บทที่ 1

โลกและจักรวาล

1. บทนํา เอกภพ (Universe) เปนที่วางที่มีอาณาเขตกวางใหญไพศาลจนไมสามารถกําหนดขอบเขตได ในเอกภพประกอบไปดวยหลายๆ กลุมดาว หรือเรียกวา กาแลคซี่ (Galaxy) ภายในกาแลคซี่ประกอบไปดวยดวงดาวมากมายหลายรอยลานดวง ทั้งดาวฤกษ ดาวเคราะห ฝุน และกลุมเนบิวลา เชนเดียวกับกลุมดาวที่โลกเราเปนสมาชิกอยู ไดแก กาแลคซี่ทางชางเผือก (Milky Way) สาเหตุที่เราเรียกวากาแลคซี่ทางชางเผือก เนื่องจากเมื่อเรามองจากโลกไปยังกาแลคซี่ดังกลาวเราจะมองเห็นทองฟาเปนทางขาวคลายเมฆพาดยาวบนทองฟาในเวลากลางคืน ซึ่งนักวิทยาศาสตรคาดวาทางชางเผือกนี้มีดวงดาวอยูประมาณแสนลานดวง สําหรับระบบสุริยะจักรวาลของเราซึ่งเปนสวนหนึ่งของทางชางเผือก มีดวงอาทิตยเปนศูนยกลาง และมีดวงดาวตาง ๆ หรือที่เรียกอีกอยางวาเทหฟากฟา ดวงดาวทุกดวงจะมีความเกี่ยวพันกันอยูกับดวงดาวดวงหนึ่งโดยเฉพาะ เชน ดวงจันทรกับโลก โลกกับดวงอาทิตย เปนตน เทหฟากฟาที่ประกอบกันอยูในระบบสุริยะจักรวาล ไดแก ดาวเคราะห ดาวบริวาร ดาวเคราะหนอย ดาวหาง ดาวตก อุกกาบาต เปนตน 2. ระบบสุริยะจักรวาล (Solar System) กํานิดของระบบสุริยะจักรวาลสืบเนื่องมาจากการระเบิดของดวงดาวขนาดใหญ (Supernova Explosion) เปนสาเหตุทําใหเกิดการรวมตัวเปนกลุมกอนของฝุนและกาซ โดยการรวมตัวแบงออกเปน 2 สวน สวนในเปนการรวมตัวของฝุนและกาซ เมื่ออุณหภูมิลดลง แรงโนมถวงจะดึงดูดใหฝุนและกาซมีการอัดตัวกันแนน เกิดความรอนและปฏิกริยานิวเคลียรที่แกนของกาซไฮโดรเจนเปลี่ยนเปนกาซฮีเลียมและเกิดเปนพลังงานมหาศาล สวนนี้กลายเปนดวงอาทิตยของระบบสุริยะจักรวาล สวนฝุนและกาซสวนที่เหลือ เมื่อเย็นตัวลงจะกลายเปนดาวเคราะหหมุนรอบดวงอาทิตย ซึ่งดาวเคราะหเหลานี้ประกอบไปดวยของแข็ง เชน ดิน หิน และปกคลุมดวยกาซ สวนดาวเคราะหที่อยูหางจากดวงอาทิตยมากๆ จะเปนกลุมกอนกาซที่มีขนาดใหญมาก

ระบบสุริยะจักรวาลเปนระบบที่มีดวงอาทิตยเปนศูนยกลาง มีดาวพระเคราะห 9 ดวง และดวงจันทรมากกวา 48 ดวง นอกจากนั้นยังประกอบไปดวย ดาวเคราะหนอย ดาวหาง ดาวตก อุกกาบาต เปนบริวารโคจรรอบๆ ดวงอาทิตย สามารถแยกพิจารณาได ดังนี้

2

2.1 ดาวเคราะห (Planets) เปนดวงดาวที่ไมมีแสงสวางในตัวเอง แตแสงสวางที่เราเห็นเปนแสงสวางที่ สะทอนมาจากดวงอาทิตย ดาวเคราะหในระบบสุริยะจักรวาล ไดแก ดาวพุธ ดาวศุกร ดาวโลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัส ดาวเสาร ดาวยูเรนัส ดาวเนปจูน และดาวพลูโต

2.2 ดาวบริวาร (Satellites) ลักษณะคลายดวงจันทรที่เปนดาวบริวารของโลก ซึ่งในระบบสุริยะจักรวาล มีจํานวนมากกวา 30 ลานดวง

2.3 ดาวเคราะหนอย (Asteroids) เปนดาวเคราะหขนาดเล็กมีเสนผาศูนยกลางนอยกวา 800 กิโลเมตร เชน ดาวเคราะหนอยที่อยูระหวางที่วางของดาวอังคารและดาวพฤหัสบดี มีจํานวนดวงดาวประมาณ 1,800 ดวง ซึ่งเปนดวงดาวที่พบเปนสวนมาก รองลงมา ไดแก ดาวเคราะหนอยที่พบระหวางดวงอาทิตยและดาวพุธ

2.4 ดาวหาง (Comets) มีสวนหัวประกอบไปดวยน้ําแข็ง ฝุน และอนุภาคของแข็งตางๆ และมีกาซแข็ง เปนไอหอหุมใจกลางไว มีเสนผาศูนยกลางไมเกิน 100 ไมล เมื่อโคจรมาใกลดวงอาทิตย ความรอนจากดวงอาทิตยจะทําใหน้ําแข็งละลาย และฝุนกาซตางๆ ลดลง

2.5 ดาวตก (Meteorite) เปนเทหฟากฟาขนาดเล็กกระจัดกระจายอยูทั่วไปในระบบสุริยะจักรวาล สวนที่ เหลือตกลงมาสูพื้นโลกเราเรียกวา อุกกาบาต ดาวตกเรียกอีกอยางวาผีพุงใต เกิดเนื่องจากสะเก็ดดาวเคราะหดวงอื่นๆ ที่หลุดออกจากวงโคจรตามปกติ และเมื่อโคจรเขามาใกลแรงดึงดูดของโลก จึงดูสะเก็ดดาวตกใหตกผานชั้นบรรยากาศของโลกตกมายังโลก ระหวางเคลื่อนที่ผานชั้นบรรยากาศเขามายังโลกจะเกิดการเสียดสีเผาไหม ทําใหเมื่อมองดวยตาเปลาจะเห็นเปนแสงสวางลุกวาบบนทองฟา ที่เราเห็นเปนดาวตก หรือผีพุงใตนั่นเอง

2.6 อุกกาบาต (Meteorites) เปนดาวตกที่เกิดจากการเผาไหมไมหมดและตกลงมายังพื้นโลก ประกอบ ไปดวย เหล็ก นิเกิล เปนสวนใหญ โลกของเรามีอุกกาบาตตกลงมามากมาย แตหลุมอุกกาบาตที่มีขนาดใหญเทาที่พบอยูที่รัฐอริโซนา ประเทศสหรัฐอเมริกา มีความกวางประมาณ 4,660 ฟุต ลึกประมาณ 629 ฟุต เกิดจากการตกของอุกกาบาตที่มีขนาด 50,000 ตัน ที่ตกลงมายังโลก (รูปที่ 1)

รูปที่ 1 แสดงหลุมอุกกาบาตที่พบในรัฐอริโซนา ประเทศสหรัฐอเมริกา

ที่มา : Dale T. Hesser และคณะ , 1989.

