1.   ไฟฟ้ากับมนุษย์
2.   อะตอมและโครงสร้างอะตอม
3.   วงจรของอิเล็กตรอน
4.   อิเล็กตรอนวงนอกสุด
5.   อิเล็กตรอนอิสระ

1.   บอกประวัติความเป็นมาของอิเล็กตรอนได้
2.   อธิบายโครงสร้างและส่วนประกอบของอะตอมได้
3.   อธิบายการจัดชั้นวงโคจรของอิเล็กตรอนได้
4.   บอกความหมายของเวเลนซ์อิเล็กตรอนได้
5.   บอกคุณสมบัติและหน้าที่การทำงานของอิเล็กตรอนอิสระได้

               มนุษย์รู้จักไฟฟ้ามานานกว่า 2,000 ปี โดยเรียกว่าอิเล็กตรอน หลังจาก 2,000 ปีให้หลังจึงเรียกใหม่ว่า ไฟฟ้า ใช้จนปัจจุบัน

2.1  ไฟฟ้ากับมนุษย์

          มนุษย์รู้จักไฟฟ้ามานานกว่า 2,000 ปีแล้ว  แต่ไม่มีใครบอกได้ว่ามันคืออะไร  ทราบแต่เพียงว่ามันคือพลังงานรูปหนึ่งที่สามารถเปลี่ยนพลังงานกลเป็นพลังงานความร้อน แสง และเสียง เป็นต้น ตามประวัติศาสตร์กล่าวว่านักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกชื่อเทเลส (Theles) เกิดอยู่ในระหว่างก่อนปี พ.ศ. 3-81 ได้นำแท่งอำพันมาชัดสีกับผ้าขนสัตว์ แท่งอำพันที่เกิดความร้อนขึ้นนั้นจะมีอำนาจดูดสิ่งของเบาๆ ได้ เช่น ผม กระดาษชิ้นเล็กๆ และเศษผงชิ้นเล็กๆ เป็นต้น จึงได้ตั้งชื่อเป็นภาษากรีกว่า อิเล็กตรอน (Electron)
          ต่อจากนั้นมาอีกประมาณกว่า 2,000 ปี คือราว พ.ศ. 2148 ดร. กิลเบอร์ด (Dr. Gillbert) เป็นชาวอังกฤษ ได้รื้อพื้นหลักการของไฟฟ้าสถิตของเทเลส โดยนำเอาผ้าแพรและผ้าขนสัตว์มาถูกับแท่งแก้ว การมองอย่างไม่มีการศึกษาวิเคราะห์วิจัย จะไม่สามารถบอกได้ว่าวัตถุเหล่านั้นแตกต่างกันเพราะอะไร แต่ถ้ามองอย่างรอบคอบและทำการศึกษาวิเคราะห์วิจัยไปพร้อมๆ กันก็จะพบว่าวัตถุต่างๆ ที่อยู่บนโลกนี้มีความแตกต่างกันเพราะโครงสร้างส่วนเล็กๆ ที่รวมตัวกันขึ้นมาเป็นวัตถุเหล่านั้นแตกต่างกัน แต่พบว่าภายในโครงสร้างของวัตถุเหล่านั้น มีส่วนประกอบที่รวมตัวขึ้นมาเป็นวัตถุมีลักษณะเหมือนกันคือมี โมเลกุล อะตอม นิวเคลียส นิวตรอน โปรตอน และอิเล็กตรอนเหมือนกัน

        

 

 

2.2 อะตอม

         อะตอม หมายถึง หน่วยที่เล็กที่สุดของธาตุเมื่อทำการแบ่งแยกแล้วจะทำให้คุณสมบัติของธาตุนั้นเปลี่ยนไป ในปัจจุบันนี้เรายังไม่สามารถที่จะดูอะตอมของธาตุต่างๆ ได้อย่างชัดเจนนัก โดยเราสามาถใช้กล้องไมโครสโคป ส่องดูอะตอมของธาตุแต่อย่างไรก็ตามนักฟิสิกส์และนักวิจัยต่างๆ ก็คงพยายามที่จะบันทึกภาพของอะตอมที่ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางยาวประมาณ 12 ล้านล้าน ส่วนของนิ้วและได้ตั้งสมมติฐานว่าอะตอมนั้นมีลักษณะเป็นละอองฝอยคล้ายลูกบอลสีขาว
ในปี ค.ศ. 1913 นักฟิสิกส์ชื่อ Danish Neils Bohr ได้เสนอทฤษฎีเกี่ยวกับอะตอมว่า อะตอมประกอบด้วยอนุภาคสำคัญ 3 ส่วนคือ โปรตอน มีประจุไฟฟ้าเป็นบวก นิวตรอนมีคุณสมบัติเป็นกลางทางไฟฟ้า และอิเล็กตรอนมีประจุไฟฟ้าเป็นลบ โดยมีส่วนที่เป็นใจกลางของอะตอมเรียกว่า นิวเคลียส ซึ่งประกอบด้วย โปรตรอนและนิวตรอน ส่วนอิเล็กตรอนนั้นจะโคจรอยู่รอบๆ นิวเคลียส

