ดวงอาทิตย (The Sun)

โครงสรางของดวงอาทิตย ดวงอาทิตยเปนดาวฤกษดวงหนึ่ง ประกอบดวยกลุมแกซที่มีอุณหภูมิสูงมาก มีเสนผานศูนยกลางของพื้นผิวที่เห็นไดมีคาประมาณ 1,390,000 ก.ม.

• ใหญกวาโลกประมาณ 109 เทา • มีปริมาตรมากกวาโลกประมาณ 1.33 ลานเทา • มีมวลมากกวามวลของโลกประมาณ 1/3 ลานเทา • ความหนาแนนเฉลี่ยประมาณ 1/4 เทา ของความหนาแนนของโลก

หรือประมาณ 1.4 เทาของความหนาแนนของน้ํา

ชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย 1) โฟโตสเฟยร (Photosphere) เปนบรรยากาศชั้นในสุดของดวงอาทิตย เปนบริเวณที่มีการแผ สเปกตรัม

แบบตอเนื่อง (Continuous Spectrum) ออกมา บรรยากาศชั้นนี้มีปรากฏการณ การเกิดดอกดวงแบบสวาง (Bright Granulations) และแฟคิวเล (Faculae) นอกจากนั้น ยังมีจุดบนดวงอาทิตย (Sunspots) ซึ่งเกิดจากแกซที่อยเหนือโฟโตสเฟยรขึ้นไป

2) โครโมสเฟยร (Chromosphere) เปนบรรยากาศที่อยูเหนือช้ันโฟโตสเฟยรขึ้นมา บรรยากาศชั้นนี้มีสีแดงซึ่งเกิดจากการลุกจา (Glow) ของไฮโดรเจน กิ นอาณาบริเวณหลายพันกิโลเมตรเหนือโฟโตสเฟยรขึ้นมา ช้ันต่ําสุดเรียกวา ช้ันวกกลับ (Reversing Layer) นอกจากนั้น บรรยากาศชั้นนี้ยังมีการพลุงของพวยแกซ (Prominence) ขึ้นไปสูหลายหมื่นกิโลเมตรดวย

3) โคโรนา (Corona) เปนบรรยากาศชั้นนอกสุดของดวงอาทิตย จะเห็นไดชัดขณะที่เกิดสุริยุปราคาแบบเต็มดวง

การหมุนรอบตัวเองของดวงอาทิตย

ผลการหมุนรอบตัวเองของดวงอาทิตยสังเกตไดจากการเคลื่อนที่แบบชาๆ ของจุด (Sunsports) หรือกลมจุด (Sunspot Groups) บนดวงอาทิตย

อัตราเร็วของการหมุนรอบตัวเองของดวงอาทิตย ณ ละติจูดใดๆ หาไดโดยการศึกษาการเลื่อนของแถบสเปกตรัม โดยขอบทางดานตะวันตกเปนขอบที่เคลื่อนที่ออกจากผูสังเกต สเปกตรัมจะเลื่อนไปในแถบความยาวคลื่นสีแดง และขอบทางดานตะวันออกเปนขอบที่เคลื่อนที่เขาหาผูสังเกต สเปกตรัมจะเลื่อนไปในแถบความยาวคลื่นสีน้ําเงิน จาก กฏของดอปเปลอร ตามสมการ

โดย λ∆ เปนความยาวคลื่นที่เลื่อนไป λ เปนความยาวคลื่นที่สังเกต V เปนอัตราเร็วของการหมุนรอบตัวเอง C เปนอัตราเร็วของแสง

การปลอยพลังงานของดวงอาทิตย

• แกนกลาง (Core) มีอุณหภูมิสูงถึง 15 ลานองศาเซลเซียส เกิดปฏิกิริยาเทอรโมนิวเคลียรฟวช่ัน

พลังงานที่เกิดขึ้นถูกถายทอดออกมาสูภายนอกโดยกระบวรการแผรังสีและการพาความรอน

• โซนการแผรังสี (Radiative Zone) • โซนการพา (Convective Zone)

กฎการแผรังสี

(1) กฏของแพลงค (Planck’s Law) แสดงถึงความสัมพันธของวัตถุดํา ในแงของความเขมของรังสี ณ ความยาวคลื่นใดๆ (Spectral Radiance: ρA) กับอุณหภูมิสัมบูรณ (T) โดย

