The electromagnetic spectrumสเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

IGCSE Physics · Edexcel 4PH1 & 4SD0 · free step-by-step lesson, every question with its answer and the reason behind itบทเรียนฟรีทีละขั้น ทุกข้อมีเฉลยและเหตุผลกำกับ

1. Warm-upวอร์มอัพ

White light is seven colours. Each colour is a wave.แสงสีขาวคือเจ็ดสี · แต่ละสีคือคลื่นหนึ่งชนิด

Each colour has its own wavelength. Red and violet are the two ends.แต่ละสีมีความยาวคลื่นของตัวเอง · สีแดงและสีม่วงคือสองปลาย

1. Which colour of light has the longer wavelength: red or violet?แสงสีไหนมีความยาวคลื่นมากกว่ากัน: สีแดงหรือสีม่วง
   Answer:เฉลย: red has the longer wavelengthสีแดงมีความยาวคลื่นมากกว่าRed is longest Guess first, then check the strip in this lesson.สีแดงยาวที่สุด ทายก่อน แล้วค่อยตรวจกับแถบในบทนี้
2. A wave has a frequency of 8 Hz and a wavelength of 1.5 m. Calculate its speed.คลื่นหนึ่งมีความถี่ 8 Hz และความยาวคลื่น 1.5 m · คำนวณอัตราเร็ว
   Answer:เฉลย: $v=f\lambda=8\times1.5=12$ m/s$v=f\lambda=8\times1.5=12$ m/sv = f × λ: $v=8\times1.5$   $=12\text{ m/s}$ You used this equation in the Wave properties lesson.v = f × λ: $v=8\times1.5$   $=12\text{ m/s}$ ใช้สมการนี้ในบทสมบัติของคลื่นมาแล้ว

2. One family, one speedครอบครัวเดียว อัตราเร็วเดียว

Every electromagnetic wave travels at $3\times10^{8}$ m/s in a vacuum.คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกชนิดเคลื่อนที่ด้วย $3\times10^{8}$ m/s ในสุญญากาศ

Very different waves, one speedคลื่นต่างกันมาก แต่เร็วเท่ากัน

In a vacuum, every electromagnetic wave travels at $3\times10^{8}$ m/s. We write this speed as $c$.ในสุญญากาศ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกชนิดเคลื่อนที่ด้วย $3\times10^{8}$ m/s · เราเขียนอัตราเร็วนี้ว่า $c$

1. A radio wave and a gamma ray both travel through a vacuum. Which statement is correct?คลื่นวิทยุและรังสีแกมมาเคลื่อนที่ผ่านสุญญากาศ · ข้อไหนถูก
   Answer:เฉลย: the same speed, $c=3\times10^{8}$ m/sอัตราเร็วเท่ากัน $c=3\times10^{8}$ m/sSame speed in a vacuum: $c=3\times10^{8}\text{ m/s}$อัตราเร็วเท่ากันในสุญญากาศ: $c=3\times10^{8}\text{ m/s}$
2. Visible light is one part of a larger family of waves. What is the family called?แสงที่มองเห็นเป็นส่วนหนึ่งของคลื่นกลุ่มใหญ่ · กลุ่มนี้เรียกว่าอะไร
   Answer:เฉลย: the electromagnetic spectrumสเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าContinuous: no gaps The bands run into each other. Light is a small slice.ต่อเนื่อง ไม่มีช่องว่าง แต่ละช่วงต่อกันไป แสงเป็นเพียงส่วนเล็กส่วนหนึ่ง
3. The Sun is $1.5\times10^{11}$ m from the Earth. Light travels at $3\times10^{8}$ m/s. Calculate the time light takes to reach the Earth.ดวงอาทิตย์อยู่ห่างโลก $1.5\times10^{11}$ m · แสงเคลื่อนที่ด้วย $3\times10^{8}$ m/s · คำนวณเวลาที่แสงใช้เดินทางถึงโลก
   Answer:เฉลย: $t=\dfrac{d}{v}=\dfrac{1.5\times10^{11}}{3\times10^{8}}=500$ s$t=\dfrac{d}{v}=\dfrac{1.5\times10^{11}}{3\times10^{8}}=500$ sDistance ÷ speed: $t=\dfrac{1.5\times10^{11}}{3\times10^{8}}$   $=500\text{ s}$ 500 s is about 8 minutes.ระยะทาง ÷ อัตราเร็ว: $t=\dfrac{1.5\times10^{11}}{3\times10^{8}}$   $=500\text{ s}$ 500 s คือประมาณ 8 นาที
4. State one thing that is the same for radio waves and gamma rays, and one thing that is different. (2 marks)บอกสิ่งที่เหมือนกันหนึ่งข้อ และสิ่งที่ต่างกันหนึ่งข้อ ระหว่างคลื่นวิทยุกับรังสีแกมมา · (2 คะแนน)
   Answer:เฉลย: same speed · radio has the longer wavelengthอัตราเร็วเท่ากัน · คลื่นวิทยุมีความยาวคลื่นยาวกว่าOne match, then one difference.หนึ่งข้อที่เหมือน แล้วหนึ่งข้อที่ต่าง