3

รูปที่ 2 แสดงเอกภพ (Universe)

ศูนยกลางเอกภพ ระบบสุริยะจักรวาล (Solar system)

ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร

ดาวเนปจูน ดาวดาวพลูโต

ดวงอาทิตย

ดาวดาวศุกร ดาวพุธ ดาวอังคาร โลก

รูปที่ 3 และระบบสุริยะจักรวาล (Solar system)

4

3. ดวงอาทิตย (Sun) ดวงอาทิตยเปนกลุมกอนกาซ ที่อยูเปนศูนยกลางของระบบสุริยะจักรวาล ซึ่งอยูหางจากโลกเปนระยะทางประมาณ 93 ลานไมล และมีขนาดใหญกวาโลกมากกวา 1 ลานเทา มีขนาดเสนผาศูนยกลางยาวกวาโลก 100 เทา ดวงอาทิตยเปนดาวฤกษที่มีแสงสวางในตัวเอง ซึ่งเปนแหลงพลังงานที่สําคัญของโลก อุณหภูมิของดวงอาทิตยอยูระหวาง 5,500 - 6,100 องศาเซลเซียส พลังงานของดวงอาทิตยทั้งหมดเกิดจากกาซไฮโดรเจน โดยพลังงานดังกลาวเกิดจากปฏิกริยานิวเคลียรภายใตสภาพความกดดันสูงของดวงอาทิตย ทําใหอะตอมของไฮโดรเจนซึ่งมีอยูมากบนดวงอาทิตยทําปฏิกริยาเปลี่ยนเปนฮีเลียม ซึ่งจะสงผานพลังงานดังกลาวมาถึงโลกไดเพียง 1 ใน 200 ลานของพลังงานทั้งหมด นอกจากนั้นบนพื้นผิวของดวงอาทิตยยังเกิดปรากฏการณตางๆ เชน การเปลี่ยนแปลงของพลังงานความรอนบนดวงอาทิตยอันเนื่องมาจากจุดดับบนดวงอาทิตย (Sunspot) ซึ่งจะสงผลใหเกิดการแปรผันของพายุแมเหล็ก และพลังงานความรอน ทําใหอนุภาคโปรตรอนและอิเล็กตรอนหลุดจากพื้นผิวดวงอาทิตยสูหวงอวกาศ เรียกวา ลมสุริยะ (Solar Wind) และแสงเหนือและใต (Aurora) เปนปรากฏการณที่ขั้วโลกเหนือและใต การเกิดจุดดับบนดวงอาทิตย (Sunspot) บางครั้งเราสามารถมองเห็นไดดวยตาเปลา และจะเห็นไดชัดเจนเวลาดวงอาทิตยใกลตกดิน จุดดับของดวงอาทิตยจะอยูประมาณ 30 องศาเหนือ และ ใต จากเสนศูนยสูตร ที่เห็นเปนจุดสีดําบริเวณดวงอาทิตยเนื่องจากเปนจุดที่มีแสงสวางนอย มีอุณหภูมิประมาณ 4,500 องศาเซลเซียส ต่ํากวาบริเวณโดยรอบประมาณ 2,800 องศาเซลเซียส นักวิทยาศาสตรสันนิษฐานวากอนเกิดจุดดับบนดวงอาทิตยนั้น ไดรับอิทธิพลจากอํานาจแมเหล็กไฟฟาบริเวณพื้นผิวดวงอาทิตยมีการเปลี่ยนแปลง ทําใหอุณหภูมิบริเวณดังกลาวต่ํากวาบริเวณอื่นๆ และเกิดเปนจุดดับบนดวงอาทิตย สําหรับแสงเหนือและแสงใต เปนปรากฏการณที่เกิดบริเวณขั้วโลกเหนือ และขั้วโลกใต มีลักษณะเปนลําแสงที่มีวงโคง เปนมาน หรือ เปนแผน เกิดเหนือพื้นโลกประมาณ 100 - 300 กิโลเมตร ณ ระดับความสูงดังกลาวกาซตางๆ จะเกิดการแตกตัวเปนอนุภาคที่มีประจุไฟฟา และเมื่อถูกแสงอาทิตยจะเกิดปฏิกริยาที่ซับซอนทําใหมองเห็นแสงตกกระทบเปนแสงสีแดง สีเขียว หรือ สีขาว บริเวณขั้วโลกทั้งสองมีแนวที่เกิดแสงเหนือและแสงใตบอย เราเรียกวา "เขตออโรรา" (Aurora Zone) (รูปที่ 4)

รูปที่ 4 แสดงแสงเหนือ แสงใต บริเวณขั้วโลก

ที่มา : Robert W. Christopherson , 1995.

5

4. ดาวเคราะหในระบบสุริยะจักรวาล ระบบสุริยะจักรวาล มีดวงอาทิตยเปนดาวฤกษที่มีแสงสวางในตัวเองเปนศูนยกลาง และประกอบไปดวยดาวเคราะหที่ไมมีแสงสวางในตัวเองเปนดาวบริวารจํานวน 9 ดวง ดังนี้ (ตารางที่ 1) ตารางที่ 1 แสดงรายละเอียดบางประการของดาวเคราะหในระบบสุริยะจักรวาล ชื่อ ระยะหางจาก ขนาดเสนผา จํานวน ระยะเวลาใน ระยะเวลาใน แกนเอียง ดาว ดวงอาทิตย ศูนยกลาง ดวงจันทร 1 วัน 1 ป เคราะห (ลานไมล) (ไมล) (ดวง) (ชั่วโมง) (เทียบกับโลก) (องศา) พุธ 36 3,030 0 1,408 0.24 0 ศุกร 67 7,518 0 5,832 0.62 177 โลก 93 7,923 1 24 1 23.5 อังคาร 142 4,219 2 24.6 1.9 25 พฤหัส 483 88,012 16 9.8 12 3.1 เสาร 886 74,500 17 10.2 29 26.7 ยูเรนัส 1,782 31,550 15 16.8 84 98 เนปจูน 2,793 30,190 2 17.8 165 30 พลูโต 3,670 1,860 1 153 248 118 ที่มา : ทรงวุฒิ สุธาอรรถ ,2543.

6

4.1 ดาวพุธ (Mercury) เปนดาวเคราะหที่อยูใกลกับดวงอาทิตยมากที่สุด สังเกตเห็นดวยตาเปลาไดตอนใกลค่ําและ

ชวงรุงเชา ดาวพุธไมมีดวงจันทรเปนดาวบริวาร ดาวพุธหมุนรอบตัวเองจากทิศตะวันตกไปยังทิศตะวันออกกินเวลา ประมาณ 58 - 59 วัน และโคจรรอบดวงอาทิตย 1 รอบ ใชเวลา 88 วัน

4.2 ดาวศุกร (Venus) สังเกตเห็นไดดวยตาเปลา โดยสามารถมองเห็นไดทางขอบฟาดานทิศตะวันตกในเวลาใกลค่ํา

เราเรียกวาดาว "ประจําเมือง" (Evening Star) สวนชวงเชามืดปรากฏใหเห็นทางขอบฟาดานทิศตะวันออกเรียกวา "ดาวรุง" (Morning Star) เรามักสังเกตเห็นดาวศุกรมีแสงสองสวางมากเนื่องจาก ดาวศุกรมีชั้นบรรยากาศที่ประกอบไปดวยกาซคารบอนไดออกไซด มีผลทําใหอุณหภูมิพื้นผิวสูงขึ้น ดาวศุกรหมุนรอบตัวเองจากทิศตะวันออกไปยังทิศตะวันตก ไมมีดวงจันทรเปนดาวบริวาร

4.3 ดาวโลก (Earth) โลกเปนดาวเคราะหดวงเดียวที่มีส่ิงมีชีวิตอาศัยอยู เนื่องจากมีชั้นบรรยากาศและมีระยะหาง