โดย h เปนคาคงที่ของแพลงค (6.6262 x 10-27 เออรกวินาที) k เปนคาคงที่ของโบลทซมานน (Boltzmann constant) มีคา 1.3806 x 10-16 erg/K c เปนคาความเร็วแสงในสุญญากาศ λ เปนความยาวคลื่นของการแผรังสี

กราฟการแผรังสีของวัตถุดํา

(2) กฎของสเตฟาน (Stefan’s Law): หาไดจากกฎของแพลงค โดยการอินทิเกรตทุกความยาวคลื่นของการแผรังสี กฎนี้แสดงความสัมพันธระหวางพลังงานทั้งหมด (E) ในหนวยของเออรกที่แผออกมาใน 1 ตร.ซ.ม.ตอวินาที กับกําลังสี่ของอุณหภูมิสัมบูรณ (T) E = σ T 4 โดย σ เปนคาคงตัวสเตฟาน-โบลทซมานน มีคา = 5.66956 x 10-5 erg.cm-2degree-4s-1

(3) กฏของวีน (Wien’s Law) : อธิบายถึงการเปลี่ยนสี ของวัตถุดํา เมื่ออุณหภูมิมีการเปลี่ยนแปลง โดยแสดงความสัมพันธระหวางความยาวคลื่นที่มากที่สุด (λmax ) ของการแผรังสีกับ สวนกลับของอุณหภูมิสัมบูรณของวัตถุดําใดๆ λmaxT = 0.2897 อุณหภูมิของดวงอาทิตย

จากกฎการแผรังสีพบวา ดวงอาทิตยมีอุณหภูมิสัมฤทธิ์ (Effective Temperature) ประมาณ 5,770 เคลวิน ซึ่งเปนคาเฉลี่ยบนทุกๆ สวนของตัวดวง

โดยที่ภายในใจกลางของดวง อุณหภูมิจะมีคาประมาณ 6000 K และอุณหภูมจิะลดลงเรื่อยๆ จนถึงขอบดวง โดยจะมีอุณหภูมิ ประมาณ 5000 K

สําหรับอุณหภูมิของ เขตเงามืดของจุดบนดวงอาทิตย (Sunspot Umbras) จะมีคาประมาณ 4600 K บรรยากาศชั้นโฟโตสเฟยร

• เปนบรรยากาศชั้นในสุดของดวงอาทิตย • แผสเปกตรัมแบบตอเนื่อง • เปนบริเวณที่เกิดจุดบนดวงอาทิตย • เกิดดอกดวงแบบสวาง (Bright Granulation) • เกิดแฟคิวเล (Faculae)

สเปกตรัมของดวงอาทิตย

สเปกตรัมประกอบดวย แถบสเปกตรัมตอเนื่อง (Continuous Spectrum) เปนพื้นหลัง และมีเสนมืด (Absorption Lines) ที่เรียกวา “เสนฟรอนโฮเฟอร (Fraunhofer Lines)” ซึ่งเกิดจากธาตุตางๆ ในบรรยากาศ

ช้ันโฟโตสเฟยรดูดกลืนแสงบางความถี่เอาไว เสนมืดเหลานี้ ปรากฏทับอยูบนแถบสเปกตรัมแบบตอเนื่อง เสนมืดสวนใหญในสเปกตรัมของดวงอาทิตยมาจากธาตุเหล็ก นอกจากนั้น ยังมีธาตุแมกนีเซียม อลูมิเนียม แคลเซียม ไทเทเนียม โครเมียม นิเกิล และโซเดียม

โปรฟายของเสนสเปกตรัมแสดงเสนไฮโดรเจนอัลฟาที่เดนชัด

ความทึบแสง (Opacity)

ความสัมพันธระหวางอุณหภูมิและความสูง ณ ระดับตาง ๆ จากฐานโฟโตสเฟยร

การมืดคลํ้าที่ขอบ (Limb Darkening)

ถามองดูดวงอาทิตยโดยเริ่มพิจาณาจากจุดศูนยกลางดวง ออกมา

จนกระทั่งถึงขอบดวง (Limb) จะพบวาความทึบแสงจะลดลงเรื่อย ๆ จนกระทั่งโปรงแสงที่ขอบดวง จึงพบวาบริเวณใกลๆ ขอบจะมืดกวา เรียกวา เกิดการมืดคล้ําที่ขอบดวง (Limb Darkening)

