Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (3.คลื่นไมโครเวฟ (คลื่นไมโครเวฟ (Microwave)…
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
3.คลื่นไมโครเวฟ
คลื่นไมโครเวฟ (Microwave) เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Wave) ความถี่สูงชนิดหนึ่งที่สายตาไม่สามารถมองเห็นได้ แต่สามารถวัดได้โดยใช้เครื่องมือเฉพาะเท่านั้น และเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นเดียวกันคลื่นแสงอัลตราไวโอเลต (Ultraviolet) คลื่นรังสีเอ๊กซ์ และคลื่นรังสีแกมมา เป็นต้น แต่มีความถี่คลื่นน้อยกว่า
คลื่นไมโครเวฟมีความยาวคลื่นในช่วง 1 mm ถึง 1 m มีความถี่ของช่วงคลื่นในช่วง 300 MHz ถึง 300 GHz ซึ่งมีความถี่คลื่นสูงสุดประมาณ 2,450 ล้านรอบ/วินาที โดยมีใช้ทางอุตสาหกรรมที่ความถี่ในช่วง 915 – 2,450 MHz ส่วนคลื่นความถี่ไมโครเวฟที่เหลือจะสงวนไว้ใช้ในการวิจัยและงานอื่นๆ
คุณสมบัติของคลื่นไมโครเวฟ
- การสะท้อนกลับ (Reflection)
คลื่นไมโครเวฟเมื่อวิ่งกระทบกับวัสดุที่เป็นโลหะหรือส่วนที่มีองค์ประกอบของโลหะ คลื่นจะไม่สามารถวิ่งทะลุผ่านโลหะได้ และจะสะท้อนกลับทั้งหมด ดังนั้น อาหารที่ถูกหุ้มด้วยภาชนะดังกล่าวจะไม่เกิดการสุก
- การส่งผ่าน (Tranmission)
คลื่นไมโครเวฟเมื่อวิ่งกระทบกับวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ ได้แก่ แก้ว พลาสติก กระดาษ เซรามิก และไม้ เป็นต้น คลื่นจะสามารถทะลุผ่านได้ ดั้งนั้น วัสดุเหล่านี้จึงนิยมใช้เป็นภาชนะสำหรับรองหรือห่อหุ้มอาหารเข้าตู้ไมโครเวฟ
- การดูดซับ (Adsorption)
คลื่นไมโครเวฟเมื่อวิ่งกระทบกับวัสดุที่มีน้ำหรือความชื้นภายใน คลื่นจะเกิดบางส่วนจะถูกดูดซับเอาไว้ ทำให้โมเลกุลของน้ำดูดซับพลังงานคลื่น และเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนเอาไว้จนเกิดความร้อนตามมา รวมถึงการเคลื่อนที่ของโมเลกุลน้ำ ซึ่งทำให้เกิดความร้อนเช่นกัน ทั้งนี้ คลื่นไมโครเวฟหลังถูกดูดซับจะสลายตัวทันที ไม่มีการตกค้างในอาหาร
ประโยชน์คลื่นไมโครเวฟ
- ใช้ในอุปกรณ์หรือระบบการสื่อสารผ่านดาวเทียม
- ใช้ในระบบตรวจจับวัตถุทางอากาศ การนำร่องทางการบิน การเดินเรือ และยุทโธปกณ์เคลื่อนที่เรดาร์
- ใช้ในทางการแพทย์ สำหรับการฆ่าเชื้อ หรือการรักษาโดยการใช้ความร้อน โดยความมีช่วงความยาวคลื่นที่ยาวกว่าคลื่นไมโครเวฟที่ใช้ปรุงอาหารหรือมีความถี่คลื่นน้อยกว่านั่นเอง เพราะการรักษาอาการป่วยของมนุษย์จะต้องใช้ความร้อนในขนาดที่ร่างกายทนได้ ห้ามการใช้ความร้อนสูง เช่น การรักษาอาการปวดเมื่อยของกล้ามเนื้อหรือข้อ โดยใช้คลื่นไมโครเวฟความถี่ต่ำที่ให้ความร้อนเพียงอุ่นๆ ส่วนการรักษา และทำลายเซลล์มะเร็งในร่างกาย แพทย์จะใช้คลื่นไมโครเวฟที่มีความถี่สูงขึ้นมาเล็กน้อย