จากดวงอาทิตยที่เหมาะสมตอการเจริญเติบโตและการดํารงชีวิตของสิ่งมีชีวิต นักดาราศาสตรอธิบายเกี่ยวกับการเกิดโลกวา โลกเกิดจากการรวมตัวของกลุมกาซ และมีการเคลื่อนทีสลับซับซอนมาก โดยเราจะไดศึกษาในรายละเอียดตอไป

4.4 ดาวอังคาร (Mars) อยูหางจากโลกของเราเพียง 35 ลานไมล และ 234 ลานไมล เนื่องจากมีวงโคจรรอบดวง

อาทิตยเปนวงรี พื้นผิวดาวอังคารมีปรากฏการณเมฆและพายุฝุนเสมอ เปนที่นาสนใจในการศึกษาของนักวิทยาศาสตรเปนอยางมาก เนื่องจากมีลักษณะและองคประกอบที่ใกลเคียงกับโลก เชน มีระยะเวลาในการหมุนรอบตัวเอง 1 วัน เทากับ 24.6 ชั่วโมง และระยะเวลาใน 1 ป เมื่อเทียบกับโลกเทากับ 1.9 มีการเอียงของแกน 25 องศา ดาวอังคารมีดวงจันทรเปนบริวาร 2 ดวง

4.5 ดาวพฤหัสบดี (Jupiter) เปนดาวเคราะหที่ใหญที่สุดในระบบสุริยะจักรวาล หมุนรอบตัวเอง 1 รอบใชเวลา 9.8 ชั่วโมง

ซึ่งเร็วที่สุดในบรรดาดาวเคราะหทั้งหลาย และโคจรรอบดวงอาทิตย 1 รอบ ใชเวลา12 ป นักดาราศาสตรอธิบายวา ดาวพฤหัสเปนกลุมกอนกาซหรือของเหลวขนาดใหญ ที่ไมมีสวนที่เปนของแข็งเหมือนโลก และเปนดาวเคราะหที่มีดวงจันทรเปนดาวบริวารมากถึง 16 ดวง

4.6 ดาวเสาร (Saturn) เปนดาวเคราะหที่เราสามารถมองเห็นไดดวยตาเปลา เปนดาวที่ประกอบไปดวยกาซและของ

เหลวสีคอนขางเหลือง หมุนรอบตัวเอง 1 รอบใชเวลา 10.2 ชั่วโมง และโคจรรอบดวงอาทิตย 1 รอบใชเวลา 29 ป ลักษณะเดนของดาวเสาร คือ มีวงแหวนลอมรอบ ซึ่งวงแหวนดังกลาวเปนอนุภาคเล็กๆ หลายชนิดที่หมุนรอบดาวเสารมีวงแหวนจํานวน 3 ชั้น ดาวเสารมีดวงจันทรเปนดาวบริวาร 1 ดวง และมีดวงจันทรดวงหนึ่งชื่อ Titan ซึ่งถือวาเปนดวงจันทรที่ใหญที่สุดในระบบสุริยะจักรวาล

7

4.7 ดาวยูเรนัส (Uranus)

หมุนรอบตัวเอง 1 รอบ ใชเวลา 16.8 ชั่วโมง และโคจรรอบดวงอาทิตย 1 รอบ ใชเวลา 84 ป ดาวยูเรนัสประกอบดวยกาซและของเหลว เชนเดียวกับ ดาวพฤหัส และดาวเสาร

4.8 ดาวเนปจูน (Neptune) เปนดาวเคราะหที่มีระยะเวลาในการหมุนรอบตัวเอง 1 รอบ เทากับ 17.8 ชั่วโมง และระยะ

เวลาในการโคจรรอบดวงอาทิตย 1 รอบ เทากับ 165 ป มีดวงจันทรเปนดาวบริวาร 2 ดวง 4.9 ดาวพลูโต (Pluto)

เปนดาวเคราะหดวงสุดทายของระบบสุริยะจักรวาล มีระยะเวลาในการหมุนรอบตัวเอง 1 รอบ รอบ เทากับ 453 ชั่วโมง ระยะเวลาในการโคจรรอบดวงอาทิตย 1 รอบ เทากับ 248 ป เปนดวงดาวที่มีขนาดใกลเคียงกับดาวพุธ และมีระยะหางจากดวงอาทิตยมากที่สุด 5. โลก (Earth) ดังที่ทราบมาแลววาโลกเกิดจากการรวมตัวของกลุมกาซ และมีการศึกษากันมาวาโลกกลม โดยการหาวิธีการตางในการสังเกตวาโลกกลมนั้นไดมีการหาวิธีการหลายอยาง อาทิเชน

1. การสังเกตเรือที่แลนเขาสูฝง โดยเมื่อเรือแลนเขาสูฝงเราจะเห็นสวนของเสากระโดงเรือกอน จากนั้นจึงคอย ๆ เห็นสวนอื่น ๆ เนื่องจากพื้นผิวทะเลเปนสวนโคงนั่นเอง

2. การสังเกตตําแหนงดาวเหนือ สังเกตโดยผูที่อยูในตําแหนงเสนศูนยสูตรของโลกจะมองเห็น ดาวเหนืออยูบนเสนระนาบขอบฟา แตเมื่อเคลื่อนที่หรือเดินทางขึ้นไปทางเหนือมากขึ้น ตําแหนงของดาวเหนือจะอยูสูงขึ้นไปเรื่อย ๆ เมื่อเดินทางหรือเคลื่อนที่ไปถึงขั้วโลกเหนือ ตําแหนงของดาวเหนือจะอยูตรงศีรษะพอดี

3. การสังเกตจากการเกิดจันทรุปราคา เนื่องจากปรากฏการณดังกลาวเงาของโลกจะปรากฏให เห็นบนดวงจันทร ของเงาของโลกที่สังเกตเห็นจะมีลักษณะเปนสวนโคงของวงกลม

4. โดยการถายภาพของโลก เปนวิธีการพิสูจนไดชัดเจนที่สุด โดยถายภาพจากดาวเทียม หรือ การถายภาพจากยานอวกาศ ที่โคจรอยูรอบโลก

5. นอกจากนี้ยังมีวิธีการอื่น ๆ อีกมาก เชน การชั่งน้ําหนักส่ิงของ ซึ่งจะมีน้ําหนักแตกตางกัน ในแตละสวนของโลก วิธีการทางดานเทคโนโลยีการสํารวจ และการสังเกตจากวิธีการเดินเรือสมัยใหม 5.1 ลักษณะรูปทรงของโลก จากการศึกษาของนักดาราศาสตร นักวิทยาศาสตร และนักสํารวจ ทําใหสามารถสรุปลักษณะรูปทรงของโลกได ดังนี้

5.1.1. ทรงรีที่ขั้วทั้งสองยุบตัวลง (Oblate Ellipsoid) หรือเราเรียกวาทรงรีแหงการหมุน เนื่องมาจากสภาวะของโลกที่หนืด เมื่อโลกหมุนรอบตัวเองทําใหเกิดแรงเหวี่ยง และทําใหเกิดการยุบตัวบริเวณขั้วโลก

8

เหนือ และขั้วโลกใต และปองตัวออกบริเวณสวนกลางหรือเสนศูนยสูตร สามารถสังเกตไดจากความยาวของเสนศูนยสูตร ที่มีความยาว 12,757 กิโลเมตร (7,927 ไมล) และระยะทางจากขั้วโลกเหนือมาขั้วโลกใตมีความยาว 12,714 กิโลเมตร (7,900 ไมล) ซึ่งมีความแตกตางกัน 43 กิโลเมตร (27 ไมล)

