การเคลื่อนที่และพลังงาน

การเคลื่อนที่และพลังงาน

1.การเคลื่อนที่ แบ่งเป็น 4 ประเภท ดังนี้

1.1 การเคลื่อนที่แนวตรง : เป็นการเคลื่อนที่ ที่ไม่มีการเปลี่ยนทิศทาง

การเคลื่อนที่ของวัตถุในแนวระดับ

• อัตราเร็วเฉลี่ย หาได้จาก อัตราส่วนระหว่างระยะทางกับเวลา

• ความเร็วเฉลี่ย หาได้จาก อัตราส่วนระหว่างกระจัดกับช่วงเวลา ( กระจัด คือ ระยะทางที่สั้นที่สุด)

• ความเร่ง หาได้จาก ความเร็วที่เปลี่ยนไปกับเวลาที่เปลี่ยนแปลง (เมตรต่อวินาที² )

การเคลื่อนที่ของวัตถุในแนวดิ่ง ภายใต้แรงโน้มถ่วงของโลก (แนวดิ่ง)

ใช้สูตร V = U + g t

1.2 การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ : เป็นการเคลื่อนที่เป็นเส้นโค้งพาราโบลา เช่น การโยนของจากเครื่องบิน การโยนลูกบาสเกตบอลเข้าห่วง การขว้างก้อนหิน การยิงธนู การตีลูกกอล์ฟ

1.3 การเคลื่อนที่แบบวงกลม : เกิดจากเมื่อวัตถุเคลื่อนที่เป็นวงกลม เช่น การเหวี่ยงหมุนของบนศีรษะ การเลี้ยวของรถ การขี่มอเตอร์ไซค์ไต่ถัง การโคจรของดวงดาว

1.4 การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย : เป็นการเคลื่อนที่กลับไปกลับมา ซ้ำทางเดิมในแนวดิ่ง โดยมุมที่เบนจากแนวดิ่งจะมีค่าคงที่เสมอ เช่น การแกว่งของชิงช้า การแกว่งของลูกตุ้มนาฬิกา

2.สนามของแรง คือ บริเวณที่มีแรงกระทำต่อวัตถุ แบ่งเป็น 3 ประเภท

2.1 สนามแม่เหล็ก คือ บริเวณที่มีแรงแม่เหล็กกระทำ จะมีทิศจากขั้วเหนือไปยังขั้วใต้ของแท่งแม่เหล็กเมื่อให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดตัวนำ ที่วางตัด (ตั้งฉาก) กับสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ จะมีแรงแม่เหล็กกระทำ ทำให้ขดลวดตัวนำเคลื่อนที่ได้ นำไปใช้สร้างมอเตอร์ไฟฟ้า

กรณีตรงข้าม ถ้าหมุนขดลวดตัวนำให้ตั้งฉากกับสนามแม่เหล็กสมํ่าเสมอ จะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น เรียกว่า กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ซึ่งค้นพบโดย ไมเคิล ฟาราเดย์ และนำไปสร้าง เครื่องกำเนิดไฟฟ้า สนามแม่เหล็กโลก โลกเสมือนมีแม่เหล็กฝังอยู่ใต้โลก โดยขั้วโลกเหนือ ทำหน้าที่เป็น ขั้วใต้ของแม่เหล็ก ขั้วโลกใต้ ทำหน้าที่เป็น ขั้วเหนือของแม่เหล็ก ทำหน้าที่ เป็นโล่ป้องกันลมสุริยะ

2.2 สนามไฟฟ้า คือ บริเวณที่มีแรงไฟฟ้า กระทำ จะมีทิศจากขั้วบวกไปยังขั้วลบของขั้วไฟฟ้า

- อนุภาคที่มีประจุบวก (โปรตอน) จะเคลื่อนที่จากขั้วบวกไปยังขั้วลบ

- อนุภาคที่มีประจุลบ (อิเล็กตรอน) จะเคลื่อนที่จากขั้วลบไปยังขั้วบวก

หลักการนี้นำไปใช้ในการทำเครื่องกำจัดฝุ่น โดยเมื่อฝุ่นละอองผ่านเข้าไปในเครื่อง ฝุ่นเล็กๆ จะรับประจุไฟฟ้าลบจากขั้วลบของเครื่อง และจะถูกดูดติดแน่นโดยแผ่นขั้วบวกของเครื่อง

