ฟิสิกส์ราชมงคล

index 110

  หน้า 1
สารบัญ เรื่องกำเนิดควอนตัม

ทฤษฏีควอนตัมคืออะไร  3

นักฟิสิกส์คลาสสิก  5

การประชุมซอลเวย์ ปี 1927   10

กฏข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์   17

สมดุลความร้อนและการกวัดแกว่ง  25

การแผ่รังสีของวัตถุดำ  27

ความหายนะของรังสีอัลตราไวโอเลต  32

ควอนตัมของพลังงาน  40

ปรากฎการณ์โฟโตอิเล็กทริก  44

มิลลิแกน นักฟิสิกส์คลาสสิกหัวดื้อ  57

การปลดปล่อยเส้นสเปกตรัม  61

การค้นพบฮีเลียม  65

อะตอมแบบขนมพุดดิ้ง  71

ขนาดของนิวเคลียส  75

หลักควอนตัมของโบร์  85

เลขควอนตัม  91

ปรากฏการณ์เพาลี  96

คุณสมบัติของคลื่น  106

เจ้าชายแห่งฝรั่งเศส  110

การยืนยันเกี่ยวกับคลื่นสสาร  117

ไฮเซนแบร์ก อัจฉริยะและนักไต่เขา  121

มักซ์ บอร์นกับกลศาสตร์แบบเมทริกซ์   128

แอร์วิน ชเรอดิงเงอร์ อ้จฉริยะและนักรัก  132

สมการของชเรอดิงเงอร์ 134

ความน่าจะเป็นสองแบบ  145

ทฤษฎีการแปลงของดิแรก  151

การตีความโคเปนเฮเกน  161

ค่ำคืนที่ไม่ได้หลับไหล   165

โลกที่ยังไม่ถูกค้นพบ  171

 

Joseph P. McEvoy เขียน  Oscar Zarate ภาพประกอบ  สุจินต วังสุยะแปล

 

  หน้า 2

{mospagebreak}

  หน้า 3

{mospagebreak}

  หน้า 4

{mospagebreak}

 หน้า 5

{mospagebreak}

 หน้า 6

{mospagebreak} 

หน้า 7

ทศนิยมตำแหน่งที่หก (Sixth Decimal Place)   คลิกคำแปล

 {mospagebreak} 

หน้า 8

 {mospagebreak} 

หน้า 9

 {mospagebreak} 

หน้า 10

 

{mospagebreak} 

หน้า 11

{mospagebreak} 

หน้า 12

{mospagebreak} 

หน้า 13

{mospagebreak} 

หน้า 14

{mospagebreak} 

หน้า 15

{mospagebreak} 

หน้า 16

อุณหพลศาสตร์ (Thermodynamics)  คลิกคำแปล

{mospagebreak} 

หน้า 17

{mospagebreak} 

หน้า 18

เอนโทรปี (Entropy)  คลิกคำแปล

{mospagebreak} 

หน้า 19

{mospagebreak} 

หน้า 20

เฉลี่ยเชิงสถิติ (Statistics averages)   คลิกคำแปล

{mospagebreak} 

หน้า 21

{mospagebreak} 

หน้า 22

เฉลี่ยเชิงสถิติ (Statistics averages)   คลิกคำแปล

โมล (mole)  คลิกคำแปล

{mospagebreak} 

หน้า 23

การกระจายตัวของแมกซ์เวลล์ (Maxwell distribution)   คลิกคำแปล

{mospagebreak} 

หน้า 24

การกระจายตัวแบบบัญญัติหรือแบบดั้งเดิม (Canonical or Orthodox distribution)  คลิกคำแปล

ทฤษฎีการแบ่งกั้นเท่าพลังงาน (Theorem of Equipartition of energy)   คลิกคำแปล

{mospagebreak} 

หน้า 25

การกวัดแกว่ง (Fluctuation)   คลิกคำแปล

{mospagebreak} 

หน้า 26

{mospagebreak} 

หน้า 27

{mospagebreak} 

หน้า 28

{mospagebreak} 

หน้า 29

{mospagebreak} 

หน้า 30

หายนะจากรังสีอัลตราไวโอเลต (ultraviolet catastrophe)  คลิกคำแปล

{mospagebreak} 

หน้า 31

{mospagebreak} 

หน้า 32

หายนะจากรังสีอัลตราไวโอเลต (ultraviolet catastrophe)  คลิกคำแปล

{mospagebreak} 

หน้า 33

{mospagebreak} 

หน้า 34

การแผ่รังสีพื้นหลังของเอกภพ (Cosmic background radiation)  คลิกคำแปล

{mospagebreak} 

หน้า 35

{mospagebreak} 

หน้า 36

{mospagebreak} 

หน้า 37

{mospagebreak} 

หน้า 38

{mospagebreak} 

หน้า 39

{mospagebreak} 

หน้า 40

{mospagebreak} 

หน้า 41

{mospagebreak} 

หน้า 42

{mospagebreak} 

หน้า 43

{mospagebreak} 

หน้า 44

โฟโตอิเล็กทริก (Photoelectric)   คลิกคำแปล

{mospagebreak} 

หน้า 45

{mospagebreak} 

หน้า 46

{mospagebreak} 

หน้า 47

{mospagebreak} 

หน้า 48

{mospagebreak} 

หน้า 49

{mospagebreak} 

หน้า 50

{mospagebreak} 

หน้า 51

{mospagebreak} 

หน้า 52

{mospagebreak} 

หน้า 53

{mospagebreak} 

หน้า 54

{mospagebreak} 

หน้า 55

{mospagebreak} 

หน้า 56

{mospagebreak} 

หน้า 57

{mospagebreak} 

หน้า 58

{mospagebreak} 

หน้า 59

{mospagebreak} 

หน้า 60

สเปกตรัม (spectrum)  คลิกคำแปล

{mospagebreak} 

หน้า 61

{mospagebreak} 

หน้า 62

{mospagebreak} 

หน้า 63

{mospagebreak} 

หน้า 64

{mospagebreak} 

หน้า 65

{mospagebreak} 

หน้า 66

{mospagebreak} 

หน้า 67

ค่าคงที่ริดเบอร์ก (Rydberg constant)  คลิกคำแปล

{mospagebreak} 

หน้า 68

{mospagebreak} 

หน้า 69

{mospagebreak} 

หน้า 70

{mospagebreak} 

หน้า 71

{mospagebreak} 

หน้า 72

{mospagebreak} 

หน้า 73

{mospagebreak} 

หน้า 74

{mospagebreak} 

หน้า 75

{mospagebreak} 

หน้า 76

{mospagebreak} 

หน้า 77

{mospagebreak} 

หน้า 78

{mospagebreak} 

หน้า 79

{mospagebreak} 

หน้า 80

{mospagebreak} 

หน้า 81

{mospagebreak} 

หน้า 82

{mospagebreak} 

หน้า 83

{mospagebreak} 

หน้า 84

ทอร์ก (Torque)  คลิกคำแปล

{mospagebreak} 

หน้า 85

{mospagebreak} 

หน้า 86

เลขควอนตัมหลัก (Principle quantum number)  คลิกคำแปล

เวกเตอร์(Vector)  คลิกคำแปล

{mospagebreak} 

หน้า 87

{mospagebreak} 

หน้า 88

{mospagebreak} 

หน้า 89

{mospagebreak} 

หน้า 90

{mospagebreak} 

หน้า 91

{mospagebreak} 

หน้า 92

ปรากฏการณ์ซีมานประหลาด (Anomalous Zeeman Effect-AZE)  คลิกคำแปล

{mospagebreak} 

หน้า 93

{mospagebreak} 

หน้า 94

{mospagebreak} 

หน้า 95

{mospagebreak} 

หน้า 96

{mospagebreak} 

หน้า 97

{mospagebreak} 

หน้า 98

{mospagebreak} 

หน้า 99

การแบ่งแยกตำแหน่ง (space quantization)  คลิกคำแปล

{mospagebreak} 

หน้า 100

เวเลนซ์ ( Valence)  คลิกคำแปล

{mospagebreak} 

หน้า 101

{mospagebreak} 

หน้า 102

{mospagebreak} 

หน้า 103

{mospagebreak} 

หน้า 104

{mospagebreak} 

หน้า 105

{mospagebreak} 

หน้า 106

{mospagebreak} 

หน้า 107

{mospagebreak} 

หน้า 108

{mospagebreak} 

หน้า 109

{mospagebreak} 

หน้า 110

{mospagebreak} 

หน้า 111

{mospagebreak} 

หน้า 112

{mospagebreak} 

หน้า 113

{mospagebreak} 

หน้า 114

{mospagebreak} 

หน้า 115

{mospagebreak} 

หน้า 116

{mospagebreak} 

หน้า 117

{mospagebreak} 

หน้า 118

{mospagebreak} 

หน้า 119

{mospagebreak} 

หน้า 120

{mospagebreak} 

หน้า 121

{mospagebreak} 

หน้า 122

{mospagebreak} 

หน้า 123

{mospagebreak} 

หน้า 124

หลักการความสอดคล้อง (Correspondence principle)  คลิกคำแปล

{mospagebreak} 

หน้า 125

{mospagebreak} 

หน้า 126

{mospagebreak} 

หน้า 127

{mospagebreak} 

หน้า 128

{mospagebreak} 

หน้า 129

{mospagebreak} 

หน้า 130

{mospagebreak} 

หน้า 131

หลักการสลับที่ไม่ได้ ( non-commutability)  คลิกคำแปล

 

