index  56
 
ถาม 
    เหล็กน้ำพี้ มีองค์ประกอบอะไรบ้าง ต่างจากเหล็กทั่วไปอย่างไร ?
ตอบ
       เหล็กกล้าคาร์บอนมากกว่า 1 ชนิด (คาร์บอนต่ำ คาร์บอนปานกลางหรือคาร์บอนสูง) ที่มีโครงสร้างจุลภาคและสมบัติทางกลต่างกัน ถูกนำมาทุบตีให้ประสานเป็นเนื้อเดียวกัน ทำให้มีความแข็งแรงกว่าเหล็กกล้าชนิดที่มีโครงสร้างจุลภาคชนิดเดียว โดยหลักการสามารถอธิบายถึงการมีโครงสร้างจุลภาคมากกว่า 1 ชนิดและมีความแข็งแรงมากขึ้น เช่นเดียวกับการมีวัสดุเสริมแรง ได้แก่การมีเหล็กเส้นผูกอยู่ภายในแท่งคอนกรีตช่วยให้แท่งคอนกรีตแข็งแรงขึ้น หรือเรียกว่าหลักการของการทำวัสดุผสม (composite materials) เป็นต้น
 
 
 
 
ถาม 
    เหล็กบริสุทธิ์ นิยมมาใช้ทำอะไร คุณสมบัติเป็นอย่างไร ?
ตอบ
       ไม่นิยมนำเหล็กบริสุทธิ์ไปทำอะไร เนื่องจากกระบวนการทำเหล็กให้บริสุทธิ์มีความสิ้นเปลืองมาก (กระบวนการสกัดแยกโลหะที่ซับซ้อน) และสมบัติต่าง ๆ ที่ได้จะเหล็กบริสุทธิ์ก็ไม่ได้ดีกว่าเหล็กกล้าคาร์บอน จึงไม่คุ้มที่จะผลิตขึ้นมาใช้ เหล็กบริสุทธิ์จะมีสมบัติใกล้เคียงเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำสำหรับการขึ้นรูปที่อัตราการขึ้นรูปสูง เช่น ชามหรือกะละมังที่ทำจากเหล็กกล้าคาร์บอน การมีคาร์บอนต่ำทำให้เหล็กนิ่ม สามารถขึ้นรูปได้มาก
 
 
 
 
ถาม 
    โลหะส่วนใหญ่จะนำไฟฟ้า ไม่ทราบว่า มีโลหะชนิดใดบ้างที่ไม่นำไฟฟ้า ?
ตอบ
       โลหะทุกชนิดสามารถนำไฟฟ้าได้ที่สภาพปรกติเนื่องจากมีอิเลคตรอนอิสระ แต่ความสามารถนำไฟฟ้าจะต่ำลงเมื่อโลหะอยู่ในสภาวะหรืออุณหภูมิที่ไม่เหมาะสม
 
 
 
 
ถาม 
    เหล็กมักจะขึ้นสนิมและผุกร่อน ทำอย่างไรจะป้องกันได้ ?
ตอบ
       โลหะหลายชนิด โดยเฉพาะเหล็กในสภาวะที่เสถียรที่สุดจะอยู่ในรูปโลหะออกไซด์ ซึ่งเป็นสภาพของสินแร่ที่พบก่อนนำมาสกัดเปลี่ยนสภาพนั่นเอง การที่โลหะเกิดการผุกร่อนหรือกัดกร่อนก็คือ กระบวนการที่โลหะพยายามเปลี่ยนสภาพตัวเองให้กลับไปอยู่ในรูปของโลหะออกไซด์ซึ่งมีความเสถียรมากที่สุด โดยมีบรรยากาศแวดล้อมและความชื้นเป็นตัวกระตุ้น การป้องกันสามารถทำได้ด้วยการปกปิดผิวเหล็กด้วยโลหะชนิดอื่นที่มีการป้องกันตังเองจากบรรยากาศแวดล้อมได้ดี เช่น สังกะสี อะลูมิเนียมหรือโครเมียม เป็นต้น ซึ่งเป็นวิธีการที่ประหยัดและนิยมทำกันในปัจจุบัน อีกวิธีการที่นิยมทำให้การป้องกันการกัดกร่อนในระบบท่อปิโตรเคมีภัณฑ์คือการใช้โลหะชนิดอื่นติดกับผิวเหล็กเพื่อรักษาสมดุลทางไฟฟ้า ไม่ให้เกิดการแลกเปลี่ยนประจุกับสิ่งแวดล้อมและการกัดกร่อนได้ วิธีการนี้เรียกกันว่าแคโทดิกโพรเทคชั่น (cathodic protection) หรือการใช้แซคริฟิเชี่ยลอาโนด (sacrificial anode)
 
 
 
 
ถาม 
    คำว่า "ทองสัมฤทธิ์หรือบรอนซ์ (bronze)" ประกอบด้วยโลหะอะไรบ้าง ?
ตอบ
       ทองสัมฤทธิ์ เป็นโลหะผสมระหว่างทองแดงกับโลหะอื่น โดยมีทองแดงเป็นโลหะหลักประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์ ที่เหลือ อีก 30 เปอร์เซ็นต์เป็น โลหะทอง เงิน เหล็ก ดีบุก ตะกั่ว และปรอท โดยในบางครั้งอาจมีการเติมสังกะสีลงไปด้วย ในปริมาณไม่เกิน 4 เปอร์เซ็นต์ เพื่อให้น้ำโลหะไหลดี อย่างต่อเนื่อง ขณะที่เทลงแบบ

นำมาจาก http://www.mtec.or.th/th/


   
นาโนเทคโนโลยี ... คืออะไรกันแน่?