- ใช้เป็นแหล่งกระตุ้นให้เกิดความร้อนภายในอาหารหรือใช้ประกอบอาหารให้สุก หรือที่นิยมเรียกว่า เตาไมโครเวฟ รวมถึง ใช้เป็นแหล่งให้ความร้อนในกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรม โดยใช้คลื่นความถี่ในช่วง 915 – 2,450 MHz
คลื่นไมโครเวฟกับผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์
- ผลต่อเลนส์ตา ทำให้เลนส์ตาระบายความร้อนได้น้อย อาจเป็นต้อกระจก
- ผลต่อเชื้ออสุจิ อาจทำให้เชื้ออสุจิตาย เชื้ออสุจิผิดปกติ และกลายเป็นหมันชั่วคราว
- ผลต่อศรีษะ ทำให้มีอาการปวดศีรษะ มึนงง หรือเมื่อยล้า
- ผลต่อหัวใจ ทำให้หัวใจเต้นเร็วหรือเต้นผิดจังหวะ
- ผลต่อกระดูก ทำให้กระดูกผิดรูปร่าง โดยเฉพาะกระดูกที่กำลังเจริญพัฒนา
5.รังสีอินฟราเรด
รังสีอินฟราเรด มีความยาวคลื่นอยู่ในช่วง 0.75-100 μm หรือในช่วงความถี่ 1,011 – 1,014 เฮิร์ตซ์ (Hz) หรืออยู่ในช่วงระหว่างแสงสีแดงกับคลื่นวิทยุ เช่นเดียวกันกับคลื่นไมโครเวฟ โดยคุณสมบัติเด่นเฉพาะตัวของรังสีอินฟราเรด คือ ไม่เบี่ยงเบนในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า และหากมีความถี่สูงขึ้น พลังงานก็จะเพิ่มสูงขึ้นด้วย
แหล่งกำเนิดรังสีอินฟราเรด
. :warning: 1ดวงอาทิตย์
รังสีอินฟราเรดที่แผ่จากดวงอาทิตย์มาถึงโลกจะมีความยาวคลื่นในช่วง 0.75-100 μm โดยมีบางส่วนถูกสะท้อนออกนอกโลก บางส่วนที่ทะลุผ่านเข้าชั้นบรรยากาศจะถูกดูดกลืน (absorption) และกระเจิงออก (scattering) ด้วยอนุภาคก๊าซชนิดต่างๆในชั้นบรรยากาศ โดยมีไอน้ำ และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นอนุภาคสารที่ดูดกลืนรังสีอินฟราเรดไว้เป็นส่วนใหญ่ ซึ่งมีผลทำให้บรรยากาศของโลกมีความอบอุ่นขึ้น ความเข้มข้นของรังสีอินฟราเรดสามารถวัดได้ด้วยเครื่อง Pyranometer มีหน่วยเป็น W/m2
:warning: 2วัตถุที่มีความร้อน
วัตถุบนโลกทุกชนิดที่มีอุณหภูมิในช่วง -200 ถึง 4,000 ºC จะสามารถปล่อยรังสีอินฟราเรดได้
ช่วงของรังสีอินฟราเรด
:star: 1รังสีอินฟราเรดย่านใกล้ (Near Infra-red หรือ NIR)
รังสีอินฟราเรดย่านใกล้ มีความยาวคลื่นในช่วง 0.75 – 3 μm สามารถให้ใช้งานในช่วง 500 – 2,200 ºC ให้กำลังความร้อนต่อพื้นที่สูง สามารถให้ความร้อนได้สูง ความร้อนผ่านเข้าในเนื้อวัสดุได้ลึก และรวดเร็ว นิยมนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร เช่น การอบแห้งผลิตภัณฑ์
