บันทึกการเรียนรู้ เรื่องประจุไฟฟ้าและสนามไฟฟ้า

ประจุไฟฟ้าและสนามไฟฟ้า (Electric  Charge  and  Electric  Field)

 ควาร์ก  คือ  อนุภาคที่เล็กที่สุดที่ได้รับยอมรับในปัจจุบัน  ถูกค้นพบจากการทดลองยิงโปรตอนชนโปรตอนแล้วได้อนุภาคควาร์กออกมา เราจะไม่เห็นควาร์กแยกกันเป็นอิสระ เนื่องจากมีอนุภาคกลูออน (gluon) ที่นำพาแรงนิวเคลียร์อย่างเข้มเชื่อมควาร์กเข้าด้วยกัน ปัจจุบันมี การค้นพบควาร์ก 6 ตัว คือ up quark, down quark, strange quark, charmed quark, bottom quark และ top quark โดยนิวตรอนและโปรตอนเกิดจากการรวมกันของควาร์ก นิวตรอนประกอบด้วย up quark 1 ตัว และ down quark 2 ตัว ส่วนโปรตอนประกอบด้วย up quark 2 ตัว และ down quark 1 ตัว

 Higgs Boson  ได้ถูกสัณนิษฐานขึ้นเมื่อ 48 ปีที่ผ่านมา  คือกุญแจสำคัญของกำเนิดแห่งจักรวาล ซึ่ง Peter Higgs ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ได้อธิบายว่า Higgs Boson คือ เซเลปที่มางานปาร์ตี้  อนุภาคพื้นฐาน ซึ่งเป็นแขกในงานทั่วไป จึงเข้ามารุมล้อม จนเกิดสนามพลังงาน Higgs ขึ้นมา เมื่อเซเลปย่างกราย  แขกทั่วไปก็จะเคลื่อนตามเซเลปในลักษณะที่ช้าลง จนเกิดเป็นมวล ก่อนจะรวมกันเป็นอะตอม กระทั่งกลายเป็นดาว

ชนิดของประจุไฟฟ้า

 1. ประจุไฟฟ้าบวก( Positive charge ) คือ วัตถุที่ได้สูญเสียอิเล็กตรอนไป

 2.ประจุไฟฟ้าลบ( Negative charge ) คือ วัตถุที่ได้รับอิเล็กตรอนเพิ่ม

   ประจุไฟฟ้าชนิดเดียวกันจะผลักกัน ประจุไฟฟ้าต่างชนิดกันจะดูดกัน

สาเหตุที่ทำให้วัตถุเกิดประจุไฟฟ้าอิสระทำได้ 3 วิธี

1. การขัดสีกันของวัตถุที่เหมาะสม 2 ชนิด และประจุไฟฟ้าที่เกิดขึ้นบนผิววัตถุคู่หนึ่ง ๆ จะเป็นประจุไฟฟ้าต่างชนิดกันเสมอ 

 2. การเหนี่ยวนำ ทำได้โดย  นำวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าอิสระอยู่แล้วมาทำการเหนี่ยวนำ  ซึ่งทำให้ตัวนำเกิดประจุอิสระด้วยการเหนี่ยวนำ  สรุปได้ว่า

 ก. ประจุไฟฟ้าอิสระที่ตัวนำได้รับจะเป็นประจุไฟฟ้าชนิดตรงกันข้ามกับชนิดของประจุไฟฟ้าบนวัตถุที่ใช้เหนี่ยวนำ

 ข. วัตถุที่มีประจุไฟฟ้าที่ใช้เป็นตัวเหนี่ยวนำไม่สูญเสียประจุไฟฟ้าไปเลย

 3. การสัมผัส โดยการนำวัตถุตัวนำอื่นที่มีประจุไฟฟ้าอิสระอยู่แล้วมาสัมผัสกับตัวนำที่เราต้องการจะให้เกิดประจุอิสระ การกระทำเช่นนี้เกิดการถ่ายเทประจุเท่ากันตามทฤษฎีอิเล็กตรอนการถ่ายเทประจุไฟฟ้าเกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนการเกิดประจุไฟฟ้าอิสระด้วยการสัมผัส 

กฎของคูลอมบ์

 " แรงระหว่างประจุไฟฟ้าคู่หนึ่ง จะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของประจุและเป็นสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของระยะทางระหว่างประจุคู่นั้น " ดังสมการ

                                                         

 เมื่อ  ไม่ต้องใส่เครื่องหมายประจุในการคำนวณหาแรง  เพราะเครื่องหมายเพียงแต่แสดงว่า ประจุดูดกันหรือผลักกันเท่านั้น

สนามไฟฟ้า (Electric field)

  สนามไฟฟ้า (Electric field) คือปริมาณซึ่งใช้บรรยายการที่ประจุไฟฟ้าทำให้เกิดแรงกระทำกับอนุภาคมีประจุภายในบริเวณโดยรอบ โดยกำหนดว่า ขนาดของสนามไฟฟ้า (E) ณ จุดใด คือ แรงที่กระทำต่อประจุ +1 คูลอมบ์(C) ณ จุดนั้น 

สนามไฟฟ้าของประจุบวก

สนามไฟฟ้าของประจุลบ

ดังนั้น  จะได้สมการ  

ขอขอบคุณข้อมูลจาก

http://www.kmitl.ac.th/~ktbencha/project44/CAI/Electrostatics/Coulomb.html

http://tech.mthai.com/gadget/18378.html

https://sites.google.com/site/sakolovely7565/pracufifa

ภาพจาก http://library.thinkquest.org/10796/ch12/ch12.htm

[Dr. Ple]

แวะมาให้กำลังใจ บทความดีดีนี้ค่ะ

ขอบคุณ มากค่ะ

[นางสาว ลลิตา พรมวัฒน์]

ขอบคุณค่ะ เป็นบทความบันทึกความรู้ที่ศึกษาเพิ่มเติมจากที่เรียนค่ะ จะตั้งใจและฝึกฝนการเขียนบทความให้ดีขึ้นค่ะ