วันจันทร์ที่ 7 พฤศจิกายน พ.ศ. 2554

ดาวพุธ Murcury




                   ดาวพุธ Murcury


 ดาวพุธเป็นดาวเคราะห์ที่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด ชื่อของดาวเคราะห์ คือ Mercury เป็นชื่อในภาษาโรมัน โดยเป็นชื่อของผู้ส่งสารของพระเจ้า ซึ่งมีความรวดเร็ว เนื่องจากดาวพุธ ปรากฏและหายไปอย่างรวดเร็ว ในช่วงเช้า หรือช่วงค่ำนั่นเอง
      ดาวพุธเป็นดาวเคราะห์ดวงที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด จึงเคลื่อนรอบดวงอาทิตย์เร็วที่สุด โดยใช้เวลาเพียง 87.969 วันในการโคจรรอบดวงอาทิตย์ 1 รอบ ดาวพุธหมุนรอบตัวเองในทิศทางเดียว กับการเคลื่อนรอบดวงอาทิตย์ คือ จากทิศตะวันตกไป ทิศตะวันออก หมุนรอบตัวเองรอบละ 58.6461 วัน เมื่อพิจารณาจากคาบของการหมุนรอบตัวเอง และการคาบการเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ จะพบว่าระยะเวลากลางวัน ถึงกลางคืนบนดาวพุธยาวนานถึง 176 วัน ซึ่งยาวนานที่สุดในระบบสุริยะ

ข้อมูลจำเพาะของดาวพุธ
ระยะห่างจากดวงอาทิตย์โดยเฉลี่ย 57.90 ล้านกิโลเมตร(0.387 a.u.)
ใกล้สุด 45.90 ล้านกิโลเมตร (0.306 a.u.)
ไกลสุด 69.70 ล้านกิโลเมตร (0.467 a.u.)
Eccentricity0.206
คาบการหมุนรอบตัวเอง58.6461 วัน
คาบการหมุนรอบดวงอาทิตย์87.969 วันบนโลก ด้วยความเร็ว 47.87 กิโลเมตรต่อวินาที
ระนาบโคจร (Inclination)7:00:15.5 องศา
แกนเอียงกับระนาบโคจร0 องศา
มวล3.33x1026 กรัม หรือ 0.055 เท่าของโลก
เส้นผ่านศูนย์กลาง4,878 กิโลเมตร (โลก 12,756 กิโลเมตร ที่เส้นศูนย์สูตร)
แรงโน้มถ่วง0.38 เท่าของโลก
ความเร็วหลุดพ้น4.25 กิโลเมตรต่อวินาที
ความหน่าแน่น1 ต่อ 5.44 เมื่อเทียบกับน้ำ
ความสว่างสูงสุด-1.9
      ดาวพุธ ดาวเคราะห์ชั้นในสุด มีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์เกือบจะกลม (ค่า Ecc) และมีคาบการโคจร รอบดวงอาทิตย์ ที่สั้นที่สุด จึงทำให้ดาวพุธเคลื่อนที่บนท้องฟ้าเร็วมาก คนกรีกโบราณจึงยกให้ดาวพุธเป็น ดาวตัวแทนของ เทพเมอร์คิวรี่ (Mercury) เทพแห่งการสื่อสาร เมื่อมองด้วยกล้องโทรทรรศน์จะเห็น ลักษณะของดาวพุธ เว้าแว่งเป็นเสี้ยวคล้ายกับดวงจันทร์
     การสังเกตดาวพุธ เราสามารถเห็นดาวพุธได้เป็นบางช่วง หากดาวพุธไม่โคจรมาอยู่หน้าดวงอาทิตย์หรือหลัง ดวงอาทิตย์ เราจะเห็นดาวพุธอยู่ทางซีกตะวันตกหลังดวงอาทิตย์ตกไปเล็กน้อย และทิศตะวันออกก่อนดวงอาทิตย์ขึ้น เล็กน้อย อยู่สูงจากขอบฟ้าไม่เกิน 25 องศา และเห็นได้เพียงช่วงเวลาสั้นๆ ไม่เกิน 20 นาที ก็จะลับขอบฟ้าไปหรือ แสงอาทิตย์ขึ้นมาบัง (ดูข้อมูลได้จาก: ตำแหน่งของดาวเคราะห์)
     ดาวพุธจึงโคจรอยู่ท่ามกลาง ความร้อนจัด ของดวงอาทิตย์ในระยะห่าง เฉลี่ย ประมาณ 58,000,000 กิโลเมตร ในขณะที่อยู่ห่างจากโลกของเราประมาณ 15,000,000 กิโลเมตร ด้วยเหตุนี้เมื่อเรามองดาวพุธจากโลก จึงเห็นดาวพุธอยู่ใกล้ ดวงอาทิตย์ ตลอดเวลา แต่เนื่องจากความสว่างของเวลากลางวัน ทำให้เราไม่สามารถเห็น ดาวพุธด้วย ตาเปล่า จนกว่าดวงอาทิตย์ลับขอบฟ้า หรือก่อนดวงอาทิตย์จะปรากฎในวันใหม่ กล่าวคือ ถ้าอยู่ทางทิศตะวันออกของดวงอาทิตย์ จะลับขอบฟ้าหลังดวงอาทิตย์ จึงมีโอกาส เห็นอยู่ทางทิศตะวันตก ในเวลาหัวค่ำ แต่ถ้าอยู่ทางทิศตะวันตก ของดวงอาทิตย์ จะลับ ขอบฟ้า ก่อนดวงอาทิตย์ และจะขึ้นก่อนดวงอาทิตย์ ในเวลารุ่งเช้า จึงมีโอกาสเห็นอยู่ทาง ทิศตะวันออกในเวลาใกล้รุ่ง
      ดาวพุธเป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดเล็ก มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4,878 กิโลเมตร มีมวลประมาณ 0.054 เท่าของโลก ใช้เวลาในการโคจรรอบดวงอาทิตย์รอบหนึ่งเป็นเวลาประมาณ 87.97 วัน หรือ 88 วัน ไม่มีดวงจันทร์เป็นบริวาร ซึ่งก่อนปี ค.ศ. 1965 นักดาราศาสตร์มีความเชื่อว่าดาวพุธใช้เวลาโคจรรอบ ดวงอาทิตย์ เท่ากับเวลาที่ใช้ใน การหมุน รอบตัวเอง นั่นหมายถึงว่า ดาวพุธจะหันด้านเดียวในการรับแสง จากดวงอาทิตย์ตลอดเวลา แต่เมื่อ Roef Dyee และ Gordon Effect นักวิทยาศาสตร์คอร์เนล์ ประเทศสหรัฐอเมริกา นำเทคนิคของเรดาร์มาวัดการหมุนรอบตัวเอง ของดาวพุธ พบว่าใช้เวลาเพียง 58.65 วัน หรือประมาณ 59 วันเท่านั้น แต่ 1 วันบนดาวพุธจะยาวถึง 176 วันของโลก

