Page 1 - บท16 คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
P. 1
บทที่ 16 คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
16.1 ทฤษฎีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของแมกซ์เวลล์และการทดลองของเฮิรตซ์
แมกซ์เวลล์ได้รวบรวมกฎต่าง ๆ ที่เกี่ยวกับแม่เหล็กไฟฟ้า มาสรุปเป็นทฤษฎีโดยนำเสนอในรูปของสมการ
คณิตศาสตร์ ซึ่งแมกซ์เวลล์ได้ทำนายว่า คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดจากการเหนี่ยวนำอย่างต่อเนื่องของ
สนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าจึงประกอบด้วยทั้งสองสนาม และสนามไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาทำให้เกิด
สนามแม่เหล็ก ในขณะเดียวกันสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาก็ทำให้เกิดสนามไฟฟ้า โดยทั้งสองสนาม
ตั้งฉากกันและตั้งฉากกับทิศทางของความเร็วในการเคลื่อนที่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจึง
เป็นคลื่นตามขวาง คำทำนายนี้ได้รับการยืนยันว่าเป็นจริงโดยการทดลองของเฮิรตซ์
16.2 การแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากอากาศ
ิ่
เมื่อต่อแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับเข้ากับสายอากาศอยู่ในแนวดง ประจุไฟฟ้าในสายอากาศจะเคลื่อนที่
กลับไปกลับมาด้วยความเร่งในแนวดิ่ง ประจุไฟฟ้าที่มีความเร่งจะแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมารอบตัว จึงทำให้เกิด
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากระจายออกมาจากสายอากาศทุกทิศทาง ยกเว้นทิศทางที่อยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกับอากาศ
16.3 สเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
8
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีความเร็วในสุญญากาศเท่ากับ 3.00 × 10 เมตรต่อวินาที แต่มีความถี่ต่าง ๆ มากมาย
ต่อเนื่องกันเป็นช่วงกว้าง เรียกรวมกันว่า สเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
16.3.1 คลื่นวิทยุ
6
คลื่นวิทยุมีความถี่อยู่ในช่วง 10 ถึง 10 เฮิรตซ์ คลื่นช่วงนี้ใช้ในการส่งข่าวสารและ
9
สาระบันเทิงไปยังผู้รับสำหรับคลื่นวิทยุความถี่ตั้งแต่ 530 ถึง 1600 กิโลเฮิรตซ์ เมื่อคลื่นวิทยุที่
ผสมสัญญาณไฟฟ้าของเสียงกระจายจากสายอากาศไปยังเครื่องรับวิทยุ เครื่องรับวิทยุจะ
ทำหน้าที่แยกสัญญาณไฟฟ้าของเสียง ออกจากสัญญาณคลื่นวิทยุ แล้วขยายให้มีแอมพลิจูดสูงขึ้น
เพื่อส่งให้ลำโพงแปลงสัญญาณไฟฟ้าของเสียงออกมาเป็นเสียงที่หูรับฟังได้
16.3.2 คลื่นโทรทัศน์
8
คลื่นโทรทัศน์มีความถี่ประมาณ 10 เฮิรตซ์ และมีความยาวคลื่นสั้นไม่สามารถเลี้ยวเบน
อ้อมผ่านสิ่งกีดขวางขนาดใหญ่ได้ ดังนั้นเมื่อคลื่นโทรทัศน์กระทบรถยนต์หรือเครื่องบิน จะ
สะท้อนไปแทรกสอดกับคลื่นที่ส่งตรงมาจากสถานีแล้ว เข้าเครื่องรับสัญญาณทำให้เกิดภาพซ้อน
ในจอภาพ ฉะนั้นเพื่อให้ได้ภาพคมชัด ปัจจุบันจึงนิยมใช้ระบบส่งสัญญาณโทรทัศน์ตามสาย
