วันอังคารที่ 21 สิงหาคม พ.ศ. 2561
ดาวพฤหัส
ดาวพฤหัสบดี เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 5 และเป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะนอกจากดาวพฤหัสบดี ดาวเคราะห์แก๊สดวงอื่นๆ ในระบบสุริยะได้แก่ ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน ชื่อละตินของดาวพฤหัสบดี (Jupiter) มาจากเทพเจ้าโรมัน สัญลักษณ์แทนดาวพฤหัสบดี คือ ♃ เป็นสายฟ้าของเทพเจ้าซุสดาวพฤหัสบดีมีมวลสูงกว่ามวลของดาวเคราะห์อื่นรวมกันราว 2.5 เท่า ทำให้ศูนย์ระบบมวลระหว่างดาวพฤหัสบดีกับดวงอาทิตย์ อยู่เหนือผิวดวงอาทิตย์ (1.068 เท่าของรัศมีดวงอาทิตย์ เมื่อวัดจากศูนย์กลางดวงอาทิตย์) ดาวพฤหัสบดีหนักว่าโลก 318 เท่า เส้นผ่านศูนย์กลางยาวกว่าโลก 11 เท่า และมีปริมาตรคิดเป็น 1,300 เท่าของโลก เชื่อกันว่าหากดาวพฤหัสบดีมีมวลมากกว่านี้สัก 60-70 เท่า อาจเพียงพอที่จะให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์จนกลายเป็นดาวฤกษ์ได้
กรด-เบส
กรด-เบส
กรด - เบส คืออะไร
กรด เบส ในชีวิตประจำวัน ( Acid Base in Everyday Life)
สารประกอบจำพวกกรด เบส มีความสำคัญและเกี่ยวข้องกับชีวิตประจำวันของมนุษย์อย่างมาก ก่อนอื่นต้องทำความเข้าใจว่า กรด เบส คืออะไรอย่างง่ายๆ
สารละลายกรด คือสารละลายที่มีรสเปรี้ยว เปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสจากน้ำเงินเป็นแดง หรือทำปฏิกิริยากับโลหะได้ แก๊ส H 2 และ เกลือ
สารละลายเบส คือสารละลายที่มีรสขม เปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสจากแดงเป็นน้ำเงิน หรือมีลักษณะลื่นๆ
นิยามของกรด-เบส
Arrhenius Concept
กรด คือ สารประกอบที่มี H และเมื่อละลายน้ำจะแตกตัวให้ H + หรือ H 3O +
เบส คือ สารประกอบที่มี OH และเมื่อละลายน้ำจะแตกตัวให้ OH -
ข้อจำกัดของทฤษฎีนี้คือ สารประกอบต้องละลายได้ในน้ำ และไม่สามารถอธิบายได้ว่า ทำไมสารประกอบบางชนิดเช่น NH 3 จึงเป็นเบส
Bronsted-Lowry Concept
กรด คือ สารที่สามารถให้โปรตอน ( proton donor)แก่สารอื่น
เบส คือ สารที่สามารถรับโปรตอน ( proton acceptor)จากสารอื่น
ปฏิกิริยาระหว่างกรดกับเบสจึงเป็นการถ่ายเทโปรตอนจากกรดไปยังเบสเช่น แอมโมเนียละลายในน้ำ
NH 3(aq) + H 2O (1) 
NH 4 + (aq) + OH - (aq)
base 2 ........ acid 1 ........ acid 2 ........ base 1
ในปฏิกิริยาไปข้างหน้า NH 3 จะเป็นฝ่ายรับโปรตอนจาก H 2O ดังนั้น NH 3 จึงเป็นเบสและ H 2O เป็นกรด แต่ในปฏิกิริยาย้อนกลับ NH 4 + จะเป็นฝ่ายให้โปรตอนแก่ OH - ดังนั้น NH 4 + จึงเป็นกรดและ OH - เป็นเบส อาจสรุปได้ว่าทิศทางของปฏิกิริยาจะขึ้นอยู่กับความแรงของเบส
Lewis Concept
กรด คือ สารที่สามารถรับอิเลคตรอนคู่โดดเดี่ยว ( electron pair acceptor) จากสารอื่น
เบส คือ สารที่สามารถให้อิเลคตรอนคู่โดดเดี่ยว ( electron pair donor)แกสารอื่น
ทฤษฎีนี้ใช้อธิบาย กรด เบส ตาม concept ของ Arrhenius และ Bronsted-Lowry ได้ และมีข้อได้เปรียบคือสามารถอธิบาย กรด เบส ในกรณีที่เกิดปฏิกิริยาระหว่างกัน และได้สารประกอบที่มีพันธะโควาเลนซ์ เช่น