โครงสร้างของดาวพุธ
     เปลือกชั้นนอกของดาวพุธ เป็นหินแข็งชั้นบางๆ มีหลุมอุกกาบาตมากมาย คล้ายกับดวงจันทร์ของเรา แต่ด้วยขนาดที่ ใหญ่กว่าดวงจันทร์ทำให้สนามแรงดึงดูดมากกว่า อุกกาบาตที่ชนจึงรุนแรงกว่า หลุมบ่อบนดาวพุธจึงลึกมากและ มีเศษกระจายโดยรอบปากหลุมมากมาย
     เปลือกชั้นใน เป็นหินซิลิเกต แกนกลางมีขนาดใหญ่ราว 80 เปอร์เซนต์ของดาวทั้งดวง ประกอบด้วยเหล็กและนิเกิล ในสภาพหลอมเหลว เพราะดาวพุธอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากสนามแรงโน้มถ่วงอันมหาศาลของดวงอาทิตย์ทำให้แกนใน ของดาวพุธคุกลุนอยู่ตลอดเวลา
              
     บรรยากาศของดาวพุธ บรรยากาศบนดาวพุธเบาบางมากประมาณ หนึ่งในร้อยล้านของบรรยากาศโลก ประกอกด้วย ออกซิเจน 56% โซเดียม 35% ฮีเลียม 8% โปรตัสเซียมและไฮโดรเจน 1% ธาตุโซเดียมและโปรตัสเซียมจะมีเฉพาะ ในเวลากลางวัน ส่วนในเวลากลางคืน ธาตุเหล่านั้นจะถูกดูดซึมลงในชั้นหิน
     อุณหภูมิบนดาวพุธ ด้วยเพราะเหตุว่าดาวพุธนั้นอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดจึงทำให้อุณหภูมิบนดาวพุธสูงมาก โดยเฉลี่ยในเวลากลางวัน สูงถึง 430 องศาเซลเซียส (สามารถหลอมตะกั่วได้) ส่วนในเวลากลางคืนดาวพุธ ไม่มีชั้นบรรยากาศห่อหุ้มเพื่อเก็บ ความร้อนทำให้อุณหภูมิลดต่ำลงถึง -180 องศาเซลเซียส และด้วยปรากฏการ์ที่ การหมุนรอบตัวเองของดาวพุธช้ามาก คือ 58 วันใกล้เคียงกับการหมุนรอบด้วยอาทิตย์คือ 88 วัน ทำให้ หนึ่งวันบนดาวพุธยาวนานถึง 176 วันบนโลก
     พื้นผิวของดาวพุธมีลักษณะคล้ายดวงจันทร์ โดยเฉพาะด้านไกลโลก เพราะต่างไม่มีบรรยากาศ แต่ดาวพุธมีขนาดใหญ่กว่า มีแรงโน้มถ่วงสูงกว่า ขอบหลุมบนดาวพุธจึงเตี้ยกว่าบนดวงจันทร์ ยานอวกาศที่เข้าไปเฉียดใกล้ๆ ดาวพุธและนำภาพมาต่อกันจนได้ภ าพพื้นผิวดาวพุธดังกล่าวคือ ยานอวกาศมารีเนอร์ 10 ของสหรัฐอเมริกาเมื่อ พ.ศ. 2517 นับว่าเป็นยานลำแรกและลำเดียวที่ส่งไปสำรวจดาวพุธ ยานมารีเนอร์ 10 เข้าใกล้ดาวพุธ 3 ครั้งด้วยกัน คือ เมื่อเดือนมีนาคม และ กันยายน พ.ศ. 2517 และเดือนมีนาคม พ.ศ. 2518 ยานเข้าใกล้ดาวพุธที่สุดครั้ง แรกเมื่อวันที่ 29 มีนาคม พ.ศ. 2517 และได้ส่งภาพกลับมา 647 ภาพ ครั้งที่ 2 เมื่อวันที่ 21 กันยายน พ.ศ. 2517 และครั้งที่ 3 เมื่อวันที่ 16 มีนาคม พ.ศ. 2518 ขณะนั้นเครื่องมือภายในยานได้เสื่อมสภาพลง ในที่สุดก็ติดต่อกับโลกไม่ได้ตั้งแต่ 24 มีนาคม พ.ศ. 2518 ยานมารีเนอร์ 10 จึงกลายเป็นขยะอวกาศที่โคจรอยู่รอบดวงอาทิตย์ โดยเข้ามาใกล้ดาวพุธครั้งคราวตามจังหวะเดิมต่อไป
     นอกจากดาวพุธจะมีช่วงกลางวันถึงกลางคืนยาวที่สุดแล้ว ยังมีทางโคจรที่รีมากด้วย เป็นรองเฉพาะดาวพลูโตเท่านั้น ดาวพุธมีระยะใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด 0.31 หน่วยดาราศาสตร์ และไกลที่สุด 0.47 หน่วยดาราศาสตร์ ทำให้ 2 ระยะนี้ แตกต่างกันถึง 0.16 หน่วยดาราศาสตร์ หรือ 24 ล้านกิโลเมตร นั่นหมายความว่า ถ้าไปอยู่บนดาวพุธจะเห็นดวงอาทิตย์มีขนาดเปลี่ยนแปลงค่อนข้างมาก โดยเมื่ออยู่ใกล้ดางอาทิตย์ที่สุดจะเห็นดวงอาทิตย์ใหญ่เป็น 2 เท่าครึ่งของเมื่ออยู่ไกลดวงอาทิตย์ที่สุด ซึ่งโตประมาณ 4 เท่าของที่เห็นจากโลก ในระหว่างเวลากลางวัน อุณหภูมิที่ผิวของดาวพุธช่วงที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ ที่สูงสุดถึง 700 เคลวิน (ประมาณ 427 องศาเซลเซียส) สูงพอที่จะละลายสังกะสีได้ แต่ในเวลากลางคืนอุณหภูมิลดต่ำลงเป็น 50 เคลวิน (-183 องศาเซลเซียส) ต่ำพอที่จะทำให้ก๊าซคริปตอนแข็งตัว การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิบนพื้นผิวดาวพุธจึงรุนแรง คือร้อนจัดในเวลากลางวันและเย็นจัดในเวลากลางคืน ปรากฏการณ์เช่นนี้เกิดบนดวงจันทร์ของโลกเราด้วย ทั้งนี้เพราะไม่มีบรรยากาศที่จะดูดกลืนความร้อนอย่างเช่นโลก
     ลักษณะพิเศษของดาวพุธ มีความหนาแน่นสูงมาก (5.43 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร เทียบกับโลก 5.52 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร) เป็นดาวเคราะห์ประเภทโลก แต่มีความหนาแน่นมากเป็นพิเศษ ดาวพุธโตกว่าดวงจันทร์ไม่มาก แต่มีความหนาแน่นมากกว่าดวงจันทร์ถึง 16 เท่า เมื่อเทียบสัดส่วนแล้ว ดาวประเภทโลกซึ่งได้แก่ โลก ดาวศุกร์ ดาวอังคาร ดาวพุธ และดวงจันทร์ ปรากฏว่าความหนาแน่นของโลก ดาวศุกร์ ดาวอังคาร และดวงจันทร์เพิ่มขึ้นตามขนาด กล่าวคือถ้าเขียนกราฟแสดงความหนาแน่นไว้เป็นแกนตั้ง และรัศมีไว้เป็นแกนนอน จะพบว่าดวงจันทร์ ดาวอังคาร ดาวศุกร์ และโลกอยู่บนเส้นตรงเดียวกัน ดวงจันทร์มีขนาดเล็กที่สุด จึงมีความหนาแน่นน้อยที่สุด โลกใหญ่ที่สุดมีความหนาแน่นมากที่สุด ส่วนดาวพุธอยู่สูงกว่าเส้นตรงนี้ จึงมีความหนาแน่นมากเป็นพิเศษ