{mospagebreak} 

หน้า 132

{mospagebreak} 

หน้า 133

{mospagebreak} 

หน้า 134

{mospagebreak} 

หน้า 135

ค่าไอเกน (Eigen values)  คลิกคำแปล

{mospagebreak} 

หน้า 136

{mospagebreak} 

หน้า 137

บัพ (node)  คลิกคำแปล

{mospagebreak} 

หน้า 138

{mospagebreak} 

หน้า 139

{mospagebreak} 

หน้า 140

ห่อคลื่น (wave packet)  คลิกคำแปล

{mospagebreak} 

หน้า 141

ห่อคลื่น (wave packet)  คลิกคำแปล

{mospagebreak} 

หน้า 142

{mospagebreak} 

หน้า 143

{mospagebreak} 

หน้า 144

{mospagebreak} 

หน้า 145

{mospagebreak} 

หน้า 146

{mospagebreak} 

หน้า 147

{mospagebreak} 

หน้า 148

{mospagebreak} 

หน้า 149

{mospagebreak} 

หน้า 150

{mospagebreak} 

หน้า 151

{mospagebreak} 

หน้า 152

ทฤษฎีสนามควอนตัม (Quantum Theory Field )  คลิกคำแปล

{mospagebreak} 

หน้า 153

{mospagebreak} 

หน้า 154

{mospagebreak} 

หน้า 155

{mospagebreak} 

หน้า 156

{mospagebreak} 

หน้า 157

{mospagebreak} 

หน้า 158

{mospagebreak} 

หน้า 159

{mospagebreak} 

หน้า 160

{mospagebreak} 

หน้า 161

{mospagebreak} 

หน้า 162

{mospagebreak} 

หน้า 163

{mospagebreak} 

หน้า 164

{mospagebreak} 

หน้า 165

{mospagebreak} 

หน้า 166

Epr พาราดอกซ์ (EPR Paradox)  คลิกคำแปล

{mospagebreak} 

หน้า 167

{mospagebreak} 

หน้า 168

{mospagebreak} 

หน้า 169

{mospagebreak} 

หน้า 170

{mospagebreak} 

หน้า 171

{mospagebreak} 

หน้า 172

{mospagebreak} 

หน้า 173

อภิธานศัพท์

การกวัดแกว่ง (Fluctuation) หน้า 25

                ตามทฤษฎีกลศาสตร์สถิติและทฤษฏีจลน์ของแก๊สนั้น กล่าวว่าอะตอมหรือโมเลกุลจะมีพลังงานที่ไม่แน่นอนถึงแม้จะมีค่าเฉลี่ยที่แน่นอนก็ตาม บ่อยครั้งที่โมเลกุลจะมีพลังงานใกล้เคียงกับค่าเฉลี่ยพลังงาน แต่เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงไปมาของพลังงานของแต่โมเลกุลนี่เอง ทำให้บางครั้งโมเลกุลจะมีพลังงานสูงกว่าค่าเฉลี่ยไปมาก ๆ  และบางครั้งจะมีพลังงานต่ำกว่าค่าเฉลี่ยไปมาก ๆ เช่นกัน ความเบี่ยงเบนของพลังงานห่างจากค่าเฉลี่ยไปมาก ๆ นี้แสดงให้เห็นถึงการกวัดแกว่งของระบบหรือกล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือความกวัดแกว่งจะหมายถึงลักษณะที่เบี่ยงเบนออกไปจากค่าเฉลี่ยนั่นเอง

                ลักษณะเชิงสถิติของโมเลกุลนั้น นอกจากจะทำให้พลังงานของโมเลกุลเบี่ยงเบนออกจากค่าเฉลี่ยแล้ว ยังทำให้ความหนาแน่นของโมเลกุลมีการเบี่ยงเบนด้วย กล่าวคือ โดยเฉลี่ยแล้วโมเลกุลจะกระจายอยู่โดยทั่วไปอย่างสม่ำเสมอด้วยความหนาแน่นค่าหนึ่ง แต่เนื่องจากความไม่แน่นอนของตำแหน่งของโมเลกุลจะทำให้มีโอกาสในบางครั้งที่โมเลกุลจะปรากฏอยู่ใกล้กันในที่ใดที่หนึ่งอย่างหนาแน่นได้

 

การกระจายตัวของแมกซ์เวลล์ (Maxwell distribution) หน้า 23

 

                หมายถึงความสัมพันธ์ที่แสดงให้เห็นถึงความน่าจะเป็นที่จะเจอโมเลกุลที่พลังงานใด ๆ หรือจะหมายถึงสัดส่วนของโมเลกุลที่มีพลังงานค่าดังกล่าวนี้ด้วย สูตรการกระจายตัวนี้หามาได้จากทฤษฎีจลน์ของแก๊สและทฤษฎีกลศาสตร์สถิติ (โปรดดู เฉลี่ยเชิงสถิติ)

 

การกระจายตัวแบบบัญญัติหรือแบบดั้งเดิม (Canonical or Orthodox distribution) หน้า 24

 

                เป็นวิธีการหาการกระจายตัวตามแนวความคิดของกลศาสตร์สถิติ โดยมีสมมติฐานว่าโมเลกุลจะมีโอกาสอยู่ในลักษณะเคลื่อนที่ใด ๆ เท่ากัน โดยไม่มีความโน้มเอียงไปที่ลักษณะใดเป็นพิเศษอย่างไรก็ตามพบว่าหลาย ๆ ลักษณะการเคลื่อนที่ที่มีพลังงานเท่ากัน ดังนั้นจำนวนรูปแบบการเคลื่อนที่ที่มีพลังงานเท่ากันนี้จะกลายเป็นปริมาณที่แสดงสัดส่วนโอกาสที่โมเลกุลจะปรากฏอยู่ในพลังงานค่าดังกล่าว เช่น ถ้าจำนวนลักษณะการเคลื่อนที่ที่มีพลังงาน E1  เป็นสองเท่าของจำนวนลักษณะที่มีพลังงาน E2 แล้วก็จะหมายความว่าโอกาสที่โมเลกุลจะมีพลังงาน E1 เป็นสองเท่าของโอกาสที่โมเลกุลจะมีพลังงานเป็น E2 นั่นเอง

 

การแบ่งแยกตำแหน่ง (space quantization) หน้า 99

                โดยทั่วไปอนุภาคแบบคลาสสิกจะสามารถอยู่ ณ ตำแหน่งใด ๆ ก็ได้ นั่นหมายความว่าอนุภาคสองตัวใด ๆ จะอยู่ติดกันแค่ไหนก็ได้ (หากไม่ชนกันไปเสียก่อน) แต่อนุภาคแบบควอนตัมนั้นจะไม่สามารถอยู่ที่ใด ๆ ก็ได้ แต่จะมีอยู่ในบางบริเวณเท่านั้นที่อนุภาคจะอยู่ได้และอนุภาคจะไม่อยู่ในบริเวณเดียวกันด้วย ลักษณะเช่นนี้เรียกว่า การแบ่งแยกตำแหน่ง (space quantization)

                การที่อนุภาคอยู่ได้แค่ในบางบริเวณนั้นเป็นที่เข้าใจได้ในตอนนั้น แต่การที่อนุภาคไม่ยอมอยู่ในบริเวณเดียวกันนี้ยังไม่มีใครทราบมาก่อน โวล์ฟกัง เพาลีเป็นคนแรกที่ได้ตั้งหลักสมมติฐานนี้ว่า หลักการกีดกัน

 