2.3 สนามโน้มถ่วง คือ บริเวณที่มีแรงโน้มถ่วงกระทำ ทำให้เกิดแรงดึงดูดวัตถุ พุ่งเข้าสู่ศูนย์กลางโลก ณ ผิวโลก แรงโน้มถ่วงมีค่า 9.8 นิวตันต่อ กิโลกรัม แต่จะมีค่าลดลงไปเรื่อยๆ เมื่ออยู่ในระดับสูงขึ้นไปจากผิวโลกเรื่อยๆ แรงโน้มถ่วงของโลกที่กระทำต่อวัตถุ ก็คือ นํ้าหนักของวัตถุบนโลก (weight)

3.คลื่น แบ่งเป็น 2 ประเภท

3.1 คลื่นกล คือ คลื่นที่เดินทางได้ต้องอาศัยตัวกลาง แบ่งเป็น

สมบัติของคลื่น มี 4 ประเภท

• การสะท้อน : เกิดจากการที่คลื่นไป แล้วกลับสู่ตัวกลางเดิม เช่น ค้างคาวและปลาโลมา โดยการส่งคลื่นเสียง (Ultrasound) ออกไป แล้วรับคลื่นที่สะท้อนกลับมา

• การหักเห : เกิดจากการที่คลื่นเคลื่อนที่ผ่านรอยต่อระหว่างตัวกลางที่มีสมบัติต่างกัน ทำให้ทิศทางเบี่ยงเบน เนื่องจากอัตราเร็วของคลื่นเปลี่ยนไป เช่น บางครั้งเห็นฟ้าแลบ แต่ไม่ได้ยินเสียงฟ้าร้อง

• การเลี้ยวเบน : เกิดจากการที่คลื่นปะทะสิ่งกีดขวาง แล้วแผ่กระจายไปตามขอบ เช่น การที่เราเดินผ่านมุมอาคารเรียนหรือมุมตึก จะได้ยินเสียงต่างๆ จากอีกด้านหนึ่งของอาคาร

• การแทรกสอด : เกิดจากการที่คลื่นสองขบวนเคลื่อนที่เข้าหากัน ทำให้เกิดบริเวณสงบนิ่งและบริเวณที่สั่นสะเทือนมาก ธรรมชาติของเสียง มี 3 ประเภท

• ระดับเสียง ขึ้นอยู่กับ ความถี่ของเสียง

- หูของคนสามารถรับรู้คลื่นเสียงในช่วงความถี่ 20 ถึง 20,000 เฮิรตซ์

เสียงที่มีความถี่ตํ่ากว่า 20 เฮิรตซ์ เรียกว่า อินฟราซาวนด์ (infrasound)

เสียงที่มีความถี่สูงกว่า 20,000 เฮิรตซ์ เรียกว่า อัลตราซาวนด์ (ultrasound)

• ความดัง ขึ้นอยู่กับ แอมพลิจูด จะวัดเป็นระดับความเข้มเสียง มีหน่วยเป็น เดซิเบล ดังนี้

- เสียงค่อยที่สุดที่เริ่มได้ยิน มีระดับความเข้มเสียงเป็น 0 เดซิเบล

- เสียงดังที่สุดที่ไม่เป็นอันตรายต่อหู มีระดับความเข้มเสียงเป็น 120 เดซิเบล

องค์การอนามัยโลก กำหนดว่า ระดับความเข้มเสียงที่ปลอดภัยต้องไม่ เกิน 85 เดซิเบล และได้ยิฯติดต่อกันไม่เกินวันละ 8 ชั่วโมง ถ้าเกินกว่านี้ จะถือว่าเป็นมลภาวะของเสียง