OH - (aq) + CO 2 (aq) 
HCO 3 - (aq)
BF 3 + NH 3BF 3-NH 3
คู่กรด – เบส
คู่กรด – เบส คือ สารที่เป็นคู่กรด-เบสกัน H + ต่างกัน 1 ตัว โดยที่ คู่กรดจะมี H + มากกว่าคู่เบส 1 ตัว
ความแรงของกรดและเบส = การแตกตัวในการให้โปรตอน(กรด) ความสามารถในการรับโปรตอน(เบส)
CH 3COOH (aq) + H 2O (aq) CH 3COO - (aq) + H 3O + (aq)
<<< เราต้องรู้ทิศทางการเลื่อนของสมดุลก่อน เราจึงจะบอกถึงความแรงได้>>>
1. ถ้าสมดุลเลื่อนไปทางขวา CH 3COOH เป็นกรดแรงกว่า H 3O + / H 2O เป็นเบสแรงกว่า CH 3COO -
2. ถ้าสมดุลเลื่อนไปทางซ้าย H 3O + เป็นกรดแรงกว่า CH 3COOH / CH 3COO - เป็นเบสแรงกว่า H 2O
ถ้าค่า K > 1 สมดุลเลื่อนไปข้างหน้า(สารผลิตภัณฑ์มากกว่าสารตั้งต้น)
K < 1 สมดุลเลื่อนย้อนกลับ(สารผลิตภัณฑ์น้อยกว่าสารตั้งต้น)
K = 1 ไปข้างหน้าเท่ากับย้อนกลับ (สารผลิตภัณฑ์=สารตั้งต้น) ความแรงทั้ง 2 ข้างเท่ากัน
สารละลายกรด คือสารละลายที่มีรสเปรี้ยว เปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสจากน้ำเงินเป็นแดง หรือทำปฏิกิริยากับโลหะได้ แก๊ส H 2 และ เกลือ
สารละลายเบส คือสารละลายที่มีรสขม เปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสจากแดงเป็นน้ำเงิน หรือมีลักษณะลื่นๆ
เบส คือ สารประกอบที่มี OH และเมื่อละลายน้ำจะแตกตัวให้ OH -
ข้อจำกัดของทฤษฎีนี้คือ สารประกอบต้องละลายได้ในน้ำ และไม่สามารถอธิบายได้ว่า ทำไมสารประกอบบางชนิดเช่น NH 3 จึงเป็นเบส
เบส คือ สารที่สามารถรับโปรตอน ( proton acceptor)จากสารอื่น
ปฏิกิริยาระหว่างกรดกับเบสจึงเป็นการถ่ายเทโปรตอนจากกรดไปยังเบสเช่น แอมโมเนียละลายในน้ำ
NH 3(aq) + H 2O (1)base 2 ........ acid 1 ........ acid 2 ........ base 1
เบส คือ สารที่สามารถให้อิเลคตรอนคู่โดดเดี่ยว ( electron pair donor)แกสารอื่น
ทฤษฎีนี้ใช้อธิบาย กรด เบส ตาม concept ของ Arrhenius และ Bronsted-Lowry ได้ และมีข้อได้เปรียบคือสามารถอธิบาย กรด เบส ในกรณีที่เกิดปฏิกิริยาระหว่างกัน และได้สารประกอบที่มีพันธะโควาเลนซ์ เช่น
HCO 3 - (aq)BF 3-NH 3 CH 3COO - (aq) + H 3O + (aq)2. ถ้าสมดุลเลื่อนไปทางซ้าย H 3O + เป็นกรดแรงกว่า CH 3COOH / CH 3COO - เป็นเบสแรงกว่า H 2O
ถ้าค่า K > 1 สมดุลเลื่อนไปข้างหน้า(สารผลิตภัณฑ์มากกว่าสารตั้งต้น)
K < 1 สมดุลเลื่อนย้อนกลับ(สารผลิตภัณฑ์น้อยกว่าสารตั้งต้น)
K = 1 ไปข้างหน้าเท่ากับย้อนกลับ (สารผลิตภัณฑ์=สารตั้งต้น) ความแรงทั้ง 2 ข้างเท่ากัน
อะตอมและตารางธาตุ
อะตอมและตารางธาตุ
บทเรียนที่ 1 แบบจำลองอะตอมของดอลตัน
โมเลกุลของสารมีขนาดเล็กมาก ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าและโมเลกุลของก๊าซบางชนิด เช่น ก๊าซไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน ก็ประกอบด้วย 2 อะตอม แสดงว่าอะตอมน่าจะมีขนาดเล็กกว่าโมเลกุล การที่จะศึกษาว่าอะตอมมีลักษณะอย่างไร ภายในอะตอมมีอนุภาคใดเป็นองค์ประกอบและอนุภาคเหล่านั้นมีสมบัติเป็นอย่างไรจึงเป็นเรื่องที่ทำได้จึงเป็นเรื่องที่ทำได้ยากแต่นักวิทยาศาสตร์ก็ใช้วิธีการต่างๆ เพื่อศึกษาหาคำตอบในเรื่องดังกล่าว ในบทนี้นักเรียนจะได้ศึกษาว่านักวิทยาศาสตร์ใช้วิธีการใด เพื่อให้ได้ข้อมูลเกี่ยวกับอะตอม และจากข้อมูลนั้นใช้อธิบายโครงสร้างอะตอมได้อย่างไร รวมถึงการนำความรู้เรื่องโครงสร้างอะตอมไปใช้อธิบายปรากฏการณ์บางอย่างที่เกิดขึ้นได้