:star:2. รังสีอินฟราเรดย่านกลาง (Middle Infra-red หรือ mid-IR)
รังสีอินฟราเรดย่านกลาง มีความยาวคลื่นในช่วง 3 – 25 μm สามารถให้อุณหภูมิใช้งานในช่วง 500 – 950 ºC สามารถให้ความร้อนได้ปานกลาง และผ่านเข้าไปในเนื้อวัสดุได้ลึกปานกลาง
:star:3 รังสีอินฟราเรดย่านไกล (Far Infra-red หรือ FIR)
รังสีอินฟราเรดย่านไกล มีความยาวคลื่นในช่วง 25 – 100 μm สามารถให้ใช้งานในช่วง 300 – 700 ºC ให้ความร้อนต่อหน่วยพื้นที่ได้ต่ำ ความร้อนผ่านเข้าไปในเนื้อวัสดุได้ไม่ลึก เหมาะสำหรับใช้งานประเภทที่ต้องการความร้อนต่ำ และจำกัดบริเวณพื้นผิว
วัตถุดำ
ค่าการดูดกลืนรังสีอินฟราเรดสูงสุด หรือ การดูดกลืนรังสีในอุดมคติ (Ideal Absorbor) จะมีค่าเท่ากับ 1 (α = 1) หมายถึง วัตถุมีความสามารถดูดกลืนรังสีที่กระทบไว้ได้ทั้งหมด ไม่มีการผ่านหรือสะท้อนออก หรือวัตถุร้อนที่สามารถแผ่รังสีได้สมบูรณ์ เรียกวัตถุ 2 ประเภทนี้ว่า วัตถุดำ ซึ่งมีคุณลักษณะ ดังนี้
– วัตถุดำ สามารถดูดกลืนรังสีตกกระทบไว้ได้ทั้งหมด โดยไม่มีการสะท้อนรังสีส่วนใดส่วนหนึ่งออก
– วัตถุดำ สามารถแผ่รังสีได้มากกว่าวัตถุทุกชนิดที่มีอุณหภูมิ และความยาวคลื่นในช่วงเดียวกัน
– วัตถุดำ สามารถแผ่รังสี และดูดกลืนรังสีได้ดีที่สุด โดยแผ่รังสีออกได้ในทุกทิศทาง ดังนั้น จึงใช้วัตถุดำสำหรับเปรียบเทียบการแผ่รังสีของผิววัตถุอื่นๆ
ประโยชน์รังสีอินฟราเรด
-ใช้รังสีอินฟราเรด ในรีโมทคอนโทลเพื่อสั่งงานเครื่องใช้ไฟฟ้า
-ใช้ในการประกอบอาหารโดยทำเป็นเตาแก๊สอินฟราเรดเพื่อให้ความร้อน ทำเป็นเครื่องกำเนิดความร้อนในห้องซาวน่า
-ทางการแพทย์ใช้ความร้อนอุณหภูมิต่ำจากรังสีอินฟราเรด บำบัดผู้ป่วยที่มีอาการปวดเข่าหรือทำให้แผลเรื้อรังหายเร็วขึ้น
-ทางการทหารใช้อินฟราเรดนำทาง จรวดมิสซายล์ไล่ล่าเครื่องบินของศัตรู มองในที่มืด ช่วยให้ลั่นไกได้อย่างแม่นยำไปยังผู้ร้ายเพื่อให้ จบภารกิจอย่างรวดเร็ว
อันตรายจากรังสีอินฟราเรด
ผลกระทบจากรังสีอินฟราเรดส่วนใหญ่จะมีผลต่อชั้นบรรยากาศ ทำให้ชั้นบรรยากาศมีความอบอุ่นหรือร้อนขึ้น ส่วนในมนุษย์ และสัตว์ หากได้รับรังสีอินฟราเรดติดต่อกันเป็นเวลานานจะทำให้ผิวมีอาการแสบร้อน ผิวหมองคล้ำ ดำกร้าน เซลล์ผิวเสื่อมสภาพ และร่างกายขาดน้ำ หากได้รับติดต่อกันนานพร้อมกับมีความเข้มสูงจะทำให้ผิวแสบร้อนรุนแรง และเกิดรอยไหม้ของผิวได้
-
:green_cross:2.คลื่นวิทยุ