     จากสมบัติพิเศษข้อนี้ แสดงว่าแก่นกลางของดาวพุธมีความหนาแน่นสูง และมีขนาดใหญ่ องค์ประกอบส่วนมากจะเป็นเหล็ก แก่นกลางของดาวพุธเมื่อ เทียบกับขนาดภายนอกจึงใหญ่ที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์ทุกดวง สมบัติพิเศษข้อนี้นับเป็นการค้นพบใหม่ที่ทำให้เกิดปัญหาที่น่าคิดตามมาคือ ปัญหาเรื่องกำเนิดและวิวัฒนาการของระบบสุริยะ นักดาราศาสตร์ส่วนมากเชื่อว่า ดวงอาทิตย์และบริวารเกิดจากเนบิวลาเดียวกัน ในเวลาใกล้เคียงกัน หากความเชื่อนี้เป็นจริง ย่อมมีข้ออธิบายเกี่ยวกับดาวพุธเป็นข้อใดข้อหนึ่งใน 3 ข้อต่อไปนี้คือ องค์ประกอบของเนบิวลาที่ก่อกำเนิดเป็นระบบสุริยะ บริเวณตำแหน่งของดาวพุธจะต้องมีความแตกต่างอย่างมากจากบริเวณอื่น ดวงอาทิตย์ในระยะเริ่มแรกอาจมีพลังผลักดันมากในการผลักก๊าซเบาๆ รวมทั้งธาตุที่มีความหนาแน่นต่ำให้หลุดลอยออกจากดาวพุธให้ไปอยู่รอบนอกของระบบสุริยะ
     มีดาวขนาดใหญ่ดวงหนึ่งชนดาวพุธในระยะภายหลังการอุบัติขึ้นของดาวพุธไม่นาน ทำให้สารที่มีความหนาแน่นน้อยกลายเป็นก๊าซหลุดลอยไปจนหมดสิ้น มีข้อสังเกตที่น่าแปลกใจอยู่มากๆ คือ การตรวจไม่พบธาตุเหล็กบนพื้นผิวดาวพุธ นับว่าเป็นข้อขัดแย้งกับสมมติฐานที่ว่า แกนกลางของดาวพุธเป็นเหล็ก ในกรณีของโลก ดาวอังคาร และดวงจันทร์ ซึ่งมีแกนกลางเป็นเหล็กนั้นได้ตรวจ พบเหล็กในระดับผิวกายด้วย ดาวพุธจึงอาจเป็นดาวเคราะห์ชั้นในดวงเดียวที่มีเหล็กอยู่ ณ ใจกลางและมีพื้นผิวเป็นซิลิเกต ซึ่งมีความหนาแน่นต่ำ และอาจเป็นไปได้ว่าดาวพุธหลอมอยู่เป็นเวลานาน จนทำให้โลหะหนักตกลงไปอยู่ข้างล่างที่ศูนย์กลาง คล้ายเหล็กตกตะกอนอยู่ข้างล่างของเตาเผา ดาวพุธมีสนามแม่เหล็กความเข้มสูง ยานมารีเนอร์ 10 ได้ตรวจพบว่าดาวพุธมีสนามแม่เหล็กความเข้มสูงรองจากโลก สำหรับดาวเคราะห์ขนาดเล็กด้วยกัน ในกรณีของโลกสนามแม่เหล็กเกิดจากการไหลหมุนเวียนของโลหะหลอม เหลวที่เป็นตัวนำไฟฟ้าภายในแก่นกลางของโลก ตามหลักการเดียวกันกับไดนาโมที่เลี้ยงตัวเองได้ ถ้าสนามแม่เหล็กของดาวพุธมีแหล่งกำเนิดแหล่งเดียวกับของโลก แสดงว่าแกนกลางของดาวพุธต้องเป็นของเหลวด้วยเช่นเดียวกัน
     แต่สมมติฐานข้อนี้มีปัญหาอย่างหนึ่งตามมาคือ ดาวขนาดเล็กอย่างดาวพุธ จะมีอัตราส่วนของพื้นที่ต่อปริมาตรสูง ดังนั้น ถ้าอยู่ในสภาวะแวดล้อมเดียวกัน ดาวขนาดเล็กจะแผ่รังสีออกสู่อวกาศได้เร็วกว่า นั่นหมายความว่า หากดาวพุธมีแก่นกลางเป็นเหล็ก เพราะความหนาแน่นสูงและมีสนามแม่เหล็กความเข้มสูง แก่นกลางย่อมเย็นตัวและแข็งตัวนานมาแล้ว แต่แก่นกลางที่เป็นของแข็ง จะไม่สามารถก่อกำเนิดไดนาโมที่เลี้ยงตัวเองได้ ข้อขัดแย้งนี้นำไปสู่ความคิดที่ว่า แก่นกลางคงมีสารอย่างอื่นเจือปน สารเจือปนทำให้อุณหภูมิหลอมเหลวของเหล็กลดลง เหล็กจึงอยู่ในสภาวะเหลว ที่อุณหภูมิต่ำลงได้ สารเจือปนที่เป็นไปได้คือ ซัลเฟอร์ ซึ่งมีมากในเอกภพ แต่ยังมีความคิดอื่นอีก เช่น แก่นกลางเป็นเหล็กแข็งล้อมรอบด้วยชั้นที่เป็นของเหลว ซึ่งเป็นส่วนผสมของเหล็กกับซัลเฟอร์ที่อุณหภูมิ 1,300 เคลวิน (1,027 องศาเซลเซียส) มีหลุมอุกาบาตขนาดใหญ่ 2 หลุมอยู่คนละด้านของดาวพุธ หลุมอุกาบาตขนาดใหญ่ที่เกิดจากการชนของดาวเคราะห์น้อยโดยตรง ชื่อแอ่งคาลอริส (Caloris Basin) มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1,300 กิโลเมตร เกิดเมื่อ 3,600 ล้านปีมาแล้ว แรงของการชนทำให้เกิดคลื่นปะทะแผ่เข้าไปภายในดาวพุธ แล้วเกิดเป็นริ้วรอยอีกด้านหนึ่งมีลักษณะเป็นภูเขาและรอยแยก
     ต่อมาบริเวณนี้ถูกอุกาบาตอื่นชน และเกิดหลุมอุกาบาตเพตทราร์ค (Petrarch Crater) เกิดการชนรุงแรงมากพอที่จะทำให้ก้อนหินละลาย แล้วไหลเป็นทางยาว 100 กิโลเมตร ไปท่วมหลุมอุกาบาตขนาดเล็กกว่า ที่อยู่ใกล้เคียงกัน พื้นผิวดาวพุธมีร่องรอยเป็นทางยาวตัดกัน เรียกว่า ตารางของดาวพุธ (Mercurian Grid) ริ้วรอยเช่นนี้อาจเกิดจากการเปลี่ยนอัตราการหมุนรอบตัวเองของดาวพุธ เมื่อก่อนดาวพุธหมุนรอบตัวเองเร็วมาก อาจเป็นรอบละเพียง 20 ชั่วโมง ทำให้โป่งออกบริเวณเส้นศูนย์สูตร ขณะนั้นเปลือกนอกกำลังเย็นตัวลง เมื่ออัตราการหมุนช้าลง แรงโน้มถ่วงจะทำหน้าที่ดึงและปรับให้ดาวพุธมีความเป็นทรงกลมมากขึ้น ริ้วรอยที่เป็นขีดยาวตัดกันซึ่งอาจเกิดขึ้นในตอนนี้นั้น โปรดสังเกตว่าริ้วรอยนี้ไม่มีบนแอ่งคาลอริส แสดงว่าริ้วรอยเกิดก่อนแอ่งคาลอริส มีบรรยากาศที่เบาบางมาก บรรยากาศเกิดจากลมสุริยะซึ่งถูกดักจับไว้ โดยสนามแม่เหล็กของดาวพุธ เหนือพื้นผิว ณ จุดที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด ลมสุริยะพลังงานสูงจะลงมาถึงและชนพื้นผิว ทำให้เกิดอนุภาคใหม่ที่อยู่ภายในแมกนีโทสเฟียร์ของดาวพุธ แต่เนื่องจากเวลากลางวันพื้นผิวดาวพุธร้อนมาก โมเลกุลของก๊าซบนพื้นผิวจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงกว่าความเร็วของการผละหนี ก๊าซจึงหนีไปหมด ดังนั้นในอดีตจึงเชื่อว่าดาวพุธไม่มีบรรยากาศเลย 