 

 
เรื่อง : ดร. สิรพัฒน์ ประโทนเทพ
ภาพ : ผู้จัดการออนไลน์

 
       นาโนเทคโนโลยี ... คืออะไรกันแน่?
     ปัจจุบันมีกระแสความสนใจในเรื่อง นาโนศาสตร์ (Nanoscience) และนาโนเทคโนโลยี (Nanotechnology) เป็นอย่างมาก หลายประเทศทั่วโลกโดยเฉพาะสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่นได้เริ่มทุ่มเงินงบประมาณอย่างสูงเพื่อการวิจัยด้านนี้ ประเทศไทยก็เช่นกัน เริ่มมีการสนับสนุนจากทางรัฐบาลในเรื่องนี้เป็นอย่างมาก

     แต่ส่วนใหญ่แล้วจะมีการเข้าใจไปต่าง ๆ กันว่านาโนเทคโนโลยีคืออะไร เช่น การย่อของให้มีขนาดเล็กลง หรือ หุ่นขนาดจิ๋วที่จะไปทำงานในระดับอะตอม ซึ่งไม่ใช่ว่าจะผิด แต่มันไม่ใช่ความหมายที่แท้จริงของนาโนเทคโนโลยี มันแค่เป็นการมองในมุมด้านตัวผลิตภัณฑ์หรือวัตถุที่คนส่วนใหญ่จะนึกภาพออกได้

     นอกจากนี้การใช้นาโนเทคโนโลยีในปัจจุบันเป็นเพียงแค่จุดเริ่มต้นเท่านั้น ได้เริ่มมีผลิตภัณฑ์ทางนาโนเทคโนโลยีออกมา ซึ่งส่วนใหญ่ก็จะเป็นพวกฟิล์มชนิดบางของสารต่างๆที่มีความหนาในขนาดนาโนเมตร เช่น OLED (Organic Light Emitting Device) ซึ่งเป็นจอแสดงผลที่ทำจากสารอินทรีย์ และพวกสารเคลือบผิวต่างๆ ตัวอย่างเช่นในผ้าที่เปื้อนยากที่สามารถกันหยดน้ำหรือของเหลวไม่ให้ซึมเข้าใยผ้าได้ โดยอาศัยความไม่ชอบน้ำ (Hydrophobicity) ของสารที่เคลือบใยผ้ามาและรวมกับความตึงผิวของหยดน้ำหรือของเหลวเองมาเป็นแรงผลักตัวหยดน้ำไม่ให้ซึมผ่านชั้นเคลือบไปได้ เป็นต้น

     อย่างไรก็ตามผลิตภัณฑ์ที่เริ่มออกมาเหล่านี้ไม่ใช่ภาพลักษณ์โดยรวมของนาโนเทคโนโลยีและไม่ได้บ่งชี้ถึงศักยภาพที่แท้จริงของมัน อีกทั้งยังมีผลิตภัณฑ์หลายอย่างที่อ้างใช้คำว่า นาโน มาเป็นจุดโฆษณาขาย ซึ่งเราควรต้องระมัดระวังไว้ จึงเป็นเรื่องที่จำเป็นอย่างยิ่งที่เราควรจะมาศึกษาให้รู้ถึงเบื้องหน้าและเบื้องหลังของนาโนศาสตร์และนาโนเทคโนโลยีอย่างจริงจัง



      คำว่า นาโน (Nano)
คำว่า นาโน (Nano) แปลว่าคนแคระในภาษากรีก แต่โดยมากจะเป็นคำที่เรียกกันติดปากและย่อมาจากคำว่า นาโนเมตร (Nanometre) ซึ่งหมายถึง สิบกำลังลบเก้าเมตร หรือ 1 ส่วนพันล้านของ 1 เมตร

คำนิยามอย่างคร่าว ๆ ของ นาโนศาสตร์ (Nanoscience) ก็คือการศึกษาปรากฏการณ์ทางธรรมชาติของวัตถุที่มีขนาดในช่วงนาโนเมตร (ประมาณ 1-100 นาโนเมตร) ส่วน นาโนเทคโนโลยี (Nanotechnology) ก็จะหมายถึงการสร้างและประยุกต์วัตถุนาโนนี้มาใช้ให้เป็นประโยชน์

จุดมุ่งหมายสูงสุดของนาโนเทคโนโลยีก็คือความสามารถที่จะสร้างและจัดเรียงอนุภาคต่างๆได้ตามความต้องการ เพื่อสร้างสสารหรือโครงสร้างของสารในแบบใหม่ๆที่ให้คุณสมบัติพิเศษที่อาจจะไม่เคยมีก่อน




      ภาพของเส้นผมมนุษย์จากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกน (Souce:http://www.nnf.cornell.edu/nnun)

ในเชิงเปรียบเทียบ ขนาด 1 นาโนเมตรนี้จะใหญ่กว่าขนาดของอะตอมประมาณสิบเท่าขึ้นไป แต่เล็กกว่าขนาดของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ในตัวไมโครชิพวงจร (IC microchip)ในปัจจุบันประมาณร้อยเท่า ถ้าจะอ้างถึงของใกล้ตัว เช่น เส้นผมของคนเราซึ่งขนาดประมาณ 0.1 มิลลิเมตร ขนาด 1 นาโนเมตรก็จะเล็กกว่าเส้นผมประมาณหนึ่งแสนเท่า