คลื่นวิทยุ (radio wave) เป็นคลื่นที่มีความถี่ในช่วง – เฮิรตซ์ เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่มีความยาวคลื่นยาวที่สุดและมีความถี่ต่ำที่สุด สามารถแบ่งตามลักษณะของการใช้งานการส่งคลื่นวิทยุกระจายเสียง มี 2 ระบบ ได้แก่
ประโยชน์ของคลื่นวิทยุ
การสื่อสาร ถือว่าเป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับมนุษย์เรา เรามีการติดต่อสื่อสารกันในหลายลักษณะนอกเหนือจากการพูดคุยกัน การใช้วิทยุ โทรทัศน์ หรือการใช้โทรศัพท์มือถือเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับมนุษย์ที่จะรับทราบความเป็นไปต่างๆ ในโลกยุคโลกาภิวัตน์ ซึ่งอุปกรณ์หรือเครื่องใช้เหล่านี้จะทำงานได้ต้องอาศัยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เรียกว่า คลื่นวิทยุ นอกจากนี้เรายังใช้คลื่นวิทยุในด้านต่างๆ เช่น ทางการทหาร การติดต่อสื่อสารระหว่างประเทศ
2) ระบบ FM (Frequency Modulation)ส่งคลื่นโดยเปลี่ยนความถี่ของคลื่นพาหะตามสัญญาณของคลื่นที่ต้องการส่งออกไป ความถี่ของคลื่นพาหะอยู่ในช่วง 88 – 108 เมกะเฮิรตซ์ หรือความยาวคลื่น 2.8 – 3.4 เมตร ช่วงกว้างของแถบความถี่ของสถานีวิทยุระบบ เอฟเอ็มกำหนดไว้เป็น 250 กิโลเฮิรตซ์ ดังนั้นจะมีสถานีวิทยุกระจายเสียงแบบเอฟเอ็มทั้งหมด = (108-88)×1000/250 = 810 สถานี การส่งคลื่นระบบนี้จะส่งในช่วงความถี่สูงมาก หรือความถี่ VHF( Very High Frequency )
1) ระบบ AM (Amplitude Modulation)ส่งคลื่นโดยการเปลี่ยนแอมพลิจูดของคลื่นพาหะตามสัญญาณของคลื่นที่ต้องการส่งออกไป ความถี่ของคลื่นพาหะอยู่ในช่วง 530 – 1,600 กิโลเฮิรตซ์ ส่งคลื่นโดยใช้ความถึ่ขนาดกลางหรือความถี่ MF (Medium Frequency) การส่งคลื่นวิทยุระบบเอเอ็ม ( AM ) ในการกระจายเสียงออกอากาศนั้น นอกจากจะใช้คลื่นความถี่ขนาด 530 – 1,600 กิโลเฮิรตซ์แล้วยังมีช่วงความถี่ต่ำกว่านี้เรียกว่า คลื่นยาว และที่มีความถี่สูงกว่านี้ซึ่งเรียกว่า คลื่นสั้น ได้มีการกำหนดแถบความถี่สำหรับการกระจายเสียงขึ้นเพื่อไม่ให้คลื่นวิทยุจากสถานีกระจายเสียงด้วยความถี่ใกล้เคียงกันปะปนกันช่วงกว้างของแถบความถี่ของสถานีวิทยุระบบเอเอ็มกำหนดไว้เป็น 10 กิโลเฮิรตซ์ ดังนั้น จะมีสถานีกระจายเสียงระบบเอเอ็มทั้งหมด = 1,600-530/10 = 107 สถานี ดังนั้นคลื่นวิทยุ AM จึงเดินทางได้ 2 ทางคือ
:green_cross:คลื่นดิน ( Ground Wave ) คือ คลื่นที่วิ่งไปตามแนวราบระดับพื้นดินจากสถานีส่งถึงผู้รับฟังเป็นแนวเส้นตรงปกติจะมีรัศมีประมาณ 80 กิโลเมตร