       

              

          เมื่อนำอะตอมของวัตถุหรือสสารต่างๆ มาทำการวิเคราะห์  พบว่าส่วนประกอบของโครงสร้างอะตอม ภายในประกอบด้วยนิวเคลียส (Nucleus) อยู่ตอนกลางของอะตอมจะหยุดนิ่งอยู่กับที่ ภายในนิวเคลียสมีส่วนประกอบของประจุไฟฟ้าบรรจุอยู่คือ โปรตอน (Proton) มีประจุไฟฟ้าเป็นบอก (+) และนิวตรอน (Neutron) ไม่มีประจุไฟฟ้า ถือว่าเป็นกลางทางไฟฟ้า ส่วนรอบๆ นิวเคลียสมีอิเล็กตรอนวิ่งเคลื่อนที่วนรอบนิวเคลียสอิเล็กตรอนมีประจุไฟฟ้าเป็นลบ (-) ลักษณะโครงสร้างเบื้องต้นของอะตอม ดังรูป

        

 

 

2.3  วงโคจรอิเล็กตรอน

           อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสเป็นวงโคจร โดยมีแรงเหวี่ยงออกจากจุดศูนย์ กลางแต่เนื่องจากถูกแรงดึงดูดของโปรตอนในนิวเคลียสดึงดูด ทำให้อิเล็กตรอนวิ่ง เคลื่อนที่รอบนิวเคลียสเป็นวงโคจร ที่มีระดับคงที่ระยะห้างเป็นวงๆ หลายระดับหลาย ระยะห่าง ขึ้นอยู่กับจำนวนอิเล็กตรอนและโปรตรอนในแต่ละอะตอมของวัตถุธาต

              1 อะตอมของฮีเลียม มีโปรตอน 2 ตัว และอิเล็กตรอน 2 ตัว  หรือ 1 อะตอมของอะลูมิเนียม  มีโปรตอน 13 ตัว และอิเล็กตรอน 13 ตัว  เป็นต้น  โครงสร้างของอะตอมฮีเลียมและอะลูมิเนียม แสดงดังรูป

           

 

           การจัดจำนวนอิเล็กตรอนที่วิ่งเคลื่อนที่ในแต่ละวงโคจรจะมีความแตกต่างกันไป  มาตรฐานของจำนวนอิเล็กตรอนในแต่ละวง  สามารถทราบได้โดยใช้สูตรหาดังนี้

       

จำนวนอิเล็กตรอนที่มากที่สุดของแต่ละวง = 2Nกำลัง2

เมื่อ N = ลำดับที่ของวงโคจรที่อยู่ห่างออกไปจากนิวเคลียส

        เมื่อนำสูตรการหาจำนวนอิเล็กตรอนมากที่สุดของแต่ละวงจรโคจรมาแทนค่าด้วยลำดับชั้นของวงจร จะสามารถทราบจำนวนอิเล็กตรอนที่บรรจุได้มาสุดออกมา  แสดงตัวอย่างการคำนวณได้ดังนี้

  วง K (วงที่ 1) คือ N = 1 2Nกำลัง2 = 2(1)กำลัง2 = 2 ตัว  
  วง L (วงที่ 2) คือ N = 2 2Nกำลัง2 = 2(2)กำลัง2 = 8 ตัว  
  วง M (วงที่ 3) คือ N = 3 2Nกำลัง2 = 2(3)กำลัง2 = 18 ตัว  
  วง N (วงที่ 4) คือ N = 4 2Nกำลัง2 = 2(4)กำลัง2 = 32 ตัว  
  วง O (วงที่ 5) คือ N = 5 2Nกำลัง2 = 2(5)กำลัง2 = 50 ตัว  

 

