fbpx

ฟิสิกส์ นิวเคลียร์

สรุปเนื้อหา ฟิสิกส์นิวเคลียร์ คืออะไร ฟิสิกส์นิวเคลียร์ คือ สาขาวิชาที่ศึกษาองค์ประกอบต่าง ๆ และปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันของนิวเคลียสทั้งหลายของอะตอม การประยุกต์ใช้ฟิสิกส์นิวเคลียร์ที่ทราบกันดีที่สุดคือ การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานนิวเคลียร์และเทคโนโลยีอาวุธนิวเคลียร์ แต่การวิจัยได้ประยุกต์ไปในหลายสาขา เช่น เวชศาสตร์นิวเคลียร์และการสร้างภาพด้วยเรโซแนนซ์แม่เหล็ก การปลูกฝังไอออนในวิศวกรรมศาสตร์วัสดุ และการหาอายุจากคาร์บอนกัมมันตรังสีในวิชาภูมิศาสตร์และโบราณคดี อย่างไรก็ตาม สิ่งที่เราต้องรู้จักก่อนในเบื้องต้นคือ นิวเคลียสของอะตอมคืออะไร นิวคลีออนคืออะไร ไอโซโทป และความหมายของปฏิกิริยานิวเคลียร์ รวมไปถึงเรื่องสัญลักษณ์นิวเคลียร์ด้วย ดังนี้ นิวเคลียสของอะตอม คือ อนุภาคที่อยู่ตรงกลางของอะตอม ประกอบด้วยอนุภาค 2 ชนิดคือ โปรตอน (proton) และนิวตรอน (neutron) นิวคลีออน (Nucleon) คือ อนุภาคที่เป็นองค์ประกอบของนิวเคลียส = จํานวนโปรตอน + จํานวนนิวตรอน ปฎิกิริยานิวเคลียร์ คือ กระบวนการที่นิวเคลียสเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบหรือระดับพลังงาน ในทุกสมการปฏิกิริยานิวเคลียร์ ผลบวกของเลขอะตอมทั้งก่อนและหลังปฏิกิริยาจะต้องเท่ากัน ซึ่งแสดงว่าประจุไฟฟ้ารวมมีค่าคงตัว และผลบวกของเลขมวลก่อนและหลังปฏิกิริยาก็จะต้องเท่ากันด้วย ซึ่งแสดงว่า จำนวนนิวคลียสรวมก่อนและหลังปฏิกิริยาจะต้องคงตัว สัญลักษณ์ของนิวเคลียร์ (nuclear symbol) หรือที่เรียกว่า นิวไคลด์ […]

chulatutor

1 April 2022

ฟิสิกส์ อะตอม

สรุปเนื้อหา ฟิสิกส์อะตอม คืออะไร ฟิสิกส์อะตอม คือ การศึกษาโคงรสร้างของอะตอมของธาตุต่างๆ และมีการเจาะลึกลงไปถึงนิวเคลียสและอิเล็กตรอน ที่โคจรอยู่ภายรอบ ซึ่งตั้งแต่ในอดีตก็ได้มีการค้นคว้า ทดลอง จนเกิดเป็นทฤษฎีเกี่ยวกับอะตอมต่าง ๆ มากมาย ดังนี้   แนวคิดกับเรื่องโครงสร้างสสารของดิโมคริตุส “โลกประกอบด้วยสสารและที่ว่าง โดยสสารนั้นประกอบด้วยอะตอมซึ่งเป็นหน่วยที่เล้กที่สุด และไม่สามารถแบ่งแยกได้อีก สสารแต่ละชนิดประกอบด้วยอะตอมที่มีเนื้อเหมือนกัน แต่มีขนาด รูปร่างและการจัดเรียงตัวต่างกัน จึงทําให้เกิดสสารต่างชนิดกัน การเปลี่ยนแปลงของสสารเกิดจาการเปลี่ยนแปลงลักษณะการจัดเรียงตัวของอะตอม”   ทฤษฎีอะตอมของดอลตัน “สสารประกอบด้วยอะตอมซึ่งเป็นหน่วยย่อยที่เล็กที่สุดและแบ่งแยกอีกต่อไปไม่ได้ ธาตุเดียวกันจะประกอบด้วยอะตอมชนิดเดียวกัน ส่วนธาตุต่างชนิดกันประกอบด้วยอะตอมที่ต่างกัน อะตอมของธาตุแต่ละชนิดจะมีรูปร่างและน้ำหนักเฉพาะตัว อะตอมชนิดหนึ่งจะเปลี่ยนไปเป็นอะตอมชนิดอื่นไม่ได้ อะตอมของธาตุหนึ่งๆ อาจรวมกับอะตอมธาตุอื่นได้ในสัดส่วนคงตัว”   การค้นพบรังสีแคโทด เกิดจากการที่ Sir Williams Crookes นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ทําการทดลองการนํากระแสไฟฟ้าในหลอดแก้วสุญญากาศที่โค้งงอเป็นมุมฉาก พบว่าเกิดสารเรืองแสงสีเขียวที่ผนังหลอดด้านในตรงข้ามกับขั้วแคโทดซึ่งเป็นขั้วไฟฟ้าลบแสดงว่าเกิดรังสีออกมาจากขั้วแคโทด จึงเรียกว่า รังสีแคโทด (Cathode Ray) นั่นเอง ซึ่งในเวลาต่อมาก็ได้มีการศึกษาธรรมชาติของรังสีแคโทดเพิ่มเติม โดยใช้แผ่นโลหะบาง ๆ กั้นรังสีแคโทด ทำให้เกิดเงาของแผ่นโลหะปรากฏบนผนังหลอดดังรูป และเมื่อให้รังสีแคโทดผ่านสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า ก็พบว่า รังสีนี้มีการเปลี่ยนแปลงในบริเวณที่มีสนามทั้งสอง […]

