|
|
|
|
|
|
|
|
ภาพประจำสัปดาห์
สนามแม่เหล็ก เรือยามาโมโต้ 1 ใช้พลังงานขับเคลื่อนจากแม่เหล็กไฟฟ้าลำแรกของโลก เนื่องจากต้องใช้สนามแม่เหล็กที่มีความเข้มสูงมาก จึงต้องอาศัยตัวนำยวดยิ่งสร้างสนามแม่เหล็ก หลักการมีง่ายๆดังนี้ น้ำทะเลจะไหลเข้าไประหว่างขั้วไฟฟ้า เกิดแรงทางแม่เหล็กผลักให้น้ำทะเลพุ่งออกมาทางขวา จากกฎข้อที่สามของนิวตัน เมื่อมีแรงกระทำไปทางขวาจะทำให้เรือพุ่งไปทางซ้ายด้วยแรงขนาดที่เท่ากัน แต่ทิศทางตรงกันข้าม ข้อดีของเรือแม่เหล็กลำนี้คือจะไม่มีเสียงที่เกิดจากเครื่องยนต์ความร้อนเลย อ่านต่อครับ |
|||
|
||||
|
ภาพยนตร์แสงเหนือแสงใต้ขนาด 600 KB
|
|||
|
แบบฝึกหัดประจำสัปดาห์
ตัวอย่าง โปรตอน
1
ตัวเคลื่อนที่ผ่านสนามแม่เหล็กโลกในแนวตั้งฉากกับทิศทางของสนามด้วยความเร็ว
107 m/s
ความเข้มของสนามแม่เหล็กโลกที่เส้นศูนย์สูตรประมาณ
10-5 เทสลา จงหาแรงที่กระทำบนโปรตอนโดยสนามนี้
และเปรียบเทียบกับขนาดของแรงโน้มถ่วง
|
|||
|
ยานพาหนะที่ใช้แม่เหล็กในการขับเคลื่อน การทดลองนี้ทำในอุณหภูมิห้องด้งนั้นถึงแม้ว่าจะใช้แม่เหล็กเนโอเดียมซึ่งเป็นแม่เหล็กแรงสูงก็ยังขยับได้น้อย แต่ทว่าถ้าทำให้อุณหภูมิต่ำมากๆ ให้สารอยู่ในสภาพซุปเปอร์คอนดักเตอร์ ก็จะสามารถสร้างแม่เหล็กไฟฟ้าพลังงานสูงขึ้นได้ เราจะได้เรือที่มีแรงผลักดันแรงสูง สามารถใช้เป็นการขนส่งความเร็วสูงได้ รถไฟลอยด้วยแรงแม่เหล็กหรือที่เรียกกันว่า ลิเนียร์มอเตอร์คาร์จะใช้หลักการเหมือนกัน จะทำให้อยู่ในสภาพซุปเปอร์คอนดักเตอร์ที่อยู่ในสภาพอุณหภูมต่ำมากๆทำให้สามารถสร้างระบบขนส่งความเร็วสูงโดยใช้พลังงานจำนวนน้อยได้
แสงเหนือและใต้ แสงประหลาดบนท้องฟ้าอาร์กติก ในบางคืนบางท้องฟ้าของตำบลซึ่งอยู่ในแถบละติจูดสูงทั้งทางซีกโลกภาคใต้ ชาวโลกแถบนั้นอาจได้เห็นแสงเรืองแวบวาบเป็นม่านย้อย หรือเป็นเส้นสายหรือคล้ายเปลวไฟมีสีต่างๆ ปรากฏอยู่บนท้องฟ้า ปรากฏการณ์เช่นนี้มักเกิดบ่อยครั้งในฤดูใบไม้ผลิ และฤดูใบไม้ร่วงและมีชื่อเรียกว่า แสงเหนือ หรือแสงใต้ แล้วแต่ว่าเกิดขึ้นในบริเวณใกล้ขั้วเหนือหรือขั้วใต้ของโลก การเกิดแสงเหนือแสงใต้ขึ้นในบรรยากาศของโลก มีความสัมพันธ์กับการปรากฏของกลุ่มจุดบนดวงอาทิตย์ แสงเหนือแสงใต้มักเกิดภายหลังปรากฏการณ์ลุกจ้า หรือการระเบิดบนดวงอาทิตย์ประมาณหนึ่งวัน ซึ่งทำให้สันนิษฐานว่า สิ่งที่มาทำให้เกิดแสงเหนือแสงใต้ขึ้นนี้ เดินทางมายังโลกจากบริเวณลุกจ้าบนดวงอาทิตย์ ด้วยความเร็ว 1,600 กิโลเมตรต่อวินาที