คุณภาพเสียง คือ คุณลักษณะเฉพาะตัวของเสียง (ไม่ได้แปลว่าเสียงดี หรือไม่ดี ) ขึ้นอยู่กับ รูปร่างของคลื่น ช่วยระบุแหล่งกำเนิดเสียงที่แตกต่างกัน ทำให้เสียงที่ได้ยินว่าเป็นเสียงอะไร

3.2 คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คือ คลื่นที่สามารถเคลื่อนที่ได้ โดยไม่อาศัยตัวกลาง มี 7 ชนิด ดังนี้

แกมมา เอกซ์ อัลตราไวโอเลต แสง อินฟราเรด ไมโครเวฟ คลื่นวิทยุ

พลังงานมาก ------------------------------------------> พลังงานน้อย

ความยาวคลื่นน้อย -------------------------------------> ความยาวคลื่นมาก

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จะเคลื่อนที่ในสุญญากาศด้วยความเร็วเท่ากัน คือ 3 x 10⁸ เมตร/วินาที

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่ใช้ประโยชน์มากในชีวิตประจำวัน คือ คลื่นวิทยุ มี 2 ระบบ คือ

- ระบบเอเอ็ม (AM : Amplitude Modulation) : เป็นการผสมคลื่นที่ทำให้แอมพลิจูดเปลี่ยนแปลง แต่ความถี่คงที่ ส่งกระจายเสียงด้วยความถี่ 530-1,600 กิโลเฮิรตซ์

- ระบบเอฟเอ็ม (FM : Frequency Modulation) : เป็นการผสมคลื่นที่ทำให้ความถี่เปลี่ยนแปลง แต่แอมพลิจูดคงที่ ส่งกระจายเสียงด้วยความถี่ 88-108 เมกะเฮิรตซ์

4.กัมมันตภาพรังสีและพลังงานนิวเคลียร์

4.1 กัมมันตภาพรังสี แบ่งเป็น 3 ชนิด

รังสีแกมมา  เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่มีความยาวคลื่นสั้น มีอำนาจทะลุผ่านมาก กั้นได้ใช้ตะกั่ว

รังสีบีตา  เป็นอิเล็กตรอน สามารถกั้นได้โดยใช้แผ่นอะลูมิเนียม

รังสีแอลฟา  เป็นนิวเคลียสของธาตุฮีเลียม ( He) สามารถทำให้สารเกิดการแตกตัวเป็นไอออนได้ดี มีอำนาจทะลุผ่านน้อยมาก สามารถกั้นได้โดยใช้กระดาษ

4.2 พลังงานนิวเคลียร์ แบ่งเป็น 2 ประเภท

ฟิชชัน                                                 ฟิวชัน

- ใหญ่ ----> เล็ก                                       - เล็ก ----> ใหญ่

- ควบคุมได้                                             - ควบคุมไม่ได้

- เกิดลูกโซ่                                              - ไม่เกิดลูกโซ่

- พลังงานน้อย                                           - พลังงานมาก

กล้องจุลทรรศน์

กล้องจุลทรรศน์

       กล้องจุลทรรศน์ (Microscope) เป็นเครื่องมือที่ใช้ขยายประสาทสัมผัสทางตา

1.องค์ประกอบที่สำคัญของกล้องจุลทรรศน์

       เลนส์ใกล้ตา (Ocular Len) ขยายภาพที่เกิดจากเลนส์ใกล้วัตถุ ภาพสุดท้ายที่ได้จะเป็นภาพเสมือนหัวกลับขนาดใหญ่

       เลนส์ใกล้วัตถุ (Objective Len) ทำให้ เกิดภาพแรกที่เป็นภาพจริงหัวกลับ

       ปุ่มปรับภาพหยาบ (Coarse Adjustment) ปรับดูภาพให้ชัดเจนเมื่อใช้เลนส์กำลังขยายต่ำ

       ปุ่มปรับภาพละเอียด (Fine Adjustment) ปรับดูภาพให้ชัดเจนเมื่อใช้เลนส์กำลังขยายสูง

       เลนส์รวมแสง (Condenser) รวมแสงให้มีความเข้มสูงพอ

       ไดอะแฟรม (Diaphragm) ความคุมปริมานแสงให้พอเหมาะ (เปรียบเหมือนม่านตา Iris)

