตุการที่ดวงจันทร์มีความ "แตกต่าง" เช่นนี้ นักดาราศาสตร์ปัจจุบันหลายคนเชื่อว่า ดวงจันทร์คงถือกำเนิดโดยการหลุดออกมาจากโลก เมื่อโลกถูกดาวอีกดวงหนึ่งซึ่งมีน้ำหนักพอๆ กับดาวอังคารพุ่งชน การถูกชนเฉียดๆ นี้ ทำให้เนื้อโลกส่วนนอก (ที่ไม่ใช่แกนหลุดไปจับตัวรวมกันเป็นดวงจันทร์ และนั่นก็คือเหตุผลว่า เหตุใดดวงจันทร์จึงเกือบไม่มีเหล็กเลย

ประวัติศาสตร์การสำรวจดวงจันทร์ได้จารึกว่า หลังจากที่นักบินอวกาศชุดแรกได้เหยียบบนดวงจันทร์เมื่อ 26 ปีก่อนนี้ สหรัฐอเมริกาได้ส่งยานอวกาศ Clementine ไปเยือนดวงจันทร์ เพียงครั้งเดียว ในขณะที่ดาวเคราะห์อื่นๆ เช่น อังคาร ศุกร์ พุธ พลูโต ยูเรนัส เนปจูน เสาร์ และ พฤหัสบดี ต่างได้รับการสำรวจดวงละหลายครั้ง

โครงการ Clementine ซึ่งใช้เงินงบประมาณ 75 ล้านเหรียญได้รายงานข้อมูลใหม่ๆ เกี่ยวกับกับดวงจันทร์มาให้เรารู้ว่า ดวงจันทร์มีบรรยากาศ แต่บรรยากาศ ที่ว่านี้มีความหนาถึง 14,000 กิโลเมตร นักวิทยาศาสตร์คาดว่า บรรยากาศนี้เกิดเมื่อแสงอาทิตย์หรือรังสีคอสมิกตกกระทบผิวดวงจันทร์แล้วทำให้อะตอมของธาตุต่างๆ ที่ผิวหลุดออกมา Clementine ยังรายงานอีกว่า ภูเขาที่สูงที่สุดและหุบเหวที่ต่ำที่สุด นั้นมีระดับความสูงต่ำต่างกันถึง 16 กิโลเมตร นอกจากนี้ดวงจันทร์ยังมีหลุมอุกกาบาตที่ใหญ่ที่สุดของสุริยจักรวาลชื่อ South Pole-Aitken ที่ขั้วใต้ของมัน ซึ่งหลุมนี้ลึก 12 กิโลเมตร และมีเส้นผ่าศูนย์กลางที่ยาวถึง 1,500 กิโลเมตร และเพราะขอบหลุมสูงมากเช่นนี้ มีผลทำให้ก้นหลุมไม่ได้รับแสงอาทิตย์เลย และความตื่นเต้นก็บังเกิดเมื่อ Clementine รายงานอีกว่า ได้เห็นทะเลสาบน้ำแข็งในหลุมอุกกาบาตนี้

นักวิทยาศาสตร์ที่เชื่อเรื่องนี้ให้เหตุผลการมีน้ำแข็งว่า เกิดจากดาวหางซึ่งประกอบด้วยก้อนน้ำแข็งผสมกับหินและดิน เวลาพุ่งชนดวงจันทร์ได้ฝังตัวในหลุมอุกกาบาตและเมื่อท้องหลุมไม่เคยถูกแสงอาทิตย์รบกวนเลย น้ำแข็งจึงยังคงสภาพการเป็นน้ำแข็งตลอดไป
แต่ก็มีนักวิทยาศาสตร์อีกหลายท่านที่ไม่เห็นด้วยกับความคิดนี้ โดยให้เห็นเหตุผลว่าที่สิ่งที่ Clementine "เห็น" นั้นอาจจะเป็นวัสดุทีมี คุณสมบัติในการสะท้อนคลื่นได้ดีคล้ายน้ำแข็งแต่หาใช่น้ำแข็งไม่

หากน้ำแข็งบนดวงจันทร์มีจริง ผลกระทบจะเกิดอย่างกว้างไกล เพราะน้ำแข็งจะเป็นแหล่งให้ออกซิเจนแก่มนุษย์อวกาศ ในการดำรงชีวิต และน้ำแข็งบนดวงจันทร์ หากได้รับความร้อนจะกลายเป็นน้ำที่สามารถนำไปใช้ในการเพาะปลูกพืช และเลี้ยงสัตว์บนดวงจันทร์ได้