ในห้องทดลองนี้แสดงการเคลื่อนที่ของประจุลบ ในสนามแม่เหล็กที่มีทิศทางอยู่บนแกน + Z และ -Z เริ่มต้นให้อนุภาคเคลื่อนที่ออกจากจุดกำเนิดด้วยความเร็ว vx และ vz กำหนดให้ B = + 2.0 mT บนแกน +Z ให้ vZ = 0 และ vx มีค่าสูงสุด = 8.0 x 107 m/s กดปุ่ม RUN สังเกตว่าเกิดอะไรขึ้น ไม่ว่าประจุทดสอบที่ใช้ในห้องทดลองจะเป็นประจุบวกหรือลบ เวกเตอร์ v x B จะมีทิศทางเข้าหาจุดศูนย์กลางเสมอ แต่ในห้องทดลองกำหนดให้เป็นประจุลบ อนุภาคจะเคลื่อนที่เป็นวงกลมทวนเข็มนาฬิกาบนแกน +y สังเกตดูที่จุดกำเนิด x =0 , y =0 ความเร็วจะวิ่งอยู่ในทิศทางบวก x เพราะว่า เวกเตอร์ B มีทิศพุ่งออก ทำให้เวกเตอร์ v X B ชี้ไปในทิศทางแกน - y แต่เนื่องจากเป็นประจุลบ ทิศทางการครอสของเวกเตอร์จึงมีทิศทางไปทางแกน +y นั่นคือทิศทางของแรงเข้าสู่ศูนย์กลางที่จุดกำเนิด พุ่งไปบนแกนบวก y เช่นเดียวกันเมื่อประจุหมุนขึ้นไปบนสุด ( x=0 , y = ymax ) ความเร็วจะวิ่งอยู่ในทิศทาง -x ทิศทางการครอสของเวกเตอร์จึงมีทิศทางไปทางแกน -y นั่นคือทิศทางของแรงเข้าสู่ศูนย์กลางที่จุดกำเนิด พุ่งไปบนแกนลบ y กดที่รูปภาพหรือที่นี่เพื่อเข้าสู่การทดลอง | ||||
การทดลองเรื่องสนามแม่เหล็ก คลิกครับ
การทดลอง
ให้กดเมาส์ที่เข็มเพื่อถูเข็มกับแม่เหล็กถาวร ให้คุณสังเกตว่า อะไรเกิดขึ้น จงอฺธิบายอย่างละเอียด
__________________________________________________________
เมื่อใช้ฆ้อนตีเข็มหมุด อะไรเกิดขึ้นต่อจากนั้น จงอธิบาย
__________________________________________________________
กระดานแม่เหล็ก แมกนา ดูเดิล
เขียนได้ลบได้
คริสตศักราช 1974 วิศวกร 4 คน จากบริษัทปากกาไพล๊อต ไดประดิษฐ์คิดค้น กระดานที่ไม่ต้องใช้ชอร์ก สำเร็จเป็นครั้งแรกของโลก สิ่งประดิษฐ์นี้ได้กลายเป็นกระดานให้กับเด็กเล็กๆมากมายได้ใช้ขีดเขียนเล่น มีคนเก็บสถิติพบว่า แค่ ปีเดียวขายได้กว่า 40 ล้านชิ้น อุปกรณ์อันมหัศจรรย์นี้ได้ถูกนำไปประยุกต์ใช้ได้อีกมากมาย บางคนนำไปเขียนใต้น้ำ หรือทางองค์การอวกาศนาซา ได้นำไปเขียนในยานอวกาศที่โคจรอยู่รอบโลก เชื่อไหมละครับ
อุปกรณ์นี้มีชื่อเรียกว่า แมกนา ดูเดิล (Magna doodle) หรือกระดานแม่เหล็ก
ฟิสิกส์ราชมงคล จะนำท่านเข้าไปดูความมหัศจรรย์นี้ในระยะใกล้ ๆ อย่างชนิดว่า แกะออกมาให้เห็นทุกส่วนเลยทีเดียว กดที่นี่หรือรูปภาพเพื่อดูรายละเอียด