การแผ่รังสีพื้นหลังของเอกภพ (Cosmic background radiation) หน้า 34

                ตามทฤษฎีบิ๊กแบงนั้นกล่าวว่า ณ จุดเริ่มต้นของเอกภพนั้น เอกภพจะอยู่ในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูงมากจนไม่มีสสารใดอยู่เลยนอกจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรือโฟตอนได้ถูกทำลายเพื่อสร้างอนุภาคและประกอบกันเป็นอะตอมขึ้นอะตอมที่เกิดขึ้นในช่วงนี้จะยังไม่ไม่เสถียรเพราะยังมีอุณภูมิสูงอยู่มากทำให้อะตอมดูดกลืนโฟตอนที่เหลือเพื่อแยกอิเล็กตรอนออกแล้วคายโฟตอนใหม่ออกมาเพื่อรวมกันอีกทำให้โฟตอนถูกดูดกลืนไปมาอยู่ตลอดจนเมื่อเอกภพเย็นตัวลงมากพอที่อิเล็กตรอนไม่สามารถดูดกลืนโฟตอนได้อีก โฟตอนจึงมีอิสระและเคลื่อนที่ไปทั่วเอกภพ โฟตอนเหล่านี้ซึ่งในขณะนี้มีพลังงานลดต่ำลงมากถูกพบว่าเดินทางไปมาทั่วเอกภพในทุกทิศทางเรียกกันว่าเป็นรังสีพื้นหลังเอกภพ

                จะเห็นได้ว่ารังสีพื้นหลังเอกภพนี้เป็นรังสีความร้อนที่ปลดปล่อยออกมาจากเอกภพในขณะที่ยังร้อนมากอยู่นั่นเอง ปัจจุบันนี้เอกภพได้ขยายตัวออกไปและเย็นลงไปมากแล้ว แต่รังสีพื้นหลังที่ปรากฎอยู่ก็ยังแสดงลักษณะการกระจายตัวของรังสีความร้อนได้ดี โดยแสดงการกระจายตัวของรังสีความร้อนที่อุณหภูมิประมาณ 2.7 เคลวิน

 

ค่าคงที่ริดเบอร์ก (Rydberg constant) หน้า 67,89,138

                ในการอธิบายเส้นสเปกตรัมของไฮโดรเจนนั้น บัลเมอร์ได้แสดงให้เห็นว่าความถี่ของสเปกตรัมที่ปรากฏขึ้นมานั้นมีลักษณะเป็นอนุกรมคือ   เมื่อ R เป็นค่าคงที่

                นอกจากนี้ยังพบว่าธาตุอื่น ๆ ก็จะให้สเปกตรัมที่มีสูตรอนุกรมคล้ายคลึงกัน แต่ค่าคงที่  จะแตกต่างกันเล็กน้อยซึ่ง โยฮานเนส ริดเบอร์ก (1854-1919) เป็นผู้ที่ได้คำนวณค่าคงที่สำหรับธาตุต่าง ๆ เอาไว้อย่างแม่นยำจึงเรียกค่าคงที่นี้ว่าค่าคงที่ที่ริดเบอร์ก

 

ค่าไอเกน (Eigen values) หน้า 135-6

                การหาค่าไอเกน เป็นวิธีการเชิงคณิตศาสตร์ในการแก้ปัญหาบางอย่าง ปัญหาที่ต้องใช้วิธีการเช่นนี้จะมีลักษณะของการกระทำต่อฟังก์ชันด้วย ตัวดำเนินการ (operator) ตัวดำเนินการนี้หมายถึงตัวดำเนินการเชิงคณิตศาสตร์ทั่วไป เช่น การดิฟเฟอเรนชิเอท (Differenciate) เป็นต้น ในกรณีเฉพาะบางกรณีที่ทำการดำเนินการต่อฟังก์ชันแล้วได้ผลลัพธ์เท่ากับค่าคงที่คูณกับฟังก์ชันเดิมแล้ว เราจะเรียกฟังก์ชันดังกล่าวนี้ว่า ฟังก์ชันไอเกน (Eigen functions) และเรียกค่าคงที่นี้ว่า ค่าไอเกน

                ทฤษฎีควอนตัมแบบ กลศาสตร์คลื่น (Wave mechanics) ของแอร์วิน ชเรอดิงเงอร์ก็ใช้วิธีการนี้ในการหาสถานะของอนุภาคควอนตัม โดยการคำนวณหาฟังก์ชันไอเกนที่เป็นฟังก์ชันคลื่นหรือฟังก์ชันสถานะของอนุภาค และค่าไอเกนที่เป็นปริมาณที่สอดคล้องกับสถานะดังกล่าว

 

เฉลี่ยเชิงสถิติ (Statistics averages) หน้า 20,22

 

                ทฤษฎีจลน์ของแก๊สและทฤษฎีกลศาสตร์สถิติเป็นทฤษฎีที่ใช้แสดงพฤติกรรมของระบบในระดับจุลภาคนั่นคืออะตอมหรือโมเลกุล ทั้งสองทฤษฎีนี้กล่าวตรงกันว่าอะตอมหรือโมเลกุลจะเคลื่อนที่โดยไม่มีรูปแบบที่แน่นอน นั่นคือมีความเร็วไม่แน่นอน มีตำแหน่งไม่แน่นอน โดยมีการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งและความเร็วอยู่ตลอดเวลา โดยยากที่จะทำนายได้ว่าในเวลาต่อมานั้นอนุภาคจะอยู่ในตำแหน่งที่แน่นอนใดหรือมีค่าความเร็วที่แน่นอนเท่าใด บางเวลาโมเลกุลจะมีความเร็วสูงและในบางเวลาจะมีความเร็วต่ำ

                นอกจากนี้ยังพบว่า ณ เวลาใด ๆ อะตอมหรือโมเลกุลต่าง ๆ จะมีความเร็วและตำแหน่งต่าง ๆ กันออกไปไม่เหมือนกัน มีบางโมเลกุลที่มีความเร็วสูง บางโมเลกุลก็มีความเร็วต่ำ

                แต่ทุก ๆ โมเลกุลจะมีความเร็วและพลังงานโดยเฉลี่ยเท่ากันเสมอ การเฉลี่ยนี้ทำได้สองแบบคือ เฉลี่ยความเร็ว ณ เวลาต่าง ๆ ของโมเลกุลเดียวกัน หรือจะเฉลี่ยความเร็วของทุก ๆ โมเลกุลเดียวกัน หรือจะเฉลี่ยความเร็วของทุก ๆ โมเลกุลในเวลาเดียวกันก็ได้ แต่ไม่ว่าจะเฉลี่ยในลักษณะใดก็จะมีค่าเฉลี่ยที่เท่ากันเสมอ

                ทฤษฏีทั้งคู่นี้มีระเบียบวิธีคำนวณปริมาณต่าง ๆ ของระบบโดยวิธีการเฉลี่ยเอาจากพฤติกรรมที่แตกต่างกันของแต่ละโมเลกุลในระบบที่เรียกว่า เฉลี่ยเชิงสถิติ นั้นเอง เช่นจะหาพลังงานของระบบก็ทำได้โดยการหาค่าเฉลี่ยของพลังงานของแต่ละโมเลกุลเสียก่อนแล้วนำค่าเฉลี่ยนี้ไปคูณกับจำนวนโมเลกุลในระบบก็จะเป็นพลังงานของระบบเป็นต้น

 

ทฤษฎีการแบ่งกั้นเท่าพลังงาน (Theorem of Equipartition of energy)  หน้า 24

                เป็นผลของการวิเคราะห์ค่าเฉลี่ยของพลังงานในแต่จะรูปแบบการจัดเก็บพลังงานซึ่งเมื่อใช้กลศาสตร์สถิติเข้ามาคำนวณหาค่าเฉลี่ยดังกล่าวแล้วจะพบว่าในแต่ละรูปแบบของการจัดเก็บพลังงานจะมีพลังงานเท่ากัน หรือกล่าวในอีกนัยหนึ่งก็คือมีการแบ่งปันพลังงานให้แต่ละรูปแบบของการจัดเก็บพลังงานในสัดส่วนเท่า ๆ กันนั่นเอง

                ตัวอย่างเช่น ระบบที่ประกอบไปด้วยแก๊สที่มีวิธีเก็บพลังงานในรูปของพลังงานจลน์ของการเคลื่อนที่ในแนวแกน x หรือ y หรือ สามรูปแบบ จะมีพลังงานในแต่ละรูปพลังงานเท่ากัน  กล่าวคือพลังงานจลน์ที่คิดเฉพาะการเคลื่อนที่ในแนวแกน x จะเท่ากับพลังงานจลน์ ที่ที่คิดเฉพาะการเคลื่อนที่ในแนว y และจะเท่ากับพลังงานจลน์ที่คิดเฉพาะการเคลื่อนที่ในแนวแกน  z