การเพิ่มกำลังขยายทำให้เนื้อที่ที่เห็นภาพน้อยลง แต่เห็นรายละเอียดของวัตถุที่ศึกษามากขึ้น นอกจากนี้อาจทำให้ความสว่างของภาพลดลงจึงต้องปรับไดอะแฟรมให้แสงสว่างขึ้น ภาพที่เห็นในกล้องเป็นภาพเสมือนหัวกลับขนาดใหญ่กว่าวัตถุ

กำลังขยายกล้องจุลทรรศน์ = กำลังขยายของเลนส์ใกล้ตา x กำลังขยายของเลนส์ใกล้วัตถุ

ขนาดจริงของวัตถุ        = กำลังขยายของกล้องจุลทรรศน์ / ขนาดภาพที่ปรากฏในกล้องจุลทรรศน์

2.กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง (Light Microscope)

       2.1 กล้องจุลทรรศน์ใช้แสงแบบธรรมดา (Compound light microscope)

              - เป็นกล้องจุลทรรศน์แบบเลนส์ประกอบ ภาพเสมือน 2 มิติ

              - ใช้แสงสว่างจากดวงอาทิตย์หรือหลอดไฟฟ้า จะเห็นจำนวนเซลล์มากขึ้นแต่ไม่เห็นภายใน

              - มีกำลังขยายประมาณ 2000 เท่า สามารถมองวัตถุที่มีขนาดเล็กได้เพียง 1 ไมโครเมตร

       2.2 กล้องจุลทรรศน์ใช้แสงแบบสเตริโอ (Stereo microscope)

              - ภาพที่เห็นเป็นภาพเสมือน 3 มิติ มีความลึกชัดใช้ได้ทั้งวัตถุทึบแสงและโปร่งแสง

              - เลนส์ที่ใกล้วัตถุมีกำลังขยายน้อยกว่า 10x จะต้องปรับโดยใช้เลนส์ใกล้วัตถุที่มีกำลังขยายสูงก่อน

              - ระยะห่างจากเลนส์ใกล้วัตถุไปยังวัตถุในช่วง 63-255 มิลลิเมตร

3.กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (Electron Microscope)

       ส่องดูวัตถุที่มีขนาดเล็กกว่า 1 ไมโครเมตร จนถึง 0.0005 ไมโครเมตร ได้ มี 2 แบบ คือ

              3.1 กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (Transmission Electron Microscope ; TEM) ตัวอย่างที่มีการเตรียมให้บางมากจนลำแสงอิเล็กตรอนผ่านได้จะได้ ภาพ 2 มิติ

              3.2 กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (Scanning Electron Microscope ; SEM) ใช้ศึกษาลักษณะภายนอกของตัวอย่างทึบแสง ทำให้เห็นภาพ 3 มิติ ของวัตถุได้ชัดเจน

วิศวกรรมคอมพิวเตอร์จบแล้ว ทำงานอะไร

จบไปแล้วทำงานอะไรได้บ้าง ? (ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์)โดย ทั่วไปแล้ว คนที่เรียนจบวิศวกรรมคอมพิวเตอร์มักจะทำงานที่เกี่ยวข้องกับ 3 สายงานดังนี้ คือ Hardware , Software และ Network โดยรวมแล้วได้แก่
- พัฒนาโปรแกรม เขียนโปรแกรมต่างๆ
- วิศวกรวางระบบคอมพิวเตอร์
- วิศวกรดูแลเครือข่ายระบบคอมพิวเตอร์
- ผู้ผลิตและพัฒนาอุปกรณ์คอมพิวเตอร์
- Security System คอยคุ้มกันฐานข้อมูลสำคัญให้แก่หน่วยงานต่างๆ
- กราฟฟิคดีไซเนอร์ ออกแบบและเขียนคำสั่งการทำงานของกราฟฟิคต่างๆ
- ที่ปรึกษาด้านคอมพิวเตอร์
- เซลส์หรือฝ่ายการตลาดด้านธุรกิจที่เกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์

จาก เด็กดี.คอม