m6112550g6

http://sathaporn.exteen.com/20070517/name6112550

http://members.thai.net/PHYSICSMATAYOM/coulomb/coulomb1.htm

AUG20,2550b.e.

http://media1.podbean.com/podcast-blog-audio-video-media-files/blogs/2231/uploads/OHM1.xls

 

Jun16,2550b.e.

coulomb1

 

---

INPUT K(N*m^2/C^2)	9.00E+09	C1	D1	E1	F1	G1	H1	I1
M6112550G6COULOMB1_NO.	Fij=KQiQj/Rij^2	Q2(C)	Qj(C)	Rij(m)	Fij(N)	q(deg.)	Fx(N)=Fcosq	Fy(N)=Fsinq
1	F21=KQ2Q1/R21^2	1	1	3	1.00E+09	270	-1.84E-07	-1.00E+09
2	F23=KQ2Q3/R23^2	1	1	5	3.60E+08	217	-2.88E+08	-2.17E+08
SUM Fx=?,SUM Fy=?	B5	C5	D5	E5	Fij_CODE	G5	-2.88E+08	-1.22E+09
F1(N)=SQRT(Fx^2+Fy^2)	1.25E+09	=SQRT($H$5^2+$I$5^2)	ANS5	E6	=$B$1*$C$3*D3/E3^2	G6	=SUM(H3:H4)	=SUM(I3:I4)
Tan (Alpha) = Fy/Fx	4.23	=$I$5/$H$5	ANS6	E7	=$B$1*$C$3*D4/E4^2	G7	SumFx	SumFy
Alpha(deg.)=ATAN(Fy/Fx)*180/PI()	76.70	=ATAN($B$7)*180/PI()	ANS7	E8	ANS1,ANS2	G8	ANS3	ANS4

 

vector_coulomb11

http://sathaporn.exteen.com/images/m6112550g6/m6112550g6coulomb11.GIF

---

http://sathaporn.exteen.com/20070517/m611442550g6

ปรากฎการณ์คอมป์ตัน ปรากฎการณ์คอมป์ตัน ( Compton effect ) เป็นปรากฎการณ์สนับสนุนแนวคิดไอน์สไตน์ที่กล่าวว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นอนุภาค โดย คอมป์ตัน ชาวอเมริกัน ทดลองฉายรังสีเอกซ์ความยาวคลื่นความถี่ค่าเดียว ไปชนกับอิเล็กตรอนของแท่งแกรไฟต์ พบว่ามีนอกจากจะมีรังสีเอกซ์เดิมที่กระเจิงออกมาแล้ว ยังมีอิเล็กตรอนของแท่งแกรไฟต์กระเจิงเพิ่มออกมาด้วย ดังรูป 15.22 โดยรังสีเอกซ์ที่กระเจิงเพิ่มออกมานั้นมีทั้งกรณีความยาว คลื่นเท่าเดิมและมากกว่าเดิม โดยยิ่งรังสีเอกซ์กระเจิงออกจากแนวเดิมมาก ยิ่งมี มากปรากฏการณ์นี้ไม่สามารถอธิบายได้ด้วยทฤษฏีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
ในการอธิบาย คอมป์ตัน ใช้แนวความคิดควอนตัมพลังงาน ดังนี้ 1. รังสีเอกซ์ประกอบด้วยก้อนพลังงาน (โฟตอน) จึงชนกับอิเล็กตรอนแกรไฟต์ แบบอนุภาคกับอนุภาค เราสามารถใช้กฏอนุรักษ์โมเมนตัมและพลังงานได้ 2. การชนจะมีได้ 2 แบบ คือ ชนแบบยืดหยุ่น ซึ่งทำให้ ? ของรังสีเอกซ์ที่กระเจิงออกมามีค่าเท่าเดิม และชนแบบไม่ยืดหยุ่นซึ่งทำให้ ? ของรังสีเอกซ์ที่กระเจิงออกมามีค่ามากกว่าเดิม คอมป์ตัน ใช้แนวคิดดังกล่าวสร้างสมการเพื่ออธิบายปรากฏการณ์นี้ ซึ่งพบว่าสมการดังกล่าวสามารถอธิบายและทำนายปรากฏการณ์ได้ถูกต้อง คอมป์ตันจึงสรุปว่า เมื่อแสงและรังสีเอกซ์ ซึ่งเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าประพฤติตัวเป็นอนุภาคได้ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสเปกตรัมอื่นๆ เช่น คลื่นวิทยุ รังสีอินฟาเรด รังสีอัลตราไวโอเลต ไมโครเวฟ และรังสีแกมม่า ก็สามารถประพฤติตัวเป็นอนุภาคได้เช่นกัน