ที่กล่าวมานี้บางทีก็ยังนึกภาพไม่ออกว่านาโนเมตรมันเล็กแค่ไหน โลกของเราที่มีขนาดประมาณ 10,000 กิโลเมตร หรือ 10,000,000 เมตร มีขนาดใหญ่เป็นประมาณหนึ่งแสนเท่าของสนามฟุตบอล (100 เมตร) ถ้าสมมุติว่าเราย่อส่วนโลกใบใหญ่ที่เราอยู่กันนี่ให้มีขนาดเท่าเส้นผม ตัวสนามฟุตบอลก็จะย่อส่วนลงไปในช่วงของ 1 นาโนเมตร ซึ่งน่าจะพอเห็นได้ว่าการไปสร้างวัตถุนาโนในโลกใบจิ๋วขนาดเท่าเส้นผม ไม่ใช่เป็นเรื่องง่าย
 

Marconi กับรางวัลโนเบล


Guglielmo Marconi เกิดเมื่อวันที่ 25 เมษายน พ.ศ. 2417 ที่เมือง Bologna ในประเทศอิตาลี ในวัยเด็ก Marconi เป็นคนขี้อายและเก็บตัว จึงชอบอ่านหนังสือและหมกมุ่นในห้องสมุดของบิดา แต่การอ่านเพียงอย่างเดียวไม่ได้ทำให้เขาเป็นสุข เพราะเขาต้องการทดสอบและทดลองสิ่งต่างๆ ที่เขาอ่านทุกเรื่องไป เขาจึงใช้เวลาส่วนใหญ่ถอดแยกชิ้นส่วนของอุปกรณ์ไฟฟ้า แล้วประกอบมันขึ้นใหม่อยู่เนืองๆ การ "เสีย" เวลาทำนองนี้ได้ทำให้บิดาของ Marconi รู้สึกรำคาญใจเป็นอย่างยิ่ง ดังนั้น เมื่อ Marconi สอบเข้ามหาวิทยาลัย Bologna ไม่ได้ บิดาจึงส่ง Marconi ไปเรียนที่วิทยาลัยเทคนิค เพื่อศึกษาวิชาวิศวกรรมไฟฟ้าแทน การศึกษาที่นั่นได้พลิกโฉมชีวิตของ Marconi อย่างสิ้นเชิง เพราะครูได้สอนให้เขารู้จักส่งรหัส Morse ทางไกล

เมื่อ Marconi มีอายุได้ 20 ปี เขารู้ข่าวว่า Hertz ได้ประสบความสำเร็จในการส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปในอากาศเป็นครั้งแรก เขาจึงมีความคิดฝันที่จะประดิษฐ์อุปกรณ์รับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านั้นทันที จึงได้กักตัวเองในห้องทดลองส่วนตัวนานเป็นเดือน เขาทำงานค้นคว้าหนักมาก เพราะเกรงว่านักประดิษฐ์คนอื่นๆ จะประสบความสำเร็จก่อน และเขาคิดฝันอีกว่า สิ่งที่เขาประดิษฐ์ได้ คงทำให้เขามีฐานะมั่นคง มีชื่อเสียงและเป็นที่หมายปองของสตรีทั่วไป

เมื่อถึงวันหนึ่งของฤดูร้อนปี พ.ศ. 2437 ความฝันของ Marconi ก็เป็นจริง เขาประสบความสำเร็จในการ สร้างวิทยุรับสัญญาณ ได้เป็นครั้งแรก จากนั้นเขาก็ได้พัฒนาวิทยุของเขาให้มีประสิทธิภาพสูงยิ่งขึ้นไปอีก

ในวันที่ 12 ธันวาคม พ.ศ. 2444 Marconi ได้บรรลุความสำเร็จสูงสุด เมื่อเขาสามารถรับสัญญาณวิทยุที่ส่งจาก Cornwall ในประเทศอังกฤษ ข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก สู่สถานีรับที่ St. John's ใน New Foundland ได้ งานประดิษฐ์ ของเขาชิ้นนี้ทำให้เขาร่ำรวยและอีก 8 ปีต่อมา Marconi ก็ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ จากผลงานประดิษฐ์วิทยุได้เป็นผลสำเร็จ

Marconi สมรสสองครั้ง แต่สภาพสมรสของเขาไม่ราบรื่น เขาใช้ชีวิตอย่างฟุ่มเฟือย และเสียชีวิตด้วยโรคหัวใจวายที่โรม เมื่อมีอายุได้ 63 ปี หนึ่งวันหลังจากที่เขาจากโลกไป สถานีวิทยุทั่วโลกพร้อมใจกันหยุดส่งสัญญาณวิทยุเป็นเวลานาน 2 นาทีเพื่อไว้อาลัย

คุณประโยชน์จากสิ่งประดิษฐ์ของ Marconi ที่ได้ทำให้คนทุกคนประจักษ์ในระดับประทับใจ เกิดขึ้นเมื่อเรือเดินสมุทร Titanic ประสบอุบัติเหตุชนภูเขาน้ำแข็งในทะเล แล้วอับปางลงในกลางดึกของคืนวันที่ 14 เมษายน พ.ศ.2455 ทันทีที่รู้ว่าเรือกำลังจะดิ่งลงก้นมหาสมุทร พนักงานบนเรือได้ส่งสัญญาณ SOS ขอความช่วยเหลือไปทั่วคาบสมุทร เรือ Carpathia ซึ่งขณะนั้นอยู่ห่างจากเรือ Titanic 90 กิโลเมตร ได้รับสัญญาณขอความช่วยเหลือจึงได้แล่นเรือเข้ามาช่วยชีวิตคนโดยสารให้รอดตายได้ 705 คน แต่อีก 1,522 คน ต้องจมน้ำและหนาวตายไป