                แต่ละรูปแบบการจัดเก็บพลังงานที่แตกต่างกันนี้จะแสดงมิติของระบบ เช่น แก๊สที่กล่าวมาข้างต้นนี้มีมิติของการเคลื่อนที่ 3 มิติ คือมิติของการเคลื่อนที่ในแนวแกน x,y,z ตามลำดับ จำนวนมิติจะเรียกว่า ระดับชั้นความเสรี (Degree of  Fredom)  เช่น  ระบบข้างต้นนี้จะมีระดับชั้นความเสรีเท่ากับ 3

 

ทฤษฎีสนามควอนตัม (Quantum Theory Field )  หน้า 152

        เป็นทฤษฎีควอนตัมยุคใหม่  โดยคิดผลของสัมพัทธภาพที่มีต่ออนุภาคที่มีความเร็วสูงหรือพลังงานสูง

ภายในทฤษฎีนี้จะมีการปรับแนวความคิดหลายประการ อาทิเช่น  เมื่อเวลาเปลี่ยนไปอนุภาคจะถูกทำลายและถูกสร้างขึ้นมาใหม่  ดังนั้นอนุภาคจะเป็นตัวใหม่ไม่ใช่ตัวเดิมแต่จะมีคุณสมบัติเหมือนเดิม  มีการทำนายการมีอยู่ของปฏิอนุภาค  หรือ ปฏิสสาร (Anti-matter)   ซึ่งถูกสร้างและทำลายไปพร้อมกับอนุภาคหรือสสารเป็นคู่ๆ เช่นอิเล็กตรอนจะถูกสร้างและทำลายไปพร้อมกับคู่ปฏิอนุภาคของอิเล็กตรอนที่เรียกว่า โพซิตรอน (positrons)

                ทฤษฎีนี้จะไม่บรรยายโอกาสที่จะเจออนุภาคด้วยฟังก์ชันคลื่นแต่จะแสดงโอกาสที่อนุภาคจะถูกสร้างขึ้น ณ ตำแหน่งใด ๆ แทนซึ่งโอกาสนี้แสดงได้จากสนามของการสร้างและทำลายอนุภาค จึงเรียกว่า ทฤษฎีสนามควอนตัม

                ความสำเร็จของทฤษฎีนี้อยู่ที่ความสำเร็จในกาบรรยายการสร้างและทำลายอนุภาคมีประจุภายใต้สนามควอนตัมที่เรียกว่าสนามแม่เหล็กไฟฟ้า และคำนวณพลวัติของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าได้อย่างแม่นยำกว่าทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของแมกซ์เวลล์ เรียกว่า พลศาสตร์แม่เหล็กไฟฟ้าเชิงควอนตัม (Quantum Electrodynamics –QED)

                ทฤษฎีนี้เริ่มต้นพัฒนาขึ้นจาก สมการของดิแรก (Dirac Equation)  ซึ่งเป็นสมการที่บรรยายอนุภาคแบบสัมพัทธภาพ เขาพบว่าสมการของเขาทำนายการมีอยู่ของสปินและปฏิอนุภาคหรือคลื่นอย่างใดอย่างหนึ่งก็ได้ ทำให้ความรู้สึกขัดแย้งที่มีมาแต่เดิมที่เข้าใจว่าควอนตัมจะต้องพิจารณาทั้งความเป็นคลื่นและอนุภาคไปพร้อม ๆ กันนั้นหายไป  คลื่นและอนุภาคเป็นคุณสมบัติที่แตกต่างกันมาก หากควอนตัมมีคุณสมบัตินี้ทั้งสองประการพร้อมกันจะทำให้เราสับสนได้ง่าย ดังนั้นสมการดิแรกจึงได้รับการยอมรับอย่างสูง ทั้งในด้านการแก้ปัญหาความขัดแย้งที่มีมาแต่เดิม และความสวยงามของสมการคณิตศาสตร์ที่เขาใช้ด้วยเช่นกัน

                นีลส์ โบร์เองก็ได้เปลี่ยนความคิดหลังจากนั้นว่าเราอาจจะพิจารณาความเป็นคลื่นหรือความเป็นอนุภาคของควอนตัมอย่างไรนั้นขึ้นอยู่กับวิธการสังเกตของเรา หากเราสังเกตคุณสมบัติคลื่นของควอนตัมก็จะเห็นความเป็นคลื่นของมันและไม่สามารถมองเห็นความเป็นอนุภาค หากเราสังเกตความเป็นอนุภาคก็จะเห็นความเป็นอนุภาคของมันและไม่สามารถเห็นความเป็นคลื่น ดังนั้นการจะเข้าใจระบบควอนตัมให้สมบูรณ์นั้นจะต้องพิจารณาทั้งความเป็นคลื่นหรืออนุภาคโดยเลือกเอาตามสถานการณ์ที่ต้องการสังเกต หลักการนี้เรียกว่า การเติมเต็ม (Complementarity) ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการพิจารณาความเป็นคลื่นและความเป็นอนุภาคจะทำให้เข้าใจระบบได้มากกว่าการพิจารณาความเป็นคลื่นหรืออนุภาคแต่เพียงอย่างเดียว

 

ทศนิยมตำแหน่งที่หก (Sixth Decimal Place) หน้า7

      ทฤษฎีที่ขยายขอบเขตออกไปจากกลศาสตร์คลาสสิกของนิวตันนั้นได้แก่ ทฤษฎีควอนตัมและทฤษฎีสัมพัทธภาพ ลอร์ดเคลวินได้พิจารณาถึงทฤษฎีทั้งคู่ซึ่งได้ขยายขอบเขตออกไปจากกลศาสตร์นิวตันในทิศทางที่แตกต่างกัน เพื่อมองหาหนทางที่จะขยายขอบเขตของทฤษฎีอันหนึ่งอันใดให้ครอบคลุมอีกทฤษฎีหนึ่ง แต่ก็ไม่รู้ควรจะเริ่มต้นจากทฤษฎีไหนก่อน ลอร์ดเคลวินจึงได้รำพึงว่า “ทฤษฎีทั้งสองเป็นเสมือนก้อนเมฆที่มืดมิด”

       อัลเบิร์ด ไม่เคิลสันเข้าใจว่าลอร์ดเคลวินเพียงแต่ต้องการทฤษฎีเดียวที่ถูกต้องเพื่อจะคำนวณผลลัพธ์ต่าง ๆ ในปัญญหาฟิสิกส์ให้แม่นยำมากกว่าที่คำนวณได้จากกลศาสตร์นิวตัน ซึ่งมักจะมีความแม่นยำได้มากที่สุดอยู่ในระดับทศนิยมตำแหน่งที่ห้า หรือกล่าวอีกอย่างหนึ่งคือต้องการทฤษฎีเดียวที่มีผลลัพธ์เป้นตัวเลขแม่นยำถึงหรือเกินระดับทศนิยมตำแหน่งที่หกนั่งเอง

       แต่ที่จริงแล้วไมเคิลสันกลับเข้าใจความหมายของคำพูดของลอร์ดเคลวินผิด เพราะลอร์ดเคลวินไม่ได้ต้องการทฤษฎีเพียงหนีงเดียว แต่เป็นเพราะทฤษฎีทั้งคู่นี้มีพื้นฐานที่เข้ากันไม่ได้ต่างหาก เช่น ทฤษฎีสัมพัทธภาพให้ความสำคัญต่อความเป็นเหตุและผล รวมทั้งอันตราเร็วในการถ่ายทอดเหตุไปสู่ผลนั้นจะต้องมีค่าน้อยกว่าอัตราเร็วแสง แต่ทฤษฎีควอนตัมกลับแสดงความสัมพันธ์เชิงเหตุและผลที่คลุมเคลือมาก และเหตุยังส่งผลออกไปในอัตราเร็วที่มากกว่าอัตราเร็วแสงอีกด้วย ความแตกต่างกันในระดับพื้นฐานของทั้งสองทฤษฎียังมีมากกว่านี้อีก ซึ่งปัญหาเหล่านี้ต่างหากที่เป็นอุปสรรคในความพยายามของลอร์ดเคลวิน

 

ทอร์ก (Torque)หน้า 84

         โดยปกติแล้วการเคลื่อนในแนวเส้นตรงจะมีความเร็วคงที่ถ้าไม่มีแรงภายนอกมากระทำ ปริมาณที่เป็นผลคูณของความเร็วและมวลเรียกว่าโมเมนตัม (หรือโมเมนตัมเชิงเส้น) ของวัตถุ เมื่อความเร็วคงที่โมเมตัมก็จะคงที่ด้วย เมื่อมีแรงมากกระทำต่อวัตถุจะทำให้เกิดความเร่ง ซึ่งหมายความว่าวัตถุจะมีความเร็วเปลี่ยนไปหรือมีโมเมนตัมเปลี่ยนแปลงไป จะเห็นได้ว่าแรงทำให้โมเมนตัมเปลี่ยนแปลงไป