:green_cross:– คลื่นฟ้า ( Sky Wave ) คือ คลื่นที่วิ่งขึ้นไปกระทบบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์แล้วสะท้อนกลับลงมายังผู้รับฟังวิธีนี้สามารถแก้ปัญหาเรื่องความโค้งของผิวโลกได้สำหรับการส่งกระจายเสียงด้วยคลื่นวิทยุระบบเอฟเอ็ม ซึ่งมีความถี่สูงกว่าจะมีการสะท้อนที่ชั้นไอโอโนสเฟียร์ได้จึงไม่สามารถใช้คลื่นฟ้าได้คงใช้เฉพาะคลื่นดินอย่างเดียว ดังนั้นถ้าต้องการส่งกระจายเสียงด้วยระบบเอฟเอ็มให้คลุมพื้นที่ไกลๆ จึงต้องมีสถานีถ่ายทอดเป็นระยะๆ และผู้รับฟังต้องตั้งสายอากาศสูงๆ
โทษของคลื่นวิทยุ
คลื่นวิทยุสามารถทะลุเข้าไปในร่างกายมนุษย์ได้ลึกประมาณ 1/10 ของความยาวคลื่นที่ตกกระทบ และอาจทำลายเนื้อเยื่อของอวัยวะภายในบางชนิดได้ ผลการทำลายจะมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับความเข้ม ช่วงเวลาที่ร่างกายได้รับคลื่นและชนิดของเนื้อเยื่อ อวัยวะที่มีความไวต่อคลื่นวิทยุ ได้แก่ นัยน์ตา ปอด ถุงน้ำดี กระเพาะปัสสาวะ อัณฑะ และบางส่วนของระบบทางเดินอาหาร โดยเฉพาะนัยน์ตา และอัณฑะ เป็นอวัยวะที่อ่อนแอที่สุดเมื่อได้รับคลื่นวิทยุช่วงไมโครเวฟ
-
6.แสง-เลเซอร์,รังสีอัลตราไวโอเลต
รังสีอัลตราไวโอเลต
รังสีอัลตราไวโอเลต (Ultraviolet Radiation:UV) หรือรังสีเหนือม่วง เป็นรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากการแผ่ของดวงอาทิตย์ ซึ่งมีความยาวคลื่นอยู่ในช่วง 100–400 nm ความถี่ 1015-1217 Hz ซึ่งตาของมนุษย์ไม่สามารถมองเห็นได้ มีคุณสมบัติไม่แตกตัว (non-ionizing)
รังสีอัลตราไวโอเลตเป็นช่วงรังสีที่อยู่ระหว่างชนิดรังสีที่แตกตัวได้ และแตกตัวไม่ได้ ประกอบด้วย 3 ชนิดความยาวคลื่น คือ
:!:– UVA หรือเรียกชื่ออื่นว่า Long wave UVR หรือ Black light ความยาวคลื่น 315 – 400 nm มีระดับพลังงาน 3.10-3.94 eV
:!:– UVB หรือเรียกชื่ออื่นว่า Middle UVR หรือ Sunburn radiation ความยาวคลื่น 280 – 315 nm มีระดับพลังงาน 3.94-4.43 eV
:!:– UVC หรือเรียกชื่ออื่นว่า Short wave UVR หรือ Germicidal radiation ความยาวคลื่น 100 – 280 nm มีระดับพลังงาน 4.43-12.4 eV
ช่วงความยาวคลื่นที่มากกว่ารังสีอัลตราไวโอเลต คือ
– ช่วงคลื่นที่ตามองเห็น Visible Radiation ( light ) ความยาวคลื่น 400 – 760 nm
– รังสีอินฟาเรด (Infrared Radiation: IR ) ความยาวคลื่น 760 – 3000 nm ช่วงคลื่นที่ตามนุษย์ไม่สามารถมองเห็น
อันตรายจากรังสีอัลตราไวโอเลต/รังสียูวี