ประวัติศาสตร์ได้บันทึกว่า หากเจ้าพนักงานวิทยุ บนเรือ Californian ที่ขณะนั้นอยู่ห่างออกไปเพียง 30 กิโลเมตรได้ยินสัญญาณ คนอีกหลายร้อยคนจะรอดชีวิต แต่เจ้าพนักงานวิทยุของเรือ Californian หลับ ขณะ Titanic ร้องขอความช่วยเหลือ

ข่าวเรือ Titanic จมได้ถูกถ่ายทอดโดยสถานีวิทยุชื่อ Marconi ที่นิวยอร์กไปเขย่าขวัญคนทั้งโลก เมื่อวัวหายเรียบร้อยแล้ว และไม่มีใครต้องการให้วัวหายอีก รัฐสภาสหรัฐฯ จึงได้ออกกฎหมายบังคับให้มีการติดตามรับสัญญาณจากเรือโดยสารทุกลำตลอดการเดินทาง

ถึงแม้โลกจะชื่นชมในความเป็นอัจฉริยะของ Marconi มากมายสักปานใดก็ตาม แต่ประวัติศาสตร์ยังมีคำถามๆ หนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์ยังหาคำตอบไม่ได้ และได้ถกเถียงกันมานานร่วมศตวรรษว่า Marconi ได้ความคิดในการประดิษฐ์ เครื่องรับวิทยุจากใคร

ในวารสาร The Proceedings of the IEEE ฉบับเดือนมกราคม พ.ศ.2541 นี้ F. Bondyopadhyay ผู้มีอาชีพเป็นวิศวกรสื่อสาร แห่ง Johnson Space Center ที่ Houston ในสหรัฐอเมริกา และเป็นนักประวัติศาสตร์สมัครเล่น ได้รายงานว่า Marconi ได้ "ขโมย" ความคิดในการประดิษฐ์วิทยุจาก J.C. Bose ผู้เป็นนักฟิสิกส์ชาวอินเดีย ที่ได้ลงพิมพ์ในวารสาร Proceedings of the Royal Society ฉบับเดือนเมษายน พ.ศ.2442 เพราะผลงานของ Bose ชิ้นนั้นได้กล่าวถึงการสร้างเครื่องมือรับสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างสมบูรณ์ แต่ Marconi เป็นคนไม่เคยให้เครดิตในการทำงานแก่ใครเลย จึงจงใจไม่พูดถึง Bose และเจตนาไม่อธิบายรายละเอียดของเครื่องมือ เวลาใครถาม

Bondyopadhyay รู้สึกประหลาดใจมากที่ท่านผู้ "รู้" ยุคนั้นไม่มีใครอ่านวารสาร IEEE และใครคนที่อ่านมิได้โยงความคิดของ Bose กับผลงานของ Marconi

จึงเป็นอันว่า โลกได้ประจักษ์แล้วว่า Bose เป็นนักฟิสิกส์อีกคนหนึ่งที่พลาดการรับรางวัล Nobel ร่วมกับ Marconi

 


 
  ตามล่าละอองดาว
ผู้เขียน :พวงร้อย
เนื้อหาย่อ :สตาร์ดัสต์ (Stardust) หรือ "ละอองดาว" คือโครงการที่ส่งยานอวกาศไปยังดาวหางที่มีชื่อว่า วิ้ล-ทู (Wild-2) ยานจะได้เข้าใกล้ดาวหางด้วยความเร็วไม่สูงเกินไปนัก เพื่อจะจับละอองดาวอย่างละมุนละม่อมไม่บอบช้ำนัก จะได้นำมาศึกษาภายหลัง
อยู่ในส่วน : สำรวจจักรวาล
วันที่ : 24/09/2004

 

ละอองดาว
 
โครงการอวกาศสตาร์ดัสต์ (Stardust) หรือ "ละอองดาว" คือโครงการที่จะส่งยานอวกาศในราวเดือนกุมภาพันธ์ 2542 ไปยังดาวหางที่มีชื่อว่า วิ้ล-ทู (Wild-2 อ่านออกเสียงตามสำเนียงภาษาเยอรมัน) โดยคาดว่าจะไปถึงในเดือนมกราคม 2547 วิธีส่งยานไปนั้น จะใช้วิธีที่เรียกว่า Gravity Assist คืออาศัยแรงเหวี่ยงจากสนามแรงโน้มถ่วงของโลกมาช่วยผ่อนแรง ในรอบแรก ตัวยานจะโคจรเวียนรอบโลก เพื่ออาศัยแรงเหวี่ยงของโลกเหวี่ยงยานให้ขึ้นสู่วงโคจรที่ยืดออกกว้างขึ้นไป จนวนเวียนรอบดวงอาทิตย์ได้ ในเวลาสองปีครึ่ง วงเส้นทางโคจรจะยืดออกไปไกลจนเข้าสู่วงโคจรของดาวหาง วิ้ล-ทู ได้ในปี พ.ศ. 2547 การทำเช่นนี้ ส่วนหนึ่งก็เพื่อเอาแรงโน้มถ่วงของโลกมาช่วยประหยัดเชื้อเพลิง อีกสาเหตุหนึ่งก็คือ ยานจะได้เข้าใกล้ดาวหางด้วยความเร็วไม่สูงเกินไปนัก เพื่อจะจับละอองดาวอย่างละมุนละม่อม ไม่ให้บอบช้ำนัก จะได้เอามาศึกษาภายหลัง