แต่อย่างไรก็ตามเมื่อเร็วๆ นี้ D. Campbell แห่งมหาวิทยาลัย Cornell ในสหรัฐเมริกาได้ใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุที่หอดูดาว Arecibo ใน Puerto Rico วิเคราะห์ผิวของหลุมอุกกาบาตที่ Clementine อ้างว่ามีน้ำแข็งอยู่ กล้องโทรทรรศน์วิทยุนี้ มีความสามารถในการวิเคราะห์ได้ดีกว่า Clementine ถึง 1,000 เท่า และได้รายงานผลว่า ไม่เห็นมีน้ำแข็ง แต่ประการใด ถึงกระนั้นนักวิทยาศาสตร์กลุ่มที่เชื่อว่ามีน้ำแข็งก็ยังไม่ย่อท้อ โดยได้แย้งว่าในหลุมอุกกาบาตนั้น ยังมีแอ่งลึกอยู่อีกหลายแอ่งที่กล้องโทรทรรศน์วิทยุ Arecibo เจาะเข้าไปไม่ถึง


เพื่อยุติข้อโต้แย้งทั้งหลายทั้งปวง NASA จึงได้ตัดสินใจส่งยาน Lunar Prospector ไปเยือนดวงจันทร์อีกเมื่อวันที่ 5 มกราคม พ.ศ.2541 ยานจะใช้เวลานาน 18 เดือนในการสำรวจดวงจันทร์และมีจุดมุ่งหมายคือตรวจหาร่องรอยของน้ำบนดวงจันทร์ โดย Lunar Prospector จะวัดความเร็วของอนุภาคนิวตรอนที่หลุดออกมาจากผิวดวงจันทร์เวลาผิวถูกรังสีคอสมิกพลังงานสูงตกกระทบ ถ้าพื้นผิวของดวงจันทร์มีน้ำแข็งปกคลุม อนุภาคนิวตรอนที่ถูกปลดปล่อยออกมาจะมีความเร็วช้ากว่าปกติ

Lunar Prospector ยังมีอุปกรณ์ตรวจจับรังสีแกมมาที่จะเล็ดลอดออกมาเวลาสารกัมมันตรังสีเช่น thorium และ uranium สลายตัวอีกด้วย การวัดความยาวคลื่นของรังสีแกมมาจะทำให้เรารู้ปริมาณของ thorium และยูเรเนียมบนดวงจันทร์ว่า ดวงจันทร์ถือกำเนิดมาเมื่อใดและอย่างไร

บทบาทอีกหน้าที่หนึ่งที่ Lunar Prospector ต้องทำคือสำรวจสภาพสนามแม่เหล็กที่มีความเข้มน้อยบนดวงจันทร์ ข้อมูลสนามแม่เหล็กจะทำให้เรารู้ว่าโครงสร้างภายในของดวงจันทร์


หาก Lunar Prospector ทำงานทุกชิ้นสำเร็จอย่างมิขาดตกบกพร่อง นั่นก็เป็นนิมิตรหมายที่ดีสำหรับ NASA ว่า ในอนาคตการคัดเลือก กิจกรรมสำรวจที่ NASA จะอนุมัติ ทุกโครงการต้อง ผ่านเกณฑ์ 3 เกณฑ์ คือ มีคุณภาพ มีราคาถูก และลุล่วงเร็ว ดังเช่นโครงการ Lunar Prospector นี้ เพราะใช้เงินเพียง 63 ล้านดอลลาร์ และใช้เวลาในการเตรียมการเพียง 22 เดือน เท่านั้นเอง


--------------------------------------------------------------------------------

สร้างสสารจากแสง

นักฟิสิกส์ได้เคยแสดงให้โลกประจักษ์เมื่อ 50 ปีก่อนนี้ว่า เราสามารถแปลงสารให้เป็นแสงความร้อน และพลังงานรูปแบบอื่นได้ โดยการสร้างระเบิดปรมาณูขึ้นซึ่งระเบิดมหาประลัยนี้ ทำงานโดยการเปลี่ยนสสารที่ใช้ในการทำระเบิด ไปเป็นพลังงานแสง ความร้อน และเสียง ที่มีอำนาจในการทำลายล้างสูง

มาบัดนี้ คณะนักฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย Stanford ในสหรัฐอเมริกา ได้ประกาศว่า ได้ประสบความสำเร็จในการแปลงแสง ให้เป็นสารแล้ว โดยใช้แสงเพียง ๆ แต่เพียงอย่างเดียว