3. The orderลำดับ

From radio waves to gamma rays: shorter wavelength, higher frequency.จากคลื่นวิทยุถึงรังสีแกมมา: ความยาวคลื่นสั้นลง ความถี่สูงขึ้น

From radio waves to gamma raysจากคลื่นวิทยุถึงรังสีแกมมา

Along the strip, wavelength gets shorter and frequency gets higher. Visible light is a small part.ไปตามแถบ ความยาวคลื่นสั้นลงและความถี่สูงขึ้น · แสงที่มองเห็นเป็นส่วนเล็ก ๆ

1. Two bands are missing from the strip. Name band A and band B.แถบในรูปขาดไปสองแถบ · บอกชื่อแถบ A และแถบ B
   Answer:เฉลย: A is infrared and B is ultraviolet: each sits next to visible lightA คืออินฟราเรด B คืออัลตราไวโอเลต: แต่ละแถบอยู่ติดแสงที่มองเห็นNext to visible lightติดกับแสงที่มองเห็น
2. Which list is in order of increasing wavelength?ข้อไหนเรียงตามความยาวคลื่นที่เพิ่มขึ้น
   Answer:เฉลย: x-rays, ultraviolet, infrared, microwaves: shortest firstรังสีเอ็กซ์ อัลตราไวโอเลต อินฟราเรด ไมโครเวฟ: สั้นสุดก่อนShortest wavelength first Increasing wavelength is the strip read from right to left.ความยาวคลื่นสั้นสุดก่อน ความยาวคลื่นเพิ่มขึ้นคืออ่านแถบจากขวาไปซ้าย
3. Which statement about visible light is correct?ข้อไหนเกี่ยวกับแสงที่มองเห็นถูกต้อง
   Answer:เฉลย: it has a longer wavelength than x-raysมีความยาวคลื่นมากกว่ารังสีเอ็กซ์X-rays are shorterรังสีเอ็กซ์สั้นกว่า
4. Describe how the wavelength and the frequency of electromagnetic waves change from radio waves to gamma rays. (2 marks)บรรยายว่าความยาวคลื่นและความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเปลี่ยนไปอย่างไร จากคลื่นวิทยุไปถึงรังสีแกมมา · (2 คะแนน)
   Answer:เฉลย: wavelength decreases · frequency increasesความยาวคลื่นลดลง · ความถี่เพิ่มขึ้นSay what happens to each one.บอกว่าแต่ละค่าเปลี่ยนอย่างไร

4. c = f × λc = f × λ

Use $v=f\lambda$ with $v=3\times10^{8}$ m/s.ใช้ $v=f\lambda$ โดย $v=3\times10^{8}$ m/s

Change the unit first, then use $v=f\lambda$แปลงหน่วยก่อน แล้วใช้ $v=f\lambda$

For every electromagnetic wave in a vacuum, $v=3\times10^{8}$ m/s.สำหรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกชนิดในสุญญากาศ $v=3\times10^{8}$ m/s