 
หลังจากที่ใช้เวลาเดินทางเป็นเวลาห้าปี ยานสตาร์ดัสต์จะไปวนโคจรรอบดาวหางสองรอบ รอบแรกเป็นการบินผ่านไปถ่ายรูป รอบหลังเพื่อเก็บฝุ่นดาวหางที่เพิ่งระเหิดหลุดจากส่วนหัว หรือ โคม่า (coma) กลับมาศึกษา นับว่าเป็นครั้งแรกในโลกที่เราจะเก็บละอองดาวจากตัวดาวหาง และนำกลับมายังโลก นับเป็นโครงการอวกาศโครงการแรกที่มีเป้าหมายหลักเพื่อการศึกษาดาวหางโดยตรง และยังมีผลพลอยได้อีก คือ ยานสตาร์ดัสต์จะเก็บฝุ่นระหว่างดวงดาว (interstellar dust) จากอวกาศกลับมาพร้อมกันด้วย



 

(ภาพโดย JPL/Caltech)

เมื่อยานเข้าใกล้ดาวหางครั้งสุดท้าย ตัวยานอวกาศจะบินเฉียดนิวเคลียสไปแค่ 150 กิโลเมตรเท่านั้น โดยจะบินฝ่าม่านพายุสะเก็ดดาวเข้าไปในหัว อันเป็นละอองดาวสด ๆ ที่เพิ่งจะสลัดตัวออกจากนิวเคลียส นับว่าเป็นละอองดาวของแท้บริสุทธิ์ ที่ยังไม่ได้ถูกแปรสภาพไป จึงถือเป็นสารที่ใกล้เคียงกับสิ่งที่เป็นส่วนประกอบแรกเริ่ม ของระบบสุริยะมากที่สุดเท่าที่จะหามาได้



 


ภาพนิวเคลียสของดาวหางฮัลเลย์ ถ่ายโดยยานจีออตโต จากองค์การอวกาศแห่งยุโรป

เมื่อสิบกว่าปีมาแล้ว ในช่วง พ.ศ. 2529 องค์การอวกาศของทั้งยุโรป สหภาพโซเวียต (ในขณะนั้น) และญี่ปุ่น ได้ส่งยานอวกาศเฉียดเข้าไปถ่ายภาพดาวหางฮัลเลย์ นับเป็นครั้งแรกที่มีการศึกษาดาวหางในระยะใกล้ขนาดนั้น เช่นเดียวกับ ดาวหาง เทมเพิล-ทัตเทิล ที่มาทิ้งสะเก็ดดาวเป็นฝนดาวตกให้เราได้ดูกันเมื่อกลางเดือน พฤศจิกายนที่ผ่านมา ดาวหางฮัลเลย์โคจรในทิศกลับกันกับโลก ดังนั้นยานอวกาศจากโลก และตัวดาวหางฮัลเลย์จะวิ่งเข้าหากันด้วยความเร็วสูงมาก ประกอบกับดาวหางฮัลเลย์นั้นมีปฏิกิริยาเคมีเนื่องด้วยก๊าซแข็งระเหิดพวยพุ่ง ฝุ่นและหินถูกสลัดออกจากนิวเคลียสอย่างรุนแรงมาก จนกล้องถ่ายภาพของยาน จิออตโต (Giotto) ของอิตาลีที่เข้าไปถ่ายรูปในระยะใกล้ถึงกับเสียหายไป และก่อความเสียหายอื่น ๆ ให้อีกมาก เนื่องจากถูกซัดด้วยสะเก็ดดาวจากดาวหาง แม้สะเก็ดดาวนี้มีขนาดเล็กเพียงไม่เกินเมล็ดข้าว แต่มันพุ่งเข้าใส่ด้วยความเร็วถึง 68 กิโลเมตรต่อชั่วโมง จึงมีอานุภาพพอ ๆ กับแรงระเบิดจากระเบิดมือเลยทีเดียว แต่เคราะห์ดีที่ตัวยานจิออตโตเองไม่ถึงกับเสียหายไปด้วย เครื่องจับฝุ่นของยานได้บันทึกว่า สะเก็ดดาวพุ่งกระทบยานแรงพอ ๆ กับแรงกระเทือนจากการกระหน่ำลั่นกลองรบเลยทีเดียว

ดาวหางวิ้ล-ทูนี้ ไม่มีปฏิกิริยารุนแรงมากมายอย่างดาวหางฮัลเลย์ และเป็นดาวหางที่โคจรไปในทิศเดียวกับโลก ยานจึงสามารถเข้าไปใกล้ด้วยความเร็วที่ไม่สูงนัก คือประมาณ 6.1 กิโลเมตรต่อวินาที ในขณะที่ จิออตโต พุ่งเข้าใส่ ดาวหางฮัลเลย์ เร็วกว่านั้นกว่าสิบเท่า ยานสตาร์ดัสต์จึงสามารถเข้าได้ใกล้กว่า ถ่ายภาพได้ชัดกว่า โดยที่ตัวกล้องและตัวยานจะเสี่ยงภัยน้อยกว่า ภาพที่จะถ่ายได้จะสามารถช่วยให้เราได้เห็นส่วนนิวเคลียส ส่วนหัว ส่วนหาง และการหมุนรอบตัวเองของดาวนี้ด้วยเป็นครั้งแรก ข้อมูลใหม่ ๆ ที่ได้จากยานสตาร์ดัสต์จะให้ความรู้เกี่ยวกับดาวหางมากอย่างไม่เคยมีมาก่อน

 




แคปซูลบรรจุสะเก็ดดาวหาง วิ้ล-ทูยามกลับถึงโลก จะถูกเหวี่ยงมาตกในรัฐยูท่าห์ สหรัฐอเมริกา เมื่อบรรลุภาระหน้าที่แล้ว ยานสตาร์ดัสต์จะนำตัวอย่างสะเก็ดดาวที่จับมาได้กลับมายังโลก โดยจะเหวี่ยงแคปซูลที่บรรจุละอองดาวหางกลับมายังโลกในปี พ.ศ. 2549