chulatutor

30 March 2022

ฟิสิกส์ สมดุลกล

สรุปเนื้อหาเรื่อง สมดุลกล คืออะไร สมดุลกล (mechanical equilbrium) หรือ สมดุล (equilibrium) หมายถึง วัตถุที่รักษาสภาพการเคลื่อนที่ให้คงเดิม หรือกล่าวอีกอย่างหนึ่งคือ วัตถุอยู่นิ่ง หรือ เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ สมดุลกลสามารถแยกได้เป็น 2 แบบ คือ สมดุลสถิต (static equilibrium หมายถึง วัตถุที่อยู่นิ่งและไม่มีการหมุน เช่น สมุดวางอยู่บนโต๊ะ สมดุลจลน์ (dynamic equilibrium) หมายถึง วัตถุที่มีการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว หรือมีการหมุนด้วยอัตราเร็วคงตัว เช่น ลังไถลลงมาตามพื้นเอียง ทั้งนี้ คำว่าสมดุลจลน์ มีสองความหมายคือ หมายถึงสมดุลของวัตถุที่เคลื่อนที่แนวตรงด้วยความเร็วคงตัวแล้ว และหมายถึงสมดุลของวัตถุที่หมุนรอบแกนเดิมด้วยอัตราเร็วคงตัว   ศูนย์กลางมวลและศูนย์ถ่วง คืออะไร จุดศูนย์กลางมวล (center of mass, C.M.) คือ จุดที่เปรียบเสมือนเป็นจุดรวมมวลของวัตถุทั้งก้อน ซึ่งอยู่ประจำที่แน่นอนและไม่ขึ้นกับสถานที่ และอาจไม่อยู่ภายในเนื้อของวัตถุ เช่น ศูนย์กลางมวลของวงแหวน จุดศูนย์ถ่วง (center […]

chulatutor

29 March 2022

ฟิสิกส์ ความร้อน

สรุปเนื้อหาเรื่อง ความร้อน คืออะไร ความร้อน เป็นพลังงานรูปหนึ่งที่สามารถทำงานได้ และเปลี่ยนเป็นพลังงานรูปอื่นได้ หรืออาจจะเปลี่ยนรูปมาจากพลังงานรูปอื่นได้ เช่น พลังงานเคมี พลังงานไฟฟ้า ฯลฯ อีกทั้ง ความร้อนยังเป็นพลังงานซึ่งสามารถถ่ายทอดจากวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงไปสู่วัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า และจะถ่ายเทให้กันจนกระทั่งอุณหภูมิเท่ากัน   หน่วยของพลังงานความร้อน จุล (joule, J ) เป็นหน่วยของพลังงานกลที่ใช้ในระบบเอสไอ แคลอรี ( calorie, cal ) เป็นหน่วยหนึ่งของพลังงานความร้อน (1 cal = 4.186 J) ซึ่ง 1 แคลอรี คือ พลังงานความร้อนที่ทำให้น้ำที่มีมวล 1 กรัม มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1 องศาเซลเซียส (ในช่วง 14.5 องศาเซลเซียส ถึง 15.5 องศาเซลเซียส) ที่ความดัน 1 บรรยากาศ บีทียู (British thermal unit […]