1. A microwave oven uses microwaves of frequency 2.45 GHz. Microwaves travel at $3\times10^{8}$ m/s. Calculate the wavelength.เตาไมโครเวฟใช้ไมโครเวฟความถี่ 2.45 GHz · ไมโครเวฟเคลื่อนที่ด้วย $3\times10^{8}$ m/s · คำนวณความยาวคลื่น
   Answer:เฉลย: $2.45$ GHz $=2.45\times10^{9}$ Hz, $\lambda=\dfrac{3\times10^{8}}{2.45\times10^{9}}=0.122$ m$2.45$ GHz $=2.45\times10^{9}$ Hz · $\lambda=\dfrac{3\times10^{8}}{2.45\times10^{9}}=0.122$ mGHz → Hz, then divide: $f=2.45\times10^{9}\text{ Hz}$   $\lambda=\dfrac{3\times10^{8}}{2.45\times10^{9}}$   $=0.122\text{ m}$GHz → Hz แล้วหาร: $f=2.45\times10^{9}\text{ Hz}$   $\lambda=\dfrac{3\times10^{8}}{2.45\times10^{9}}$   $=0.122\text{ m}$
2. Green light has a wavelength of 500 nm. Light travels at $3\times10^{8}$ m/s. Calculate its frequency.แสงสีเขียวมีความยาวคลื่น 500 nm · แสงเคลื่อนที่ด้วย $3\times10^{8}$ m/s · คำนวณความถี่
   Answer:เฉลย: $500$ nm $=5\times10^{-7}$ m, $f=\dfrac{3\times10^{8}}{5\times10^{-7}}=6\times10^{14}$ Hz$500$ nm $=5\times10^{-7}$ m · $f=\dfrac{3\times10^{8}}{5\times10^{-7}}=6\times10^{14}$ Hznm → m, then divide: $\lambda=500\times10^{-9}$   $=5\times10^{-7}\text{ m}$   $f=\dfrac{3\times10^{8}}{5\times10^{-7}}$   $=6\times10^{14}\text{ Hz}$nm → m แล้วหาร: $\lambda=500\times10^{-9}$   $=5\times10^{-7}\text{ m}$   $f=\dfrac{3\times10^{8}}{5\times10^{-7}}$   $=6\times10^{14}\text{ Hz}$
3. A long wave radio station has a frequency of 150 kHz. Radio waves travel at $3\times10^{8}$ m/s. Calculate the wavelength.สถานีวิทยุคลื่นยาวมีความถี่ 150 kHz · คลื่นวิทยุเคลื่อนที่ด้วย $3\times10^{8}$ m/s · คำนวณความยาวคลื่น
   Answer:เฉลย: $150$ kHz $=1.5\times10^{5}$ Hz, $\lambda=\dfrac{3\times10^{8}}{1.5\times10^{5}}=2000$ m$150$ kHz $=1.5\times10^{5}$ Hz · $\lambda=\dfrac{3\times10^{8}}{1.5\times10^{5}}=2000$ mkHz → Hz, then divide: $f=1.5\times10^{5}\text{ Hz}$   $\lambda=\dfrac{3\times10^{8}}{1.5\times10^{5}}$   $=2000\text{ m}$ A low frequency gives a very long wavelength.kHz → Hz แล้วหาร: $f=1.5\times10^{5}\text{ Hz}$   $\lambda=\dfrac{3\times10^{8}}{1.5\times10^{5}}$   $=2000\text{ m}$ ความถี่ต่ำให้ความยาวคลื่นยาวมาก
4. Gamma rays have a much higher frequency than radio waves. Both travel at $c$. What does this tell you about their wavelengths?รังสีแกมมามีความถี่สูงกว่าคลื่นวิทยุมาก · ทั้งสองเคลื่อนที่ด้วย $c$ · บอกอะไรเกี่ยวกับความยาวคลื่นของทั้งสอง
   Answer:เฉลย: shorter: $\lambda=\dfrac{c}{f}$ falls as $f$ risesสั้นกว่า: $\lambda=\dfrac{c}{f}$ ลดลงเมื่อ $f$ เพิ่มSame c, so λ falls: $\lambda=\dfrac{c}{f}$c เท่าเดิม λ จึงลดลง: $\lambda=\dfrac{c}{f}$