 


นาฬิกา


 
ในสมัยโบราณมนุษย์เรากำหนดช่วงเวลา โดยอาศัยกลางวัน กลางคืน และฤดูกาล เป็นตัวกำหนด ต่อมามนุษย์ก็เริ่มใช้วิธีอื่น ๆ อาทิเช่น นาฬิกาแดด นาฬิกาน้ำ จนกระทั่งในระหว่างคริสต์ศตวรรษที่ 15 ถึง 17 จึงได้มีการประดิษฐ์นาฬิกาที่ใช้ชิ้นส่วนของจักรกลขึ้น เช่น ลูกตุ้ม สปริง และการหมุนของเฟือง ในปัจจุบันนาฬิกาส่วนใหญ่จะเป็นนาฬิกาอิเล็กทรอนิกส์ และอาศัยการสั่นสะเทือนของผลึกควอตซ์เป็นตัวนับเวลา
 


 

 


 


 
เวลาของนาฬิกาได้มาจากการคำนวณด้วยวิธีการต่าง ๆ โดยแต่ละวิธีจะใช้การเปรียบเทียบจากสิ่งต่าง ๆ ดังนี้
 
1.การหมุนรอบตัวเองของโลก ซึ่งเรียกว่า Universal time
 
2.การโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ การโคจรของดวงจันทร์รอบโลก และการโคจรของดวงดาวต่าง ๆ ในระบบสุริยะ
 
3.ใช้ความถี่ของการสั่นสะเทือนจากทางกลหรือไฟฟ้า เช่น นาฬิกาควอตซ์ นาฬิกาอะตอม
 


 

 


 

โดย : นาย ศรยุต ไทยสมบูรณ์, โรงเรียนภูเก็ตวิทยาลัย, วันที่ 24 พฤศจิกายน 2544


นักฟิสิกส์ลดขนาด "นาฬิกาอะตอม" เหลือเท่า "เม็ดข้าว"
โดย ผู้จัดการออนไลน์ 21 กันยายน 2547 14:16 น.
"ฟิสิกส์ แพกเกจ" ของนาฬิกาอะตอมขนาดเท่าชิป ซึ่งประกอบไปด้วยเลเซอร์ เลนส์ และมีเซลล์อะตอมซีเซียม ทั้งชุดนี้ใช้เชื่อมแทนนาฬิกาในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

       บีบีซีนิวส์ – นักฟิสิกส์แห่งสถาบันนิสต์ใช้เทคโนโลยีการผลิตชิปมาลดขนาดชิ้นส่วนของนาฬิกาอะตอม ให้กลายเป็น “นาฬิกาอะตอมขนาดเล็กที่สุดในโลก” และสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม ลดปัญหาสายพันกันและสัญญาณรบกวนในมือถือ
       
       นาฬิกาอะตอมเป็นนาฬิกาที่นักวิทยาศาสตร์ใช้เทียบเวลาและความถี่มาตรฐาน ซึ่งมาตรฐานของนาฬิกาอะตอมจะวัดเวลาโดยการ “นับ” การสั่นโดยธรรมชาติของอะตอมซีเซียม(Cs) ที่ 9.2 พันล้าน “ติ๊ก” ต่อวินาที แต่อุปกรณ์เวลาเหล่านี้ซึ่งควบคุมการทำงานทั้งหมดจากสัญญาณที่มารวมกันมีแนวโน้มที่จะมีขนาดใหญ่ขึ้น ยิ่งมันต้องการพลังงานมากมันก็ยิ่งมีขนาดใหญ่ซึ่งมันจะมีขนาดใหญ่ขึ้นได้ถึง 2 เมตรและยังมีราคาแพงอีกด้วย
       
       
       เทคโนโลยีการผลิตชิปคอมพิวเตอร์ถูกนำมาใช้ในการผลิตกลไกนาฬิกาที่ในที่มีความแม่นยำสูง ในการการทำงาน โดยสามารถทำงานได้ไปถึง 300 ปีโดยที่เวลาไม่คลาดเคลื่อน แม้แต่วินาทีเดียว เพราะส่วนมากนาฬิกาทั่วไปซึ่งใช้ควอตซ์จะคลาดเคลื่อนทุก หกเดือน ผู้วิจัยเชื่อว่าเมื่อพัฒนาจนถึงที่สุดแล้วจะสามารถทำให้ระบบที่ทำงานโดยใช้แบตเตอรี่เหลือขนาดเพียงก้อนเล็กๆ
       
       ผู้ที่อยู่เบื้องหลังการทำงานนี้คือ สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติสหรัฐหรือนิสต์ (US National Institute of Standards and Technology -Nist) และได้เผยแพร่ผลงานเป็นครั้งแรกในวารสาร “แอปฟลายด์ฟิสิกส์เล็ตเตอร์” (Applied Physics Letters) โดย ดร.จอห์น คิตชิง (Dr.John Kitching)แห่งสถาบันนิสต์ เปิดเผยว่านาฬิกานี้จะมีประโยชน์อย่างมาก แต่เขาเองก็ยังคาดไม่ถึงการประยุกต์ใช้ที่เกิดจะประโยน์สูงสุด

 

