house06.gif

 สีของวัตถุร้อน

 

 


 

 การเปล่งรังสีของวัตถุร้อน
         
แสงเป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าความยาวคลื่น หรือ ความถี่ต่างๆกัน รังสีที่มีพลังงานสูงจะมีความยาวคลื่นสั้น ส่วนรังสีที่มีพลังงานต่ำมีความยาวคลื่นยาว    รังสีในช่วงที่ตาคนมองได้ (แสงขาว) มีความยาวคลื่น 400 nm ถึง 700 nm

         เมื่อนำแสงขาวมาผ่านปริซึมจะเกิดการหักเหของแสงได้สเปกตรัมของแสง ซึ่งมีสีเรียงตามลำดับจากความยาวคลื่นสั้นไปหายาว คือ ม่วง น้ำเงิน เขียว     เหลือง ส้ม แดง เหมือนสีรุ้ง

         นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาเกี่ยวกับการเปล่งรังสีของวัตถุร้อนพบว่า เมื่อให้ความร้อนแก่โลหะต่างๆ จะมีการเปล่งรังสีออกมาเป็นแสงสีต่างๆ ขึ้นกับความร้อนที่ให้แก่แท่งเหล็ก แสดงว่าอะตอมของโลหะ สามารถเปล่งแสงออกมา  เมื่อได้รับความร้อน

          ในคริสตศตวรรษที่ 19 ปรากฏการณ์เกี่ยวกับการแผ่รังสีความร้อนสรุปได้  2 ประการ คือ

           1. ถ้าให้ความร้อนแก่วัตถุมาก วัตถุนั้นจะเปล่งรังสีออกมามากด้วย ทั้งในรูปของความร้อนและแสง ความเข้มของรังสีขึ้นกับอุณหภูมิของวัตถุ เช่น ถ้าเพิ่มอุณหภูมิเป็นสามเท่า ความเข้มอาจเพิ่มขึ้นถึง 100 เท่า
           2. สี (หรือชนิด) ของรังสีที่วัตถุเปล่งออกมาขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ เช่น ถ้าเราใช้ไฟเผาแท่งเหล็กซึ่งเดิมมีสีคล้ำ แต่เมื่อเผาไฟไปนานพอ เหล็กจะเริ่มเปล่งรังสีสีแดง ถ้าเผาให้ร้อนขึ้นกว่านั้นจะเป็นสีส้มและสีเหลือง และในที่สุดจะเป็นสีขาว
          นักวิทยาศาสตร์พยายามจะเข้าใจปรากฏการณ์ของรังสีความร้อน และผลจากการทดลองนี้ เพื่อให้สะดวกจึงตั้งแบบจำลอง โดยสมมติให้วัตถุที่ใช้ศึกษาเป็นชนิดที่ดูดและคายรังสีความร้อนได้ดีที่สุด นั่นคือต้องเป็น วัตถุดำ (black body)

          ทฤษฎีที่ว่าด้วยวัตถุดำในยุคแรกนั้นเป็นผลงานของเรย์เลห์ (Rayleigh) จีนส์ (Jeans) เคอร์ชฮอฟฟ์(Kirchhoff) และวีน(Wien) ซึ่งใช้ทฤษฎีคลาสสิกของฟิสิกส์อธิบาย โดยพิจารณาว่าแสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและถูกเปล่งออกมาเนื่องจากการสั่นสะเทือนของวัตถุที่มีประจุคือ อิเล็กตรอน เนื่องจากอิเล็กตรอนจะสั่นด้วยความถี่เท่าใดก็ได้ไม่จำกัด ดังนั้นรังสีที่เปล่งออกมาจากวัตถุดำที่ร้อน (ไม่ว่าจะอยู่ในรูปของแสงหรือความร้อน) จึงน่าจะมีความถี่เป็นค่าต่อเนื่อง เมื่อคำนวณความเข้มและพลังงานของแสงที่มีความถี่ต่างๆ โดยหาจำนวนอิเล็กตรอนในอะตอมที่สั่นสะเทือนด้วยความถี่นั้น ๆ เสียก่อน ก็ปรากฏว่าผลการคำนวณไม่ตรงกับผลการทดลอง และไม่สามารถอธิบายได้ว่าเหตุใดวัตถุที่อุณหภูมิหนึ่งจึงเปล่งแสงที่มีความเข้มสูงสุดในช่วงความถี่หนึ่งเท่านั้น นอกจากนี้จากทฤษฎีของเรย์เลห์และจีนส์ จะพบว่ายิ่งความถี่ของแสงที่เปล่งออกมาสูงขึ้น ความเข้มของแสงก็ยิ่งสูงขี้นไม่มีขอบเขตจำกัด ซึ่งเป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติ

 

pep02a.gif

 

 

 

  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 

 

 

กลับสู่หน้าแรกของโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

 

 

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

การเรียนฟิสิกส์ 2 ผ่านทางอินเตอร์เน็ต