พลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า

พลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า พลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า           พลังงงานแม่เหล็กไฟฟ้าหรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Spectrum) เป็นพลังงานต่อเนื่องที่มีค่าความยาวช่วงคลื่นตั้งแต่เศษส่วนพันล้านเมตร (Nanometers, 10-9 เมตร) จนถึงหลายเมตร และเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศในลักษณะเป็นคลื่นมีความเร็วเท่ากับแสงคือ 299,792.458 กิโลเมตร/วินาที หรือประมาณ 3 x 108 เมตร/วินาที ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งกำเนิดพลังงานในรูปแม่เหล็กไฟฟ้าทางธรรมชาติ ซึ่งมีการแผ่พลังงานไปตามทฤษฎีของคลื่นที่มีการเคลื่อนที่แบบฮาร์โมนิค (Harmonic) ซึ่งมีช่วงซ้ำและจังหวะเท่ากันในเวลาหนึ่งมีความเร็วเท่าแสง (c) ระยะทางจากยอดคลื่นถึงยอดคลื่นถัดไปเรียกว่าความยาวคลื่น (l) และจำนวนยอดคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านจุดคงที่จุดหนึ่งต่อหน่วยเวลา เรียกว่า ความถี่คลื่น (ƒ) ซึ่งมีความสัมพันธ์กับความเร็วคลื่น คือ          ความยาวคลื่นและความถี่คลื่นมีความสัมพันธ์กันแบบผกผัน คือ ความยาวคลื่นสั้นจะมีความถี่สูง (มาก) ส่วนคลื่นทีทมีความยาวคลื่นยาวจะมีความต่ำ (น้อย) ความยาวคลื่นมีหน่วยวัดทั่วไป คือ ไมโครมิเตอร์ หรือไมครอน [Micrometer (µm), Micron = (mµ) =0.000001 เมตร = 10-6], นาโนมิเตอร์ [Nanometers (nm) = 10-9 เมตร]          คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแบ่งได้ตาม ความยาวช่วงคลื่น ที่เรียกว่า แบนด์ (Band) ตั้งแต่ช่วงคลื่นสั้นที่สุดในแถบรังสีแกมม่า (Gamma Ray) ซึ่งมีความยาวคลื่นน้อยกว่า 10-6 เมตร จนถึงความยาวคลื่นที่ยาวที่สุดในช่วงคลื่นวิทยุ (Radio Wave) มีความยาวตั้งแต่ 10-1 เมตร ขึ้นไป ดังนั้นความยาวช่วงคลื่นจึงแสดงในมาตราส่วนของล็อกการิทึม ความยาวช่วงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ประกอบด้วยช่วงคลื่นตามลำดับ คือ รังสีแกมม่า, เอ็กซเรย์, อัลตราไวโอเลต, แสงตาตามองเห็น (Visible Light), อินฟราเรด, ไมโครเวฟ และวิทยุ         1. ช่วงคลื่นเชิงแสง (Optical Wavelength) เป็นช่วงคลื่นที่อยู่ระหว่าง 0.4 - 14 ไมครอน ซึ่งสามารถถ่ายและบันทึกภาพด้วยฟิล์มถ่ายรูปและอุปกรณ์บันทึกภาพ (Scanner) ประกอบดัวย ช่วงคลื่นแสงตามองเห็น ซึ่งเป็นช่วงคลื่นแคบ ที่มีผลตอบสนองต่อตามนุษย์ตั้งแต่ 0.4 - 0.7 ไมครอน แบ่งได้ 3 ช่วง คือ สีน้ำเงิน เขียว และสีแดง ช่วงคลื่นอินฟราเรด ที่แบ่งเป็น 2 ช่วงความกว้าง ๆ คือ อินฟราเรดใกล้หรืออินฟราเรดสะท้อนแสงระหว่าง 0.7 - 3 mm. และช่วงคลื่นอินฟราเรดความร้อน ระหว่าง 3 - 15 ไมครอน X แบนด์ ความถี่ 8 - 12.5 GHz หรือความยาวคลื่นประมาณ 2.4 -3.75 เซนติเมตร C แบนด์ ความถี่ 4 - 8 GHz หรือความยาวคลื่นประมาณ 3.75 - 7.5 เซนติเมตร S แบนด์ ความถี่ 2 - 4 GHz หรือความยาวคลื่นประมาณ 7.5 - 15 เซนติเมตร L แบนด์ ความถี่ 1 - 2 GHz หรือความยาวคลื่นประมาณ 15 - 30 เซนติเมตร P แบนด์ ความถี่ 0.3 - 1 GHz หรือความยาวคลื่นประมาณ 30 - 100 เซนติเมตร          ช่วงคลื่นแสงที่ใช้ประโยชน์ในการสำรวจข้อมูลจากระยะไกล แบ่งได้ 2 กลุ่ม        2. ช่วงคลื่นไมโครเวฟ (Microwave Wavelength) เป็นช่วงคลื่นที่อยู่ระหว่าง 1 มิลลิเมตร - 1 เมตร โดยหน่วยนับช่วงคลื่นนี้เรียกเป็นความถี่ คือ วัดเป็นจำนวนรอบต่อวินาที หรือ Hertz ประกอบด้วยคลื่นไมโครเวฟ เรดาร์ และคลื่นวิทยุ ซึ่งเรียกชื่อตามระดับความถี่ จากความถี่ต่ำสุด (ELF) ถึงความถี่สูงสุด (EHF) ช่วงไมโครเวฟของคลื่นเรดาร์ สามารถแบ่งเป็นแบนด์ต่าง ๆ ได้ดังนี้ และ L แบนด์ (20 mm) พลังงานเป็นสัดส่วนผกผันกับความยาวคลื่น คือ ความยาวคลื่นมากจะให้พลังงานต่ำ ซึ่งมีความสำคัญในการสำรวจข้อมูลระยะไกล เช่น คลื่นไมโครเวฟจากพื้นโลก (10-3 ถึง 10-1 เมตร) จะยากต่อการบันทึกมากกว่าพลังงานในช่วงคลื่นสั้นกว่า ฉะนั้น การบันทึกพลังงานช่วงคลื่นยาว ต้องบันทึกพลังงานในบริเวณกว้างและใช้เวลานานพอ ประกอบดัวย แหล่งอ้างอิง http://www.rmutphysics.com/charud/oldnews/201/sattlelite/8.htm