อะตอมมาจากภาษากรีกว่า “atomos” ซึ่งแปลว่า “แบ่งแยกอีกไม่ได้” หมายความว่า อะตอม คือ หน่วยย่อยที่เล็กที่สุดซึ่งไม่สามารถแบ่งให้เล็กลงไปได้อีก แนวความคิดดังกล่าวนี้ได้จากนักปราชญ์ชาวกรีก ชื่อ ดิโมคริตุส(Demokritos)
เนื่องจากอะตอมมีขนาดเล็กมากจึงยังไม่เคยมีใครมองเห็นด้วยตาเปล่า แม้แต่ใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ก็ยังไม่สามารถมองเห็นอะตอมได้ จนในปัจจุบันได้มีการพัฒนากล้องจุลทรรศน์สนามไอออนที่มีกำลังขยายสูงถึง 750,000 เท่าจึงสามารถถ่ายภาพปลายเข็มของธาตุรีเนียม (Rhenium) ซึ่งเชื่อกันว่าเป็นภาพของอะตอมได้ แม้ว่าจะถ่ายภาพที่เชื่อว่าเป็นอะตอมได้ แต่จากภาพถ่ายดังกล่าวก็ยังไม่สามารถบอกรายละเอียดภายในอะตอมได้
การที่อะตอมมีขนาดเล็กมากจนไม่สามารถมองเห็นได้ การศึกษาเกี่ยวกับอะตอมจึงใช้วิธีการสันนิษฐาน โดยใช้ข้อมูลต่าง ๆ ที่ได้จากการทดลอง นำมาสร้างมโนภาพหรือแบบจำลองของอะตอมขึ้นมา แบบจำลองอะตอมมีหลายแบบ แต่ละแบบได้ถูกกำหนดขึ้นมาโดยอาศัยการทดลองเป็นหลัก ในขั้นแรกมีข้อมูลเกี่ยวกับอะตอมจำนวนน้อย ลักษณะของแบบจำลองอะตอมก็เป็นอย่างหนึ่ง เมื่อมีข้อมูลเพิ่มขึ้นจนแบบจำลองนั้นไม่สามารถอธิบายข้อมูลที่ได้จากการศึกษาใหม่ ๆ ก็จำเป็นต้องมีการแก้ไขแบบจำลองอะตอม ดังนั้นแบบจำลองอะตอมจึงได้มีการพัฒนาและเปลี่ยนแปลงไปได้เรื่อย ๆ แม้กระทั่งในปัจจุบัน
แบบจำลองคือ มโนภาพที่สร้างขึ้นโดยอาศัยข้อมูลที่ได้จากการทดลอง แบบจำลองทางวิทยาศาสตร์ เป็นมโนภาพที่นักวิทยาศาสตร์สร้างขึ้น เพื่อบอกลักษณะของสิ่งที่มองไม่เห็น เช่น อะตอม นอกจากนี้แบบจำลองยังใช้เป็นคำอธิบายสิ่งหนึ่งสิ่งใดก็ได้แบบจำลองสามารถเปลี่ยนแปลงได้เมื่อข้อมูลจากการทดลองเปลี่ยนแปลงไป
บทเรียนที่ 2 แบบจำลองอะตอมของดอลตัน
แบบจำลองอะตอมของดอลตัน
จากการที่ไม่มีผู้ใดเห็นลักษณะอะตอมด้วยตาเปล่า John Dalton นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ได้เสนอแนวคิดเกี่ยวกับอะตอมที่เรียกว่าทฤษฎีอะตอม ในปี ค.ศ. 1803(พ.ศ.2346) มีใจความสำคัญว่า
1. สสารทุกชนิดประกอบด้วยอนุภาคที่เล็กที่สุด ซึ่งไม่สามารถแบ่งแยกต่อไปได้อีก เรียกว่าatom
2. อะตอมของธาตุชนิดเดียวกัน ย่อมมีสมบัติเหมือนกันทุกประการ(เช่นมีมวลเท่ากัน) และมีสมบัติแตกต่างจากอะตอมของธาตุอื่น
3. ไม่สามารถทำให้อะตอมสูญหายหรือเกิดใหม่ได้ (กฎทรงมวล)
4. สารประกอบเกิดจากการรวมตัวทางเคมีระหว่างอะตอมของธาตุตั้งแต่สองชนิดขึ้นไป และจำนวนอะตอมของธาตุที่รวมตัวกันจะเป็นอัตราส่วนตัวเลขลงตัวน้อยๆ (กฎสัดส่วนคงที่)
Dalton เสนอมโนภาพของแบบจำลองอะตอมว่า อะตอมมีลักษณะทรงกลมตัน มีขนาดเล็กมาก และไม่สามารถแบ่งแยกได้อีก จากแนวคิดของดอลตันที่ว่า อะตอมเป็นหน่วยที่เล็กที่สุดซึ่งแบ่งแยกไม่ได้ ทำให้ได้แบบจำลองอะตอมของดอลตันเป็น “ทรงกลมที่มีขนาดเล็กที่สุด ซึ่งแบ่งแยกไม่ได้”