5.1.2 รูปทรงแบบยีออยด (Geoid) โดยจะเปนไปตามสภาพพื้นผิวโลกที่มีความขรุขระสูงต่ํา ดังนั้นสวนที่เปนภาคพื้นทวีปจะมีลักษณะนูนสูง จึงตองมีการปรับลักษณะพื้นผิวโลกเสียใหม โดยใชแนวของพื้นผิวของระดับน้ําทะเลตัดผานเขาพื้นดินที่มีระดับเทากันกับรูปทรงโลก เรียกวา รูปทรงของโลกแบบยีออด 5.2 การเคลื่อนไหวของโลก

การเคลื่อนไหวของโลกสามารถจําแนกเปน 2 ลักษณะ คือ ถาหากเปนการเคลื่อนไหวของโลกรอบตัวเองเราเรียกวา “การหมุน” สวนการเคลื่อนที่ของโลกรอบดวงอาทิตยเราเรียกวา “การโคจร” ซึ่งสามารถศึกษาไดดังรายละเอียดตอไปนี้

5.2.1 การหมุนของโลก เปนการเคลื่อนไหวของโลกรอบแกนของตัวเอง ปรากฏการณการหมุนของ

โลกทําใหเกิดกลางวัน และกลางคืน ซึ่งเรียกวา “วัน” แตละวันใชเวลาแตกตางกันไปดังนี้ วันดาราคติ (Sidereal Day) ยึดหลักการหมุนรอบแกนตัวเองของโลกครบ 1 รอบ โดยใชเวลา 23 ชั่วโมง 56 นาที 4.09 วินาที วันสุริยคติ (Solar Day) ยึดหลักชวงระยะเวลาที่ดวงอาทิตยเคลื่อนที่ผานแนวเสนเมอริเดียนครบ 1 รอบ (เที่ยงวันหนึ่งไปยังอีกเที่ยงวันหนึ่ง) ซึ่งจะกําหนดเวลาเทากับ 24 ชั่วโมง อยางไรก็ตามทิศทางการหมุนรอบตัวเองของโลกอาจยึดหลักการขอใดขอหนึ่งดังตอปนี้ไดเชนกัน เชน ถาหากมองลงมายังบริเวณขั้วโลกเหนือ ทิศทางการหมุนของโลกจะมีทิศทางทวนเข็มนาฬิกา โลกจะหมุนรอบตัวเองจากทิศตะวันตกไปยังทิศตะวันออกเสมอ ทิศทางการหมุนรอบตัวเองของโลกจะตรงขามกับเทหฟากฟาอื่น ๆ ที่มีแนวการเคลื่อนที่จากทิศตะวันออกไปยังทิศตะวันตกเสมอ

5.2.2 อัตราความเร็วในการหมุนรอบตัวเองของโลก จะมีความแตกตางกันอยางชัดเจน โดยบริเวณเสนศูนยสูตร ความเร็วในการ

หมุนรอบตัวเองของโลกเทากับ 1,700 กิโลเมตร / ชั่วโมง สวนบริเวณละติจูดที่ 60 องศา ความเร็วของการหมุนรอบตัวเองของโลกจะมีคาประมาณ 850 กิโลเมตร / ชั่วโมง หรือประมาณครึ่งหนึ่งของความเร็วที่ศูนยสูตร แตบริเวณขั้วโลกความเร็วในการหมุนรอบตัวเองของโลกมีคาเปนศูนย ผลจากการที่อัตราความเร็วของการหมุนรอบตัวเองของโลกตางกัน จะมีผลตามมาที่สําคัญ คือ

- แรงเหวี่ยงของโลกมีผลตอน้ําหนักของวัตถุ เพราะเปนแรงหนีศูนยกลาง ดังเชน วัตถุชิ้นหนึ่งมีน้ําหนัก 250 กิโลกรัมที่ศูนยสูตร ขณะที่โลกยังไมมีแรงเหวี่ยง แตถาโลกมีแรงเหวี่ยงเกิดขึ้นจะทําใหน้ําหนักของวัตถุเทากับ 249 กิโลกรัม แสดงวาแรงเหวี่ยงจากการหมุนรอบตัวเองของโลกมีผลตอน้ําหนักของวัตถุ

- มีผลตอทิศทางของลมและกระแสน้ํา โดยทิศทางของลมและกระแสน้ําบริเวณขั้ว

9

โลกเหนือจะเบนไปทางขวามือ สวนซีกโลกใตจะเบนไปทางซายมือ เพราะโลกหมุนรอบตัวเองจากทิศตะวันตกไปทิศตะวันออก 5.3. ปรากฏการณจากการหมุนรอบตัวเองของโลก

การหมุนรอบตัวเองของโลกทําใหเกิดปรากฏการณที่สําคัญ ไดแก การเกิดกลางวัน-กลางคืน การเกิดรุงอรุณ และสนธยา ซึ่งสามารถพิจารณาไดดังนี้

5.3.1 การเกิดกลางวันและกลางคืน (Day and Night) เมื่อโลกหมุนรอบตัวเองดานที่หันหนาเขาหาดวงอาทิตย จะทําให

เกิดกลางวัน สวนดานที่หันหลังใหดวงอาทิตย จะเปนเวลากลางคืน ในขณะที่โลกหมุนรอบตัวเองจากทิศตะวันตกไปยังทิศตะวันออก จะทําใหเราเห็นดวงอาทิตยขึ้นมาจากขอบฟาทางดานทิศตะวันออก และตกทางขอบฟาดานทิศตะวันตกเสมอ ณ บริเวณเสนศูนยสูตรเวลาในชวงกลางวันและกลางคืนจะเทากัน คือ 12 ชั่วโมง และเนื่องจากการเอียงของแกนโลกทําใหบริเวณตางๆ มีระยะเวลาในการรับแสงอาทิตยไมเทากัน ทําใหระยะเวลาในชวงกลางวันและกลางคืนตางกัน เชน ซีกโลกเหนือระยะเวลากลางวันในฤดูรอนจะยาวนานมาก และในบริเวณขั้วโลกเหนือ และขั้วโลกใตจะมีเวลากลางวันตลอด 24 ชั่วโมง

5.3.2 รุงอรุณและสนธยา (Dawn and Twilight) เปนปรากฏการณที่เกิดจากโมเลกุลหรือนุภาคตาง ๆ ในบรรยากาศ

เชน ฝุนละออง ความชื้น เกิดการสะทอนแสงของดวงอาทิตยกลับมายังพื้นโลก ซึ่งจะเกิดกอนดวงอาทิตยขึ้น และหลังดวงอาทิตยตกดิน เราจะเห็นเปนแสงสีแดงเนื่องจากแสงที่สองมาจากดวงอาทิตยอยูในลักษณะเอียงลาด ไมไดตั้งฉากเหมือนตอนกลางวัน แสงสีน้ําเงินและสีเหลืองมีการหักเหของแสงมาก แตแสงสีแดงมีการหักเหนอยที่สุด ทําใหเรามองเห็นทองฟาเปนสีแดงในชวงเวลาดังกลาว 5.4 การโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย เคปเลอร : Kepler ไดคนพบปรากฏการณเบื้องตนเกี่ยวกับการโคจรของโลก และดาวเคราะหตาง ๆ ที่โคจรรอบดวงอาทิตย เขากลาววา