• ทวิภาพของคลื่นและอนุภาค ในปี พ.ศ. 2467 เดอบรอยล์ ( Louis de Broglie) ชาวฝรั่งเศส เสนอแนวคิดว่า เนื่องจากสิ่งต่าง ๆ ประกอบด้วยสสารและพลังงาน ดังนั้น “ถ้าแสงหรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ( เป็นพลังงานรูปหนึ่ง ) สามารถแสดงสมบัติได้ทั้งคลื่นและอนุภาค สสาร ( ซึ่งประกอบด้วยอนุภาค ) ก็ควรแสดงสมบัติได้ทั้งคลื่นและอนุภาค” เช่นกัน สำหรับอนุภาคมวล อัตราเร็ว เมื่อแสดงสมบัติคลื่น จะมีความยาวคลื่น หาได้จากสมการ เรานิยมเรียกความยาวคลื่นอนุภาคหรือความยาวคลื่นสสารนี้ว่า “ความยาวคลื่นเดอบรอยล์” ( de Broglie wavelength)
  เดอบรอยล์ ใช้ทฤษฏีของเขาเองอธิบายข้อบกพร่องทฤษฏีอะตอมของบอร์ที่ว่า เหตุใดโมเมนตัมเชิงมุม ของอิเล็กตรอนในวงโคจรรอบนิวเคลียสที่ไม่ปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จึงต้องเป็นจำนวนเต็มเท่าของ หรือเท่ากับ เมื่อ ซึ่งบอร์ไม่สามารถอธิบายได้ โดย เดอ บรอยล์ อธิบายว่า “ การที่อิเล็กตรอนในอะตอมไม่มีการแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เนื่องจากอิเล็ดตรอนที่วิ่งวนรอบนิวเคลียส แสดงสมบัติของคลื่นนิ่ง โดยความยาวเส้นรอบวงโคจรมีค่าเป็นจำนวนเท่าของความคลื่นของอิเล็ดตรอน” จากเหตุผลดังกล่าว ทำให้เรานึกภาพของอิเล็กตรอนไฮโดรเจนอะตอมได้ 2 แบบ คือ แบบที่ 1 เป็นอนุภาควิ่งวนรอบนิวเคลียสโดยไม่ปลดปล่อยพลังงาน ในวงโคจรที่โมเมนตัมเชิงมุมของอิเล็กตรอนเป็นจำนวนเต็มเท่าของ ตามสมการ เมื่อ แบบที่ 2 เป็นคลื่นอยู่ในวงที่มีความยาวเส้นรอบวง ( ) เป็นจำนวนเท่าของความยาวคลื่นของอิเล็กตรอน ตามสมการ เมื่อ แนวความคิดทวิภาพคลื่นและอนุภาคนี้ ส่งผลให้เกิดสิ่งประดิษฐ์สำคัญมากมาย เช่น กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน และยังเป็นต้นแบบของวิชาการแขนงใหม่ คือกลศาสตร์ควอนตัม ซึ่งใช้ศึกษาธรรมชาติในระดับอะตอมได้อย่างถูกต้อง

นางสาว ศิวิมล จันทน์ผลิ m611442550G6no.44

---

http://sathaporn.exteen.com/20070517/m611342550g6

---

m611342550g6 ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก

---

ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก (Photoelectric effect)
• เป็นปรากฏการณ์ที่แสงความถี่สูงตกกระทบผิวโลหะแล้วมีอิเล็กตรอนหลุด ดังรูป ปัจจุบันนี้พบว่า วัตถุทุกชนิด ทั้งของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ เมื่อแสงความถี่สูงตกกระทบเกิดปรากฏการณ์ โฟโตอิเล็กทริก ทั้งนั้น

การอธิบายปรากฏการณ์นี้นั้น ระยะแรกใช้ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของแมกเวลล์ โดยอธิบายว่า
• 1. แสงเป็นคลื่น เมื่อตกกระทบโลหะจะถ่ายเทพลังงานให้อะตอมโลหะ การถ่ายเทต้องใช้เวลาระยะหนึ่ง เมื่ออิเล็กตรอนในอะตอมของได้รับพลังงาน จะสะสมพลังงานจนมากพอที่จะเอาชนะแรงดึงดูดของนิวเคลียส มันจะหลุดออกมาเป็นโฟโตอิเล็กตรอน (Photoelectron )
• 2. แสงความเข้มสูง จะมีพลังงานมาก (ไม่ว่าความถี่เท่าใดก็ตาม) เมื่อตกกระทบโลหะ จะเกิดโฟโตอิเล็กตรอนอย่างรวดเร็วหรือเกือบจะทันที และมีพลังงานจลน์มาก
• 3. แสงความเข้มน้อย (แม้ความถี่จะมาก) เมื่อตกกระทบโลหะ ก็ทำให้เกิดโฟโตอิเล็กตรอนได้ แต่ต้องใช้เวลานาน และพลังงานจลน์ของโฟโตอิเล็กตรอนมีไม่มาก สรุปว่า ถ้าอธิบายโดยใช้ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของแมกเวลล์ แสงทุกความถี่ทำให้เกิด โฟโตอิเล็กตรอนได้เสมอ พลังงานจลน์ของโฟโตอิเล็กตรอนขึ้นกับความเข้มแสง ไม่ขึ้นกับความถี่