เข็มทิศ
(compass)
เมื่อคุณยืนอยู่บนผิวโลก และกำลังถือเข็มทิศไว้บนมือ ให้สังเกตครับว่า เข็มของมันจะชี้ไปยังทิศเหนือเสมอ ดูไม่แล้วไม่น่าแปลกใจอะไร เพราะเห็นกันอยู่เสมอ แต่มันจะเป็นสิ่งที่เหลือเชื่อทันที เมื่อคุณอยู่ในเรือที่วิ่งอยู่ในมหาสมุทรไม่เห็นฝั่ง และวันนั้นท้องฟ้ามืดครึ้มมองไม่เห็นพระอาทิตย์ เห็นแต่น้ำกับฟ้ามืด คุณจะทราบได้อย่างไรว่า เรือกำลังวิ่งไปในทิศทางไหนถ้าไม่มีเข็มทิศ ปัจจุบันการเดินทางในมหาสมุทร ใช้ระบบนำร่อง แบบดาวเทียม GPS ทันสมัยมาก อย่างไรก็ตามถ้าไฟฟ้าดับ หรือเหตุขัดข้องอันไม่คาดฝัน กัปตันเรือต้องหันมาใช้เข็มทิศ ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่หาได้ง่ายยิ่ง ที่แม้แต่ผู้โดยสารก็มีติดตัว
เข็มทิศทำไมจึงชี้ไปทางทิศเหนือเสมอ และไปเกี่ยวข้องกับสนามแม่เหล็กโลกได้อย่างไร ฟิสิกส์ราชมงคลจะตอบปัญหานี้ให้กับคุณ พร้อมกับแนะนำการสร้างเข็มทิศอย่างง่ายในหน้าถัดไป
เข็มทิศหาซื้อได้ทั่วไป
| เส้นตรงที่ลากจากขั้วเหนือสู่ขั้วใต้ของแท่งแม่เหล็กดังภาพที่ 1 |
ภาพที่ 1. แสดงทิศการเดินทางของเส้นแรงแม่เหล็ก |
|
ในกรณีถ้าไม่มีเข็มทิศจะนำผงตะไบเหล็กโรยลงแผ่นกระดาษซึ่งข้างใต้มีแท่งแม่เหล็กอยู่
เมื่อเคาะกระดาษจะเห็นผงตะไบเหล็กจัดเรียงตัวกันเป็นเส้นลักษณะดังภาพที่ 2
|
ภาพที่ 2. แสดงการเรียงตัวเป็นเส้นของผงตะไบเหล็ก |
จัดทำโดย ม.ภูติ ภูติเกียรติขจร โรงเรียนอัสสัมชัญ กรุงเทพฯ กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ คลิกอ่านต่อครับ
การทดลอง
ไฟฟ้าที่เกิดจากแม่เหล็ก
เมื่อกดปุ่ม "Start" แท่งโลหะจะเคลื่อนที่กลับไปมาตัดกับสนามแม่เหล็ก หรือเมื่อคุณกดปุ่ม "stop" คุณก็สามารถลากแท่งโลหะด้วยตนเอง คลิกครับ
การทดลอง
การทดลองแรงระหว่างเส้นลวดคู่ขนานที่นำกระแส
เข้าสู่การทดลองคลิกครับ
ถ้าเราต้องการจะส่งวัตถุขึ้นไปโคจรอยู่บนอวกาศ ขณะนี้หรือตอนนี้ที่มนุษย์สามารถทำได้ดีที่สุดก็คือ ส่งขึ้นไปพร้อมกับจรวด แต่ว่าจรวดลำหนึ่งต้องใช้เชื้อเพลิงจำนวนมาก เกือบทั้งหมดของมวลจรวดที่เราเห็นก่อนจะจุดระเบิดคือ เชื้อเพลิง จุดครั้งหนึ่งเชื้อเพลิงก็เกือบจะหมดถัง ดังนั้น ถ้าจะส่งมวลขนาดใหญ่ขึ้นไป จึงเป็นไปไม่ได้เลย ต้องใช้วิธีแบ่งมวลออกเป็นหลายส่วน และส่งขึ้นไป หลาย ๆ เที่ยว อย่างไรก็ตาม มีความเป็นไปได้เหมือนกัน โดยจะใช้แรงขับดันของสนามแม่เหล็ก ส่งมวลขึ้นไปแทนการใช้เชื้อเพลิง ซึ่งในขณะนี้ปืนแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถเร่งกระสุนจากหยุดนิ่ง จนมีความเร็ว 10 km/s หรือ 2000 ไมล์ต่อชั่วโมง ภายในเวลา 0.001 วินาที อ่านต่อครับ