แบบจำลองอะตอมของดอลตันใช้อธิบายเกี่ยวกับกฏทรงมวลสารสัมพันธ์ได้ จึงเป็นที่ยอมรับกันในสมัยนั้น และทำให้นักวิทยาศาสตร์เริ่มหันมาสนใจศึกษาเกี่ยวกับอะตอมมากขึ้น ต่อมาเมื่อการศึกษาได้พัฒนามากขึ้น พบข้อมูลเกี่ยวกับอะตอมมากขึ้น ข้อมูลใหม่ ๆ เหล่านี้บางประการก็ไม่สอดคล้องกับแนวความคิดของดอลตัน เช่น พบว่าอะตอมไม่ใช่หน่วยที่เล็กที่สุด อะตอมยังสมารถมีอนุภาคย่อย ๆ ลงไปได้อีกก อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันก็อาจไม่จำเป็นต้องมีสมบัติต่าง ๆ เหมือนกันทุกประการ เช่น มีมวลต่างกันได้ (คือไอโซโทป ซึ่งจะได้กล่าวในรายละเอียดต่อไป ) นอกจากนี้ข้อมูลบางเรื่องก็ไม่สามารถอธิบายได้โดยแนวความคิดของดอลตัน เช่น ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในหลอดรังสีแคโทด นักวิทยาศาสตร์คนต่อ ๆ มาจึงได้พยายามเสนอแบบจำลองอะตอมชนิดใหม่
เมื่อนักวิทยาศาสตร์ได้ทำการทดลองค้นคว้าได้ข้อมูลเกี่ยวกับอะตอมมากขึ้น พบว่าแบบจำลองของ dalton ไม่สามารถอธิบายได้ เช่น
1. ทำไมอะตอมของธาตุต่างกันจึงมีมวลต่างกัน
2. อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันอาจมีสมบัติต่างกันได้ (เช่น ไฮโดรเจนมี 3 ไอโซโทป1H,2H และ3H เป็นธาตุชนิดเดียวกัน แต่มีมวลต่างกัน)
3. ทำไมธาตุจึงมีความว่องไวในการเกิดปฏิกิริยาต่างกัน
4. ทำไมธาตุหนึ่งๆทำปฏิกิริยาได้เฉพาะบางธาตุ
5. อะตอมทำให้เกิดขึ้นใหม่หรือเปลี่ยนไปเป็นอะตอมของธาตุอื่นได้ หรือสามารถสังเคราะห์อะตอมของธาตุใหม่ได้โดยอาศัยปฏิกิริยานิวเคลียร์
ด้วยสาเหตุดังกล่าวจึงทำให้มีผู้ศึกษาค้นคว้าแบบจำลองอะตอมใหม่เพื่ออธิบายสิ่งที่เกิดขึ้น
บทเรียนที่ 3 แบบจำลองอะตอมของทอมสัน(1)
การทดลองของทอมสันเกี่ยวกับหลอดรังสีแคโทด
เซอร์โจเซฟ จอห์น ทอมสัน (Sir Loseph John Thomson) ได้ทำการทดลองเกี่ยวกับการนำไฟฟ้าของก๊าซในหลอดรังสีแคโทดและ นอกจากนี้ยังมีนักวิทยาศาสตร์อื่น ๆ ที่สนใจเกี่ยวกับเรื่องนี้ เช่น ยูจีน โกลด์สไตน์ (Eugene Goldstein) และวิลเฮล์ม วีน (Wilhelm Wein) ซึ่งได้ทำการทดลองเกี่ยวหลอดรังสีแคโทด
โดยทอมสัน ได้ ดัดแปลงลักษณะของหลอดรังสีแคโทดจากเดิมเล็กน้อย เช่นมีการเติมฉากเรืองแสงไว้ในหลอดรังสีด้วย ดังในรูป และทอมสันได้นำผลการทดลองในลักษณะต่าง ๆ มาสรุปเกี่ยวกับแบบจำลองอะตอม โดยทำเป็นขั้น ๆ ดังนี้
1.บรรจุก๊าซชนิดหนึ่งในหลอดรังสีแคโทดที่ภายในมีขั้วไฟฟ้าแอโนด และแคโทดต่ออยู่กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง ศักย์สูงที่ขั้วแอโนดเจาะรูเล็ก ๆ ตรงกลาง และปลายด้านหนึ่งของหลอดรังสีมีฉากเรืองแสง ก. ทำด้วย ZnS วางไว้ นำหลอดรังสีนี้ต่อเข้ากับเครื่องสูบสูญญากาศ
ในตอนแรกความดันในหลอดแก้วมีมาก จะยังไม่เห็นการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ที่ฉากเรืองแสง แม้ว่าจะใช้ศักย์ไฟฟ้าสูง ๆเมื่อลดความดันในหลอดแก้วให้ต่ำลงมาก ๆ จนเกือบเป็นสุญญากาศ จะพบว่ามีจุดเรืองแสง หรือมีจุดสว่างบนฉากเรืองแสง ก.