เมื่อประมาณ 300 ปีก่อนนี้ Isaac Newton ได้เคยคิดว่าแสงเป็นอนุภาคเล็ก ๆ เคลื่อนที่ในแนวเส้นตรง ซึ่งเมื่อตกกระทบกระจก จะสะท้อนในลักษณะเดียวกับที่ลูกบอลกระดอนจากผิว แต่ในเวลาต่อมาThomas Young ได้ทดลองให้ทุกคนเห็นว่าแสงจริง ๆ แล้วเป็นคลื่นที่สามารถเลี้ยวผ่านขอบของสิ่งต่าง ๆ ได้ ทฤษฎีคลื่นของแสง จึงเป็นที่ยอมรับกันตั้งแต่นั้นมา จนกระทั่งถึงต้นคริสต์ศตวรรษนี้ ได้มีการทดลองมากมายที่แสดงให้เห็นว่า แสงมีคุณสมบัติเป็นได้ทั้งคลื่นและอนุภาค และในทำนองเดียวกัน สสารเช่น อิเล็กตรอน(electron) ก็สามารถแสดงคุณสมบัติเป็นคลื่นได้ หรือจะให้เป็นอนุภาคก็ได้อีกเหมือนกัน แต่จะอย่างไรก็ตามทั้ง สสารและแสงไม่สามารถแสดงคุณสมบัติเป็นทั้งคลื่น และอนุภาคได้พร้อมกัน ทฤษฎี quantum แถลงไว้ชัดเจนว่าในโลกของอะตอม หรือปรมาณูเล็ก ๆ แสง อิเล็กตรอนหรืออนุภาคมูลฐานจะประพฤติตัว เสมือนว่าเป็นอนุภาคหรือเป็นคลื่นอย่างไรก็ขึ้นกับ การทดลองของเรา

ในวารสาร Physical Review Letters ฉบับวันที่ 1 กันยายน ศกนี้ A.Mellissnos และคณะซึ่งประกอบด้วยนักฟิสิกส์ 20 คน ได้ใช้แสงเลเซอร์ ที่มีกำลังสูงถึง 5 แสนล้านวัตต์ โฟกัสผ่านเลนส์ ทำให้เป็นลำแสงที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางยาวเพียง 0.001 มิลลิเมตร แล้วพุ่งเข้าชนกระแสอิเล็กตรอน ที่มีพลังงานสูงอย่างเฉียง ๆ เมื่อกระแสอิเล็กตรอนปะทะลำแสง จะเกิดการชนกันระหว่างอนุภาคอิเล็กตรอนกับอนุภาคแสง เหมือนกับลูกฟุตบอลพุ่งชนลูกปิงปองยังไงยังงั้น ดังนั้นลูกปิงปองซึ่งในที่นี้คือแสง จะมีพลังงานสูงขึ้น เมื่อแสงมีพลังงานสูงขึ้น ความยาวคลื่นของแสงจะลดน้อยลง นั่นคือ แสงจะเปลี่ยนสภาพจากการเป็นแสงที่ตาเคยเห็น กลับเป็นรังสีแกมมา (gamma) ที่ตามองไม่เห็น แต่รังสีแกมมาที่เกิดขึ้นนี้ จะถูกอนุภาคแสงจากแสงเลเซอร์ชนอีก ทำให้มันมีพลังงานสูงยิ่งขึ้นไปอีก จนถึงระดับที่สามารถเปลี่ยนสภาพเป็นอนุภาคอิเล็กตรอน ซึ่งมีประจุลบและอนุภาคโพสิตรอน(positron) ซึ่งมีประจุบวก แต่มีคุณสมบัติอื่น ๆ เหมือนอิเล็กตรอนทุกประการ

การทดลองนี้เป็นการทดลองแรก ที่แสดงให้เห็นว่า แสงสามารถทำให้สุญญากาศ (vacuum) เกิดการสปาร์ก (spark) โดยการปลดปล่อยอนุภาค (particle) และปฏิอนุภาค(antiparticle) ออกมาให้เราเห็น

ในอดีตที่ผ่านมา นักฟิสิกส์ได้เคยเห็นอนุภาคอิเล็กตรอน และโพสิตรอนในการทดลอง ที่ใช้เครื่องเร่งอนุภาคต่าง ๆ เสมอมาแต่ในการเกิดอนุภาคเหล่านี้นั้น อนุภาคทั้งสองเกิด เมื่อเราให้แสงผ่านใกล้อนุภาคมูลฐาน ที่มีประจุ แสงจึงถูกสนามแม่เหล็กไฟฟ้าความเข้มสูงกระทำ ทำให้แสงเปลี่ยนสภาพเป็นสารตามสูตร m = E/c2 คือสารมวล m เกิดขึ้นเมื่อพลังงาน E หายไป