2.4  อิเล็กตรอนวงนอกสุด

          ชั้นและจำนวนอิเล็กตรอนที่ถูกจัดไว้ในตารางที่ 2.1 แม้ว่าการจัดเป็นไปตามสูตร 2Nกำลัง2 ก็ตาม  แต่ในชั้นนอกสุดและชั้นถัดจากชั้นนอกสุดข้ามา  จำนวนอิเล็กตรอนที่ถูกบรรจุไว้จะไม่เต็มตามสูตร  ซึ่งก็ทำได้  เพราะมีข้อกำหนดในการบรรจุจำนวนอิเล็กตรอนลงในชั้นวงโคจรดังนี้
             1.  ชั้นวงโคจรในวงนอกสุดของอะตอมธาตุนั้น ๆ จะมีอิเล็กตรอนได้มากสุดไม่เกิน 8 ตัว
             2.  ชั้นวงโคจรชั้นถัดจาชั้นนอกสุดเข้ามาของอะตอมธาตุนั้น ๆ จะมีอิเล็กตรอนได้มากสุดไม่เกิน 18 ตัว
             อิเล็กตรอนในชั้นวงโคจรนอกสุดในที่นี้ไม่ใช่อิเล็กตรอนที่โคจรในวง Q เท่านั้น แต่เป็นชั้นวงโคจรวงไหนก็ได้  ที่เป็นวงที่ถูกบรรจุด้วยอิเล็กตรอนเป็นจำนวนสุดท้ายของอะตอมธาตุนั้น ๆ เรียกอิเล็กตรอนวงนอกสุดนี้ว่า "วาเลนซ์อิเล็กตรอน" (Valence Electrons) ธาตุแต่ละชนิดมีจำนวนวาเลนซ์อิเล็กตรอนไม่เท่ากัน  และวาเลนซ์อิเล็กตรอนนี้เป็นตัวการสำคัญที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาต่างๆ เป็นตัวบ่งชี้แสดงคุณสมบัติของวัตถุธาตุต่างๆ เป็นตัวทำให้ค่าความต้านทานของวัตถุแต่ละชนิดแตกต่างกัน  อิเล็กตรอนวงนอกสุดของธาตุแต่ละชนิด แสดงให้เห็นในตารางที่ 2.1 ในช่องจำนวนอิเล็กตรอนแต่ละวง

         

2.5  อิเล็กตรอนอิสระ

           วัตถุ สสาร หรือธาตุต่างๆ ที่มีบนโลก เมื่อมองลึกเข้าไปถึงอะตอมของวัตถุ สสาร หรือธาตุต่างๆ แล้ว เราจะพบว่าในทุก ๆ อะตอมของวัตถุ สสาร หรือธาตุต่างๆ มีประจุไฟฟ้าอยู่ภายในอะตอมนั้นๆ คือ ประกอบด้วย โปรตอน (P) มีประจุบวก (+) และอิเล็กตรอน (E) มีประจุลบ (-) แต่ในสภาวะปกติของวัตถ สสาร หรือธาตุต่างๆ เหล่านั้นจะไม่แสดงอำนาจไฟฟ้าใดๆ ออกมาเพราะว่าในแต่ละอะตอมของวัตถ สสาร หรือธาตุต่างๆ มีจำนวนประจุบวก (+) หรือ โปรตอน (P) เท่ากับจำนวนประจุลบ (-) หรืออิเล็กตรอน (E) ทำให้เกิดความสมดุลทางไฟฟ้าขึ้นมา คือเป็นกลางทางไฟฟ้าเช่น 1 อะตอมของทองแดง (Cu) มีโปรตอน (P) 29 ตัว หรือมี +29 ตัว และมีอิเล็กตรอน (E) 29 ตัว หรือมี -29 ตัว ศักย์ไฟฟ้า +29 ตัว และ -29 ตัว เกิดจากด้านกันหมดพอดี และสมดุลกันจึงไม่แสดงอำนาจไฟฟ้าออกมา
            อะตอมของวัตุ สสาร หรือธาตุต่างๆ เมื่อได้รับพลังงานหรือแรงกระตุ้น ส่งผลให้อิเล็กตรอนที่เบาและวิ่งเคลื่นที่รอบนิวเคลียสหลุดออกจากวงโคจรเดิมไปสู่วงโคจรของอะตอมข้างเคียง เป็นผลให้เกิดความไม่สมดุลของศักย์ไฟฟ้าขึ้นระหว่างประจุบวก (+) และประจุ (-) เกิดความต่างศักย์ทางไฟฟ้าขึ้นมาระหว่างอะตอม คืออะตอมที่ขาดอิเล็กตรอนไปจะแสดงอำนาจไฟฟ้าออกมาเป็นบวก (+) อะตอมที่มีอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นจะแสดงอำนาจออกมาเป็น (-) อิเล็กตรอนตัวท่หลุดเคลื่อนที่ไปยังอะตอมอื่นๆ มีชื่อเรียกว่า "อิเล็กตรอนอิสระ" (Free Electron)
            อิเล็กตรอนอิสระที่วิ่งเคลื่อนที่ไปมานั้น  เป็นอิเล็กตรอนที่อยู่ในชั้นวงโคจรนอกสุดของอะตอม หรือชั้นวาเลนซ์อิเล็กตรอนนั่นเอง พลังงานหรือแรงที่มากระทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของวาเลนซ์อิเล็กตรอน  มีความแตกต่างกันไปในแต่ละอะตอมของวัตถุ สสาร หรือธาตุต่างๆ เพราะวาเลนซ์อิเล็กตรอนของวัตถุ สสาร หรือธาตุต่างๆ มีจำนวนไม่เท่ากัน จำนวนน้อยสุดคื 1 ตัว และจำนวนมากสุดคือ 8 ตัว ลักษณะการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระ


           


  ย้อนกลับ

แบบฝึกหัดบทที่ 2

 

 

  การเรียนการสอนฟิสิกส์ 1  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

1. การวัด 2. เวกเตอร์
3.  การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ 4.  การเคลื่อนที่บนระนาบ
5.  กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน 6. การประยุกต์กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
7.  งานและพลังงาน  8.  การดลและโมเมนตัม
9.  การหมุน   10.  สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง
11. การเคลื่อนที่แบบคาบ 12. ความยืดหยุ่น
13. กลศาสตร์ของไหล   14. ปริมาณความร้อน และ กลไกการถ่ายโอนความร้อน
15. กฎข้อที่หนึ่งและสองของเทอร์โมไดนามิก  16. คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร
17.  คลื่น 18.การสั่น และคลื่นเสียง

  การเรียนการสอนฟิสิกส์ 2  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต  

1. ไฟฟ้าสถิต 2.  สนามไฟฟ้า
3. ความกว้างของสายฟ้า  4.  ตัวเก็บประจุและการต่อตัวต้านทาน 
5. ศักย์ไฟฟ้า 6. กระแสไฟฟ้า 
7. สนามแม่เหล็ก  8.การเหนี่ยวนำ
9. ไฟฟ้ากระแสสลับ  10. ทรานซิสเตอร์ 
11. สนามแม่เหล็กไฟฟ้าและเสาอากาศ 

12. แสงและการมองเห็น

13. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ 14. กลศาสตร์ควอนตัม
15. โครงสร้างของอะตอม 16. นิวเคลียร์ 

  การเรียนการสอนฟิสิกส์ทั่วไป  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

1. จลศาสตร์ ( kinematic)

   2. จลพลศาสตร์ (kinetics) 

3. งานและโมเมนตัม 4. ซิมเปิลฮาร์โมนิก คลื่น และเสียง
5.  ของไหลกับความร้อน 6.ไฟฟ้าสถิตกับกระแสไฟฟ้า 
7. แม่เหล็กไฟฟ้า  8.    คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากับแสง
9.  ทฤษฎีสัมพัทธภาพ อะตอม และนิวเคลียร์ 

 

ศัพท์วิทยาศาสตร์ ฉบับราชบัณฑิตสถาน

A  B  D  F  G  H  I  J  K  L  M  N 

O  Q  R  S  T  U  V  W  X  Y 

                        ถ            

                          อ   

นักวิทยาศาสตร    หน่วย      ศัพท์แผ่นดินไหวตัวอักษรจาก A-M   จาก N-Z

 

 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

คำศัพท์คณิตศาสตร์ที่น่าสนใจ

หมวด : | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |

ศัพท์เคมี    ศัพท์คณิตศาสตร์   ศัพท์ฟิสิกส์   

       บทความวิทยาศาสตร์      ศัพท์ชีววิทยา      สื่อการสอนฟิสิกส์      ศัพท์วิทยาศาสตร์    

พจนานุกรมเสียง 1   แมว    วัว 1    วัว 2    วัว 3    เหมียว   แกะ     พจนานุกรมภาพการ์ตูน

พจนานุกรมภาพเคลื่อนไหว   ดนตรี  Bullets แบบ JEWEL  พจนานุกรมภาพต่างๆ 

ภาพเคลื่อนไหวของสัตว์ต่างๆ  โลกและอวกาศ

อุปกรณ์และเครื่องมือต่างๆ

กลับหน้าสารบัญ

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

หนังสืออิเล็กทรอนิกส์