เนื่องจาก ZnS มีสมบัติพิเศษคือ ถ้าอนุภาคมีประจุมากระทบจะทำให้เกิดการเรืองแสงขึ้น ดังนั้นจากผลการทดลองทำให้ ทอมสันตั้งสมมติฐานว่า
จะต้องมีรังสีชนิดหนึ่งซึ่งมีประจุไฟฟ้าพุ่งเป็นเส้นตรงจากขั้วแคโทดมายังฉากเรืองแสง ก. ซึ่งรังสีนี้อาจจะเกิดจากก๊าซที่มีอยู่ในหลอดแก้วนั้น หรืออาจจะเกิดจากโลหะที่ทำขั้วไฟฟ้าก็ได้ ซึ่งทอมสันยังไม่ทราบ
รวมทั้งยังไม่ทราบว่ารังสีที่พุ่งออกมานั้นมีประจุเป็นอย่างไร แต่ี้ทอมสันได้คาดว่าอะตอมคงจะไม่ใช่เป็นทรงกลมตันดังแบบจำลองของดอลตันแน่ แต่จะต้องมีอนุภาคเล็ก ๆ ที่มีประจุเป็นองค์ประกอบด้วย
การทดลองเพื่อทดสอบอนุภาคที่เกิดขึ้น
ในการทดสอบว่าประจุไฟฟ้าที่มากระทบฉากเรืองแสง ก. เป็นประจุบวกหรือลบ ทอมสันจึงได้ทดลองต่อไปโดยใช้สนามไฟฟ้าเข้าช่วย โดยยึดหลักที่ว่า อนุภาคที่มีประจุจะต้องเกิดการเบี่ยงเบนในสนามไฟฟ้าถ้าอนุภาคนั้นมีประจุบวกจะเบี่ยงเบนเข้าหาขั้วลบของสนามไฟฟ้าและถ้ามีประจุลบจะเบี่ยงเบนเข้าหาขั้วบวกทั้งนี้ศึกษาการเบี่ยงเบนได้จากฉากเรืองแสง
เมื่อเพิ่มขั้วไฟฟ้าเข้าไป 2 ขั้ว โดยให้ขั้วไฟฟ้าทั้งสอง มีสนามไฟฟ้าตั้งฉากกับทิศทางของรังสีดังในรูป
จากการทดลองพบว่า
- จุดสว่างบนฉากเรืองแสง ก. เบนไปจากตำแหน่งเดิม คือ เบี่ยงเบนขึ้นสู่ด้านบนซึ่งถ้าลากเส้นจากขั้วไฟฟ้าจะเห็นว่ารังสีนั้นเบี่ยงเบนเข้าหาขั้วบวกของสนามไฟฟ้า
แสดงว่ารังสีจะต้องประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุลบเนื่องจากรังสีนี้เคลื่อนที่ออกมาจากขั้วแคโทดซึ่งเป็นขั้วลบ จึงเรียกรังสีนี้ว่า รังสีแคโทดและเรียกหลอดแก้วที่ใช้ในการทดลองว่า หลอดรังสีแคโทด
ข้อสรุปที่ทอมสันได้
- ทอมสันได้ตั้งสมมติฐานขึ้นว่าอะตอมประกอบด้วยอนุภาคเล็กๆ ที่ส่วนหนึ่งมีประจุลบ
แต่มีประเด็นที่ต้องศึกษาเพิ่มอีก 2 ประเด็นคือ
ประเด็นที่ 1 อนุภาคที่มีประจุลบเหล่านี้ เกิดจากก๊าซในหลอดรังสี หรือเกิดจากขั้วไฟฟ้า
ประเด็นที่ 2 รังสีแคโทดนี้จะเหมือนกันหรือไม่จะประกอบด้วยอนุภาคชนิดเดียวกันหรือไม่ถ้าใช้ก๊าซต่างชนิดกันจะมีลักษณะเหมือนหรือต่างกันอย่างไร
ผลการศึกษาเพิ่มเติมของทอมสัน
ทอมสันศึกษาสมบัติของรังสีแคโทดโดยหาอัตราส่วนระหว่างประจุต่อมวลของรังสีนั้นทั้งนี้อาศัยหลักที่ว่านอกจากรังสีแคโทดจะเบี่ยงเบนได้ในสนามไฟฟ้าแล้ว ยังสามารถเบี่ยงเบนได้ในสนามแม่เหล็กด้วย
ในตอนแรกทอมสันได้ทดลอง
- เปลี่ยนก๊าซชนิดต่าง ๆ ในหลอดรังสีแคโทดแล้วทดลองในทำนองเดียวกัน ปรากฏผลการทดลองได้ผลเหมือนเดิม
-เปลี่ยนชนิดของขั้วไฟฟ้าที่ใช้ทำแคโทดก็ยังคงพบว่าได้ผลการทดลองเหมือนเดิม
(คือจะมีรังสีที่ประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุลบพุ่งมาที่ฉากเรืองแสง ก. และรังสีเกิดการเบี่ยงเบนเข้าหาขั้วบวกของสนามไฟฟ้า จึงทำให้ไม่สามารถจะพิสูจน์ว่าอนุภาคที่มีประจุลบนั้นเป็นอนุภาคชนิดเดียวกันหรือไม่)
ดังนั้นทอมสันจึงได้ทำการทดลองต่อโดยนำหลอดรังสีวางไว้ในสนามแม่เหล็ก ทั้งนี้ในทิศทางของสนามแม่เหล็กตั้งฉากกับสนามไฟฟ้าดังรูป ในช่วงแรกที่ใส่สนามแม่เหล็กเข้าไป จุดสว่างบนฉากเรืองแสง ก. จะเบี่ยงเบนขึ้นด้านบน เมื่อใส่สนามแม่เหล็กเข้าไป และเพิ่มอำนาจสนามแม่เหล็กทีละน้อยจะพบว่าจุดสว่างบนฉากเรืองแสง ก. ค่อย ๆ มีการเบี่ยงเบนน้อยลง คือ จุดเรืองแสงค่อย ๆ กลับมาสู่ตำแหน่งเดิมของตอนที่ไม่มีสนามไฟฟ้า แสดงว่าในขณะนี้ความแรงของสนามไฟฟ้ามีค่าเท่ากับความแรงของสนามแม่เหล็ก จุดสว่างบนฉากเรืองแสงจึงไม่มีการเบี่ยงเบน