นาฬิกาอะตอมที่นักวิทยาศาสตร์ใช้อ้างอิงเวลาและความถี่ มีขนาดใหญ่โตมโหฬาร

       อย่างไรก็ตามเขาคิดว่านี่จะเป็นการรับประกันสิ่งที่จะได้แน่นอนนั่นคือความน่าเชื่อถือและความแม่นยำของสถานีรับสัญญาณภาคพื้นดินจากดาวเทียมสำรวจนอกโลก เขาอธิบายว่าระบบจีพีเอส (Global Position System:GPS) มีพื้นฐานการทำงานจากการรับสัญญาณเวลาซึ่งออกมาจากดาวเทียมที่โคจรรอบโลก การติดตั้งนาฬิกาที่มีเสถียรภาพบนตัวรับสัญญาณจีพีเอส จะใช้ดาวเทียมในการระบุตำแหน่งน้อยกว่าไม่ติดตั้งนาฬิกา
       
       นาฬิกาอะตอมของนิสต์ ใช้เทคนิค-ลิธอกราฟิก(lithographic techniques) ที่ได้เปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมการทำชิป ดร.คิตชิงได้อธิบายถึงสิ่งที่เรียกว่า ฟิสิกส์ แพคเกจ (physics package) เป็นชิ้นส่วนของนาฬิกาซึ่งบรรจุอะตอมที่มีความเสถียรของความถี่ที่ใช้อ้างอิง โดยอุปกรณ์ชิ้นนี้มีขนาด 1.5 x 4 มิลลิเมตร ซึ่งในการค้าแล้วอุปกรณ์ที่มีลายวงจร (circuit)จะถูกกำหนดให้มีขนาดไม่เกิน 1 ตารางเซนติเมตร
       
       “นาฬิกานี้มีขนาดประมาณเม็ดข้าว มันถูกสร้างโดยอาศัยกระบวนการคล้ายๆ กับกระบวนการที่ใช้ในอุตสาหกรรมไมโครอิเล็กทรอนิกส์ เราใช้กรดกัดให้ได้แผ่นซิลิกอนเวเฟอร์แล้วจำกัดขอบเขตของอะตอมโดยให้อยู่ในหลุมซึ่งเกิดจากการกัดกร่อน” เขากล่าวเพิ่มเติม
       
       ทั้งนี้เซลล์ที่บรรจุอะตอมนั้นอยู่ในชั้นที่ซ้อนๆ กัน ตรงฐานเป็นมีแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์เล็กๆ ที่จะให้เลเซอร์ผ่านอุปกรณ์ทางแสงอันเล็กๆ ซึ่งจะทำให้แสงที่ผ่านเข้ามาเหมาะกับพลังงานของอะตอมซีเซียม กระบวนการนี้ถูกเฝ้าสังเกตด้วยเครื่องตรวจรับแสง ส่วนการสั่นอย่างผลึกควอตซ์ที่ใช้ในนาฬิกาข้อมือนั้น มีวิธีในการทำให้เสถียรด้วยมาตรฐานที่ตรงข้ามกันกับการสั่นของซีเซียม

 

ดร.จอห์น คิตชิง เจ้าของผลงานกำลังโชว์ "นาฬิกาอะตอมขนาดเท่าเม็ดข้าว" นวัตกรรมใหม่ล่าสุดจากห้องทดลองของนิสต์

       นาฬิกาอะตอมอันเล็กนี้เทียบไม่ได้กับความเสถียรและความแม่นยำของนาฬิกาอะตอมก่อนหน้าที่ถูกออกแบบให้เก็บกลไกเกี่ยวกับอะตอม ซึ่งมีความแม่นยำของเวลานานหลายล้านปี อย่างไรก็ดีด้านศักยภาพของราคาที่ถูกและสามารถทำได้ในระดับโรงงาน จึงจุดประกายให้มีการประยุกต์ใช้อุปกรณ์เล็กๆ นี้
       
       ทางด้าน ดร.แพทริค กิล(Dr.Patrick Gill)จากห้องปฏิบัติการทางฟิสิกส์แห่งชาติของสหราชอาณาจักร (UK’s National Physical Laboratory) กล่าวหลังจากได้เห็นการทำงานที่เป็นต้นแบบของนิสต์ที่โคโลราโด ว่าเมื่ออุปกรณ์เวลานี้พัฒนาสำเร็จการทำงานของเขาก็จะมุ่งเป้าไปในทิศทางเดียวกัน
       
       “พลังงานที่นาฬิกานี้ใช้เพื่อให้แบตเตอรี่ทำงานยังไม่อยู่ในระดับต่ำตามที่ต้องการคือ 30 มิลลิวัตต์ ในตอนนี้นาฬิกาใช้พลังงานอยู่ที่ระดับ 75 มิลลิวัตต์ แต่ก็ทำงานได้น่าพอใจในระดับที่มันควรจะเป็น”ดร.กิล กล่าวพร้อมทั้งชี้ว่าสิ่งประดิษฐ์นี้จะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่อการประยุกต์ใช้ทางการทหาร สำหรับสถานีหลักที่มีความหนาแน่นของข้อมูล รวมทั้งการประยุกต์ใช้กับประชาชนทั่วไปที่จะมีประโยชน์มหาศาลในการลดเหตุขัดข้องต่างๆ เช่น กรณี “สายพันกัน” หรือกรณีที่สัญญาณคลื่นไม่ดี เป็นต้น
       
       อย่างไรก็ดีสถาบันนิสต์เชื่อว่าหากเปรียบเทียบขนาดและพลังงานที่ใช้เท่ากันกับนาฬิกาแบบเก่าที่ใช้การสั่นผลึกควอตซ์แล้ว นาฬิกาอะตอมเล็กๆ นี้มีความแม่นยำของเวลาและความถี่มาตรฐานที่มากกว่าเป็น 1,000 เท่า เมื่อพิสูจน์กันในระยะยาว ซึ่งเหมาะแก่การนำมาประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม
 

http://www.manager.co.th/


นาฬิกาอะตอมที่แม่นยำที่สุด ใช้อะตอมของสารอะไร ?