แต่การทดลองครั้งนี้ อิเล็กตรอนและโพสิตรอนที่เกิดขึ้น เกิดจากแสงล้วน ๆ โดยไม่มีอนุภาคอื่นใดมาข้องเกี่ยว เป็นปัจจัยในการเกิดเลย

คุณประโยชน์ของการทดลองนี้คือ นักฟิสิกส์พบวิธีสร้างกระแสอนุภาคโพสิตรอนวิธีใหม่ ทำให้สามารถนำโพสิตรอน ไปใช้ในการทดลองอื่น ๆ เช่น ในเครื่องตรวจสมองหรือในการวิเคราะห์โลหะ นอกจากนี้ ในการทดลองยิงเลเซอร์ด้วยกระแสอิเล็กตรอน ที่มีพลังงานสูงเช่นนี้ ยังสามารถใช้ทดสอบคำทำนายของทฤษฎี QED (Quantum Electrodynamics) ในเรื่องที่ว่าด้วยพฤติกรรมของแสง ในสภาวะแวดล้อมที่มีสนามแม่เหล็กไฟฟ้าความเข้มสูง เช่นที่ผิวของดาวนิวตรอนได้อีกด้วย

คลื่นวิทยุ..มลพิษชนิดใหม่

เมื่อ พ.ศ. 2431 นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันเชื้อสายยิวผู้หนึ่งชื่อ ไฮน์ริช เฮิรตซ์ ได้ค้นพบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างขั้วไฟฟ้าสองขั้วที่เกิดจากการสปาร์ก และรับสัญญาณที่สปาร์กนี้ได้ในระยะไกลหลายเมตร การค้นพบครั้งนี้ถือได้ว่าเป็นการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ครั้งสำคัญที่สุดครั้งหนึ่ง เพราะต่อมาได้มีการนำคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เฮิรตซ์ค้นพบ (ซึ่งในสมัยนั้นเรียกว่า คลื่นเฮิรตซ์ (Hertzian waves) มาประยุกต์ใช้ในการสื่อสาร โดยใน พ.ศ. 2441 มาร์โคนี นักประดิษฐ์ชาวอิตาเลียน สามารถสร้างระบบส่งและรับโทรเลขโดยใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้เป็นผลสำเร็จ ถัดมาอีก 3 ปี คือใน พ.ศ. 2444 มาร์โคนี ประสบความสำเร็จครั้งใหญ่เมื่อสามารถส่งคลื่นเฮิรตซ์ข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก จากประเทศอังกฤษไปยังนิวฟาวน์แลนด์ ประเทศคานาดา ความสำเร็จของมาร์โคนีเป็นการเปิดโฉมหน้าใหม่ของการติดต่อสื่อสารระยะไกลโดยใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นครั้งแรก มีผลทำให้การสื่อสารเป็นไปอย่างสะดวกและรวดเร็ว ต่อมาเมื่อมีการผสมสัญญาณเสียง สัญญาณภาพเข้ากับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ก็ทำให้เกิดวิทยุกระจายเสียง และวิทยุโทรทัศน์ ตามลำดับ
พัฒนาการอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีด้านอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์ทำให้เครื่องมือและอุปกรณ์การสื่อสารต่าง ๆ มีประสิทธิภาพสูง ทำให้การติดต่อสื่อสารเป็นไปอย่างรวดเร็ว และกว้างขวางครอบคลุมไปทั่วโลก เกิดการแลกเปลี่ยนความรู้ เทคโนโลยีข่าวสารข้อมูลระหว่างกัน ทำให้เศรษฐกิจ สังคม และวัฒนธรรม เปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็ว จึงอาจกล่าวได้ว่าคลื่นวิทยุมีส่วนสำคัญที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว

การใช้งานคลื่นวิทยุ

คลื่นวิทยุมีช่วงความถี่ตั้งแต่ประมาณ 10 กิโลเฮิรตซ์ ถึง 300 จิกะเฮิรตซ์ ถูกนำไปใช้ในการสื่อสารโทรคมนาคมด้านต่าง ๆ สรุปดังตาราง 1
ตาราง 1 คลื่นวิทยุความถี่ต่าง ๆ และการใช้งาน ความถี่ (ชื่อ) ความยาวคลื่น การใช้งาน
ต่ำกว่า 30 kHz (VLF) มากกว่า 10 km ใช้สื่อสารทางทะเล
30 - 300 kHz (LF) 1- 10 km ใช้สื่อสารทางทะเล
0.3-3 MHz (MF) 0.1-1 km ใช้ส่งคลื่นวิทยุระบบเอเอ็ม
3-30 MHz (HF) 10-100 m ใช้ส่งวิทยุคลื่นสั้นสื่อสารระหว่างประเทศ
30-300 MHz (VMF) 1-10 m ใช้ส่งคลื่นวิทยุระบบเอฟเอ็มและคลื่นโทรทัศน์
0.3-3 GHz (VHF) 10-100 cm ใช้ส่งคลื่นโทรทัศน์และไมโครเวฟ
3-30 GHz (SHF) 1-10 cm ใช้ส่งไมโครเวฟและเรดาร์
30-300 GHz (EHF) 1-10 mm ใช้ส่งไมโครเวฟ



ปัจจุบันประเทศทั่วโลกใช้คลื่นวิทยุในการติดต่อสื่อสารกันอย่างแพร่หล าย เฉพาะในสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นประเทศที่มีความเจริญก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสูงนั้น มีสถานีโทรทัศน์กว่า 1,000 สถานี สถานีวิทยุ 8,000 สถานี เครื่องรับส่งวิทยุ 40 ล้านเครื่อง จานส่งและรับสัญญาณไมโครเวฟกว่า 250,000 จาน และอุปกรณ์ไมโครเวฟที่ใช้ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ รวมทั้งเตาไมโครเวฟที่ใช้ในบ้านเรือน อีกกว่า 40 ล้านเครื่อง อุปกรณ์เหล่านี้ผลิตและส่งกระจายคลื่นวิทยุออกสู่บรรยากาศตลอดเวลา โดยที่ประสาทสัมผัสของมนุษย์ไม่สามารถรับรู้ได้