เมื่อนำความแรงเนื่องจากสนามไฟฟ้า และความแรงเนื่องจากสนามแม่เหล็กที่กระทำต่ออนุภาคลบมาคำนวณอัตราส่วนของประจุต่อมวล (e/m) ของอนุภาคลบนั้น ปรากฏว่าได้ค่าคงที่เท่ากันทุกครั้ง ไม่ว่าทอมสันจะใช้ก๊าซชนิดใด หรือไม่ว่าจะใช้โลหะใดเป็นแคโทดคือได้
e/m= 1.7 X 108 คูลอมบ์/กรัม
จากผลการทดลองและผลการคำนวณ ทำให้ทอมสันสรุปว่า
“อนุภาคลบในรังสีแคโทดจะต้องมีลักษณะเหมือนกัน และอะตอมทุกชนิดย่อมจะมีอนุภาคที่มีประจุลบเป็นองค์ประกอบเหมือนกัน และเรียกอนุภาคลบนี้ว่าอิเล็กตรอน”
เมื่อทดลองถึงตอนนี้ทำให้ทอมสันสรุปได้ว่า อะตอมไม่ใช่สิ่งที่เล็กที่สุด อะตอมของธาตุทุกชนิดจะต้องประกอบด้วยอิเล็กตรอนและอนุภาคอื่น ๆ ซึ่งในขณะนั้นยังไม่ทราบ
นาฬิกาอัจฉริยะ
นาฬิกาอัจริยะ
Gadget ล่าสุดที่จะมาสู่ข้อมือคุณเร็วๆ นี้อย่างแน่นอน ได้แก่ Smart watch* หรือนาฬิกาอัจฉริยะ 1 ใน 10 Breakthrough Technology ของปีนี้ ที่คัดสรรโดยนิตยสาร MIT Technology Review ในสาขาเทคโนโลยีเกี่ยวกับสารสนเทศหรือ IT และเทคโนโลยี Gadget ล่าสุดที่จะมาสู่ข้อมือคุณเร็วๆ นี้อย่างแน่นอน ได้แก่ smart watch หรือนาฬิกาอัจฉริยะ
Smart watch สามารถทำงานเหมือนโทรศัพท์สมาร์ทโฟนทุกอย่าง ไม่ว่าจะเป็นการเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ต เครือข่ายสังคมออนไลน์ เชื่อมต่อกับโทรศัพท์ นับว่าเป็น คอมพิวเตอร์แบบสวมใส่ได้ หรือ Wearable Computer ที่จะมาสู่การใช้งานจริงและชีวิตประจำวันของเราในที่สุด ต่อจากการเปิดตัว Google Glass โดยบริษัท Google เมื่อไม่นานมานี้ จึงมั่นใจได้ว่า เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์สวมใส่นี้จะมาแรงอย่างแน่นอนในปีนี้ และเชื่อว่ามันจะเป็นเทรนด์ใหม่ล่าสุดที่จะเป็นกระแสใหม่ของเด็กยุค Generation M ทุกวันนี้อย่างแน่นอน
ปัจจุบันนาฬิกาอัจฉริยะหรือ Smart watch มีวางจำหน่ายแล้วหลายรุ่น หลายยี่ห้อ แต่หนึ่งในนั้นต้องมี Pebble smart watch ซึ่งรับความนิยมอย่างแพร่หลายในกลุ่มนักนิยม gadget ตัวยง ความจริงแนวคิดเริ่มต้นของ Pebble เริ่มมาจากเมื่อ 5 ปีที่แล้ว นักศึกษาด้านการออกแบบผลิตภัณฑ์ที่ Delft University of Technology ประเทศเนเธอร์แลนด์ เขาอยากใช้โทรศัพท์มือถือระหว่างการขี่จักรยาน แต่ยังไม่มีอุปกรณ์ gadget ใดๆ ที่ทำได้ จึงกลับไปออกแบบต้นแบบในหอพักของตน หลังจากนั้นจึงจัดตั้งเป็นบริษัทของตนและได้รับการสนับสนุนด้านเงินลงทุนผ่านเว็บไซต์ kickstarter ซึ่งตอนนั้นในปีที่แล้วเขาต้องการเงินลงทุนเพียง 100,000 เหรียญดอลลาร์สหรัฐ หรือประมาณ 3 ล้านบาทเท่านั้นเอง แต่เขาได้รับความสนใจและเงินลงทุนอย่างมากมายท่วมท้นถึง 10 ล้านเหรียญดอลลาร์สหรัฐ หรือเกือบ 300 ล้านบาท นับว่าเป็นเงินลงทุนผ่านทางเว็บไซต์ Kickstarter ที่มากที่สุดนับตั้งแต่ก่อตั้งเว็บไวต์มา
Kickstarter : Pebble Smartwatch
CUSTOMIZE YOUR PERFECT WATCH. IT’S AS EASY AS DOWNLOADING AN APP.