chulatutor

29 March 2022

ฟิสิกส์ ของแข็งและของไหล

สรุปเนื้อหาเรื่อง ของแข็งและของไหล คืออะไร สสารและสิ่งของต่างๆ ในสภาพปกติทั่วไปจะมี 3 สถานะ ได้แก่ ของแข็ง ของเหลวและแก๊ส ซึ่งของเหลวหรือแก๊สสามารถเรียกว่า ของไหล ได้ เนื่องจากของเหลวและแก๊สสามารถไหลได้นั่นเอง   สภาพยืดหยุ่นของของแข็ง (clasticity) สภาพยืดหยุ่นของของแข็ง คือ สสารในสถานะของแข็งมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมลกุลมากพอที่จะทำให้โมเลกุลของของแข็งอยู่ใกล้กันและรูปทรงของของแข็งไม่เปลี่ยนแปลงมาก ของเข็งจะมีรูปร่างและปริมาตรคงตัว สำหรับของแข็งที่ถูกแรงกระทำแล้วเกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่างไปจากเดิม และเมื่อหยุดแรงกระทำวัตถุสามารถกลับคืนสู่รูปร่างเดิมได้ แต่หากหยุดแรงกระทำแล้ววัตถุคงรูปร่างที่เปลี่ยนไป เรียกว่า มีสภาพพลาสติก (plasticity)   ความเค้นและความเครียดของของแข็ง ความเค้นตามยาว (longitudinal stress) คือ แรงกระทำตั้งฉากต่อหน่วยพื้นที่หน้าตัดของวัตถุ ซึ่งเป็นปริมาณสเกลลาร์ มีหน่วยเป็น นิวตันต่อตารางเมตร ความเครียด (Tensile train) คือ อัตราส่วนระหว่างความยาวที่เพิ่มขึ้นต่อความยาวเดิม โดยความเครียดนั้นเป็นปริมาณสเกลลาร์ และไม่มีหน่วย   มอดุลัสของยัง (Young’s modulus) คือ อัตราส่วนระหว่างความเค้นตามยาวต่อความเศรียดตามยาว   ความตึงผิวของของเหลว ความตึงผิว(Surface tension) คือ […]

chulatutor

29 March 2022

ฟิสิกส์ สนามแม่เหล็ก สนามไฟฟ้า

สรุปเนื้อหาเรื่อง สนามแม่เหล็ก สนามไฟฟ้า คืออะไร แม่เหล็ก เป็นสารที่สามารถดูด-ผลักกันเอง และสามารถดูดพวกสาร แม่เหล็กได้โดยการเหนี่ยวนำ โดยปกติจะมี 2 ขั้ว คือ ขั้วเหนือ และขั้วใต้ แรงระหว่างขั้วเหนือกับขั้วเหนือ จะเกิด แรงผลัก แรงระหว่างขั้วใต้กับขั้วใต้ จะเกิด แรงผลัก แรงระหว่างขั้วใต้กับขั้วเหนือ จะเกิด แรงดูด เมื่อนำแท่งแม่เหล็กแขวนให้วางตัวอยู่ในแนวระดับและสามารถหมุนได้อย่างอิสระแล้ว ขั้วเหนือของแท่งแม่เหล็กจะชี้ไปทางขั้วโลกเหนือ แสดงว่าที่ขั้วโลกเหนือจะมีสนามแม่เหล็กขั้วใต้ และที่ขั้วโลกใต้จะมีสนามแม่เหล็กขั้วเหนือ สารแม่เหล็ก คือ สารที่เกิดแรงดูดกับแท่งแม่เหล็กได้ เช่น เข็มทิศ เหล็ก นิกเกิล โคบอลต์ เส้นแรงแม่เหล็ก (Magnetic Line of Force) คือ เส้นที่แสดงทิศทางของแรงลัพธ์ที่แท่งแม่เหล็กทาต่อเข็มทิศหรือผงตะไบเหล็ก หรือเส้นที่แสดงทิศทางของสนามแม่เหล็กลัพธ์ที่จุดนั้นโดย เส้นแรงแม่เหล็กรอบ ๆ แท่งแม่เหล็ก จะมีลักษณะเป็นเส้นโค้ง 2 มิติ และพุ่งจากขั้วเหนือไปขั้วใต้ แต่ภายในแท่งแม่เหล็ก เส้นแรงแม่เหล็กจะพุ่งจากขั้วใต้ไปขั้วเหนือ เส้นแรงแม่เหล็กโลกบนพื้นที่เล็ก ๆ จะมีลักษณะเป็นเส้นขนานกันพุ่งไปทางทิศเหนือภูมิศาสตร์ […]