ยานสำรวจดาวพุธ   มีเพียงยานมาริเนอร์ 10 ของสหรัฐเท่านั้นที่ได้ไปสำรวจดาวพุธ ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อเดือน พฤศจิกายน 1973 และได้เข้าใกล้ดาวพุธที่สุดระยะห่าง 300 กิโลเมตร





 
ยานมาริเนอร์ 10
หมายเหตุ:
Eccentricity เป็นค่าคงทีของวงโคจร ที่บอกว่าวงโคจรนั้นรีมากหรือน้อย หาได้จาก ระยะห่างของจุด โฟกัสทั้งสอง หารด้วย ความยาวของแกนหลัก ซึ่งวงกลมจะมีค่า Ecc=0 และพาลาโบล่าจะมีค่า Ecc=1

Inclination มุมเอียงที่ระนาบการโคจรของดาวเคราะห์หรือดาวหาง ทำกับระนานอิคลิปติค มีหน่วยเป็น องศา
     ปัจจุบันนักดาราศาสตร์พบร่องรอยของบรรยากาศ และพบน้ำแข็งบริเวณขั้ว ซึ่งอาจเกิดจากการชนของดาวหางบนดาวพุธ และอาจเป็นผู้ก่อกำเนิด ออกซิเจน และไฮโดรเจนบนดาวพุธ ปรากฎการณ์บนฟ้าเกี่ยวกับดาวพุธ เห็นอยู่ใกล้ขอบฟ้าเสมอ สาเหตุเป็นเพราะวงโคจรของดาวพุธเล็กกว่า วงโคจรของโลก ดาวพุธจึงปรากฏห่างจากดวงอาทิตย์ได้อย่างมากไม่เกิน 28 องศา นั่นหมายความว่า ถ้าอยู่ทางทิศตะวันออกของดวงอาทิตย์ จะเห็นทางทิศตะวันตกในเวลาหัวค่ำ แต่ถ้าอยู่ทางตะวันตกของดวงอาทิตย์ จะขึ้นก่อนดวงอาทิตย์ จึงเห็นทางทิศตะวันออกในเวลารุ่งอรุณ และเห็นเป็นเสี้ยวในกล้องโทรทรรศน์ เนื่องจากดาวพุธไม่หันด้านสว่างทั้งหมดมาทางโลก แต่จะหันด้านสว่างเพียงบางส่วนคล้ายดวงจันทร์ข้างขึ้นหรือข้างแรม หันด้านสว่างมาทางโลก ถ้าดาวพุธหันด้านสว่างทั้งหมดมาทางโลก เราจะมองไม่เห็น เพราะดาวพุธอยู่ไปทางเดียวกันกับดวงอาทิตย์ เห็นเป็นจุดดำเล็กๆ บนพื้นผิวดวงอาทิตย์
     เมื่อดาวพุธมาอยู่บนเส้นตรงที่ต่อระหว่างดาวพุธกับโลก ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าดาวพุธผ่านหน้าดวงอาทิตย์ เคปเลอร์เป็นนักดาราศาสตร์คนแรกที่คำนวณได้ว่าจะเกิดปรากฏการณ์ ดาวพุธผ่านหน้าดวงอาทิตย์ ในวันที่ 7 พฤศจิกายน พ.ศ. 2174 ซึ่งทำให้แกสแซนดีสามารถสังเกตปรากฏการณ์ครั้งนั้นได้ นับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมาจนถึงปัจจุบัน ได้เกิดดาวพุธผ่านหน้าดวงอาทิตย์แล้ว 48 ครั้ง เคยเกิดเมื่อ วันที่ 6 พฤศจิกายน พ.ศ. 2536 ครั้งสุดท้ายเกิดเมื่อวันที่ 15 พฤศจิกายน พ.ศ. 2542 ปรากฏการณ์ดาวพุธผ่านหน้าดวงอาทิตย์เกิดเฉพาะในเดือนพฤษภาคม และเดือนพฤศจิกายนเท่านั้น ขณะที่เดือนพฤษภาคม ดาวพุธจะอยู่ใกล้ตำแหน่งไกลสุดจากดวงอาทิตย์ ส่วนเดือนพฤศจิกายน ดาวพุธจะอยู่ใกล้ตำแหน่งใกล้สุดจากดวงอาทิตย์ ดาวพุธผ่านหน้าดวงอาทิตย์ในเดือนพฤศจิกายนเกิดบ่อย กว่าในเดือนพฤษภาคมในอัตราส่วนประมาณ 7:3 ช่วงเวลาเกิดยาวนานที่สุด (ของเดือนพฤษภาคม) เกือบ 9 ชั่วโมง สำหรับดาวพุธผ่านหน้าดวงอาทิตย์เมื่อวันที่ 15 พฤศจิกายน พ.ศ. 2542 ไม่เห็นในประเทศไทย เพราะเกิดขณะเป็นเวลากลางคืน ดวงจันทร์เสี้ยวขณะเป็นวันข้างขึ้นน้อยๆ หรือข้างแรมมากๆ จะผ่านใกล้ดาวพุธเดือนละ 1 ครั้ง รูปร่างของดาวพุธในกล้องโทรทรรศน์จะคล้ายๆ กับรูปร่างของดวงจันทร์เสี้ยวที่อยู่ใกล้ๆ ดวงจันทร์ จึงเป็นสิ่งที่ช่วยให้ค้นพบดาวพุธได้สะดวกวิธีหนึ่ง