“แนวการโคจรของดาวเคราะห รอบดวงอาทิตยจะมีลักษณะเปนวงรี” “ดาวเคราะหดวงหนึ่ง ๆ จะโคจรไปตามแนวเสนตรงที่เชื่อมตอระหวางดาวเคราะหกับดวงอาทิตย ซึ่งอัตราความเร็วของการโคจรดังกลาว ในพื้นที่รัศมีซึ่งมีระยะทางเทากันจะใชเวลาในการโคจรเทากัน” วงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย มีลักษณะเปนวงรีประกอบกับแกนโลกเอียงทํามุม 23 1/2 องศา มีผลทําใหตําแหนงตาง ๆ ของโลกที่อยูหางจากดวงอาทิตยมีความแตกตางกัน คือ ระยะทางของโลกที่อยูใกลดวงอาทิตยมากที่สุดของวงโคจร คือ 147 ลานกิโลเมตร (91.5 ลานไมล) โดยจะตรงกับวันที่ 3 มกราคม เรียกวา วันพสุสงกรานตเหนือ (Perihelion) หมายถึง ชวงที่พื้นดินสวนใหญอยูทางเหนือ (รูปที่ 5) ซึ่งสามารถอธิบายไดวาในวันดังกลาว โลกจะโคจรตามวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตยซึ่งประกอบกับแกนโลกเอียงทํามุม 23 1/2 องศา ทําใหขั้วโลกเหนือไมไดรับแสงในแนวดิ่งจากดวงอาทิตยมากเทาขั้วโลกใต และชวงวันดังกลาวซึ่งสัมพันธกับตําแหนงวงโคจรซึ่งโลกอยูใกลกับดวงอาทิตยมากที่สุด

10

วันที่ตําแหนงของโลกอยูหางจากดวงอาทิตยมากที่สุดเรียกวา วันพสุสงกรานตใต (Aphelion) ซึ่งตรงกับวันที่ 4 กรกฎาคม โดยระยะทางของโลกจะหางจากดวงอาทิตยมากที่สุดเปนระยะทาง 152 ลานกิโลเมตร (94.5 ลานไมล) โดยในวงโคจรระยะที่โลกจะเคลื่อนที่ลงมาทางทิศตะวันตก ประกอบกับแกนโลกเอียงทําใหพื้นดินสวนใหญของขั้วโลกเหนือไดรับแสงดิ่งจากดวงอาทิตยมากที่สุด (พสุสงกรานต มาจากคําวา พสุ + สงกรานต ซึ่ง พสุ หมายถึง พื้นดิน สวนสงกรานต หมายถึง การเคลื่อน หรือ ยาย) อยางไรก็ตามถาหากกลาวโดยเฉลี่ยแลวโลกของเราจะมีแนวการโคจรหางจากดวงอาทิตย ประมาณ 150 ลานกิโลเมตร (93 ลานไมล) การโคจรของโลกรอบดวงอาทิตยทําใหเกิดป (Year) ซึ่งการนับเวลาที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตยครบ 1 รอบ หรือ 1 ป มีวิธีการพิจารณาหลายแบบดวยกัน ดังนี้ ปดาราคติ (Sidereal Year) พิจารณาจากความสัมพันธของการโคจรของโลกกับตําแหนงของดวงดาว ปสุริยคติ (Tropical Year) พิจารณาจากวงโคจรของโลกที่สัมพันธกันระหวางแนวเสนศูนยสูตร และดวงอาทิตย ซึ่งจะมีเวลาเทากับ 365 วัน 5 ชั่วโมง 48 นาที 45.68 วินาที หรือ 365 วัน กับอีก 1/4 วัน ปอธิกสุรทิน (Leap Year) พิจารณาจากปสุริยคติ ซึ่งมีระยะเวลาเทากับ 365 วัน กับอีก 1/4 วัน ซึ่งถาพิจารณาจากเวลาดังกลาวจะเห็นไดวาเมื่อครบ 4 ป (365 1/4 วัน x 4) จะมีจํานวนวันเพิ่มขึ้นมา 1 วัน ทุก ๆ 4 ป ดังนั้นในเดือนกุมภาพันธของทุก 4 ป จึงมี 29 วัน เพื่อปรับวันของปฏิทินใหตรงกับวันของปสุริยคติ

รูปที่ 5 แสดงวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย

11

5.5 ผลที่เกิดขึ้นจากการโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย ดังที่ไดกลาวมาแลววาแกนโลกเอียงทํามุม 23 1/2 องศา ทําใหการเคลื่อนที่ของโลก โดยแกน

ของโลกจะชี้ไปยังจุดใดจุดหนึ่งบนทองฟาเพียงจุดเดียว แกนของโลกดานหนึ่งจะเอนเขาหาดวงอาทิตย สวนแกนอีกดานหนึ่งจะเอนออกหางจากดวงอาทิตยเสมอ (รูปที่ 5) ซึ่งผลจากการโคจรของโลกรอบดวงอาทิตยจะทําใหเกิดปรากฏการณตาง ๆ ดังนี้

5.5.1 ความผันแปรของระยะเวลากลางคืนและกลางวัน เนื่องมาจากแกนโลกเอียงจึงทําใหเกิดความผันแปรของความยาวนานของ

กลางคืนและกลางวันเมื่อโลกโคจรรอบดวงอาทิตย ในซีกโลกเหนือในฤดูหนาว (เดือนธันวาคม ดูรูปที่ 5) จะเห็นวาผลจากการเอียงของแกนโลกทําใหขั้วโลกเหนือไมไดรับแสงดิ่งจากดวงอาทิตย ซึ่งมีผลทําใหความยาวนานของระยะเวลากลางคืนเพิ่มมากขึ้น ดังนั้นในชวงฤดูหนาวทางขั้วโลกเหนือจะเปนชวงเวลากลางคืนถึง 24 ชั่วโมง ในทางตรงกันขามชวงดูรอน (เดือนมิถุนายน ดูรูปที่ 5) จากการเอียงของแกนโลกขั้วโลกเหนือจะหันเขาหาดวงอาทิตย ทําใหพื้นที่บริเวณดังกลาวไดรับแสงดิ่งจากดวงอาทิตยมากขึ้นจะเปนเวลากลางวันตลอด 24 ชั่วโมง ดินแดนดังกลาวเปนที่รูจักกันทั่วไปวา “ดินแดนแหงพระอาทิตยเที่ยงคืน” (รูปที่ 6) สําหรับในซีกโลกใตสามารถอธิบายปรากฏการณดังกลาวไดเชนเดียวกับซีกโลกเหนือในทางกลับกัน

รูปที่ 6 แสดงปรากฏการณพระอาทิตยเที่ยงคืน ที่มา : Robert W. Christopherson , 1995.

12

5.5.2 การเกิดฤดูกาลบนพ้ืนโลก (Season) การเกิดฤดูกาลจะแปรผันโดยตรงกับปริมาณของความรอนที่โลกไดรับจาก

ดวงอาทิตย อยางไรก็ตามจํานวนฤดูกาลที่เกิดบนพื้นโลกในสวนตาง ๆ กันก็ยังมีระยะเวลาและจํานวนฤดูกาลแตกตางกันไป ซึ่งจากรูปที่ 5 จะเห็นไดวา ชวงเดือน ธันวาคม-กุมภาพันธ โลกจะหันซีกเหนือออกหางจากดวงอาทิตย ทําใหไดรับแสงนอยมากมีผลทําใหอุณหภูมิต่ําลง สวนซีกโลกใตจไดรับแสงดิ่งจากดวงอาทิตยทําใหอุณหภูมิสูงขึ้นมากจึงเปนชวงฤดูรอน หลังจากเดือนกุมภาพันธ โลกจะคอย ๆ หันดานขางเขาหาดวงอาทิตยทําใหบริเวณเสนศูนยสูตรไดรับแสงดิ่งจากดวงอาทิตย ชวงเดือนมีนาคม-พฤษภาคม พื้นที่บริเวณดังกลาวจึงเปนฤดูรอน สวนพื้นที่ซีกโลกเหนือจะเริ่มเขาฤดูใบไมผลิ ในชวงระหวางเดือนมิถุนายน-สิงหาคม โลกหันซีกเหนือเขาหาดวงอาทิตย จึงทําใหซีกโลกเหนือไดรับความรอนจากดวงอาทิตยในอัตราสูง สงผลใหซีกโลกเหนือมีอุณหภูมิสูงขึ้น ซีกโลกเหนือจึงเปนฤดูรอน ในทางกลับกันซีกโลกใตจะมีอุณหภูมิต่ําเนื่องจากไดรับแสงจากดวงอาทิตยนอย จากเดือนกันยายน เปนตนไป โลกเริ่มโคจร โดยเบนดานขางเขาหาดวงอาทิตย ทําใหแสงดิ่งของดวงอาทิตยคอย ๆ เคลื่อนลงทางใต ทําใหอุณหภูมิของซีกโลกเหนือคอย ๆ ลดลง ในชวงเวลาดังกลาว (เดือนกันยายน-พฤศจิกายน) จึงเปนฤดูใบไมรวงในซีกโลกเหนือ