5. Usesการใช้งาน

Match each wave to a job.จับคู่คลื่นแต่ละชนิดกับงานของมัน

Which wave for which jobคลื่นไหนใช้ทำงานอะไร

Each use comes from what that wave does. Learn the table.แต่ละการใช้มาจากสิ่งที่คลื่นนั้นทำได้ · จำตารางนี้

1. A hospital needs to sterilise surgical equipment. Which wave does it use?โรงพยาบาลต้องการฆ่าเชื้ออุปกรณ์ผ่าตัด · ใช้คลื่นอะไร
   Answer:เฉลย: gamma raysรังสีแกมมาGamma: sterilisingแกมมา: ฆ่าเชื้อ
2. A night-vision camera sees people in the dark by the heat they give out. Which wave does it detect?กล้องมองกลางคืนมองเห็นคนในที่มืดจากความร้อนที่คนปล่อยออกมา · ตรวจจับคลื่นอะไร
   Answer:เฉลย: infraredอินฟราเรดInfrared: heatอินฟราเรด: ความร้อน
3. A doctor wants an image of a broken bone inside an arm. Which wave does she use?แพทย์ต้องการภาพกระดูกที่หักภายในแขน · ใช้คลื่นอะไร
   Answer:เฉลย: x-raysรังสีเอ็กซ์X-rays see insideเอ็กซ์เรย์มองเข้าไปข้างใน
4. State one use of microwaves and one use of gamma rays. (2 marks)บอกการใช้งานของไมโครเวฟหนึ่งอย่าง และของรังสีแกมมาหนึ่งอย่าง · (2 คะแนน)
   Answer:เฉลย: microwaves: cooking · gamma rays: sterilisingไมโครเวฟ: ทำอาหาร · รังสีแกมมา: ฆ่าเชื้อOne use for each wave. Name the wave with its use.การใช้หนึ่งอย่างต่อคลื่นหนึ่งชนิด · บอกคลื่นพร้อมการใช้

6. Dangersอันตราย

Too much exposure harms the body.รับคลื่นมากเกินไปเป็นอันตรายต่อร่างกาย

What too much exposure doesรับมากเกินไปแล้วเกิดอะไร

Learn one harm for each wave.จำอันตรายหนึ่งอย่างของคลื่นแต่ละชนิด

1. Infrared lamps harden paint on a car. Which is a harmful effect of too much infrared on a person?หลอดอินฟราเรดทำให้สีรถแห้งแข็ง · ข้อไหนเป็นอันตรายของอินฟราเรดมากเกินไปต่อคน
   Answer:เฉลย: skin burnsผิวไหม้Infrared: burnsอินฟราเรด: ไหม้
2. Too much time in strong sunshine can lead to skin cancer. Which wave in sunlight causes this?อยู่กลางแดดจัดนานเกินไปอาจทำให้เป็นมะเร็งผิวหนัง · คลื่นใดในแสงแดดเป็นสาเหตุ
   Answer:เฉลย: ultravioletอัลตราไวโอเลตUV damages surface cellsUV ทำลายเซลล์ผิว
3. Which two waves can mutate the cells in the body?คลื่นสองชนิดใดทำให้เซลล์ในร่างกายกลายพันธุ์ได้
   Answer:เฉลย: x-rays and gamma raysรังสีเอ็กซ์และรังสีแกมมาHighest frequencies They are at the short wavelength end of the strip.ความถี่สูงที่สุด อยู่ปลายความยาวคลื่นสั้นของแถบ
4. A microwave oven has a hole in its door. Explain why it should not be used. (2 marks)เตาไมโครเวฟมีรูที่ประตู · อธิบายว่าทำไมไม่ควรใช้ · (2 คะแนน)
   Answer:เฉลย: microwaves escape · they heat body tissueไมโครเวฟรั่วออกมา · ทำให้เนื้อเยื่อในร่างกายร้อนSay how they get out, then what they do to a person.บอกว่าออกมาได้อย่างไร แล้วบอกว่าทำอะไรกับคน

7. Exam formแบบข้อสอบจริง

Full questions, in the wording and mark pattern of a 4PH1 paper.ข้อเต็มในสำนวนและรูปแบบคะแนนของข้อสอบ 4PH1