        ดาวพุธมีความหนาแน่นมากเป็นอันดับสองรองจากโลก ประมาณ 5.44 กรัมต่อลูกบาศก์เซ็นติเมตร แต่โดยความเป็นจริงแล้ว ความหนาแน่นของโลกส่วนหนึ่งเป็นผลมาจากแรงดึงดูดของโลก ซึ่งถ้าไม่มีแรงดังกล่าว ดาวพุธจะมีความหนาแน่นมากกว่าโลก จากหลักฐานดังกล่าวทำให้เชื่อว่า แกนกลางของดาวพุธประกอบด้วยเหล็กที่มีขนาดใหญ่กว่าแกนกลางของโลก ซึ่งอาจจะเป็นส่วนประกอบหลักของดาวพุธ ดังนั้นดาวพุธจึงมีเนื้อและเปลือกเป็นชั้นบางๆของพวกซิลิเกต
แกนกลางของดาวพุธมีรัศมีประมาณ 1800 ถึง 1900 กิโลเมตร และชั้นเปลือกชั้นนอกมีความหนาประมาณ 500 ถึง 600 กิโลเมตร และบางส่วนของแกนกลางยังหลอมอยู่
ดาวพุธมีชั้นบรรยากาศบางๆ ซึ่งได้จากการระเบิดของพื้นผิวโดยลมสุริยะ แต่เนื่องจากดาวพุธมีอุณหภูมิที่สูง บรรยากาศจึงหนีออกสู่อวกาศได้ง่าย ซึ่งแตกต่างไปจากบรรยากาศของโลกและดาวศุกร์ที่คงที่ไม่หนีออกสู่บรรยากาศ ดังนั้นบรรยากาศของดาวพุธจึงเกิดขึ้นใหม่ตลอดเวลา
พื้นผิวของดาวพุธมีหน้าผาสูงชันเป็นรูปโค้ง ยาวหลายร้อยกิโลเมตรและอาจสูงถึง 3 กิโลเมตร บางส่วนของหน้าผาตัดเข้าไปในหลุมอุกาบาต ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีแรงบีบอัดมากระทำ
ลักษณะสำคัญที่พบบนพื้นผิวของดาวพุธ เป็นหลุมอุกาบาตขนาดใหญ่ที่เรียกว่า Caloris Basin ซึ่งมีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 1,300 กิโลเมตร ซึ่งคาดว่าจะคล้ายกับหลุมอุกาบาตขนาดใหญ่ที่พบบนดวงจันทร์ ที่เกิดจากการชนของอุกาบาตขนาดใหญ่ที่มีขนาดประมาณ 100 กิโลเมตร และยังพบหลุมอุกาบาตขนาดต่างๆอีกมากมาย ทั้งที่เกิดขึ้นใหม่ที่แสดงขอบหลุมเห็นได้เด่นชัด และหลุมอุกาบาตเก่าแก่ที่ขอบหลุมราบเรียบขึ้นอันเนื่องจากการชนของอุกาบาตในระยะต่อๆมา นอกจากหลุมอุกาบาตที่กระจายอยู่ทั่วไปแล้ว พื้นที่ส่วนใหญ่เป็นพื้นที่ราบที่คาดว่าเกิดการระเบิดของภูเขาไฟในอดีตและมีลาวาไหลแผ่ออกมาปกคลุมเป็นบริเวณกว้าง และบางบริเวณพบการสะสมตัวของหิน (ejecta) ที่ได้จากการชนของอุกาบาต
จากการวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้จากยาน Marinar พบหลักฐานที่แสดงว่ายังมีปรากฏการณ์ทางภูเขาไฟอยู่ แต่อาจต้องมีข้อมูลเพิ่มเติมอีกเพื่อยืนยันความถูกต้อง
จากการสังเกตโดยใช้คลื่นวิทยุในบริเวณขั้วเหนือ แสดงหลักฐานที่อาจมีน้ำแข็ง ซึ่งเนื่องจากว่าแกนหมุนรองตัวเองของดาวพุธเกือบตั้งฉากกับระนาบของวงโคจร ทำให้บริเวณที่เป็นขั้วเหนือเห็นดวงอาทิตย์เฉพาะบริเวณขอบฟ้าเท่านั้น ในหลุมอุกาบาตอาจไม่โดนแสงอาทิตย์ส่องถึงเลยและอาจมีอุณหภูมิต่ำถึง 161 OC ซึ่งต่ำพอที่จะเก็บรักษาไม่ให้น้ำแข็งระเหยเป็นไอออกสู่บรรยากาศ หรือน้ำแข็งนี้อาจได้จากการชนของดาวหางดาวพุธมีสนามแม่เหล็กอย่างอ่อน มีความเข้มประมาณ 1 %ของสนามแม่เหล็กโลก ทำให้เกิดชั้น magetosphere รอบดาวพุธ แกนของสนามแม่เหล็กวางตัวทำมุมประมาณ 7 องศากับแกนหมุนของดาวพุธ การที่ดาวพุธมีค่าความเข้มสนามแม่เหล็กที่ต่ำอาจเนื่องจากดาวพุธมีขนาดเล็กและมีแกนกลางซึ่งส่วนใหญ่เป็นของแข็ง และการที่ยังพบสนามแม่เหล็กบนดาวพุธ อาจเป็นการแสดงให้เห็นว่าแกนกลางของดาวพุธเป็นเหล็กและอาจหลอมเหลวเพียงเล็กน้อย หรืออาจเนื่องจากสภาพแม่เหล็กคงค้าง (remnant magnetization) ที่ยังเหลืออยู่ในหินซึ่งเกิดในขณะที่ดาวพุธยังมีสนามแม่เหล็กความเข้มสูงตอนที่ดาวพุธยังมีอายุน้อย

รูปภาพดาวพุธ

28791    

 
 

วันศุกร์ที่ 5 สิงหาคม พ.ศ. 2554

การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสและไมโอซิส



การแบ่งเซลล์
    การแบ่งเซลล์เป็นการเพิ่มจำนวนเซลล์ ผลของการแบ่งเซลล์ทำให้เซลล์มีขนาดเล็กลง ทำให้สิ่งมีชีวิตชนิดนั้นเจริญเติบโต เซลล์โพรคาริโอต เช่น เซลล์แบคทีเรียมีการแบ่งเซลล์แบบไบนารีฟิชชัน (binary fission) คือเป็นการแบ่งแยกตัวจาก 1 เป็น 2 เซลล์พวกยูคาริโอต ประกอบด้วย 2 ขั้นตอน คือ การแบ่งนิวเคลียส (karyokinesis) และการแบ่งไซโทพลาซึม (cytokinesis)
   การแบ่งนิวเคลียสสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 แบบคือ
    