แต่ผลการทดลองจริง พบว่า
• 1. แสงที่มีความถี่ต่ำกว่าค่าๆ หนึ่ง (ขึ้นกับชนิดของโลหะ) จะไม่ทำให้เกิดโฟโตอิเล็กตรอน แม้จะมีความเข้มมาก โลหะแต่ละชนิดจะมีความถี่ค่าหนึ่งที่พอดีเกิดโฟโตอิเล็กตรอนเรียกความถี่ค่านี้ว่า “ความถี่ขีดเริ่ม ( Threshold frequency)” ( )
• 2. แสงความถี่สูงจะทำให้เกิดโฟโตอิเล็กตรอนมีพลังงานจลน์มากกว่าแสงที่มีความถี่ต่ำ
• 3. ความเข้มแสงมีผลหรือแปรตรงกับจำนวนโฟโตอิเล็กตรอน แต่ไม่มีผลต่อพลังงานจลน์ของโฟโตอิเล็กตรอน

จะเห็นว่า ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของแมกเวลล์ ไม่สามารถอธิบายได้ถูกต้อง แต่ไอน์สไตน์สามารถอธิบายได้ถูกต้อง ดังนี้
• 1 แสงเป็นก้อนพลังงาน เรียกว่า “ควอนตัมพลังงาน” หรือโฟตอน ซึ่งแต่ละโฟตอนมีพลังงานตามสมการ
• 2. เมื่อแสงหรือโฟตอนกระทบโลหะ จะถ่ายโอนพลังงานให้อิเล็กตรอนของโลหะเท่ากับ ในลักษณะ 1 โฟตอน ถ่ายเทให้อิเล็กตรอน 1 ตัว
• 3. ถ้าพลังงานของ 1 โฟตอน ที่อิเล็กตรอนได้รับเท่ากับหรือมากกว่าพลังงานที่โลหะยึดอิเล็กตรอนไว้ อิเล็กตรอนจะหลุดจากอะตอมเป็นโฟโตอิเล็กตรอน แต่ถ้าน้อยกว่าจะไม่ถ่ายโอนแม้แสงจะมีความเข้มมาก อิเล็กตรอนจะนำพลังงานที่ได้รับไปหักล้างกับพลังงานยึดเหนี่ยวของอะตอมให้หลุดเป็นโฟโตอิเล็กตรอน พลังงานจลน์ของโฟโตอิเล็กตรอนจึง เท่ากับ เมื่อ คือ พลังงานที่โลหะยึดอิเล็กตรอน เรียกว่า “ฟังก์ชั่นงาน” (Work function )
• 4. เนื่องจากอะตอมแต่ละชนิดมีพลังงานยึดเหนี่ยวไม่เท่ากัน โฟโตอิเล็กตรอนจึงมีพลังงานจลน์ไม่เท่ากัน พลังงานจลน์มากที่สุดของโฟโตอิเล็กตรอน
  หาจากสมการ Enstein 's Photoelectric Equation
  1. Ek_max=(1/2)mv_max²=eV_s=hf-W_o
  2. work function(W_o)=hf_o
  3. V_s=stopping potential
  4. V_s=(h/e)*f-(W_o/e)
  5. Graph_Slope V_s vs. f=h/e
  6. Graph_Intercept V_s vs.f =-W_o/e
• 5. ถ้าโฟตอนแสงมีพลังงานน้อยกว่า จะไม่มีโฟโตอิเล็กตรอนหลุด กรณีโฟตอนมีพลังงานเท่ากับ จะมีโฟโตอิเล็กตรอนพอดีหลุดแต่ไม่มีพลังงานจลน์ เราเรียกความถี่แสงที่โฟตอนมีพลังงานเท่ากับ ว่า “ความถี่ขีดเริ่ม” ซึ่งค่า จะแตกต่างกันตามชนิดโลหะ ดังนั้นที่ความถี่ขีดเริ่มพลังงานโฟตอน จะเท่ากับพลังงานนิวเคลียสยึดอิเล็กตรอนไว้ ตามความสัมพันธ์

---

ผู้จัดทำ
นางสาว วริศศรา สาวงศ์นาม ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6/11 เลขที่ 34 HOME

---

edit @ 27 Feb 2008 12:15:29 by physicsmatayom