chulatutor

29 March 2022

ฟิสิกส์ ไฟฟ้ากระแสสลับ

สรุปเนื้อหา ไฟฟ้ากระแสสลับ คืออะไร ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current) คือ ไฟฟ้ากระแสที่มีทิศทางการเคลื่อนที่สลับกัน โดยกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในขดลวดตัวนำของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งมีอยู่ 3 ชนิดคือ ไฟฟ้ากระแสสลับ เฟสเดียว สองเฟส และสามเฟส เครื่องกำเนิดกระแสสลับ (alterating current generator หรือ alternato) คือ เครื่องมือที่ก่อกำเกิดไฟฟ้ากระแสสลับ ประกอบด้วยขดลวดหมุนอยู่ในสนามแม่เหล็ก ปลายทั้งสองของขดลวดนี้ต่อกับวงแหวนปลายละอัน วงแหวนแต่ละอันมีแปรงแตะและมีสายไฟฟ้าต่อจากแปรงเพื่อนำเอาไฟฟ้าไปใช้ ส่วนประกอบของเครื่องกำเนิดไฟฟ้านั้น ประกอบด้วยส่วนนอกซึ่งอยู่กับที่เรียกว่า ตัวนิ่ง (stator) มีขั้วแม่เหล็กไฟฟ้าติดอยู่กับตัวนิ่งนี้ ขั้วแม่เหล็กนี้อาจติดไว้1 คู่ คือ ขั้ว N ขั้วหนึ่งและขั้ว S อีกขั้วหนึ่ง หรือ 2 คู่หรือ 3 ก็ได้ ขั้วแม่เหล็กเหล่านี้จะเรียงสลับกันไป ส่วนขดลวดนั้นพันอยู่รอบๆตัวหมุน (rotor) ซึ่งหมุนอยู่ตรงกลาง ไฟฟ้า 1 รอบนั้นเกิดจากการที่ขดลวดเคลื่อนที่ผ่านสนามแม่เหล็กของขั้วแม่เหล็ก N และ S […]

chulatutor

29 March 2022

ฟิสิกส์ ไฟฟ้าสถิต

สรุปเนื้อหาเรื่อง ไฟฟ้าสถิต คืออะไร ไฟฟ้าสถิต หรือ Static electricity เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นจากความไม่สมดุลของปริมาณประจุไฟฟ้าขั้วบวกและขั้วลบภายในวัสดุหรือบนพื้นผิวของวัสดุ ซึ่งประจุไฟฟ้าเหล่านั้นจะยังคงอยู่จนกระทั่งเกิดการเคลื่อนที่หรือมีการถ่ายเทประจุ (Electrostatic Discharge)   โดยปกติแล้ววัสดุทุกชนิดมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า (มีปริมาณของประจุบวกและประจุลบอย่างละเท่า ๆ กัน) แต่หากมีการขัดถู สัมผัส หรือเสียดสีกันระหว่างวัสดุก็จะทำให้ประจุไฟฟ้าเหล่านี้จะเกิดการเปลี่ยนแปลงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในวัสดุประเภทที่ไม่นำไฟฟ้าหรือที่เรียกว่า ฉนวน เช่น การนำลูกโป่งมาถูกับเส้นผม หรือการสัมผัสกันระหว่างรองเท้าหนังและพรมเช็ดเท้า สิ่งเหล่านี้จะทำให้เกิดการถ่ายเทประจุไฟฟ้า เป็นผลให้เกิดความไม่สมดุลของจำนวนประจุบวกและประจุลบในวัสดุแต่ละชิ้น ด้วยเหตุนี้วัสดุที่ต่างก็มีความไม่สมดุลของประจุไฟฟ้าจึงมีความพยายามถ่ายเทประจุไฟฟ้ากับวัสดุอื่นๆ เพื่อสร้างความสมดุลให้กับตัวเอง และการแลกเปลี่ยนประจุไฟฟ้านี้เองที่เป็นสาเหตุของความรู้สึกที่คล้ายกับการถูกไฟฟ้าช็อตหรือที่เรียกว่า ไฟฟ้าสถิต   ประจุไฟฟ้า คือ อำนาจทางไฟฟ้า วึ่งมี 2 ชนิด ได้แก่ ประจุบวก ที่จำนวนโปรตอนมากกว่าจำนวนอิเล็กตรอน ประจุลบ ที่จำนวนอิเล็กตรอนมากกว่าโปรตอน ซึ่งวัตถุที่เป็นกลางทางไฟฟ้า จะมีจำนวนโปรตอนเท่ากับอิเล้กตรอน   แรงระหว่างประจุ มี 2 แบบ ได้แก่ แรงดูดและแรงผลัก ดังรูป   กฎการอนุรักษ์ประจุ การทำให้วัตถุมีประจุไฟฟ้าด้วยวิธีต่าง ๆ […]