ผิวหนังเป็นด่านแรกที่ได้รับปริมาณรังสีมากที่สุด ถือเป็นส่วนที่ช่วยปกป้องร่างกายจากรังสีชนิดต่างๆ สำหรับรังสียูวี (UV) มีอันตรายมากต่อผิวหนัง สามารถทำให้เกิดรอยไหม้ (Sunburn) และความผิดปกติของสารพันธุกรรม นอกจากนี้ ยังก่อให้เกิดกระบวนการลิปิดเพอร์ออกซิเดชั่น (Lipid peroxidation) และการอักเสบเฉียบพลัน รวมถึงการเสื่อมสภาพของเนื้อเยื่ออันเกิดจากการเกิดอนุมูลอิสระของรังสียูวี
แหล่งกำเนิดของรังสีอัลตราไวโอเลต
- การแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ (solar radiation) ถือเป็นแหล่งกำเนิดสำคัญของการแผ่รังสีที่ส่องมาถึงโลก โดยประกอบด้วยรังสียูวีซี ยูวีบี และยูวีเอ รวมถึงช่วงคลื่นที่มนุษย์มองเห็น และรังสีอินฟาเรด แต่รังสีบางส่วนจะถูกดูดซับไว้ในชั้นบรรยากาศ ที่เหลือสามารถส่องมาถึงผิวโลกในระดับไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์
- แหล่งที่มนุษย์สร้างขึ้น (artificial sources) อันได้แก่วัตถุทุกชนิดที่ถูกทำให้ร้อน จนมีอุณหภูมิสูงมากกว่า 2500 องศาเคลวิน สามารถปล่อยรังสีอัลตราไวโอเลตได้ ซึ่งเป็นวัตถุ อุปกรณ์ที่มนุษย์ประดิษฐ์ขึ้นสำหรับการใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ อาทิ ทางการแพทย์ ทางการเกษตร เป็นต้น
ประโยชน์ของรังสีอัลตราไวโอเลต
-กระตุ้นการสร้างวิตามินดี รังสียูวีบีมีคุณสมบัติกระตุ้นให้ร่างกายสร้างวิตามินดี ซึ่งเป็นวิตามินที่สำคัญต่อการสร้างเม็ดเลือด กระดูก และภูมิคุ้มกัน ทั้งยังช่วยเพิ่มการดูดซึมแคลเซียมและฟอสฟอรัสจากอาหารที่บริโภค การออกมารับแสงแดดในช่วงเวลาที่เหมาะสมจึงเป็นประโยชน์ต่อสุขภาพ อย่างไรก็ตาม ประเทศไทยเป็นบริเวณที่มีค่าชี้วัดความเข้มของแสงยูวีค่อนข้างสูง จึงควรหลีกเลี่ยงแดดในช่วง 9.00-14.00 น. เพราะจะเป็นอันตรายต่อร่างกาย
-รักษาโรคกระดูกและโรคผิวหนังบางชนิด
เลเซอร์
-
-
แสงเลเซอร์มีคุณสมบัติพิเศษที่สำคัญอยู่ 2 ประการ คือ เป็นคลื่นแสงที่มีความถี่ค่าเดียว (Monochromatic Light) และมีความเป็นระเบียบสูง (Coherence) ด้วยคุณสมบัติทั้งสองประการนี้ ทำให้คลื่นแสงเลเซอร์ไม่เกิดการหักล้างกันเอง และเสริมกันอยู่ตลอดเวลาตามคุณสมบัติของคลื่น ดังนั้นแสงเลเซอร์จึงมีคุณสมบัติที่โดดเด่นและแตกต่างจากแสงทั่วไป คือ
-
-
-
-
แสงเลเซอร์คือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงความถี่แคบๆ (คลื่นแสงที่มีความถี่ค่าเดียว) หรืออาจกล่าวได้ว่า “แสงเลเซอร์เป็นแสงบริสุทธิ์ที่สุด เท่าที่นักวิทยาศาสตร์จะผลิตขึ้นมาได้” การผลิตแสงเลเซอร์เกิดขึ้นจากกระบวนการทางฟิสิกส์ที่มีชื่อว่า “Light Amplification by Stimulated Emission Radiation” เรียกย่อว่า LASER ซึ่งมีความหมายคือ การเพิ่มปริมาณคลื่นแสงโดยการกระตุ้นให้ปลดปล่อยคลื่นแสงออกมา