 1. การแบ่งนิวเคลียสแบบไมโทซิส (mitosis) เป็น การแบ่งเซลล์เพื่อการสืบพันธุ์ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว และสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์บางชนิด ในสิ่งมีชีวิตทั่วไป การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิศจะเกิดขึ้นที่เซลล์ของร่างกาย (somatic cell) ทำให้จำนวนเซลล์ของร่างกายมีจำนวนมากขึ้น สิ่งมีชีวิตนั้นๆ จึงเจริญเติบโตขึ้น


การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส

การแบ่งเซลล์เป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นต่อเนื่องกัน ก่อนที่จะมีการแบ่งเซลล์ เซลล์จะมีการเตรียมตัวให้พร้อมก่อน ระยะเวลาที่เซลล์เตรียมความพร้อมก่อนการแบ่ง จนถึงการแบ่งนิวเคลียสและไซโทพลาซึมจนเสร็จสิ้น เรียกว่า วัฏจักรของเซลล์ (cell cycle) ซึ่งพบเฉพาะการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส
     วัฏจักรของเซลล์ประกอบด้วยขั้นตอน 2 ขั้นตอน คือ
       1) ระยะอินเตอร์เฟส (interphase)  เป็นระยะ ที่เซลล์เตรียมตัวให้พรอ้มก่อนที่จะแบ่งนิวเคลียสและไซโทพลาซึม เซลล์ในระยะนี้ มีนิวเคลียสขนาดใหญ่ และเห็นนิวคลีโอลัสชัดเจนเมื่อย้อมสี แบ่งเป็นระยะย่อยได้ 3 ระยะ คือ
     - ระยะก่อนสร้าง DNA หรือระยะ จี1
     - ระยะสร้าง DNA หรือระยะเอส
     - ระยะหลังสร้าง DNA หรือระยะ จี2
       2) ระยะที่มีการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส (mitotic phase หรือ M phase)  เป็นระยะที่มีการแบ่งนิวเคลียส เกิดขึ้นในช่วงสั้นๆ แล้วตามด้วยการแบ่งของไซโทพลาซึม การแบ่งนิวเคลียสแบบไมโทซิส อาจแบ่งได้เป็น 4 ระยะคือ
     - ระยะโพรเฟส (prophase) เป็นระยะที่นิวเคลียสยังมีเยื่อหุ้มอยู่
     - ระยะเมทาเฟส (metaphase) เป็นระยะที่เยื่อหุ้มนิวเคลียสสลายตัว
     - ระยะแอนาเฟส (anaphase) เป็นระยะที่โครโมโซมแยกกันเป็น 2 กลุ่ม
     - ระยะเทโลเฟส (telophase) เกิดการแบ่งของไซโทพลาซึมขึ้น
     

1. ระยะอินเตอร์เฟส (Interphase)

เป็นระยะแรกของการแบ่งเซลล์แบบไมโทซีส เป็นระยะที่เซลล์มีการเตรียมพร้อม สำหรับการแบ่งเซลล์ ตอนต้นของระยะอินเตอร์เฟส โครโมโซม (Chromosome) จะอยู่ในรูปของโครมาทิน (Chromosome) คือ มี ลักษณะเป็นสายยาวพันกันยุ่งหยิง จนดูคล้ายมีลักษณะเป็นก้อนกลม ๆ อยู่ในเซลล์ เช่นเดียวกับกำมือคนเรา ซึ่งมีลักษณะเป็นก้อนกลม ๆ นิ้วแต่ละนิ้วชิดกันจนแยกไม่ออกว่านิ้วไหนเป็นนิ้วไหน
ตอน ปลายของระยะอินเตอร์เฟส การจำลองดีเอ็นเอ (DNA Duplication) ก็เสร็จสิ้นสมบูรณ์ ทำให้ได้โครโมโซมเพิ่มขึ้นอีก 1 ชุด แต่ก็ยังคงมีลักษณะพันกันยุ่งหยิ่งเช่นเดิมเปรียบได้กับการกำมือทั้งสองเข้า ด้วยกันเป็นก้อนกลมจำนวนนิ้วมือของมืออีกข้างหนึ่งที่เพิ่มขึ้นมาก็เปรียบ ได้กับจำนวนโครโมโวมที่ได้ถูกจำลองเพิ่มขึ้นอีกหนึ่งชุดนั่นเอง
2. ระยะโพรเฟส (Prophase)

ในระยะโพรเฟส โครโมโซมจะหดตัวสั้นเข้า ทำให้เห็นเป็นแท่งโครโมโซมชัดเจน ในระยะนี้จะมีการจับคุ่กันของโครโมโซมที่มีลักษณะเหมือนกันเป็นคู่เรียกว่าโครมาทิด (Chromatid) โดยมีเซนโตรเมียร์ (Centromere) เป็นจุดเชื่อม

เปรียบได้กับนิ้วมือแต่ละข้างของคนเราซึ่งตอนนี้ได้ถูกแบออกให้ เห็นนิ้วมือชัดเจน และมีลักษณะอยู่แนบชิดกันเป็นคู่ ๆ สังเกตได้ว่านิ้วก้อยของมือซ้ายซึ่งมีลักษณะเช่นเดียวกับนิ้วก้อยของมือขวา ก็จะมาเข้าคู่กัน และนิ้วอื่น ๆ ของมือทั้งสองก็เช่นกัน เปรียบได้กับการจับคู่ของโครโมโซมที่มีลักษณะเหมือนกัน
3. ระยะเมทาเฟส (Metaphase)

เป็นระยะที่สังเกตโครโมโซม ได้ชัดเจนที่สุดและเห็นได้ชัดที่สุดในของจริง ในระยะนี้โครมาทิดจะเลื่อนมาเรียงกันกลางเซลล์ โดยที่เส้นใยสปินเดิล (Spindle Fiber) จากขั้วเซลล์ทั้งสองข้างจะเริ่มเข้ามาจับที่เซนโตรเมียร์ของโครมาทิดแต่ละ คู่เพื่อแยกโครโมโซมที่เข้าคู่กันอยู่ออกจากกัน

เปรียบได้กับนิ้วมือของมือแต่ละข้างของคนเราที่เคยแนบชิดกันในระยะโพรเฟส บัดนี้จะแยกออกจากกัน โดยแต่ละคู่จะมาเรียงกันกลางเซลล์
4. ระยะแอนาเฟส (Anaphase)

เป็นระยะที่โครโมโซม จากโครมาทิดแต่ละคู่ เริ่มถูกดึงให้แยกออกจากกันอย่างช้า ๆ หากเป็นภาพจากของจริงในเซลล์สัตว์จะสังเกตเป็นเยื่อหุ้มเซลล์ค่อย ๆ คอดเข้ามา เพื่อแยกออกจากกันเป็น 2 เซลล์ แต่หากเป็นเซลล์พืช จะมีผนังเซลล์บาง ๆ มากั้นระหว่างเซลล์ทั้งสองเช่นเดียวกัน ในภาษามือจะสังเกตว่านิ้วมือของมือแต่ละข้าง จะค่อย ๆ แยกห่างออกจากกัน
5. ระยะเทโลเฟส (Telophase)