           ในทำนองเดียวกันถ้าพิจารณาการหมุนจะมีลักษณะคล้ายคลึงกัน กล่าวคือมีปริมาณคงที่ที่เรียกว่าโมเมนตัมเชิงมุม โมเมนตัมเชิงมุนนี้ที่จริงก็คือโมเมนต์ของโมเมนตัมเชิงเส้นซึ่งเป็นผลคูณของโมเมนตัมเชิงเส้นกับระยะทางตั้งฉากจากแนวโมเมนตัมเชิงเส้นถึงจุดหมุน

             ดังนั้นปริมาณที่ทำให้โมเมนตัมเชิงเส้นเปลี่ยนแปลงไป ก็อาจทำให้โมเมนตัมเชิงมุมเปลี่ยนแปลงไปด้วย  ปริมาณที่ทำให้โมเมนตัมเปลี่ยนแปลงไปนี้ก็คือ  ทอร์ก   ซึ่งเป็นโมเมนต์ของแรงรอบจุดหมุนเดียวกันนั่นเอง

 

บัพ (node) หน้า 137-8

     บนพื้นผิวหรือเส้นที่เกิดคลื่นนิ่งนั้นจะมีบางจุดหรือบางบริเวณที่ไม่มีการสั่น จุดนั้นเรียกว่า บัพ ในการหาค่าฟังก์ชันไอเกนของกลศาสตร์คลื่นของชเรอดิงเงอร์นั้น พบว่าฟังก์ชันคลื่นของอนุภาคที่ถูกกักอยู่ในบริเวณแคบ ๆ นั้นมักจะเป็นฟังก์ของคลื่นนิ่ง เราจะเข้าใจได้โดยไม่ยากว่าทำไมถึงเป็นคลื่นนิ่งโดยพิจารณาว่าคลื่นมีการเคลื่อนที่กลับไป-มา ในบริเวณแคบ ๆ และเกิดการซ้อนทับหรือการแทรกสอดของคลื่นเกิดเป็นคลื่นนิ่งซึ่งมีจุดบัพแสดงจุดที่คลื่นมีการซ้อนทับกันของคลื่นแบบหักล้างกัน และจุดที่เป็นปฏิบัพ (Anti-node) ซึ่งเป็นจุดที่มีการซ้อนทับกันของคลื่นแบบเสริมกัน

        นอกจากนี้ยังพบอีกว่าจำนวนจุดบัพของฟังก์ชันคลื่นจะมีค่าเท่ากับเลขควอนตัมของสถานะที่บรรยายด้วยฟังก์ชันคลื่นนั้นนั่นเอง

 

ปรากฏการณ์ซีมานประหลาด (Anomalous Zeeman Effect-AZE) หน้า 92,94-6,138

             เส้นสเปกตรัมแสดงถึงการเปลี่ยนระดับพลังงานของอิเล็กตรอนในอะตอม ความถี่ของสเปกตรัมจะแสดงผลต่างของพลังงานของระดับชั้นที่มีการเปลี่ยนแปลง

              เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าเมื่ออะตอมอยู่ภายใต้สนามแม่เหล็กจะทำให้มีการแยกเส้นสเปกตรัมออกมามากขึ้น เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า ปรากฏการณ์ซีมาน (Zeeman Effect) เชื่อกันว่าเส้นที่มีมากขึ้นนี้ที่จริงไม่ได้มีมากขึ้น แต่เดิมก็มีเส้นเหล่านี้อยู่แล้ว แต่จะซ้อนทับกับเส้นอื่นอยู่ แสดงว่ามีหลายระดับชั้นที่มีพลังงานเท่ากันนี้มีพลังงานเปลี่ยนไปแตกต่างกัน เส้นสเปกตรัมเหล่านี้ก็จะมีความถี่เปลี่ยนไปจนเลื่อนออกมาจากการซ้อนเหลื่อมกัน

               พลังงานที่เปลี่ยนไปเมื่ออยู่ใต้สนามแม่เหล็กนี้เกิดจากการเกิดแรงกระทำระหว่างสนามแม่เหล็กของอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่เป็นวงกับสนามแม่เหล็กภายนอก เหมือนแรงกระทำต่อกันของแม่เหล็กสองแท่งซึ่งเมื่อคำนวณวิถีการโคจรของอิเล็กตรอนได้หมดแล้วก็จะหาได้ว่ามีจำนวนเส้นสเปกตรัมที่ซ้อนเหลื่อมกันอยู่มากเท่าใด วิธีนี้สามารถทำนายการเกิดปรากฏการณ์ชีมานได้อย่างถูกต้อง

                  ต่อมามีการค้นพบว่าสามารถอธิบายปรากฎการณ์นี้ได้ถ้าอิเล็กตรอนมีสปิน สปินคือการหมุนรอบตัวเองของอิเล็กตรอน ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กในลักษณะเดียวกันกับสนามแม่เหล็กที่เกิดจากอิเล็กตรอนที่โคจรไปรอบ ๆ นิวเคลียส ถ้าอิเล็กตรอนมีการหมุนได้สองแบบคือ หมุนทวนเข็มนาฬิกา ก็จะมีความแตกต่างของพลังงานสองค่าสอดคล้องกับการแยกเส้นสเปกตรัมออกเป็นสองเส้นนั่นเอง

 

โฟโตอิเล็กทริก (Photoelectric) หน้า 44-5,54,57,60,109

                 เป็นปรากฏการณ์ที่แสดงให้เห็นว่าแสงแสดงพฤติกรรมของอนุภาคได้ เรียกว่าโฟตอน โฟตอนนี้เมื่อตกกระทบกับแผ่นโลหะแล้วจะชนกับอิเล็กตรอนที่บริเวณพื้นผิวโลหะ และถ่ายทอดพลังงานบางส่วนหรือทั้งหมดให้แก่อิเล็กตรอน อิเล็กตรอนที่ได้รับพลังงานนี้จะสามารถหลุดออกมาจากพื้นผิวของโลหะได้ถ้าพลังงานที่ได้รับนี้มีค่ามากกว่างานที่จะต้องทำในการหลุดพ้นออกจากพื้นผิว อิเล็กตรอนที่หลุดออกจากพื้นผิวออกมาได้เรียกว่า  โฟโตอิเล็กตรอน (photoelectron)   และเรียกแผ่นโลหะที่มีอิเล็กตรอนหลุดออกมานี้ว่า แผ่นปลดปล่อยอิเล็กตรอน (Emitter)

                 ในการทดลองนั้นจะมีการทดสอบหาจำนวนของโฟโตอีเล็กตรอน โดยการวางแผ่นโลหะขวางทางวิ่งของโฟโตอิเล็กตรอนเพื่อจับรวบรวมโฟโตอิเล็กตรอนเหล่านี้เอาไว้แล้วกลายเป็นกระแสไฟฟ้า แผ่นโลหะนี้เรียกว่า แผ่นรวบรวม (Collector)

                โฟโตอิเล็กตรอนนี้ เมื่อหลุดออกมาแล้วจะถูกผลักจากโฟโตอิเล็กตรอนที่อยู่ข้างหน้าที่ได้หลุดออกมาก่อนหน้านี้ แรงผลักนี้เกิดจากแรงระหว่างประจุชนิดเดียวกัน แรงนี้จะผลักโฟโตอิเล็กตรอนให้สูญเสียพลังงานหรือช้าลงจนอาจจะไปไม่ถึงแผ่นรวบรวมได้ เพื่อทำให้โฟโตอิเล็กตรอนที่สูญเสียพลังงานพลังงานนี้ไปถึงแผ่นรวบรวมได้  เราจะให้ ความต่างศักย์  (Voltage) คร่อมแผ่นปลดปล่อยและแผ่นรวบรวม โดยปรับให้แผ่นรวบรวมมีศักย์เป็นบวกเมื่อเทียบกับแผ่นปลดปล่อย ซึ่งแรงจากศักย์ไฟฟ้านี้จะ เร่งโฟโตอิเล็กตรอนให้เคลื่อนที่เร็วขึ้นและไปถึงแผ่นรวบรวมได้ ทำให้ได้ทราบว่ามีโฟโตอิเล็กตรอนหลุดออกมาได้มากน้อยเท่าใดอย่างถูกต้อง จำนวนนี้วัดได้โดยการวัดกระแสที่ไหล