-
- อันตรายต่อดวงตา อาจทำให้ตาบอดได้
- อันตรายต่อผิวหนัง อาจทำให้เกิดมะเร็งได้
7.แสง-รังสีเอ็กซ์,รังสีแกมมา
รังสีเอ็กซ์
รังสีเอกซ์ (x-ray) เป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีคุณสมบัติเป็นทั้งคลื่น และอนุภาค เช่นเดียวกับรังสีแกมมา แต่มีช่วงความยาวคลื่นต่ำกว่ารังสีแกมมา คือ ประมาณ 0.1 – 100 อังสตอม (Å) หรือ 0.01 – 10 นาโนเมตร (nm) แบ่งออกเป็น 2 ช่วง คือ รังสีเอกซ์ที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่า 1 อังสตอม (Å) และรังสีเอกซ์ที่มีความยาวคลื่นมากกว่า 1 อังสตอม (Å)
ประเภทรังสีเอกซ์
- รังสีเอกซ์ที่มีสเปกตรัมแบบต่อเนื่อง
เป็นรังสีเอกซ์ที่ได้มาจากเครื่องกำเนิดรังสีเอกซ์โดยการเร่งให้อนุภาคมีประจุวิ่งเข้าชนเป้าโลหะ เช่นอิเล็กตรอนให้มีความเร็วสูงวิ่งเข้าชนเป้า โลหะ เมื่ออิเล็กตรอนสูญเสียความเร็วก็จะปล่อยพลังงานออกมาในรูปของรังสีเอกซ์ที่มีลักษณะของสเปกตรัมแบบต่อเนื่อง หรือที่เรียกว่า เบรมส์ชตราลุง (Bremsstrahlung)
- รังสีเอกซ์ที่มีสเปกตรัมแบบเฉพาะตัว หรือรังสีเอกซ์เฉพาะตัว
เป็นรังสีเอกซ์ที่ได้มาจากการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีซึ่งเป็นการกระตุ้นโดยอาศัยพลังงานจากภายในอะตอม โดยเกิดการเปลี่ยนชั้นวงโคจรของอิเล็กตรอนจากชั้นพลังงานสูงกว่ามายังชั้นพลังงานตำกว่า การ เปลี่ยนชั้นพลังงานนี้ จะปล่อยพลังงานส่วนเกินออกมาในรูปของรังสีเอกซ์เฉพาะตัว (Characteristic x-rays) นอกจากนั้นยังมีการเกิดรังสีเอกซ์ที่มีลักษณะของสเปกตรัมแบบเฉพาะตัวจากการกระตุ้น โดยอาศัยพลังงานจากภายนอกอะตอม ซึ่งสามารถเกิดรังสีเอกซ์ที่มีลักษณะของสเปกตรัมแบบเฉพาะตัว ตามชนิดของเป้าโลหะที่ใช้ลดความเร็วของอิเล็กตรอนในเครื่องกำเนิดรังสีเอกซ์
ประโยชน์รังสีเอกซ์
- ทางด้านการแพทย์
ใช้ถ่ายภาพสำหรับทางการแพทย์ อาทิ การเอกซ์เรย์ปอดเพื่อตรวจหามะเร็งปอด การเอกซ์เรย์กระดูก เพื่อตรวจการหลุด การแตกหักของกระดูก การเอกซ์เรย์ร่างกายเพื่อตรวจหาตำแหน่งวัตถุหรือโลหะ เป็นต้น
- ทางด้านดาราศาสตร์
– ใช้เพื่อถ่ายภาพดาราจักรที่ตามนุษย์มองไม่เห็น
คุณสมบัติรังสีเอกซ์
- เป็นรังสีประเภทคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่นเดียวกับรังสีแกมมา แต่มีช่วงความยาวคลื่นต่ำกว่า คือ ประมาณ 0.01 – 100 Å (อังสตรอม)