chulatutor

25 March 2022

ฟิสิกส์ ไฟฟ้ากระแสตรง

สรุปเนื้อหา ไฟฟ้ากระแสตรง คืออะไร ไฟฟ้ากระแส คือ การไหลของอิเล็กตรอนภายใน ตัวนำไฟฟ้าจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่งเช่น ไหลจาก แหล่งกำเนิดไฟฟ้าไปสู่แหล่ง ที่ต้องการใช้กระ แสไฟฟ้า ซึ่งก่อให้เกิด แสงสว่าง เมื่อกระแส ไฟฟ้าไหลผ่านลวด ความต้านทานสูงจะก่อให้ เกิดความร้อน เราใช้หลักการเกิดความร้อน เช่นนี้มาประดิษฐ์อุปกรณ์ไฟฟ้า เช่น เตาหุงต้ม เตารีดไฟฟ้า เป็นต้น   ไฟฟ้ากระแสแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ ไฟฟ้ากระแสตรง ( Direct Current หรือ D .C ) ไฟฟ้ากระแสสลับ ( Alternating Current หรือ A.C. )   ไฟฟ้ากระแสตรง หรือ Direct Current : DC คือ กระแสไฟฟ้าที่มีทิศทางในการเคลื่อนที่เป็นวงจรไปในทิศทางเดียวกัน โดยไหลจากขั้วลบของแหล่งกำเนิดไฟฟ้า ผ่านอุปกรณ์ไฟฟ้า แล้วกลับเข้าไปยังขั้วบวกของแหล่งกำเนิดไฟฟ้าอีกครั้ง […]

chulatutor

25 March 2022

ฟิสิกส์ งานและพลังงาน

สรุปเนื้อหา งานและพลังงาน คืออะไร งาน (Work) คือ ปริมาณของพลังงานที่เป็นผลมาจากแรงซึ่งกระทำต่อวัตถุ ก่อนส่งผลให้วัตถุดังกล่าวเคลื่อนที่ไปตามแนวแรงได้ในระยะทางหนึ่ง โดยในระบบเอสไอ (SI) งานและพลังงานจะเป็นปริมาณสเกลาร์ (Scalar) มีหน่วยเป็นนิวตันเมตร (N•m) หรือ จูล (J) ซึ่งสามารถคำนวณได้จาก W = F x s เมื่อ F คือ แรงที่กระทำต่อวัตถุ มีหน่วยเป็นนิวตัน (N) s คือ ระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ไปตามแนวแรง มีหน่วยเป็นเมตร (m) กำลัง (Power) คือ อัตราของงานที่ทำได้ในหนึ่งหน่วยเวลา สามารถคำนวณได้จาก P = W/t เมื่อ P คือ กำลัง มีหน่วยเป็นวัตต์ (W) W คือ งานที่ทำได้ มีหน่วยเป็นนิวตันเมตร หรือ จูล (J) […]

chulatutor

21 March 2022
1 2 3