                ในบางกรณีเราจะต้องการทราบพลังงานของโฟโตอิเล็กตรอน ในกรณีนี้จะให้เปลี่ยนศักย์ไฟฟ้าให้แผ่นรวบรวมมีศักย์เป็นลบเทียบกับแผ่นปลดปล่อย ศักย์ไฟฟ้าในกรณีนี้จะผลักโฟโตอิเล็กตรอนให้วิ่งช้าลงจนหยุดและวกกลับไปยังแผ่นปลดปล่อย โพโตอิเล็กตรอนที่มีพลังงานน้อยจะหยุดลงได้ก่อน ในขณะที่โฟโตอิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงยังพอมีพลังงานเหลือพอที่จะเคลื่อนที่ต่อไปได้ แต่ถ้าเพิ่มศักย์นี้ เข้าไปอีกจะพบว่าแม้แต่โฟโตที่มีพลังงานสูงสุดก็ไม่สามารถวิ่งไปจนถึงแผ่นรวบรวมได้ ในขณะนี้กระแสที่เกิดจากโฟโตอิเล็กตรอนที่เดินทางไปถึงแผ่นรวบรวมจะเป็นศูนย์ และศักย์ไฟฟ้าในขณะนี้จะมีค่าเท่ากับพลังงานสูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอน

 

โมล (mole) หน้า 22

เป็นปริมาณแสดงจำนวนโมเลกุลเป็นจำนวนเท่าของ เลขอะโวกาโดร (Avogadro’s number) ซึ่งมีค่าเท่ากับ 6.02x 10 23 

แก๊สที่มีขนาดหนึ่งโมลจะหมายถึงแก๊สที่มีจำนวนโมเลกุล 6.02x 1023 โมเลกุล

 

เลขควอนตัมหลัก (Principle quantum number) หน้า 86-7

                ตามทฤษฏีควอนตัมนั้น อนุภาคจะมีค่าของปริมาณบางอย่างได้เพียงบางค่าที่ไม่ต่อเนื่อง ค่าที่มีได้ของปริมาณดังกล่าวนี้จะมี่ค่าเท่ากับค่าคงที่บางอย่างคูณกับเลขจำนวนเต็มนี้จะแสดงลำดับหรือระดับของค่าที่มีได้ เราเรียกเลขจำนวนเต็มนี้ว่าเลขควอนตัม

                อิเล็กตรอนในอะตอมก็เช่นกันจะมีค่าปริมาณบางอย่างที่ไม่ต่อเนื่อง เช่น พลังงาน ระยะห่างจากนิวเคลียส โมเมนตัมเชิงมุม สปิน เป็นต้น โดยปกติแล้วปริมาณใด ๆ ที่มีค่าต่อเนื่องจะมีเลข ควอนตัมของมันเองที่แตกต่างกันออกไป แต่เลขควอนตัมของอิเล็กตรอนในอะตอมที่สอดคล้องกับความไม่ต่อเนื่องของโมเมนตัมเชิงมุม ระยะห่างจากนิวเคลียสและพลังงานนั้นมีเลขควอนตัมร่วมกันกล่าวคือมีเลข ควอนตัมอญุ่เพียงหนึ่งตัวที่แสดงความไม่ต่อเนื่องของปริมาณที่กล่าวมานี้ทั้งหมด เลขควอนตัมนี้เรียกว่าเลขควอนตัมหลัก

 

(Vector) หน้า 86

                เวกเตอร์คือปริมาณที่แสดงทั้งขนาดและทิศทางด้วย เช่น ความเร็วจะต้องบ่งบอกอัตราการเคลื่อนที่ซึ่งเป็นขนาด เช่น ประมาณ 5 เมตรต่อวินาที่ และจะต้องบอกทิศทาง อย่างเช่น เคลื่อนที่ไปในทิศเหนือเป็นต้น

                ปริมาณเชิงฟิสิกส์ที่เป็นเวกเตอร์มีอยู่หลายปริมาณ โมเมนตัมเชิงมุนก็เป็นปริมาณเวกเตอร์ ขนาดของโมเมนตัมเชิงมุนคือผลคูณของโมเมนต์ความเฉื่อยของวัตถุกับอัตราการหมุนรอบตัวเองของวัตถุและทิศของโมเมนตัมเชิงมุมแสดงได้จากกฎมือขวา นั่นคือเมื่อกำมือขวาโดยให้นิ้วทั้งสี่วนไปรอบ ๆ นิ้วโป้งโดยที่ทิศของนิ้วทั้งสี่วนไปในแนวการหนุนของวัตถุแล้วนิ้วโป้งจะแสดงทิศของโมเมนตัมเชิงมุนของวัตถุ

 

เวเลนซ์ ( Valence) หน้า 100

                อิเล็กตรอนจะไม่อยู่ในบริเวณเดียวกันตามหลักการกีดกันของเพาลี กล่าวให้ชัดเจนมากขึ้นคือจะไม่อยู่ในวงโคจรเดียวกัน อะตอมที่อิเล็กตรอนหลายตัวจึงจัดให้อิเล็กตรอนบางตัวอยู่ในสถานพลังงานต่ำสุดหรือวงโคจรวงในสุด อิเล็กตรอนตัวอื่น ๆ จะต้องย้ายไปอยู่ในวงโคจรถัดไป

                การจัดลำดับวงโคจรจะเริ่มจากชั้นพลังงานต่ำสุด เมื่อมีอิเล็กตรอนอยู่ครบวงโคจรที่เป็นไปได้ของแต่ละขั้นอิเล็กตรอนตัวถัดไปก็จะเลื่อนไปยังขั้นที่สูงขึ้นไปอีก

                อิเล็กตรอนวงนอกสุดอาจจะมีอิเล็กตรอนอยู่ครบวงโคจรหรือไม่ก็ได้ หากมีอิเล็กตรอนอยู่ไม่ครบ  อะตอมก็จะไปแย่งเอาอิเล็กตรอนจากอะตอมอื่นมาอยู่ด้วยกันจนครบวงโคจรได้ เราเรียกการแย่งอิเล็กตรอนจากอะตอมอื่นมาอยู่ด้วยกันในวงโคจรที่ว่างอยู่นี้ว่าการเกิดพันธะของอะตอม เพราะแต่ละอะตอมจะพยายามดึงเออิเล็กตรอนเข้าหาตัวทำให้เกิดแรงยึดเหนี่ยวกันเป็นโมเลกุล อิเล็กตรอนที่มีผลต่อการสร้างพันธะของอะตอมไปเป็นโมเลกุลคืออิเล็กตรอนนอกสุด เรียกอิเล็กตรอนในวงนอกสุดนี้ว่า อิเล็กตรอนเวเลนซ์

 

สเปกตรัม (spectrum) หน้า 60-3,68-9,124-6

                คุณอาจจะเคยดูสีรุ้ง รุ้งที่เห็นประกอบไปด้วยสีที่มองเห็นได้ทุกสี แต่ละสีมีความเข้มไม่เท่ากัน ที่จริงแล้วแต่ละสีคือความถี่ต่าง ๆ กันของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปลดปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ ลักษณะที่แสดงถึงความถี่ต่าง ๆ และสัดส่วนความเข้มแสงของแต่ละความถี่ เรียกว่า สเปกตรัม ดังนั้น สีรุ้งก็คือ สเปกตรัมที่มองเห็นได้ของดวงอาทิตย์นั่นเอง

                สเปกตรัมนี้ไม่เพียงแต่จะนับเอาความถี่ของแสงที่มองเห็นได้เท่านั้น แต่จะรวมถึงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุก ๆ ความถี่ที่ปลดปล่อยออกมาจากวัตถุที่ได้รับความร้อน วัตถุแต่ละชนิดจะปลดปล่อยสเปกตรัมออกมาไม่เหมือนกัน ความหมายของคำว่าไม่เหมือนกันนี้หมายถึงความเข้มของแต่ละความถี่ไม่เหมือนกัน โดยจะหมายถึงการที่ประกอบไปด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ความถี่ต่างกัน   สเปกตรัมของวัตถุบางชนิดจะขาดความถี่บางความถี่ หรืออาจจะมีเพียงแค่บางความถี่เท่านั้น สเปกตรัมที่มีเพียงความถี่บางความถี่นี้เรียกว่าเส้นสเปกตรัม แต่ถ้ามีความถี่ทุก ๆ ความถี่จะเป็นสเปกตรัมต่อเนื่อง (เหมือนสีรุ้ง) การสังเกตความถี่ของสเปกตรัมนี้จะใช้เครื่องมือที่เรียกว่า สเปกโตรมิเตอร์ (spectrometer)