CUSTOMIZE YOUR PERFECT WATCH. IT’S AS EASY AS DOWNLOADING AN APP.
จากการดีไซน์ที่เรียบง่าย โดยใช้หน้าจอแบบขาว-ดำ ที่ใช้เทคโนโลยี E-paper ซึ่งช่วยทำให้สามารถดูข้อมูลบนจอนาฬิกาได้แม้ในแสงแดดจ้า และช่วยประหยัดพลังงานแบตเตอรี่ ไม่ต้องมีการพักหรือปิดหน้าจอเลย และมันสามารถทำงานได้นานกว่าหนึ่งสัปดาห์โดยไม่ต้องชาร์จแบตเตอรี่เลย นอกจากนี้มันเชื่อมต่อกับโทรศัพท์มือถือทั้ง iPhone และ Android ด้วย Bluetooth ทำให้มันสามารถดาวน์โหลด App เช่น RunKeeper ซึ่งสามารถเก็บข้อมูลระหว่างการออกกำลังกายผ่านระบบจัดเก็บข้อมูลแบบคลาวด์
แต่อย่างไรก็ตาม Pebble พยายามรักษาฟังก์ชั่นการทำงานของนาฬิกาให้น้อยที่สุด เท่าที่จำเป็นเท่านั้น แต่มันก็มีเซ็นเซอร์วัดความเร่ง มีมอเตอร์สั่น และมีระบบติดตามตำแหน่งผ่านดาวเทียม หรือ GPS ทำให้เราสามารถใช้งานเป็นอุปกรณ์ติดตามตัว และช่วยนำทาง นอกจากนี้มันยังทำหน้าที่เป็นโทรศัพท์ smartphone แบบง่าย เช่น แสดงข้อความ SMS แสดงข้อความ notification ผ่าน Facebook หรือแม้แต่ใช้ควบคุมการเล่นเพลงผ่าน iPhone หรือ iPod
และที่สำคัญที่สุดด้วยราคาเพียง 150 เหรียญดอลลาร์ หรือประมาณ 4,500 บาท เท่านั้น มันจึงน่าสนใจเป็นอย่างยิ่ง แน่นอนค่ายยักษ์ใหญ่อย่าง Sony Samsung และแม้แต่ Apple เองก็กำลังขมักเขม้นกับการออก Smart watch เช่นกันเร็วๆ นี้เพื่อเกาะกระแส Wearable Computer ที่กำลังมาแรงอย่างแน่นอนในปีนี้ เตรียมเงินไว้ซื้อมาใส่ได้เลยครับ
วิเคราะห์
จากการพัฒนาเทคโนโลยีและนวัตกรรมต่างๆ ที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพทำให้ปัจจุบันนี้นาฬิกาที่เมื่อก่อนเราเคยมีกันไว้เพื่อใช้แค่ดูเวลา ดูวันที่ หรือจับเวลา ได้กลายมาเป็นอุปกรณ์ที่รวบรวมเอาฟังก์ชันการใช้งานต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นการดาวน์โหลด App, สามารถ chat, check in, post facebook, tweet, check e-mail และคุยโทรศัพท์ได้เหมือนสมาร์ทโฟน นับเป็นสินค้าที่กำลังเข้ามาเจาะตลาดผู้บริโภคในปัจจุบันที่เปิดรับข้อมูลข่าวสารโดยใช้สื่อดิจิตอลเป็นหลัก และนอกจากนี้สำหรับฟังก์ชันการใช้งานที่เหมือนกับสมาทโฟน ขนาดเท่ากับนาฬิการข้อมือปรกติ และยังสามารถช่วยประหยัดพลังงานแบตเตอรี่ สามารถเชื่อมต่อกับ iPhone และ Android smartphone ผ่าน Bluetooth สามารถบอกให้เรารู้ว่ามีโทรศัพท์เรียกเข้า อีเมลล์หรือ message ด้วยระบบสั่นเตือน และเราสามารถโต้ตอบกลับผ่านทางนาฬิกา โดยไม่ต้องหยิบโทรศัพท์ออกมา ให้วุ่นวาย เป็นการออกแบบที่ใช้แนวคิด แบบ minimalist และดูทันสมัย นำแฟชั่น ที่เข้ากับไลฟ์สไตล์ของคนในยุคนี้ จึงเป็นที่น่าจับตามองต่อไปว่าจะเป็นที่นิยมของผู้คนในยุคดิจิตอลได้มากน้อยแค่ไหน