เป็นระยะสุดท้ายของการแบ่งเซลล์แบบไมโทซีส ในระยะนี้โครโมโซมจะแบ่งเป็น 2 ชุดชัดเจน พร้อม ๆ กับมีการแบ่งไซโทพลาสซึม (Cytoplasm) ออกเป็น 2 ส่วน ทำให้ได้เซลล์ใหม่ 2 เซลล์ ที่พร้อมจะมีการเจริญเติบโตและพร้อมที่จะมีการแบ่งเซลล์ใหม่ต่อไป

เปรียบได้กับกำมือทั้ง 2 ข้างที่เหมือนกันของเราเหมือนกับเซลล์ใหม่ 2 เซลล์ที่เกิดขึ้น และมีลักษณะเหมือนกันทุกประการทั้ง 2 เซลล์
 2. การแบ่งนิวเคลียสแบบไมโอซิส (meiosis) การแบ่งเซลล์แบบนี้นิวเคลียสมีการเปลี่ยนแปลงโดยลดจำนวนโครโมโซมลงครึ่ง หนึ่ง เป็นการแบ่งเพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์ เซลล์ร่างกายของคนมีโครโมโซมอยู่ 46 โครโมโซม หรือ 23 คู่ แต่ละคู่มีรูปร่างลักษณะเหมือนกัน เรียกโครโมโซมที่เป็นคู่กันว่า ฮอมอโลกัสโครโมโซม (homologous chromosome) และเซลล์ที่มีโครโมโซมเข้าคู่กันได้เรียกว่า เซลล์ดิพลอยด์ (diploid cell) การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสนี้ นิวเคลียสมีการเปลี่ยนแปลง 2 รอบ




การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส

       รายละเอียดของการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส มีดังนี้
     ระยะอินเตอร์เฟส I => ระยะไมโอซิส I ประกอบด้วย ระยะโพรเฟส I ระยะเมทาเฟส I ระยะแอนาเฟส I ระยะเทโลเฟส I => ระยะอินเตอร์เฟส II => ระยะไมโอซิส II ประกอบด้วย ระยะโพรเฟส II ระยะเมทาเฟส II ระยะแอนาเฟส II ระยะเทโลเฟส II


การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสครั้งแรกและครั้งที่สอง ประกอบด้วยระยะต่างๆ ดังนี้

1 การแบ่งไมโอซิสครั้งแรก (meiosis I) มีระยะต่างๆ ดังนี้
 
ระยะอินเตอร์เฟส I (interphase I) การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในระยะนี้มีการเตรียมสารต่างๆ เช่นโปรตีน เอนไซม์ เพื่อใช้ในระยะต่อไป จึงมี เมแทบอลิซึมสูง มีนิวเคลียสใหญ่ มีการจำลองโครโมโซมใหม่แนบชิดกับโครโมโซมเดิมและเหมือนเดิมทุกประการ โครโมโซมเป็นเส้นบางยาวๆ พันกันเป็นกลุ่มร่างแห

ระยะโพรเฟส I (prophase I)ใช้เวลานานและซับซ้อนมากที่สุด มีเหตุการณ์ที่สำคัญ คือ
- โครโมโซมหดสั้นเป็นแท่งหนาขึ้น
- โครโมโซมคู่เหมือน (homologous chromosome) มาจับคู่กันเป็นคู่ๆ แนบชิดกันเรียก  ไซแนพซิส (synapsis) คู่ของโครโมโซมแต่ละคู่เรียก ไบวาเลนท์ (bivalant) แต่ละโครโมโซมที่เข้าคู่กัน มี 2 โครมาทิด มีเซนโทรเมียร์ยึดไว้ ดังนั้น 1 ไบวาเลนท์มี 4 โครมาทิด
   - โครมาทิดที่แนบชิดกันเกิดมีการไขว้กัน เรียก การไขว้เปลี่ยน (crossing over) ตำแหน่งที่ไขว้ทับกัน เรียกไคแอสมา (chiasma)
   - เซนทริโอแยกไปยังขั้วเซลล์ทั้ง 2 ข้าง
   - มีเส้นใยสปินเดิล ยึดเซนโทรเมียร์ของแต่ละโครโมโซมกับขั้วเซลล์
   - โครโมโซมหดตัวสั้นและหนามากขึ้น เยื่อหุ้มนิวเคลียสและนิวคลีโอลัสค่อยๆ สลายไป

ระยะเมทาเฟส I (mataphase I) แต่ละไบวาเลนท์ของโครโมโซม มาเรียงอยู่กลางเซลล์  เยื่อหุ้มนิวเคลียสและนิวคลีโอลัสสลายไปหมดแล้ว

ระยะแอนาเฟส I (anaphase I) โครโมโซมคู่เหมือนที่จับคู่กัน ถูกแรงดึงจากเส้นใยสปินเดิลให้แยกตัวออกจากกันไปยังขั้วเซลล์ที่อยู่ตรงข้าม การแยกนั้นแยกไปทั้งโครโมโซมที่มี 2    โครมาทิด และการแยกโครโมโซมนี้มีผลทำให้การสลับชิ้นส่วนของโครมาทิดตรงบริเวณที่มีการ ไขว้เปลี่ยนช่วยทำให้เกิดการแปรผัน (variation) ของลักษณะต่างๆ ของสิ่งมีชีวิต ซึ่งมีประโยชน์ในแง่วิวัฒนาการจากการแยกกันของโครโมโซมไปยังขั้วเซลล์แต่ละ ข้างมีโครโมโซมเหลือเพียงครึ่งหนึ่งของเซลล์เดิม

ระยะเทโลเฟส I (telophase I) ในระยะนี้จะมีโครโมโซม 2 กลุ่มแต่ละกลุ่มจะมีจำนวนโครโมโซมเพียงครึ่งหนึ่งของเซลล์เดิม  แต่ละเซลล์มีโครโมโซมเป็นแฮพลอยด์ 


2 ไมโอซีส ครั้งที่ 2 (meiosis II)

ไมโอซีสครั้งที่ 2เกิดต่อเนื่องไปเลยไม่มีพักและผ่านระยะอินเทอร์เฟสไป ไม่มีการจำลอง
โครโมโซมใหม่อีก เริ่มมีการเปลี่ยนแปลงดังนี้


ระยะโพรเฟส II (prophase II) แต่ละโครโมโซมในนิวเคลียส แยกเป็น 2 โครมาทิด มี     เซนโทรเมียร์ยึดไว้   เซนทริโอลแยกออกไปขั้วเซลล์ทั้ง 2 ข้าง   มีเส้นใยสปินเดิลยึด        เซนโทรเมียร์กับขั้วเซลล์ เยื่อหุ้มนิวเคลียสและนิวคลีโอลัสสลายไป

ระยะเมทาเฟส II (metaphase II) โครโมโซมทั้งหมดมารวมอยู่กลางเซลล์

 
ระยะแอนาเฟส II (anaphase II) เส้นใยสปินเดิลหดตัวสั้นเข้าและดึงให้โครมาทิดของแต่ละโครโมโซมแยกออกจากกันไปขั้วเซลล์ตรงกันข้าม