                สเปกโตรมิเตอร์จะแยกแสงที่ความถี่แตกต่างกันของสเปกตรัม มีหลายวิธีที่จะแยกแสงที่ความถี่ต่างกันออกจากกันได้ สองวิธีที่ใช้กันมากคือการใช้ เกรตติง (grating) กับการใช้ปริซึม

                เกรตติงจะแยกความถี่โดยการแทรกสอด แสงที่ผ่านเกรตติงจะเลี้ยวเบนและแทรกสอดกันในทิศทางต่าง ๆกันขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นหรือความถี่ของแสง แต่ปริซึมจะแยกแสงได้โดยหลักการหักเหแสงเมื่อแสงเดินทางผ่านปริซึมจะมีทิศทางเปลี่ยนไปเรียกว่าการหักเห แสงจะหักเหมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับค่าดรรชนีหักเห แสงที่ความถี่แตกต่างกันจะมีดรรชนีหักเหต่างกัน ทำให้เหไปในทิศทางต่างกัน จึงแยกแสงที่ความถี่ต่างกันออกจากกันได้

                วัตถุที่ร้อนจะปลดปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ออกมาเป็นสเปกตรัมต่อเนื่อง ความเข้มของคลื่นในแต่ละความถี่จะไม่เท่ากัน ซึ่งเป็นไปตามการกระจายความเข้มของสเปกตรัมแบบวัตถุดำ แต่จะมีความถี่หนึ่งความถี่ที่มีความเข้มสูงสุด  ความถี่ที่มีความเข้มข้นสูงสุดนี้มีค่าสัมพัทธ์กับอุณหภูมิของวัตถุตามกฎของวิลเฮล์ม วีน

หลักการความสอดคล้อง (Correspondence principle) หน้า 124

                หลักการความสอดคล้อง คือแนวความคิดที่แสดงให้เห็นว่าทฤษฎีควอนตัมที่ใช้ได้อย่างแม่นยำกว่าทฤษฎีใด ๆ ในสเกลเล็ก ๆ นั้นจะยังคงมีความถูกต้องในสเกลที่ใหญ่ขึ้นด้วย และเนื่องจากในสเกลใหญ่นั้น ทฤษณีกลศาสตร์นิวตันใช้ได้อย่างถูกต้องมากอยู่แล้ว ดังนั้นหากทฤษฎีควอนตัมถูกต้องในสเกลใหญ่แล้วก็แสดงว่าในสเกลที่ใหญ่ขึ้นนั้น ทฤษฎีควอนตัมและทฤษฎีกลศาสตร์นิวตันจะต้องสอดคล้องกันนั่นเอง

                แนวความคิดนี้ยังได้แสดงให้เห็นอีกว่าความหมายของสเกลใหญ่นั้นหมายถึงสถานะควอนตัมที่มีเลขควอนตัมสูง ๆ นั่นเอง สถานะควอนตัมในขณะที่มีเลขควอนตัมสูงขึ้นนั้นจะมีความไม่ต่อเนื่องลดน้อยลงและดูเหมือนว่าจะต่อเนื่องไปในที่สุดเมื่อเลขควอนตัมมีค่าสูงมาก ๆ สอดคล้องกับสถานะเชิงคลาสสิกของกลศาสตร์นิวตัน

หลักการสลับที่ไม่ได้ ( non-commutability) หน้า 131,156

                ความแปลกประหลาดอันหนึ่งของการวัดเชิงควอนตัมคือการรบกวนกัน พบว่าการวัดปริมาณบางอย่างของอนุภาคควอนตัมจะส่งผลให้คุณสมบัติบางอย่างของอนุภาคเปลี่ยนแปลงไปเช่น การวัดตำแหน่งของอนุภาคควอนตัมจะส่งผลให้โมเมนตัมของอนุภาคเปลี่ยนแปลงไปเป็นต้น

                โบร์ได้แสดงรูปแบบการรบกวนไว้ให้เห็นภาพลักษณ์ดังนี้คือ เมื่อทำการวัดตำแหน่งของอนุภาค จะทำได้โดยการส่งโฟตอนไปกระทบอนุภาคแล้วสะท้อนกลับมา ตำแหน่งที่โฟตอนไปกระทบอนุภาคจะแสดงตำแหน่งของอนุภาคในขณะนั้น แต่การกระทำเช่นนี้จะทำให้อนุภาคกระเด็นออกไปหรือกล่าวได้ว่ามีโมเมนตัมเปลี่ยนแปลงไปนั่นเอง ถึงแม้ว่าทฤษฏีควอนตัมในปัจจุบันจะไม่ได้ใช้มุนมองเช่นนี้ในการอธิบายการรบกวนกันแล้ว แต่มุมมองนี้ก็ง่ายที่จะทำความเข้าใจในเบื้องต้นได้

                การรบกวนกันนี่เองทำให้เกิดปัญหาของลำดับการวัดขึ้น เช่น หากเราวัดโมเมนตัมก่อนการวัดตำแหน่งเราก็จะได้ค่าโมเมนตัมของอนุภาคค่าหนึ่งค่าโมเมนตัมตั้งเดิมของอนุภาค แต่ถ้าเราวัดโมเมนตัมหลังจากที่ได้วัดตำแหน่งไปก่อนนั้น  ผลของการวัดได้จะเป็นค่าโมเมนตัมที่ได้เปลี่ยนแปลงไปแล้วจากการรบกวนของการวัดตำแหน่ง ดังนั้น ผลของการวัดจะแตกต่างกันเมื่อมีการสลับลำดับการวัดการวัดที่จะได้ค่าที่ถูกต้องจะต้องเรียงลำดับให้ถูกต้องและจะสลับลำดับกันไม่ได้ เรียกลักษณะการสลับลำดับกันไม่ได้นี้ว่า หลักการสลับที่ไม่ได้

 

ห่อคลื่น (wave packet) หน้า 140-1

                ฟังก์ชันคลื่นของอนุภาคที่ถูกกักอยู่ในบริเวณแคบ ๆ เช่นภายในอะตอมนั้นจะเป็นฟังก์ชันคลื่นที่เป็นคลี่นนิ่ง (โปรดดู บัพ) แต่สำหรับอนุภาคอิสระนั้นมีลักษณะต่างออกไป และไม่เป็นคลี่นนิ่ง ดังนั้นฟังก์ชันคลี่นของอนุภาคอิสระนี้จะไม่เป็นฟังก์ชันไอเกนที่มีลักษณะคงตัวแน่นอนอีก (โปรดดู ค่าไอเกน) ฟังก์ชันของอนุภาคอิสระนั้นจะประกอบไปด้วยคลื่นมากมายที่มีความถี่ต่าง ๆ กัน คลื่นจำนวนมากมายเหล่านี้จะซ้อนทับกันจนมีรูปร่างเป็นก้อนเล็ก ๆ เรียกว่า ห่อคลื่น (wave packet)

                ห่อคลื่นนี้จะเคลื่อนที่ไปพร้อมกับอนุภาค โดยอนุภาคจะมีตำแหน่งปรากฏอยู่ที่ใดที่หนึ่งภายในห่อคลื่น โดยเราไม่อาจที่จะทราบตำแหน่งที่แน่นอนของอนุภาค โดยอนุภาคจะมีตำแหน่งปรากฏอยู่ที่ใดที่หนึ่งภายในห่อคลื่นได้  แต่สามารถที่จะทราบตำแหน่งที่แน่นอนของห่อคลื่นนี้ได้ บ่อยครั้งที่เราจะใช้ห่อคลื่นนี้แทนความเป็นอนุภาคไปเลย

 

หายนะจากรังสีอัลตราไวโอเลต (ultraviolet catastrophe) หน้า 30,32

                รังสีอัลตราไวโอเลตเป็นรังสีที่มีอันตรายต่อร่างกายมนุษย์  รังสีนี้มีอยู่ทั่วไปในธรรมชาติแต่โชคดีที่มันมีอยู่เพียงในปริมาณเล็กน้อย วัตถุที่ร้อนก็ให้รังสีออกมาเช่นกัน แต่เราก็เชื่อกันมาวัตถุที่ร้อนก็คงจะให้รังสีนี้ออกมาในปริมาณเล็กน้อยเช่นกัน สังเกตได้จากการที่ไม่ปรากฏว่าเราได้รับอันตรายใด ๆ เมื่ออยู่ใกล้วัตถุที่ร้อน แต่ตามทฤษฎีของเซอร์เจมส์ จีนส์นั้นกล่าวว่า รังสีที่แผ่ออกมาจากวัตถุร้อนนั้นถ้ายิ่งมีความถี่สูงมากก็จะมีปริมาณรังสีที่มากตามไปด้วย รังสีอัตราไวโอเลตซึ่งมีความถี่สูงจะถูกแผ่ออกมาในปริมาณสูงอย่างไม่มีขีดจำกัด และมากพอที่จะแผดเผาเราได้ในช่วงเวลาสั้น ๆ ซึ่งเราทราบอยู่แล้วว่าความจริงไม่ได้เป็นเช่นนั้นเลย