5.5.3 ความสูงของดวงอาทิตยเที่ยงวัน จากระนาบวงโคจรและการเอียงของแกนโลกมีผลตอการเปลี่ยนแปลงของ

ดวงอาทิตยตอนเที่ยงวัน ซึ่งตามความเปนจริงแลวแสงดิ่งของดวงอาทิตยจะตกกระทบตามแนวเสนศูนยสูตรใน 1 ป มี 2 วันเทานั้น (ดูรูปที่ 5) คือ ในวันที่ 21 มีนาคม และวันที่ 23 กันยายน เราเรียกสองวันนี้วา วันวิษุวัต (Equinox) โดยจะเปนวันที่มีชวงเวลากลางวันเทากับกลางคืน (วิษุวัต แปลวา เทากัน) โดยวันที่ 21 มีนาคม (ชวงฤดูฝน) เรียกวาวัน วสันตวิษุวัต (Vernal Equinox) และวันที่ 23 กันยายน (ชวงฤดูใบไมรวง) เรียกวาวัน ศารทวิษุวัต (Autumnal Equinox) ถาจะอธิบายความสูงของดวงอาทิตยเที่ยงวัน (ดูรูปที่ 5) เร่ิมจากวันวสันต-วิษุ (วันที่ 21 มีนาคม) ซึ่งจากรูปจะเห็นวาบริเวณเสนศูนยสูตรของโลกจะไดรับแสงดิ่งจากดวงอาทิตยพอดี ทําใหเวลากลางวันเทากับกลางคืน ถาพิจารณาที่กราฟจะเห็นวาเปนชวงวันที่แสงสองตรงเสนศูนยสูตร (ที่ 0 องศา พอดี) หลังจากนั้นโลกจะคอย ๆ เคลื่อนที่ไปทางซาย ไปจนถึงวันที่ 21 มิถุนายน จะเห็นไดวาแกนโลกเอียง ขั้วโลกเหนือหันเขาหาดวงอาทติยมากทําใหไดรับแสงดิ่งจากดวงอาทิตยมากที่สุดเชนกัน ซึ่งถาเราสังเกตจากปรากฏการณบนทองฟาในวันที่ 21 มิถุนายนนี้ ดวงอาทิตยจะเคลื่อนที่ไปอยูทางซายสุดของทองฟา เราเรียกวันที่ 21 มิถุนายนนี้วา วันศรีษมายัน (Summer Solstice) (ศรีษมายัน มาจาก ศรีษม แปลวา รอน อายัน แปลวา มาถึง) ซึ่งปรากฏการณดังกลาวในวันนี้ทางซีกโลกเหนือจะเปนฤดูรอน และมีชั่วโมงของกลางวันมากกวากลางคืน จนกระทั่งวันที่ 23 กันยายน จะเปนวันที่โลกโคจรมายังตําแหนงของวัน ศารทวิษุวัต (Autumnal Equinox) ซึ่งเปนวันที่มีชั่วโมงของกลางวันเทากับกลางคืนอีกครั้ง โดยแสงอาทิตยจะอยูในแนวดิ่งกับเสนศูนยสูตร

13

พอดี จากนั้นวงโคจรของโลกจะไปทางขวามือหรือในทิศทางทวนเข็มนาฬิกาจนมาถึงวันที่ 22 ธันวาคม แสงดิ่งของดวงอาทิตยจะเคลื่อนที่ลงไปทางใตสุด เมื่อแกนโลกเอียงสงผลใหขั้วโลกใต ไดรับแสงดิ่งจากดวงอาทิตย ซึ่งชวงวันดังกลาวขั้วโลกเหนือจะมีชั่วโมงของกลางคืนมาก และขั้วโลกใตจะมีชั่วโมงของกลางวันมาก เราเรียกวันที่ 22 ธันวาคม ของทุกปวา วันเหมายัน (Winter Solstice) (เหม แปลวา หนาว อายัน แปลวา มาถึง เหมายัน แปลวา วันที่ฤดูหนาวมาถึง) จากปรากฏการณดังกลาวในวันที่ 22 ธันวาคม เราจะเห็นดวงอาทิตยขึ้นและตก เบี่ยงเบนไปทางทิศใต หรือที่เราเรียกวา “ตะวันออมใต” นั่นเอง จากเหตุผลดังกลาวอาจสรุปไดวาแสงดิ่งของดวงอาทิตยที่สองมายังโลกจะแปรผันอยูตลอดเวลากับวงโคจรของโลก และแกนโลกเอียงทํามุม 23 1/2 องศา และถาหากเราตองการทราบวาวันใดแสงดิ่งของดวงอาทิตยจะตกกระทบในบริเวณละติจูดใดก็สามารถดูไดโดยอาศัยตารางอนาเลมมา (รูปที่ 7) กราฟอนาเลมมา เปนกราฟแสดงใหเห็นตําแหนงละติจูดที่แสงอาทิตยตกกระทบเปนมุมฉากในเวลาตางๆ ของป โดยบริเวณที่แสงอาทิตยตกกระทบเปนมุมฉากจะอยูระหวางละติจูดที่ 23 1/2 องศาเหนือ และใต

14

รูปที่ 7 กราฟอนาเลมมาที่แสดงคาการเบี่ยงเบนของแสงดิ่งดวงอาทิตย และสมการแหงเวลาตลอดทั้งป

ที่มา : Robert W. Christopherson , 1995. 6. ดวงจันทร (Moon)

15

ดวงจันทรเปนบริวารของโลก มีขนาดเสนผาศูนยกลาง 3,480 กิโลเมตร (2,160 ไมล) มีมวลเปน 1 ใน 8 ของโลก วิถีการโคจรของดวงจันทรรอบโลกจะเปนวงรี เชนเดียวกับวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย ดวงจันทรมีระยะทางหางจากโลกโดยเฉลี่ยประมาณ 385,000 กิโลเมตร (240,000 ไมล) วิถีการโคจรของดวงจันทรจะหมุนทวนเข็มนาฬิกา (รูปที่ 8) ดวงจันทรมีวงโคจรรอบโลกเปนวงรี ดังนั้นจะมีชวงของวงโคจรที่อยูใกลโลกมากที่สุด เรียกวา เปริจี (Perigee) มีระยะทาง 356,000 กิโลเมตร (221,500 ไมล) อัตราความเร็วของการโคจรของดวงจันทรรอบโลกจะเร็วมากที่สุดเมื่อยูใกลตําแหนง เปริจี (Perigee) สวนชวงของวงโคจรที่หางจากโลกมากที่สุด เรียกวา อะโปจี (Apogee) มีระยะทาง 407,000 กิโลเมตร (253,000 ไมล) อัตราความเร็วของการโคจรของดวงจันทรรอบโลกจะชาที่สุดเมื่ออยูใกลตําแหนง อะโปจี (Apogee) เชนกัน บริเวณพื้นผิวของดวงจันทรสวนใหญเต็มไปดวย ภูเขา ที่ราบ และหุบเหวตางๆ จากการวิเคราะหตัวอยาง แร หิน และดิน บนดวงจันทรของนักวิทยาศาสตร ทําใหเราทราบวาวัตถุตางๆ ไมไดอยูในสภาพแวดลอมที่มีออกซิเจนและน้ํา เราจึงพอสรุปไดวาบนดวงจันทรไมมีส่ิงมีชีวิตอาศัยอยู