ภาพ: ระยะเชิงมุมจากขอบดวงที่โปรงแสงถึงบริเวณที่ทึบแสง

บรรยากาศชั้นโครโมสเฟยร

• อยูเหนือช้ันโฟโตสเฟยรขึ้นมา • มีสีแดงซึ่งเกิดจากการลุกจาของไฮโดรเจน • หนาหลายพันกิโลเมตร

• ยังรวมถึงพวยกาซที่พุงขึ้นของพวยกาซ (Prominences) ขึ้นไปสูงหลายหมื่นกิโลเมตรดวย

เมื่อพิจารณาบรรยากาศชั้นโครโมสเฟยร โดยใชอํานาจการแยก

สูง (High Resolution) จะพบวาบรรยากาศชั้นนี้ไมไดเปนช้ันผิวทรงกลมเรียบที่หุมหอดวงอาทิตย แตปรากฏมีลักษณะเปนหนามแหลม (Spikes) ขึ้นเต็มไปหมดที่ผิวคลายกับใบหญาหรือทุงหญาที่กําลงัไหมไฟ หนามแหลมเหลานี้เรียกวา “สปคุล (Spicules)”

อุณหภูมิสูงในชั้นโครโมสเฟยรทําใหเสนสวางของสเปกตรัมมีการแผกวางออก

เหตุที่บรรยากาศชั้นโครโมสเฟยรมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นนั้น คาดวาเนื่องมาจากพลังงานจากโซนการพาความรอน (Convective Zone) ภายในตัวดวง ถูกสงออกมาในบรรยากาศชั้โครโมสเฟยรในรูปของคลื่นกระแทก (Shock Waves) และปลอยพลังงานออก ณ บริเวณนี้ การเกิดดอกดวงและ สปคุล ก็อาจจะเกิดโดยวิธีเชนเดียวกันนี้ บรรยากาศชั้นโคโรนา

• สังเกตไดเมื่อดวงอาทิตยถูกบัง เชน การเกิดสุริยุปราคาเต็มดวง

• แผออกไปเปนบริเวณกวางถึง หลายลานกิโลเมตร • มีอุณหภูมิสูงถึง 2 ลานเคลวิน แตมีความหนาแนนของ

อนุภาคเบาบางมาก บางกวาสภาวะสุญญากาศที่สรางขึ้นไดบนโลกเสียอีก

• นําเอาอนุภาคพลังงานสูแผไปทั่วทั้งระบบสุริยะ เรียกวา ลมสุริยะ (Solar Wind)

จุดบนดวงอาทิตย (Sunspots)

• จุดบนดวงอาทิตย คือบริเวณที่มีอุณหภูมิตํ่ากวาบริเวณรอบขางจึงใหแสงออกมาเขมนอยกวา จึงมองเห็น

เปนจุดสีดํา • บริเวณใจกลางของจุดเรียกวา เขตเงามืด (Umbra) บริเวณที่อยูลอมรอบ เรียกวา เขตเงามัว(Penumbra)

คาบการเปลี่ยนแปลงของจํานวนจุดบนดวงอาทิตยมีคาประมาณ 11 ป มีจํานวนจุดต่ําสุดนอยกวา 10 จุด และสูงสุดมากถึงเกือบ 200 จุด

แบบจําลองการเกิดจุดบนดวงอาทิตย

ไดอะแกรมผีเสื้อของมันเดอร

สนามแมเหล็กบนดวงอาทิตย

การลุกจา (Flares)

พลาจ (Plages) และฟลาเมนต (Filaments)

พวยกาซ (Prominences)

ลมสุริยะ (Solar Wind)

แสงเหนือ-แสงใต (Aurora)

แสงเหนือ-แสงใต (Aurora) ถายจากยานขนสงอวกาศซึ่งโคจรอยูเหนือช้ันบรรยากาศโลก

หลุมโคโรนา (Coronal Hole)

Coronal Mass Ejections (CME) มวลสารที่ประทุออกมาในชั้นโคโรนาของดวงอาทิตย

จากขณะที่สงบ -> ขณะที่เกิดการประทุออกมาของมวลสาร ในชวงระยะเวลาประมาณ 16 นาที มวลสารเหลานี้เดินทางมาสูโลก และทําใหเกิดแสงเหนือแสงใต นิวตริโนจากดวงอาทิตย

จากแบบจําลองในปจจุบัน จะมีนิวตริโนเปนจํานวนมากถึง 1038 อนุภาคที่ปลดปลอยออกมาจากดวงอาทิตย แตจากการตรวจวัดที่พ้ืนโลกโดยการสังเกตผลลัพธจากปฏิกิริยาการชนกันระหวาง

perchloroethylene (C2Cl4) และ neutrinos -> radioactive argon พบเพียง 1/3 ของที่ทํานายไว นิวตริโนที่เหลือหายไปไหน?