 

อุณหพลศาสตร์ (Thermodynamics) หน้า 16-8,38,51

                ทฤษฎีการถ่ายเทความร้อน เป็นทฏษฎีที่พัฒนาขึ้นมาจากการสังเกตและลองผิดลองถูกมาในเชิงวิศวกรรมควบคู่กับความพยายามสร้างเครื่องจักรความร้อนมาอย่างยาวนาน เป็นทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับความร้อนและผลของความร้อนที่มีต่อสสาร ถึงแม้ว่าทฤษฎีนี้จะเริ่มต้นขึ้นจากการลองผิดลองถูก แต่ในปัจจุบันกลับเป็นทฤษฎีที่มีพื้นฐานที่แข็งแกร่งมากจนไม่มีทฤษฎีใดจะลบล้างออกไปได้แม้แต่ทฤษฎีใหม่ ๆ อย่างทฤษฏีวอนตันและทฤษฎีสัมพัทธภาพก็ตาม

                ทฤษฎีนี้กล่าวว่าความร้อนจะถ่ายเทโดยมีอุณหภูมิเป็นตัวชี้วัดทิศทางของการถ่ายทอดความร้อน โดยความร้อนจะถ่ายเทจากแหล่งที่มีอุณหภูมิสูงไปยังเหล่าที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าโดยความร้อนที่ถ่ายเทนี้บางส่วนจะนำมาใช้ในการทำงานได้ หลักการนี้ถูกนำมาใช้ในการสร้างเครื่องจักรความร้อน ในทางตรงกันข้ามเราจะต้องทำงานเพิ่มเติมให้ระบบ หากต้องการถ่ายเทความร้อนจากแหล่งที่มีอุณหภูมิต่ำไปยังแหล่งที่มีอุณหภูมิสูงกว่า ซึ่งเป็นหลักการทำงานของเครื่องทำความเย็น

 

เอนโทรปี (Entropy) หน้า16,18,24-25,

                ทฤษฎีอุณหพลศาสตร์ได้แสดงให้เห็นว่าความร้อนที่ถ่ายเทออกจากวัตถุ A ไปสู่วัตถุ B นั้น จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่ออัตราส่วนของความร้อนที่ถ่ายเทเข้าสู่วัตถุ B หารด้วยอุณหภูมิของวัตถุ B มีค่ามากกว่า อัตราส่วนของความร้อนที่ถ่ายเทออกจากวัตถุ A หารด้วยอุณหภูมิของวัตถุA

                ลักษณะดังกล่าวนี้แสดงให้เห็นได้ว่าความร้อนที่ถ่ายเทนั้นจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงปริมาณบางอย่างภายในวัตถุ ปริมาณนี้เรียกว่า เอนโทรปี ซึ่งเอนโทรปีจะเพิ่มขึ้นเมื่อมีความร้อนถ่ายเทเข้าสู่วัตถุ ในทางตรงกันข้ามเอนโทรปีจะลดลงเมื่อมีความร้อนถ่ายเทออกไป และการเปลี่ยนแปลงของเอนโทรปีนี้เองที่จะบ่งบอกว่าการถ่ายเทนี้เกิดขึ้นได้หรือไม่ กล่าวคือหากการถ่ายเทที่เกิดขึ้นทำให้เอนโทรปีของวัตถุที่เพิ่มขึ้นมีค่ามากกว่าเอนโทรปีของวัตถุที่ลดลง (หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งว่าเอนโทรปีรวมมีค่าเพิ่มขึ้น) แล้วการถ่ายเทนี้จึงจะเกิดขึ้นได้ ในทางตรงกันข้าม หากการถ่ายเททำให้เอนโทรปีรวมลดลงแล้วการถ่ายเทดังกล่าวจะเกิดขึ้นไม่ได้

 

Epr พาราดอกซ์ (EPR Paradox) หน้า 166-8,171-173

                หลังจากที่โบว์และคนอื่น ๆ ได้ร่วมกันตีความควอนตัมแบบโคเปนเฮเกนที่กล่าวว่าสถานะของระบบควอนตัมจะยังไม่ถูกกำหนดจนกว่าจะมีการวัดเกิดขึ้นนั้น ทั้งอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์, บอริส โปโดลสกี้และนาธาน โรเชนได้มองเห็นว่าจะนำมาซึ่งสิ่งที่ขัดแย้งกับความเป็นจริงที่ว่าจะทำให้ระบบมีการสื่อสารกันได้อย่างทันที่ทันใด ซึ่งไอน์สไตน์มองว่าเป็นสิ่งที่เป็นไปไม่ได้ ปัญหาความขัดแย้งนี้รู้จักในนามของ EPR พาราดอกซ์

                พาราดอกซ์นี้กล่าวว่าหากระบบประกอบไปด้วยอนุภาคสองตัวที่อนุภาคตัวหนึ่งมีสปินชี้ “ขึ้น” และอีกตัวหนึ่งจะมีสปินชี้ “ลง” จากการตีความแบบโคเปนเฮเกนได้กล่าวไว้ว่า อนุภาคทั้งสองตัวจะยังไม่มีการระบุว่าอนุภาคตัวใดที่สถานะ “ชี้ขึ้น”หรือ ชี้ลง จนกว่าสปินของอนุภาคตัวใดตัวหนึ่งจะถูกวัดและหากอนุภาคตัวใดถูกวัดสปินแล้วก็จะทำให้อนุภาคอีกตัวหนึ่งรู้ได้ว่าจะต้องมีสถานะสปินในทิศตรงกันข้าม อนุภาคอีกตัวนี้จะรู้ได้โดยทันที่ไม่ว่าจะอยู่ห่างไกลจากอนุภาคตัวที่ถูกวัดมากเพียงใดก็ตาม การรับรู้โดยทันทีนี้ขัดกับหลักสัมพัทธภาพที่กล่าวว่าข้อมูลข่าวสารจะส่งถึงกันได้เร็วมากที่สุดด้วยอัตราเร็วแสงเท่านั้น ปัญหานี้ยังไม่มีคำตอบที่สมบูรณ์จวบจนปัจจุบันนี้

 

 

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

 

  หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ 

ฟิสิกส์ 1(ภาคกลศาสตร์) 

 ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)

ฟิสิกส์ 2 

กลศาสตร์เวกเตอร์

โลหะวิทยาฟิสิกส์

เอกสารคำสอนฟิสิกส์ 1

ฟิสิกส์  2 (บรรยาย)

แก้ปัญหาฟิสิกส์ด้วยภาษา c  

ฟิสิกส์พิศวง

สอนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

ทดสอบออนไลน์

วีดีโอการเรียนการสอน

หน้าแรกในอดีต

แผ่นใสการเรียนการสอน

เอกสารการสอน PDF

สุดยอดสิ่งประดิษฐ์

   การทดลองเสมือน 

บทความพิเศษ 

ตารางธาตุ(ไทย1)   2  (Eng)

พจนานุกรมฟิสิกส์ 

 ลับสมองกับปัญหาฟิสิกส์

ธรรมชาติมหัศจรรย์ 

 สูตรพื้นฐานฟิสิกส์

การทดลองมหัศจรรย์ 

ดาราศาสตร์ราชมงคล

  แบบฝึกหัดกลาง 

แบบฝึกหัดโลหะวิทยา  

 แบบทดสอบ

ความรู้รอบตัวทั่วไป 

 อะไรเอ่ย ?

ทดสอบ(เกมเศรษฐี) 

คดีปริศนา

ข้อสอบเอนทรานซ์

เฉลยกลศาสตร์เวกเตอร์

คำศัพท์ประจำสัปดาห์

 

  ความรู้รอบตัว

การประดิษฐ์แของโลก

ผู้ได้รับโนเบลสาขาฟิสิกส์

นักวิทยาศาสตร์เทศ

นักวิทยาศาสตร์ไทย

ดาราศาสตร์พิศวง 

การทำงานของอุปกรณ์ทางฟิสิกส์

การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ

 

  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 

 

 

กลับเข้าหน้าแรก

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

ภาพประจำสัปดาห์