โลก อะโปจี (Apogee) 407,000 กิโลเมตร เปริจี (Perigee) 356,000 กิโลเมตร

(253,000 ไมล) (221,500 ไมล)

รูปที่ 8 แสดงการโคจรรอบโลกของดวงจันทร

6.1 การโคจรของดวงจันทรรอบโลก การโคจรของดวงจันทรรอบโลกทําใหเกิดเดือนตาง ๆ กัน ตามแตละหลักการอางอิง ไดแก 6.1.1 เดือนดาราคติ (Sidereal Month) โดยอาศัยดวงดาวเปนตําแหนงอางอิงในการหมุนรอบโลกของดวงจันทร พบวา 1 รอบ ใชเวลา 27.32166 วัน 6.1.2 เดือนจันทรคติ (Synodic Month) โดยอาศัยดวงอาทิตยเขามาเกี่ยวของในการหมุนรอบโลกพบวา 1 รอบ ใชเวลา 29 1/2 วัน

16

เดือนจันทรคติจะตางจากเดือนดาราคติ โดยเดือนดาราคติจะมีระยะเวลาที่แนนอนกวา ในขณะที่เดือนจันทรคติจะอาศัยความสัมพันธของวิถีการโคจรของโลกรอบดวงอาทิตยเขามาเกี่ยวของดวยจึงทําใหตําแหนงของดวงจันทรในแตละวันตางกันออกไป ซึ่งมีความสําคัญมาก เพราะมีความสําคัญตอปรากฏการณของดวงจันทร และการเกิดน้ําขึ้นน้ําลง

6.2 ปรากฏการณที่เกิดจากการโคจรรอบโลกของดวงจันทร 6.2.1 การเกิดน้ําขึ้นน้ําลง (Tide)

เกิดจากแรงดึงดูดระหวาง โลก ดวงจันทร และดวงอาทิตย เปนความสัมพันธระหวาง แรงดึงดูดตอระยะทาง ซึ่งเมื่อพิจารณาพบวาดวงอาทิตยอยูหางจากโลกและดวงจันทรมาก ดังนั้น อิทธิพล การเกิดน้ําขึ้น - น้ําลง จะเกิดจากดวงจันทรมากกวา แตถา โลก ดวงจันทร และดวงอาทิตย โคจรมาอยูในแนวเดียวกันจะเกิดน้ําขึ้นและน้ําลงเปนอยางมาก เราเรียกวา "น้ํามาก" (Spring Tide) (รูปที่ 9) ซึ่งเปนผลมาจากน้ําเปนของเหลวเมื่อถูกแรงดึงดูด และแรงหนีศูนยกลางเพียงเล็กนอยก็สามารถจะไหลถายเทไปรวมกันที่จุดเดียวได แตถาหากดวงจันทร และดวงอาทิตย มีแรงดึงดูดที่กระทําตอโลกเปนมุม การเกิดน้ําขึ้นน้ําลงจะมีนอยมาก เรียกวา "น้ําตาย" (Neap Tide) ซึ่งน้ําขึ้น น้ําลง แตละแหงบนโลกไมเทากัน โดยเฉลี่ยขึ้นหรือลงที่ระดับประมาณ 1 - 3 เมตร

น้ําตาย

(Neap Tide) ดวงอาทิตย น้ํามาก

(Spring Tide)

โลก

รูปที่ 9 แสดงอิทธิพลของดวงจันทรตอการเกิดน้ําขึ้น น้ําลง 6.2.2 สุริยุปราคา (Solar Eclipse)

สุริยุปราคา เกิดจากตําแหนงรวม (Conjunction) ของการโคจรมาอยูใน

17

แนวเดียวกันของ โลก ดวงจันทร ดวงอาทิตย ทําใหเงาของดวงจันทรบังดวงอาทิตยเอาไวในเวลากลางวัน แตมีโอกาสเกิดขึ้นนอยมาก เพราะขนาดของดวงจันทรเล็กกวาดวงอาทิตยมาก (รูปที่ 10) การเกิดสุริยุปราคามีหลายแบบ ไดแก สุริยุปราคาแบบวงแหวน (Annular Eclipse) เกิดเนื่องมาจากระยะหางจากโลกไปยังดวงจันทรไมแนนอน (เนื่องจากดวงจันทรโคจรรอบโลกเปนวงรี) เชน ถาเกิดในชวงที่ดวงจันทรโคจรหางจากโลกมาก เงามืดของดวงจันทรจะทอดมาไมถึงโลก ทําใหบริเวณที่เงาดวงจันทรทอดมาบังดวงอาทิตยเห็นเปนรูปวงแหวน ในจํานวนการเกิดสุริยุปราคาทั้งหมดนั้น มีประมาณรอยละ 35 ที่เกิดแบบวงแหวน รอยละ 5 เกิดแบบวงแหวนและเต็มดวง และรอยละ 28 เกิดแบบเต็มดวง สําหรับการเกิดสุริยุปราคาแบบเต็มดวง (Total Eclipses of Sun) เกิดไดเนื่องมาจากตําแหนงการโคจรของดวงจันทรเขามาใกลโลกมาก เงามืดของดวงจันทรจึงบังดวงอาทิตยไดเต็มดวง ดวงจันทร โลก ดวงอาทิตย สุริยุปราคา โลก ดวงอาทิตย ดวงจันทร

จันทรุปราคา

รูปที่ 10 แสดงตําแหนงรวม (Conjunction) ของการเกิดสุริยุปราคา และจันทรุปราคา

6.2.3 จันทรุปราคา (Lunar Eclipse)

18

เกิดจากตําแหนงรวม (Conjunction) ของดวงจันทร โลก ดวงอาทิตย ที่ โคจรมาอยูในแนวเดียวกัน ทําใหเงาของโลกบังดวงจันทรและเนื่องจากเงาของโลกมีความยาวถึง 900,000 ไมล เมื่อดวงจันทรโคจรผานเงาของโลก ทําใหคนที่อาศัยบนโลกมองเห็นจันทรุปราคาตางๆ กันในแตละสวนของพื้นที่ เชน ถาดวงจันทรโคจรผานมาในเงามืดทั้งดวง เรียกวาจันทรุปราคาเต็มดวง (Total Eclipse) แตถาโคจรเฉียดเงามืดจะเกิดจันทรุปราคาบางสวน (Partial Eclipse) และถาโคจรผานเงามัวก็จะเกิดจันทรุปราคาแบบเงามัว (Penumbra Eclipse of moon)

6.2.4 ปรากฏภาคของดวงจันทรบนทองฟา ในเวลากลางคืนเราจะเห็นดวงจันทรในขางขึ้นขางแรม ซึ่งลักษณะจะเปลี่ยนแปลงอยูตลอดเวลา เราเรียกลักษณะดังกลาววา "Phase of the Moon" ซึ่งจะเกิดขึ้นตลอดในเดือนทางจันทรคติ สวนของดวงจันทรที่หันเขาหาดวงอาทิตยจะสวาง สวนที่อยูตรงขามจะมืดเสมอ จากรูปที่ 11 เดือนทางจันทรคติจะเริ่มตั้งแตชวงดวงจันทรดับ (New Moon) ซึ่งเปนชวงที่ดวงอาทิตย ดวงจันทร และโลกอยูในตําแหนงรวมกัน (Conjunction) ดังนั้นสวนของดวงจันทรที่มืดสนิทจะหันมายังโลก ทําใหคนบนโลกไมสามารถเห็นดวงจันทรไดในชวงนี้ ถาเราสังเกตจะพบวาชวงนี้จะเปนขางแรม 15 ค่ํา