จุดแข็ง (Strength):
ด้วยขนาดที่กะทัดรัดเหมือนนาฬิกาข้อมือปรกติจึงทำให้ smart watch สะดวกในการพกพา และที่สำคัญคือการที่สามารถประหยัดพลังงานแบตเตอรี่ได้มาก โดยมันสามารถทำงานได้นานกว่าหนึ่งสัปดาห์โดยไม่ต้องชาร์จแบตเตอรี่เลย จึงตอบโจทย์การดำเนินชีวิตของคนในยุคนี้ได้อย่างมาก เนื่องจากต้องเดินทางอยู่ตลอดเวลาและบางทีการหาที่ชาร์ตแบตเตอรี่อาจจะทำได้ไม่สะดวกนัก ซึ่งปัจจุบันมีการแก้ปัญหาโดยการพก power bank ติดตัวไปไหนมาไหนด้วยคู่กับสมาทโฟน แต่ถ้าหันมาใช้ smart watch เราก็ไม่จำเป็นต้องเพิ่มการพก power bank อีกต่อไปเพราะมันจะช่วยแก้ปัญหาในเรื่องนี้ และนอกจากนี้ smart watch ทำให้ผู้ใช้สามารถดัดแปลงสร้างสรรค์นาฬิกาได้ตามที่ผู้ใช้ต้องการ ทั้งหน้าตา และประโยชน์ใช้สอย ผู้ใช้สามารถปรับเปลี่ยนหน้าปัทม์นาฬิกาได้ตามที่ชอบ โดยการดาวน์โหลดหน้าปัทม์ผ่าน App โดยใช้อินเทอร์เน็ต
จุดอ่อน (Weakness):
การใช้งานฟังก์ชันต่างๆ ของ smart watch ยังต้องอาศัยการทำงานร่วมกับ smart phone ดังนั้นผู้ใช้งานจึงต้องมีการตรวจสอบดูว่า smart watch ที่เลือกใช้นั้นสามารถใช้ได้กับระบบปฏิบัติการของสมาทโฟนรุ่นที่เราใช้อยู่หรือไม่ จึงอาจจะทำให้เกิดปัญหาได้ว่าผู้ใช้อยากที่จะใช้ smart watch แต่ smart watch ดังกล่าวไม่สามารถใช้ได้กับสมาทโฟนที่มีอยู่ จึงอาจจะล้มเลิกความคิดที่จะใช้ smart watch ไปเพราะไม่อยากเปลี่ยนสมาทโฟนของตัวเอง
โอกาส (Opportunity):
เนื่องจากปัจจุบันอุตสาหกรรมทางเทคโนโลยีประเภทอุปกรณ์สวมใส่ (Gadget) กำลังขยายตัว และผู้บริโภคเองก็หันมาให้ความนิยมเทคโนโลยีที่มากับ Gadget ต่างๆ อย่างมาก จึงเป็นโอกาสที่ดีสำหรับผู้ผลิตอย่าง Pebble ที่จะพัฒนาและทำการตลาดสำหรับ smart watch เพื่อดึงดูดความสนใจของผู้บริโภคให้หันมาใช้ Pebble smart watch และในช่วงที่ค่ายอื่น เช่น Apple, Samsung, Google และ Sony กำลังจะหันมาจับตลาดด้านนี้ Pebble ควรใช้โอกาสนี้ในการสร้าง brand royalty และทำให้ผู้บริโภคยอมรับในคุณภาพของสินค้าของตนให้ได้มากที่สุด
อุปสรรค (Threat):
เนื่องจาก smart watch เป็นผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยี จะเห็นได้ว่าในปัจจุบันนี้การพัฒนาเทคโนโลยีเป็นไปอย่างรวดเร็วมากในราคาที่ถูกลง ดังนั้นเมื่อบริษัทค่ายยักษ์ใหญ่ต่างๆอย่าง Apple, Samsung, Google และ Sony หันมาจับตลาด gadget จึงเป็นไปได้ว่า Pebble อาจจะถูกแย่งส่วนแบ่งตลาดอย่างรวดเร็วถ้าสินค้าของบริษัทคู่แข่งดังกล่าวพัฒนาออกมาแล้วสามารถตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคได้มากกว่า อีกทั้งบริษัทยักษ์ใหญ่เหล่านี้ล้วนมีประสบการณ์ในด้านเทคโนโลยีที่ใช้บนสมาทโฟนมากกว่า
อ้างอิง
สมัครสมาชิก:
บทความ (Atom)