Equation, substitution, answer with unitสมการ · แทนค่า · คำตอบพร้อมหน่วย

Change nm, MHz or GHz on the first line. That line is often a mark.แปลง nm MHz หรือ GHz ในบรรทัดแรก · บรรทัดนั้นมักได้คะแนน

1. Ultraviolet light from a lamp has a wavelength of 300 nm. Light travels at $3\times10^{8}$ m/s. Calculate its frequency. (2 marks)แสงอัลตราไวโอเลตจากหลอดไฟมีความยาวคลื่น 300 nm · แสงเคลื่อนที่ด้วย $3\times10^{8}$ m/s · คำนวณความถี่ · (2 คะแนน)
   Answer:เฉลย: $300$ nm $=3\times10^{-7}$ m, $f=\dfrac{3\times10^{8}}{3\times10^{-7}}=1\times10^{15}$ Hz$300$ nm $=3\times10^{-7}$ m · $f=\dfrac{3\times10^{8}}{3\times10^{-7}}=1\times10^{15}$ Hz2 marks: $\text{M1}\quad f=\dfrac{3\times10^{8}}{3\times10^{-7}}$   $\text{A1}\quad f=1\times10^{15}\text{ Hz}$ The nm line is inside the first mark.2 คะแนน: $\text{M1}\quad f=\dfrac{3\times10^{8}}{3\times10^{-7}}$   $\text{A1}\quad f=1\times10^{15}\text{ Hz}$ บรรทัดแปลง nm อยู่ในคะแนนแรก
2. Infrared lamps are 1.5 m from a car. Calculate the time infrared waves take to reach the car. [Speed = $3.0\times10^{8}$ m/s] (3 marks)หลอดอินฟราเรดอยู่ห่างจากรถ 1.5 m · คำนวณเวลาที่คลื่นอินฟราเรดจากหลอดใช้เดินทางถึงรถ [คลื่นอินฟราเรด อัตราเร็ว = $3.0\times10^{8}$ m/s] · (3 คะแนน)
   Answer:เฉลย: $t=\dfrac{d}{v}=\dfrac{1.5}{3.0\times10^{8}}=5\times10^{-9}$ s ($0.000\,000\,005$ s)$t=\dfrac{d}{v}=\dfrac{1.5}{3.0\times10^{8}}=5\times10^{-9}$ s ($0.000\,000\,005$ s)3 marks: $\text{M1}\quad 3.0\times10^{8}=\dfrac{1.5}{t}$   $\text{M1}\quad t=\dfrac{1.5}{3.0\times10^{8}}$   $\text{A1}\quad t=5\times10^{-9}\text{ s}$ Powers of ten matter. One slip there loses the last mark.3 คะแนน: $\text{M1}\quad 3.0\times10^{8}=\dfrac{1.5}{t}$   $\text{M1}\quad t=\dfrac{1.5}{3.0\times10^{8}}$   $\text{A1}\quad t=5\times10^{-9}\text{ s}$ เลขยกกำลังสิบสำคัญ · พลาดตรงนี้เสียคะแนนสุดท้าย
3. Give two differences between infrared waves and visible light waves. (2 marks)บอกความแตกต่างสองข้อระหว่างคลื่นอินฟราเรดกับแสงที่มองเห็น · (2 คะแนน)
   Answer:เฉลย: Infrared has a longer wavelength than visible light, and infrared has a lower frequency.อินฟราเรดมีความยาวคลื่นมากกว่าแสงที่มองเห็น และอินฟราเรดมีความถี่ต่ำกว่า2 marks: $\text{M1}\quad \lambda\text{ longer}$   $\text{M2}\quad f\text{ lower}$2 คะแนน: $\text{M1}\quad \lambda\text{ longer}$   $\text{M2}\quad f\text{ lower}$
4. A radiographer takes many x-ray images each day. Explain why the radiographer stands behind a screen when the x-rays are on. (3 marks)นักรังสีการแพทย์ถ่ายภาพเอ็กซ์เรย์หลายภาพในแต่ละวัน · อธิบายว่าทำไมต้องยืนหลังฉากกั้นขณะเปิดเครื่องเอ็กซ์เรย์ · (3 คะแนน)
   Answer:เฉลย: x-rays damage cells · cancer · many exposures build upเอ็กซ์เรย์ทำลายเซลล์ · มะเร็ง · รับซ้ำหลายครั้งสะสมWhat x-rays do, what that can cause, and why it matters here.เอ็กซ์เรย์ทำอะไร ทำให้เกิดอะไรได้ และทำไมจึงสำคัญตรงนี้