ผลของคลื่นวิทยุที่มีต่อร่างกาย

คลื่นวิทยุสามารถทะลุเข้าไปในร่างกายมนุษย์ได้ลึกประมาณ 1/10 ของความยาวคลื่นที่ตกกระทบ และอาจทำลายเนื้อเยื่อของอวัยวะภายในบางชนิดได้ ผลการทำลายจะมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับความเข้ม ช่วงเวลาที่ร่างกายได้รับคลื่นและชนิดของเนื้อเยื่อ อวัยวะที่มีความไวต่อคลื่นวิทยุ ได้แก่ นัยน์ตา ปอด ถุงน้ำดี กระเพาะปัสสาวะ อัณฑะ และบางส่วนของระบบทางเดินอาหาร โดยเฉพาะนัยน์ตา และอัณฑะ เป็นอวัยวะที่อ่อนแอที่สุดเมื่อได้รับคลื่นวิทยุช่วงไมโครเวฟ
คลื่นวิทยุช่วงความถี่ต่าง ๆ อาจมีผลต่อร่างกายดังนี้
1. คลื่นวิทยุที่มีความถี่น้อยกว่า 150 เมกะเฮิรตซ์ (มีความยาวคลื่นมากกว่า 2 เมตร) คลื่นจะทะลุผ่านร่างกายโดยไม่ก่อให้เกิดผลใด ๆ เนื่องจากไม่มีการดูดกลืนพลังงานของคลื่นไว้ ร่างกายจึงเปรียบเสมือนเป็นวัตถุโปร่งใสต่อคลื่นวิทยุช่วงนี้
2. คลื่นวิทยุที่มีความถี่ระหว่าง 150 เมกะเฮิรตซ์ ถึง 1.2 จิกะเฮิรตซ์ (มีความยาวคลื่นระหว่าง 2.00 ถึง 0.25 เมตร) คลื่นวิทยุช่วงนี้สามารถทะลุผ่านเข้าไปในร่างกายได้ลึกประมาณ 2.5 ถึง 20 เซนติเมตร เนื้อเยื่อของอวัยวะภายในบริเวณนั้นจะดูดกลืนพลังงานของคลื่นไว้ถึงร้อยละ 40 ของพลังงานที่ตกกระทบ ทำให้เกิดความร้อนขึ้นในเนื้อเยื่อ โดยที่ร่างกายไม่สามารถรู้สึกได้ ถ้าร่างกายไม่สามารถกระจายความร้อนออกไปในอัตราเท่ากับที่รับเข้ามา อุณหภูมิหรือระดับความร้อนของร่างกายจะสูงขึ้น เป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อร่างกาย ความร้อนในร่างกายที่สูงกว่าระดับปกติอาจก่อให้เกิดผลหลายประการ เช่น
- เลือดจะแข็งตัวช้ากว่าปกติ ผลอันนี้ถ้ามีการเสียเลือดเกิดขึ้น อาการจะมีความรุนแรง
- การหมุนเวียนของเลือดเร็วขึ้น
- ฮีโมโกลบินของเม็ดเลือดแดงจะมีความจุออกซิเจนลดลง ทำให้เลือดมีออกซิเจนไม่เพียงพอเลี้ยงเนื้อเยื่อต่าง ๆ เมื่อเนื้อเยื่อขาดออกซิเจนจะทำให้เซลล์สมอง ระบบประสาทส่วนกลางและอวัยวะภายในขาดออกซิเจนด้วย อาจทำให้มีการกระตุกของกล้ามเนื้อจนถึงชัก ถ้าสภาพเช่นนี้ดำเนินต่อไป ผลที่ตามมาก็คือ ไม่รู้สึกตัวและอาจเสียชีวิตได้
3. คลื่นวิทยุที่มีความถี่ระหว่าง 1-3 จิกะเฮิรตซ์ (มีความยาวคลื่นระหว่าง 30 ถึง 10 เซนติเมตร) ทั้งผิวหนังและเนื้อเยื่อลึกลงไปดูดกลืนพลังงานได้ราวร้อยละ 20 ถึงร้อยละ 100 ขึ้นอยู่กับชนิดของเนื้อเยื่อ คลื่นวิทยุเช่นนี้เป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อนัยน์ตา โดยเฉพาะเลนส์ตาจะมีความไวเป็นพิเศษต่อคลื่นวิทยุความถี่ประมาณ 3 จิกะเฮิรตซ์ เพราะเลนส์ตามีความแตกต่างจากอวัยวะอื่นตรงที่ไม่มีเลือดมาหล่อเลี้ยงและไม่มีกลไกซ่อมเซลล์ ดังนั้นเมื่อนัยน์ตาได้รับคลื่นอย่างต่อเนื่องจะทำให้ของเหลวภายในตามีอุณหภูมิสูงขึ้น โดยไม่สามารถถ่ายโอนความร้อนเพื่อให้อุณหภูมิลดลงได้เหมือนเนื้อเยื่อของอวัยวะอื่น ๆ จึงจะก่อให้เกิดอันตรายอย่างรุนแรงตามมา พบว่าถ้าอุณหภูมิของตาสูงขึ้นเซลล์เลนส์ตาบางส่วนอาจถูกทำลายอย่างช้า ๆ ทำให้ความโปร่งแสงของเลนส์ตาลดลง ตาจะขุ่นลงเรื่อย ๆ ในที่สุดจะเกิดเป็นต้อกระจก สายตาผิดปกติ และสุดท้ายอาจมองไม่เห็น
4. คลื่นวิทยุที่มีความถี่ระหว่าง 3-10 จิกะเฮิรตซ์ (มีความยาวคลื่นระหว่าง 10 ถึง 3 เซนติเมตร) ผิวหนังชั้นบนสามารถดูดกลืนพลังงานมากที่สุด เราจะรู้สึกว่าเหมือนกับถูกแสงอาทิตย์
5. คลื่นวิทยุที่มีความถี่สูงกว่า 10 จิกะเฮิรตซ์ (มีความยาวคลื่นน้อยกว่า 3 เซนติเมตร) ผิวหนังจะสะท้อนให้กลับออกไป โดยมีการดูดกลืนพลังงานเล็กน้อย

ผลของคลื่นวิทยุต่อร่างกายโดยสรุป แสดงในตาราง 2


ตาราง 2 ผลของคลื่นวิทยุต่อร่างกาย ความถี่ ความยาวคลื่น (m) บริเวณสำคัญ
ที่อาจเกิดอันตราย ผลที่เกิดขึ้น
น้อยกว่า 150 MHz มากกว่า 2.00 - ทะลุผ่านร่างกายโดยไม่มีการดูดกลืน
150 MHz - 1.2 GHz 2.00-0.25 อวัยวะในร่างกาย เกิดความร้อนบริเวณใต้ผิวหนัง และอวัยวะภายใน
1-3 GHz 0.30-0.10 เลนส์ตา เป็นอันตรายต่อเลนส์ตาทำให้อุณหภูมิสูงขึ้น
3-10 GHz 0.10-0.03 เลนส์ตาและผิวหนัง รู้สึกร้อนที่ผิวหนัง เหมือนถูกแสงอาทิตย์
มากกว่า 10 GHz น้อยกว่า 0.03 ผิวหนัง สะท้อนที่ผิวหนัง หรือถูกดูดกลืนน้อยมาก