|
หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ของ อ.วัชระ
- แรงแม่เหล็กบนประจุที่กำลังเคลื่อนที่ |
หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ของ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ อดิชาติ บ้วนกียาพันธุ์
สนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสไฟฟ้า |
ข้อสอบเรื่องแม่เหล็กไฟฟ้า
ผู้ช่วยศาสตราจารย์ อดิชาติ บ้วนกียาพันธุ์
 แท่งแม่เหล็กที่ถูกตัดขาดออกจากกัน รอยตัดทั้งสองจะดูดกันหรือไม่ คุณเคยเห็นยางแม่เหล็กหรือไม่ หากตัดยางแม่เหล็กให้ขาดออกจากกันรอยตัดทั้งสองส่วนจะดูดกันหรือไม่ เมื่อแท่งแม่เหล็กหรือยางเหล็กถูกตัดขาดออกเป็นสองส่วน บริเวณรอยตัดจะดูดกันหรือไม่ขึ้นอยู่กับลักษณะการตัด ในรูป (3) และ(5) ปลายของรอยตัดทั้งสองส่วนนั้น ปลายหนึ่งเป็นขั้ว N อีกปลายหนึ่งเป็นขั้ว S ดังนั้นรอยตัดทั้งสองจึงผลักกันไม่สามารถดูดกันได้ เว้นแต่ว่าจะหันชิ้นหนึ่งให้กลับหัวกลับหาง ในรูป (4) ด้านหนึ่งของรอยตัดเป็นขั้ว N อีกด้านหนึ่งเป็นขั้ว S จึงดูดกัน |
Magnetic-levitation เป็นตัวอย่าง
ที่ใช้อธิบาย การใช้งาน สารตัวนำยิ่งยวด ได้เป็นอย่างดี ยานพาหนะ
ที่ใช้ในการขนส่ง เช่นรถไฟ สามารถถูกทำให้ ลอยตัว อยู่บน สนามแม่เหล็กแรงสูง
ที่ผลิตจากสารตัวนำยิ่งยวดได้ หมดปัญหา การเสียดสี ระหว่างราง และตัวรถ
ลงได้โดยปริยาย ในแม่เหล็กธรรมดา ไม่เพียงแต่ จะสิ้นเปลือง พลังงาน ไปเนื่องจาก
ความร้อน ยังมีขนาดใหญ่กว่า แม่เหล็ก ที่ทำจากสาร ตัวนำยิ่งยวด อีกด้วย |
สารบัญการบรรยายภาพผ่านกระดานอิเล็กทรอนิกส์
แสงเหนือและแสงใต้
ถ้าคุณอยู่ภายนอกบ้านยามค่ำคืน ที่บริเวณซีกโลกด้านเหนือหรือใต้ คุณจะได้เห็นแสงออรอรา หรือบางครั้งเรียกว่า ม่านปีศาจ ลักษณะของแสงเหมือนกับเป็นม่านที่พลิ้วลงมาจากท้องฟ้าหรือสรวงสวรรค์ แสงออรอราอยู่สูงจากพื้นประมาณ 100 กิโลเมตร และยาวหลายพันกิโลเมตร พาดเป็นทางโค้งอยู่บนท้องฟ้า แต่น่าแปลกใจที่ว่า มีความหนาเพียง 1 กิโลเมตร ทำไมแสงนี้จึงหนาเพียงนิดเดียว ?