          นาฬิกาอะตอม เป็นนาฬิกาที่ใช้ความ สั่นสะเทือน หรือการปลดปล่อยรังสีของสาร หรือธาตุ ที่มีความคงที่สูง ดังนั้นจึงมีความแม่นยำสูงมาก นาฬิกาอะตอมเรือนแรก ที่สำนักงานมาตรฐานของ สหรัฐอเมริกา สร้างขึ้นเมื่อ ปี 2491 นั้นใช้แอมโมเนีย เป็นสาร แต่นาฬิกาอะตอมที่แม่นยำมากที่สุดนั้น ใช้วิธีวัด การแผ่รังสี ของอนุภาคเมเซอร์ ของไฮโดรเจน นาฬิกาเรือนนี้จะบอกเวลาผิดพลาดไป 1 วินาที ในช่วงเวลา 1,700,000 ปี ไม่รู้เหมือนกันว่า ใครจะคอยตั้งนาฬิกาเรือนนี้ใหม่ เมื่อถึงเวลานั้น

http://www.nstda.or.th/
 


ถาม นาฬิกาอะตอม คืออะไร? มีหลักการทำงานอย่างไร? มีความแม่นยำแค่ไหน?

ตอบ นาฬิกาอะตอม (Atomic Clock) ทำงานโดยอาศัยธรรมชาติของอะตอม (หรือโมเลกุล) บางชนิด ซึ่งจะมีกระบวนการบางอย่างเกิดขึ้น ที่ตรวจจับได้ อย่างสม่ำเสมอ ดังเช่น การปล่อยพลังงานในรูปของโฟตอนหรือกัมมันตภาพรังสี ออกมาอย่างสม่ำเสมอเป็นประจำของธาตุกัมมันตรังสี หรือการสั่นของโมเลกุลอย่างสม่ำเสมอ

นาฬิกาอะตอม ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน อาศัยอะตอมของธาตุบางชนิด ที่ใช้กันมากและเป็นมาตรฐานดีที่สุดคือ ธาตุซีเซียม เรียก นาฬิกาซีเซียม (Caesium Clock) หรือโมเลกุลบางชนิด เช่น แอมโมเนีย หรือ ก๊าซแอมโมเนีย เรียก นาฬิกาแอมโมเนีย (Ammonia clock)

นาฬิกาซีเซียมจะปล่อยพลังงานในรูปกัมมันตภาพรังสีอย่างสม่ำเสมอ มีความถี่ที่คงที่มาก คือ 9, 192, 631, 770 เฮิรตซ์ และจึงใช้เป็นนาฬิกามาตรฐานของโลกปัจจุบัน มีความแม่นยำหรือความคลาดเคลื่อนเพียง 1 วินาที ในทุก 30,000 ปี

สำหรับนาฬิกาแอมโมเนีย หลักการที่ใช้ คือ การสั่นของก๊าซแอมโมเนีย ซึ่งจะสั่นโดยมีความถี่ 23, 870 เฮิรตซ์ อย่างสม่ำเสมอ และจึงใช้เป็นนาฬิกาโมเลกุล หรือ Molecular Clock ที่รักษาเวลาได้อย่างแม่นยำด้วย ถึงแม้จะไม่แม่นยำอยู่นานเท่านาซิกาซีเซียม นาฬิกาอะตอมโดยทั่วไปในปัจจุบัน มีความแม่นยำในระดับคลาดเคลื่อนเพียงหนึ่งวินาทีในหนึ่งพันปีครับ

ถาม นาฬิกาอะตอมใช้ประโยชน์อะไร? นาฬิกาควอทซ์ ที่ใช้กันอยู่ทั่วไป เป็นนาฬิกาอะตอมหรือไม่?

ตอบ นาฬิกาอะตอม ดังเช่น นาฬิกาซีเซียม ใช้เป็น นาฬิการักษามาตรฐานของเวลาทั่วทั้งโลก ในปัจจุบันครับ โดยที่ทุกวันนี้ จะมีสถานีตรวจสอบเวลามาตรฐานกันอยู่หลายแห่งทั่วโลก แล้วจะมีการตรวจสอบให้เป็นมาตรฐานเวลาเดียวกัน หรือให้ตรงกัน เป็นเวลามาตรฐานทั่วทั้งโลก นาฬิกาควอทซ์ ที่ใช้กันแพร่หลายทั่วโลกในปัจจุบัน ไม่ใช่นาฬิกาอะตอมครับ

ถาม นาฬิกาอะตอมเริ่มใช้กันตั้งแต่เมื่อไร?

ตอบ การรักษาหรือกำหนดเวลามาตรฐาน โดยใช้นาฬิกาอะตอมอย่างเป็นทางการทั่วโลก เริ่มต้นเมื่อวันที่ 1 เดือนมกราคม ค.ศ.1972

อ. ชัยวัฒน์


  หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ 

ฟิสิกส์ 1(ภาคกลศาสตร์) 

 ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)

ฟิสิกส์ 2  กลศาสตร์เวกเตอร์
โลหะวิทยาฟิสิกส์ เอกสารคำสอนฟิสิกส์ 1
ฟิสิกส์  2 (บรรยาย) แก้ปัญหาฟิสิกส์ด้วยภาษา c  
ฟิสิกส์พิศวง สอนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
ทดสอบออนไลน์ วีดีโอการเรียนการสอน
หน้าแรกในอดีต  

   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  

กลับเข้าหน้าแรก

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

ภาพประจำสัปดาห์