- มีคุณสมบัติเหมือนกับแสงสว่างธรรมดา มีความเร็วการเดินทางในสุญญากาศเท่ากับความเร็วแสง คือ 3.8×108 m/s นอกจากนี้ ยังมีคุณสมบัติการสะท้อน การหักเห และเบี่ยงเบน เหมือนกับแสงสว่างธรรมดา
- เคลื่อนที่เป็นเส้นตรง และไม่ถูกทำให้เบี่ยงเบนโดยสนามแม่เหล็ก และไฟฟ้า
- ทำให้วัตถุบางอย่างเรืองแสงได้ ซึ่งวัตถุจะต้องมีสารบางอย่างที่ทำให้เรืองแสงได้
- เป็นรังสีก่อไอออน เมื่อผ่านในตัวกลางที่เป็นอากาศหรือก๊าซ
โทษของรังสีเอกซ์
1.เมื่อร่างกายรับเข้าไปมากจะทำให้เซลล์ตาย หรือเสื่อมคุณภาพ
2.ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสารชีวเคมีในสิ่งมีชีวิต เช่น เซลล์ของร่างกายถูกทำลาย หรือเกิดการกลายพันธุ์ (Mutation) ถ้าได้รับรังสีเป็นจำนวนมาก และเป็นเวลานาน
รังสีแกมมา
เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่ง ที่มีช่วงความยาวคลื่นสั้นกว่ารังสีเอกซ์ (X-ray) โดยมีความยาวคลื่นอยู่ในช่วง 10-13 ถึง 10-17 หรือคลื่นที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่า 10-13 นั่นเอง รังสีแกมมามีความถี่สูงมาก ดังนั้นมันจึงประกอบด้วยโฟตอนพลังงานสูงหลายตัว รังสีแกมมาเป็นการแผ่รังสีแบบ ionization มันจึงมีอันตรายต่อชีวภาพ รังสีแกมมาถือเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีพลังงานสูงที่สุดในบรรดาคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดต่าง ๆ ที่เหลือทั้งหมด การสลายให้รังสีแกมมาเป็นการสลายของนิวเคลียสของอะตอมในขณะที่มีการเปลี่ยนสถานะจากสถานะพลังงานสูงไปเป็นสถานะที่ต่ำกว่า แต่ก็อาจเกิดจากกระบวนการอื่น
การค้นพบ
การค้นพบรังสีแกมมา โดย พอล อูริช วิลลาร์ด (Paul Ulrich Villard) นักฟิสิกส์ฝรั่งเศส วิลลาร์ด ค้นพบรังสีแกมมาจากการศึกษากัมมันตภาพรังสีที่ออกมาจากเรเดียม ซึ่งถูกค้นพบมาก่อนแล้วว่าบางส่วนจะเบนไปทางหนึ่ง เมื่อผ่านสนามแม่เหล็กบางส่วนจะเบนไปอีกทางหนึ่ง กัมมันตภาพรังสีทั้งสองประเภทนี้ คือ รังสีแอลฟา และรังสีบีตา
ประโยชน์ของรังสีแกมมา
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีอันตรายมากที่สุดคือ รังสีแกมมา เนื่องจากเป็นคลื่นที่มีพลังงานมากที่สุด จึงสามารถทะลุผ่านสิ่งต่างๆ ได้ดี แต่เราก็สามารถนำมาใช้ประโยชน์ในทางการแพทย์เพื่อรักษาโรคได้ เช่น การใช้รังสีแกมมาจากการสลายตัวของโคบอลต์-60 (Co-60) เพื่อรักษาโรคมะเร็ง การใช้รังสีแกมมาจากการสลายตัวของไอโอดีน-131 (I-131) เพื่อรักษาโรคคอพอก และยังใช้รังสีแกมมามาทำความสะอาดเครื่องมือแพทย์
-
-