|
|
สนามแม่เหล็ก กฎของบิโอต์-ซาร์วารต์ ธรรมชาติของแม่เหล็ก ขนาดของแรงทางแม่เหล็ก ฟลักซ์ กฎของบิโอต์-ซาวารต์ พร้อมกับตัวอย่างการคำนวณ เครื่องแยกมวล ของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี จำนวน 34 แผ่น คลิกค่ะ
|
 |
แม่เหล็ก จำนวน 34 แผ่น ของ ดร. สมพงษ์ เลี่ยงโรคาพาธ คลิกครับ |
 |
สภาวะแม่เหล็กไฟฟ้าและการประยุกต์ ของ อ.อาทิตย์ ลภิรัตนากูล ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ จำนวน 35 แผ่น คลิกครับ |
|
|
จากการค้นพบการลอยของแม่เหล็กในคริสตวรรษที่ 19 ทำให้นักประดิษฐ์สามารถสร้างรถไฟแม่เหล็กได้สำเร็จ รถไฟทั้งคันสามารถลอยอยู่บนรางได้โดยไม่สัมผัสกับราง จึงไม่มีแรงเสียดทานในการเคลื่อนที่ คลิกครับ (Windows media 2.4 MB) |
|
|
แสงออรอรา ไกลออกไป 150 ล้านกิโลเมตร ดวงอาทิตย์เกิดการประทุอย่างรุนแรง ส่งถ่ายประจุไฟฟ้าอย่างมหาศาลออกมาในบรรยากาศ ด้วยความเร็วเท่ากับแสง ใช้เวลาไม่นานนัก ก็วิ่งผ่านเข้ามาในสนามแม่เหล็กโลก และหมุนเป็นเกลียว กระทบเข้ากับโมเลกุลของแก๊ส เกิดเป็นแสงออรอราขึ้น คลิกครับ |
นักศึกษาฟิสิกส์ 2 อธิบายหลักการทำงานของรถไฟแม่เหล็กลงใน กระดานฟิสิกส์ราชมงคล
|
(วิธีทำ ให้ ใส่ชื่อ สกุล เลือกวิชาที่สอบ และจำนวนข้อ แต่ต้องไม่เกินจากที่กำหนดไว้ เช่น กำหนดไว้ 10 ข้อ เวลาเลือกจำนวนข้อ ให้เลือก 5 และ 10 ข้อไม่เกินจากนี้ เป็นต้น เมื่อทำเสร็จสามารถดูคะแนนจากรายละเอียดผู้ทำข้อสอบได้ทันที
1. โจทย์ฝึกประสบการณ์จำนวน 40 ข้อ ของ อาจารย์ ช่วง ทมชิตชงค์ |
|
|
|
| 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 |
ครั้งที่
การเรียนฟิสิกส์ 2 ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
Maglev technology นี้ได้กำเนิดขึ้น ในปี ค.ศ. 1990
โดยโครงงาน ของรัฐบาลญี่ปุ่น และกระทรวงคมนาคม ได้มีคำสั่ง
ให้สร้างขึ้น ในปี ค.ศ.1997 เส้นแรกชื่อว่า Yamanashi Maglev
Test Line ในวันที่ 3 เมษายน 1997 สองปีต่อมา ในวันที่ 14 เมษายน
ค.ศ.1999 รถไฟฟ้ารุ่น MLX01รถทดสอบ ดังแสดงในรูป
ซึ่งมีความสามารถ เร่งความเร็ว ได้ถึง 343 ไมล์ต่อ ชั่วโมง
ซึ่งก็ยังอยู่ ในระหว่าง กระบวนการ พัฒนา อยู่ในขณะนี้
การเรียนการสอนฟิสิกส์ 2 ผ่านทางอินเตอร์เน็ต 