หลังจากนั้นดวงอาทิตยและดวงจันทรจะเคลื่อนที่ไปตามวิถีการโคจรรอบโลก โดยดวงจันทร จะเคลื่อนที่ไปประมาณ 1 ใน 8 ของระยะทางทั้งหมด ใชเวลาประมาณ 4 วัน เราจะเห็นดวงจันทรเส้ียวขนาดเล็กปรากฏขึ้นทางขอบฟาทางดานทิศตะวันตก เราเรียกวันดังกลาววา ดวงจันทรเส้ียวขางขึ้น (The Crescent New Moon)

จากนั้นอีกประมาณ 7 วัน ดวงจันทรจะเคลื่อนที่ไปอีก ณ ตําแหนงหนึ่ง ซึ่งเราเรียกวา ดวงจันทรครึ่งซีกขางขึ้น (Half Moon) หรือ ปรากฏภาคของดวงจันทรเส้ียวที่ 1 (The First Quarter) ซึ่งคนบนพื้นโลกจะเห็นดวงจันทรสวางครึ่งดวง จากนั้นเมื่อผานไปประมาณ 10 วัน เราจะเห็นภาพดวงจันทรบนทองฟาไดถึง 3 ใน 4 ดวง เราเรียกวา ดวงจันทรคอนดวงขึ้น (Gibbous Moon) และเมื่อโคจรมาอีกเปนเวลา 14 วัน จะเห็นดวงจันทรเต็มดวง (Full Moon) ซึ่งเปนชวงที่วงโคจรของดวงจันทรโคจรมาอยูตรงขามกับดวงอาทิตย เราจึงเห็นดวงจันทรเต็มดวงขึ้น 15 ค่ํา พอดี หลังจากดวงจันทรเต็มดวง คือ ดวงจันทรจะปรากฏอยูทางทิศตะวันออกของทองฟา หลังจากขางขึ้นดวงจันทรจะโคจรไปเรื่อย ๆ เขาสูขางแรม ซึ่งเราสามารถสังเกตการเกิดขางขึ้นและขางแรมไดโดยงาย คือ ในขางขึ้นดวงจันทรจะปรากฏทางทิศตะวันตก และเคลื่อนไปเต็มดวงที่ทิศตะวันออก สวนขางแรมดวงจันทรจะขึ้นทางทิศตะวันออก และคอย ๆ เคลื่อนที่ไปมืดสนิททั้งดวงทางทิศตะวันตกเสมอ

19

ดวงอาทิตย

โ โลก

โลก

รูปที่ 11 แสดงการโคจรของดวงจันทรรอบโลก และปรากฏภาคของดวงจันทรบนทองฟา

ที่มา : Dale T. Hesser และ Susan S. Leach , 1987. 7. การกําหนดตําแหนงบนพ้ืนโลก เนื่องจากขนาดของโลกซึ่งมีขนาดใหญเราจึงมีการกําหนดที่ตั้งของสถานที่ตาง ๆ บนพื้นโลก โดยอาศัยการลากเสน 2 ชุด คือ ละติจูด และลองติจูด ดังนี้คือ

7.1 ละติจูด (Latitude) เปนการกําหนดระยะทางเชิงมุมบนพื้นโลก เปนจํานวนองศาจากจุดศูนยกลางของโลก เมื่อนําตําแหนงดังกลาวมาตอกันจะกลายเปนแนวเสนขนานไปกับศูนยสูตร บางครั้งเราจึงเรียกวา เสนขนาดแหงละติจูด (Parallels of Latitude) ตามปกติชวงหางของละติจูดแตละเสนหางกัน 1 องศา ดังนั้นจะมีทั้งหมด 180 เสน คือ อยูเหนือเสนศูนยสูตร 90 เสน ใตเสนศูนยสูตร 90 เสน (รูปที่ 12) สําหรับคาเฉลี่ยของระยะทาง 1 องศาละติจูดบนพื้นโลกเทากับ 110 กิโลเมตร (69 ไมล)

7.2 ลองติจูด (Longitude)

20

ลองติจูด (Longitude)

เปนการกําหนดระยะทางเชิงมุมที่วัดจากศูนยกลางของโลกในแนวนอนของเสนศูนยสูตรไปทางทิศตะวันออก หรือทิศตะวันตกจากเมริเดียนยานกลาง (Prime Meridian) เมริเดียนยานกลาง หรือ เมริเดียน 0 องศา ถูกกําหนดขึ้นเมื่อป ค.ศ.1884 โดยใหลากผานหอดูดาวเมืองกรีนิช ใกลมหานครลอนดอน ประเทศอังกฤษ สวนแนวเสนเมริเดียนอื่น ๆ จะเปนแนวรัศมีออกไปทางตะวันออก และตะวันตกขางละ 180 องศา ซึ่ง 1 องศาลองติจูด คิดเปนระยะทางบนพื้นโลก 111 กิโลเมตร (69 ไมล) ลองติจูด มีบทบาทสําคัญในการกําหนดเวลาบนพื้นโลก (รูปที่ 12) ละติจูด (Latitude) รูปที่ 12 แสดงการกําหนดเสนละติจูด (Latitude) และเสนลองติจูด (Longitude)

ที่มา : Tom L. Mcknight , 1990.

21

อยางไรก็ตามเนื่องจากโลกมีรูปทรงสัณฐานเปนทรงกลมในการกําหนดเสนลองติจูด หรือละติจูด จะมีผลโดยตรง เชน ลองติจูด เมื่อเขาสูขั้วโลกทั้งสองจะสงผลใหระยะทางระหวางเสนแคบเขาและมีคาเปน 0 ที่ขั้วโลก เชนเดียวกับเสนละติจูดที่ 90 องศาเหนือและใต จะมีระยะทางเปน 0 หรือเปนเพียงแคจุดเทานั้น

7.3 เสนแบงเขตวันสากล (International Date Line) ในขณะที่โลกหมุนรอบตัวเอง 360 องศา ใชเวลา 24 ชั่วโมง หรือ 15 องศา ใน 1 ชั่วโมง ดังนั้น

พื้นที่ที่อยูในแนวเสนลองติจูดเดียวกันจะมีเวลาเทากัน จากการประชุมนานาชาติป ค.ศ. 1884 ไดมีการกําหนดใหแนวเสนลองติจูดที่ 180 องศา เปนเสนแบงเขตวันสากล โดยแนวเสนแบงเขตมิไดเปนเสนตรงแตจะเบนไปทางตะวันออกสุดของไซบีเรีย และเบนมาทางทิศตะวันตกของหมูเกาะอลูเซียล สวนทางใตศูนยสูตรลงมาจะเบนไปทางทิศตะวันออกราว 7 1/2 องศา เพื่อใหหมูเกาะฟจิและตองกา มีวันเหมือนกับประเทศนิวซีแลนด (รูปที่ 13) แนวเสนแบงเขตวันสากลนี้เมื่อเดินทางจากตะวันตกไปตะวันออกเวลาจะลด 1 วัน แตถาเดินทางจากตะวันออกมาตะวันตกเวลาจะเพิ่มขึ้น 1 วันเสมอ นอกจากนั้นไดมีการกําหนดเวลาของแตละพื้นที่ขึ้น (Time Zone) โดยกําหนดโซนละ 15 องศา แตละโซนจะมีเวลาแตกตางกัน 1 ชั่วโมง

รูปที่ 13 แสดงเสนแบงเขตวันสากล ที่มา : Tom L. Mcknight , 1990.

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