หนังสืออิเล็กทรอนิกส

ฟสิกส 1(ภาคกลศาสตร( ฟสิกส 1 (ความรอน)

ฟสิกส 2 กลศาสตรเวกเตอร

โลหะวิทยาฟสิกส เอกสารคําสอนฟสิกส 1ฟสิกส 2 (บรรยาย( แกปญหาฟสิกสดวยภาษา c ฟสิกสพิศวง สอนฟสิกสผานทางอินเตอรเน็ต

ทดสอบออนไลน วีดีโอการเรียนการสอน หนาแรกในอดีต แผนใสการเรียนการสอน

เอกสารการสอน PDF กิจกรรมการทดลองทางวิทยาศาสตร

แบบฝกหัดออนไลน สุดยอดสิ่งประดิษฐ

การทดลองเสมือน

บทความพิเศษ ตารางธาตุ)ไทย1) 2 (Eng)

พจนานุกรมฟสิกส ลับสมองกับปญหาฟสิกส

ธรรมชาติมหัศจรรย สูตรพื้นฐานฟสิกส

การทดลองมหัศจรรย ดาราศาสตรราชมงคล

แบบฝกหัดกลาง

แบบฝกหัดโลหะวิทยา แบบทดสอบ

ความรูรอบตัวท่ัวไป อะไรเอย ?

ทดสอบ)เกมเศรษฐี( คดีปริศนา

ขอสอบเอนทรานซ เฉลยกลศาสตรเวกเตอร

คําศัพทประจําสัปดาห ความรูรอบตัว

การประดิษฐแของโลก ผูไดรับโนเบลสาขาฟสิกส

นักวิทยาศาสตรเทศ นักวิทยาศาสตรไทย

ดาราศาสตรพิศวง การทํางานของอุปกรณทางฟสิกส

การทํางานของอุปกรณตางๆ

การเรียนการสอนฟสิกส 1 ผานทางอินเตอรเน็ต

1. การวัด 2. เวกเตอร3. การเคลื่อนท่ีแบบหนึ่งมิต ิ 4. การเคลื่อนท่ีบนระนาบ5. กฎการเคลื่อนท่ีของนิวตัน 6. การประยุกตกฎการเคลื่อนท่ีของนิวตัน7. งานและพลังงาน 8. การดลและโมเมนตัม9. การหมุน 10. สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง11. การเคลื่อนท่ีแบบคาบ 12. ความยืดหยุน13. กลศาสตรของไหล 14. ปริมาณความรอน และ กลไกการถายโอนความรอน15. กฎขอท่ีหน่ึงและสองของเทอรโมไดนามิก 16. คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร

17. คลื่น 18.การสั่น และคลื่นเสียง การเรียนการสอนฟสิกส 2 ผานทางอินเตอรเน็ต

1. ไฟฟาสถิต 2. สนามไฟฟา3. ความกวางของสายฟา 4. ตัวเก็บประจุและการตอตัวตานทาน 5. ศักยไฟฟา 6. กระแสไฟฟา 7. สนามแมเหล็ก 8.การเหนี่ยวนํา9. ไฟฟากระแสสลับ 10. ทรานซิสเตอร 11. สนามแมเหล็กไฟฟาและเสาอากาศ 12. แสงและการมองเห็น13. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ 14. กลศาสตรควอนตัม 15. โครงสรางของอะตอม 16. นิวเคลียร

การเรียนการสอนฟสิกสท่ัวไป ผานทางอินเตอรเน็ต

1. จลศาสตร )kinematic) 2. จลพลศาสตร (kinetics) 3. งานและโมเมนตัม 4. ซิมเปลฮารโมนิก คลื่น และเสียง

5. ของไหลกับความรอน 6.ไฟฟาสถิตกับกระแสไฟฟา 7. แมเหล็กไฟฟา 8. คลื่นแมเหล็กไฟฟากับแสง9. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ อะตอม และนิวเคลียร

ฟสิกสราชมงคล