เคยมีรายงานทางการแพทย์เมื่อ พ.ศ. 2495 ว่ามีผู้ป่วยเป็นต้อกระจกจากไมโครเวฟ ผู้ป่วยเป็นเจ้าหน้าที่เทคนิคทำงานเป็นเวลา 1 ปี ในบริเวณที่มีเครื่องกำเนิดไมโครเวฟความถี่ 1.5-3 จิกะเฮิรตซ์ ที่ระดับความเข้ม 100 มิลลิวัตต์ต่อตารางเซนติเมตร
ในการทดลองกับสัตว์ นักวิทยาศาสตร์ได้ทดลองฉายคลื่นวิทยุช่วงไมโครเวฟความเข้ม 100 มิลลิวัตต์ต่อตารางเซนติเมตร ไปที่ตาของกระต่าย พบว่าใน 1 ชั่วโมงต่อมา ของเหลวภายในลูกกระตากระต่ายมีอุณหภูมิสูงถึง 43 องศงเซลเซียส อีก 1 สัปดาห์ต่อมากระต่ายตัวนั้นตาบอด ส่วนในการทดลองกับหนูตัวผู้จำนวน 200 ตัว โดยให้หนูไปอยู่ใกล้เรดาร์ เมื่อผ่านไประยะเวลาหนึ่งพบว่าหนูร้อยละ 40 เป็นหมัน เนื่องจากเนื้อเยื่อของอัณฑะถูกทำลาย และหนูอีกร้อยละ 35 เซลล์เม็ดเลือดแดงจะพัฒนาเป็นมะเร็งต่อไป

แรงโน้มถ่วงของโลก

แรงโน้มถ่วงเกิดมาจากมวลดึงดูดซึ่งกันและกัน เมื่อเราเข้าไปอยู่ใต้โลก แรงดึงดูดของมวลที่เกิดขึ้นบนศีรษะจะหักลบกับมวลที่อยู่ใต้เท้า เหลือเท่าไหร่ก็เป็นแรงโน้มถ่วง ดั้งนั้นถ้าเรามุดลงไปถึงใจกลางโลก จะไม่มีแรงโน้มถ่วงเลย เพราะมวลที่อยู่บนศีรษะและใต้เท้าของเราเท่ากัน น่าแปลกใจตรงที่ว่านอกอวกาศก็เป็นอีกที่หนึ่งที่มีแรงโน้มถ่วงน้อย และเมื่อมุดลงไปใต้โลกก็มีแรงโน้มถ่วงน้อยด้วยเช่นเดียวกัน

ความเป็นมาของโรงไฟฟ้า

โรงไฟฟ้าพลังน้ำคลองช่องกล่ำ เป็นโครงการหนึ่งในพระราชดำริของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อผลิตไฟฟ้าสำหรับอุตสาหกรรมขนาดเล็กอันจะเป็นประโยชน์ในการเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรให้แก่ราษฎรในบริเวณ พื้นที่ราบเชิงเขาจังหวัดสระแก้ว โครงการนี้การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย และกรมชลประทานร่วมกันดำเนินการก่อสร้าง
บริเวณพื้นที่ป่าเชิงเขาบรรทัดแถบชายแดนไทย-กัมพูชา เขตจังหวัดสระแก้ว แต่เดิมมีสภาพเป็นป่าเสื่อมโทรม ขาดแคลนน้ำในการเกษตรนอกจากจะถูกราษฎรบุกรุกทำลายป่า อย่างกว้างขวางแล้วยังเป็นเขตแทรกซึมของฝ่ายตรงข้าม เมื่อพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงทราบปัญหาที่เกิดขึ้น ได้ทรงมีพระราชดำริให้มีการพัฒนาพื้นที่เหล่านี้ กองทัพภาคที่ 1 และหน่วยงานที่เกี่ยวข้องจึงได้ร่วมกันจัดทำโครงการขึ้นเรียกว่า "โครงการพัฒนาพื้นที่ราบเชิงเขาจังหวัดปราจีนบุรีตามพระราชดำริ" ประกอบด้วยการพัฒนาในด้านต่าง ๆ โดยเฉพาะด้านแหล่งน้ำ ได้มีการก่อสร้างเขื่อนต่างๆ คือเขื่อนท่ากะบาก อำเภอเมือง เขื่อนคลองช่องกล่ำตอนบนและเขื่อนคลองช่องกล่ำตอนล่าง อำเภอวัฒนานคร จังหวัดสระแก้ว
ต่อมาพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวได้เสด็จพระราชดำเนินเยี่ยมราษฎร ในพื้นที่แห่งนี้อีกในปี 2524 และ 2525 ทรงมีพระราชดำริให้การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทยและกรมชลประทานพิจารณานำน้ำที่ระบาย จากเขื่อนมาใช้ประโยชน์ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าก่อนที่จะระบายน้ำ ไปใช้ในการเกษตรเพื่อเป็นการพัฒนาแหล่งน้ำในท้องถิ่นให้เกิด ประโยชน์เต็มที่
เงินลงทุน งบประมาณที่ใช้ในการดำเนินงานในส่วนของการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย รวมทั้งสิ้น 4500 ล้านบาท