8. On your ownลองเอง

Six on paper. Change kHz, MHz, GHz and nm first, then equation, substitution, and answer with its unit.หกข้อบนกระดาษ · แปลง kHz MHz GHz และ nm ก่อน แล้วเขียนสมการ แทนค่า และคำตอบพร้อมหน่วย

1. A microwave has a frequency of 10 GHz. Radio and microwaves travel at $3\times10^{8}$ m/s. Calculate the wavelength.ไมโครเวฟมีความถี่ 10 GHz · คลื่นวิทยุและไมโครเวฟเคลื่อนที่ด้วย $3\times10^{8}$ m/s · คำนวณความยาวคลื่น
   Answer:เฉลย: 0.03 m$10$ GHz $=1\times10^{10}$ Hz, then $3\times10^{8}\div1\times10^{10}$.$10$ GHz $=1\times10^{10}$ Hz แล้ว $3\times10^{8}\div1\times10^{10}$
2. Red light has a wavelength of 650 nm. Calculate its frequency, to 2 significant figures.แสงสีแดงมีความยาวคลื่น 650 nm · คำนวณความถี่ ตอบเป็น 2 เลขนัยสำคัญ
   Answer:เฉลย: $4.6\times10^{14}$ Hz (4.615…)$650$ nm $=6.5\times10^{-7}$ m, then $3\times10^{8}\div6.5\times10^{-7}$.$650$ nm $=6.5\times10^{-7}$ m แล้ว $3\times10^{8}\div6.5\times10^{-7}$
3. Write these in order of increasing frequency: gamma rays, radio waves, visible light, microwaves.เรียงตามความถี่ที่เพิ่มขึ้น: รังสีแกมมา คลื่นวิทยุ แสงที่มองเห็น ไมโครเวฟ
   Answer:เฉลย: radio waves, microwaves, visible light, gamma raysRead the strip from the long wavelength end.อ่านแถบจากปลายความยาวคลื่นมาก
4. A satellite is $3.6\times10^{7}$ m above the Earth. A microwave signal goes up to it. Calculate the time the signal takes.ดาวเทียมอยู่สูงจากโลก $3.6\times10^{7}$ m · สัญญาณไมโครเวฟส่งขึ้นไปหามัน · คำนวณเวลาที่สัญญาณใช้
   Answer:เฉลย: 0.12 s$t=d\div v=3.6\times10^{7}\div3\times10^{8}$.$t=d\div v=3.6\times10^{7}\div3\times10^{8}$.
5. A radio wave has a wavelength of 2.5 m. Calculate its frequency in MHz.คลื่นวิทยุมีความยาวคลื่น 2.5 m · คำนวณความถี่ หน่วย MHz
   Answer:เฉลย: 120 MHz$f=3\times10^{8}\div2.5=1.2\times10^{8}$ Hz, then divide by $10^{6}$.$f=3\times10^{8}\div2.5=1.2\times10^{8}$ Hz แล้วหารด้วย $10^{6}$
6. Give one use and one harmful effect of ultraviolet, and one use and one harmful effect of gamma rays. (4 marks)บอกการใช้หนึ่งอย่างและอันตรายหนึ่งอย่างของอัลตราไวโอเลต และการใช้หนึ่งอย่างและอันตรายหนึ่งอย่างของรังสีแกมมา · (4 คะแนน)
   Answer:เฉลย: UV: fluorescent lamps; damages surface cells and eyes / skin cancer. Gamma: sterilising food or medical equipment; damages or mutates cells / cancerOne mark for each of the four statements.หนึ่งคะแนนต่อข้อความถูกแต่ละข้อ

All free lessonsบทเรียนฟรีทั้งหมด · Free maths libraryคลังเรียนฟรี