อะตอม

คำว่า "อะตอม" เป็นคำซึ่งมาจากภาษากรีกแปลว่าสิ่งที่เล็กที่สุด ซึ่งนักปราชญEwbr>ชาวกรีกโบราณที่ชื่อ ลูซิพปุส (Leucippus) และดิโมคริตุส (Democritus) ใช้สำหรับเรียกหน่วยที่เล็กที่สุดของสสาร ที่ไมEwbr>สามารถแบ่งแยกต่อไปได้อีก โดยเขาได้พยายามศึกษาเกี่ยวกับวัตถุที่มีขนาดเล็ก (ฟิสิกสEwbr>ระดับจุลภาค, microscopic) และมีแนวคิดเกี่ยวกับโครงสร้างของสสารว่า สสารทั้งหลายประกอบด้วยอนุภาคที่เล็กที่สุด จะไมEwbr>สามารถมองเห็นไดEและจะไมEwbr>สามารถแบ่งแยกให้เล็กลงกว่านั้นได้อีก แตEwbr>ในสมัยนั้นก็ยังไม่มีการทดลอง เพื่อพิสูจนEwbr>และสนับสนุนแนวความคิดดังกล่าว

ต่อมาวิทยาศาสตรEด้เจริญก้าวหน้าขึ้น และนักวิทยาศาสตรEwbr>ก็พยายามทำการ ทดลองค้นหาคำตอบเกี่ยวกับเรื่องนีEwbr>ในรูปแบบต่างEwbr>ตลอดมา จนกระทั่งเกิดทฤษฎีอะตอมขึ้นมาในปี ค.ศ.1808 จากแนวความคิดของจอหE ดาลตัน (John Dalton) ผู้เสนอสมมติฐานเกี่ยวกับแบบจำลองอะตอม และเป็นทีEwbr>ยอมรับและสนับสนุนจากนักวิทยาศาสตรEwbr>ในสมัยนั้น โดยทฤษฎีอะตอมของดาลตันได้กล่าวไว้ว่า

1. สสารประกอบด้วยอะตอม ซึ่งเป็นหน่วยที่เล็กที่สุด แบ่งแยกต่อไปอีกไม่ไดEและไม่สามารถสร้างขึ้นหรือทำลายให้สูญหายไป

2. ธาตุเดียวกันประกอบด้วยอะตอมชนิดเดียวกัน มีมวลและคุณสมบัติเหมือนกัน แต่จะแตกต่างจากธาตุอื่น

3. สารประกอบเกิดจากการรวมตัวของอะตอมของธาตุตั้งแตE2 ชนิดขึ้นไปด้วยสัดส่วนที่คงทีEBR>
4. อะตอมของธาตุแต่ละชนิดจะมีรูปร่างและน้ำหนักเฉพาะตัว

5. น้ำหนักของธาตุที่รวมกัน ก็คือน้ำหนักของอะตอมทั้งหลายของธาตุที่รวมกัน

เว็บไซด์เรื่องคลื่น

http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%84%E0%B8%A5%E0%B8%B7%E0%B9%88%E0%B8%99%E0%B9%81%E0%B8%A1%E0%B9%88%E0%B9%80%E0%B8%AB%E0%B8%A5%E0%B9%87%E0%B8%81%E0%B9%84%E0%B8%9F%E0%B8%9F%E0%B9%89%E0%B8%B2



http://www.bkw.ac.th/content/snet3/saowalak/radiowave/radiowave.htm


http://www.mwit.ac.th/~ampornke/Documents_PPT/PPT_Waves/08_3The%20Nature%20and%20Properties%20of%20sound1.pdf


http://www.rmutphysics.com/CHARUD/oldnews/146/science/waves.htm



http://www.school.net.th/library/create-web/10000/technology/10000-811.html



http://www.absorn.ac.th/e-learning/ebook/supatra/b4.htm