ระยะเทโลเฟส II (terophase II) เกิดนิวคลีโอ ลัส เยื่อหุ้มนิวเคลียสล้อมรอบ     โครมาทิดกลุ่มใหญ่ แต่ละโครมาทิดก็คือ โครโมโซม นั้นเอง เมื่อจบการแบ่งเซลล์ในระยะเทโลเฟส 2 แล้วได้เซลล์ใหม่ 4 เซลล์ แต่ละเซลล์มีโครโมโซมเป็นแฮพลอยด์ 


ระยะ
การเปลี่ยนแปลงสำคัญ
อินเตอร์เฟส I จำลองโครโมโซมขึ้นมาอีก 1 เท่าตัว แต่ละโครโมโซม ประกอบด้วย 2 โครมาทิด
โปรเฟส I โฮโมโลกัส โครโมโซม มาจับคู่แนบชิดกัน ( synapsis) ทำให้มีกลุ่มโครโมโซม กลุ่มละ 2 ท่อน ( bivalent) แต่ละกลุ่ม ประกอบด้วย 4 โครมาทิด( tetrad) และเกิดการแลกเปลี่ยน ชิ้นส่วนของโครมาทิด ( crossing over)
เมตาเฟส I คู่ของโฮโมโลกัส โครโมโซม เรียงตัวอยู่ตามแนวศูนย์ กลางของเซลล์
แอนาเฟส I โฮโมโลกัส โครโมโซม แยกคู่ออกจากกัน ไปยังแต่ละข้างของขั้วเซลล์
ทีโลเฟส I เกิดนิวเคลียสใหม่ 2 นิวเคลียส แต่ละนิวเคลียส มีจำนวนโครโมโซม เป็นแฮพลอยด์ ( n)
อินเตอร์เฟส II เป็นระยะพักชั่วครู่ แต่ไม่มีการจำลอง โครโมโซมขึ้นมาอีก
โปรเฟส II โครโมโซมหดสั้นมาก ทำให้เห็นแต่ละโครโมโซม มี 2 โครมาทิด
เมตาเฟส II โครโมโซมจะมาเรียงตัว อยู่แนวศูนย์กลางของเซลล์
แอนาเฟส II เกิดการแยกของโครมาทิด ที่อยู่ในโครโมโซมเดียวกัน ไปยังขั้วแต่ละข้างของเซลล์ ทำให้โครโมโซม เพิ่มจาก n เป็น 2n






ข้อเปรียบเทียบการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสและไมโอซิส

ไมโทซิส
ไมโอซิส
1. โดยทั่วไป เป็นการแบ่งเซลล์ของร่างกาย เพื่อเพิ่มจำนวนเซลล์ เพื่อการเจริญเติบโต หรือการสืบพันธุ์ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว
1. โดยทั่วไป เกิดกับเซลล์ ที่จะทำหน้าที่ ให้กำเนิดเซลล์สืบพันธุ์ จึงเป็นการแบ่งเซลล์ เพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์
2. เริ่มจาก 1 เซลล ์แบ่งครั้งเดียวได้เป็น 2 เซลล์ใหม่
2. เริ่มจาก 1 เซลล์ แบ่ง 2 ครั้ง ได้เป็น 4 เซลล์ใหม่
3. เซลล์ใหม่ที่เกิดขึ้น 2 เซลล์ สามารถแบ่งตัวแบบไมโทซิสได้อีก
3. เซลล์ใหม่ที่เกิดขึ้น 4 เซลล์ ไม่สามารถแบ่งตัวแบบ                   ไมโอซิสได้อีก แต่อาจแบ่งตัวแบบไมโทซิสได้
4. การแบ่งแบบไมโทซิส จะเริ่มเกิดขึ้นตั้งแต่ ระยะไซโกและสืบเนื่องกันไปตลอดชีวิต
4. ส่วนใหญ่จะแบ่งไมโอซิส เมื่ออวัยวะสืบพันธุ์เจริญเต็มทีแล้ว หรือเกิดในไซโกต ของสาหร่าย และ ราบางชนิด
5. จำนวนโครโมโซม หลังการแบ่งจะเท่าเดิม (2n) เพราะไม่มีการแยกคู่ ของโฮโมโลกัสโครโมโซม
5. จำนวน โครโมโซม จะลดลงครึ่งหนึ่งในระยะไมโอซิสเนื่องจากการแยกคู่ ของโฮโมโลกัสโครโมโซม ทำให้เซลล์ใหม่มีจำนวนโครโมโซมครึ่งหนึ่ง ของเซลล์เดิม (n)
6. ไม่มีไซแนปซิส ไม่มีไคแอสมา และไม่มี ครอสซิงโอเวอร์
6. เกิดไซแนปซิส ไคแอสมา และมักเกิดครอสซิงโอเวอร์
7. ลักษณะของสารพันธุ์กรรม (DNA) และโครโมโซมใเซลล์ใหม่ทั้งสองจะเหมือนกันทุกประการ
7. ลักษณะของสารพันธุกรรม และโครโมโซมในเซลล์ใหม่อาจเปลี่ยนแปลง และแตกต่างกัน ถ้าเกิ ครอสซิงโอเวอร์


วันพุธที่ 29 มิถุนายน พ.ศ. 2554

หลอดไฟโฆษณา





หลอดไฟโฆษณา

การทำงานของหลอดไฟโฆษณา
          
   หลอดไฟโฆษณาหรือหลอดนีออนเป็นหลอดแก้วขนาดเล็กที่ถูกลนไฟแล้วดัดให้เป็นรูปภาพหรือตัวอักษรต่างๆ ไม่มีไส้หลอด แต่ที่ปลายทั้งสองข้างจะมีขั้วไฟฟ้าทำด้วยโลหะต่อกับแหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่มีความต่างศักย์สูงประมาณ 10,000โวลต์ ภายในหลอดชนิดนี้จะสูบอากาศออกจนเป็นสุญญากาศหมดแล้วบรรจุใส่ก๊าซบางชนิดที่จะให้พลังงานแสงสีต่างๆออกมาเมื่อมีกระแสไฟฟ้าผ่าน เช่น ก๊าซนีออนให้แสงสีแดงหรือส้ม ก๊าซฮีเลียมให้แสงสีชมพู ความต่างศักย์ที่สูงมากๆ จะทำให้ก๊าซที่บรรจุไว้ในหลอดเกิดการแตกตัวเป็นอิออน และนำไฟฟ้าได้ เมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านก๊าซเหล่านี้จะทำให้ก๊าซร้อนติดไฟให้แสงสีต่างๆได้และเป็น หลอดไฟฟ้าที่ทำงานด้วยหลักการปล่อยประจุความเข้มสูง มีปริมาณเส้นแรงของแสงสว่างต่อวัตต์สูงกว่าหลอดชนิดอื่น ๆ ส่องสว่างได้ไกล เหมาะกับงานสนาม นิยมใช้ตามถนน บริเวณเสาไฟฟ้าและโรงงานอุตสาหกรรมนิยมติดตั้งควบคู่กับดวงโคมเสมอ

       การทำงานของหลอดนีออน เมื่อไส้หลอดเผาจนร้องแดง ทำให้อิเล็กตรอนจากไส้หลอดวิ่งชนอะตอมของก๊าซที่บรรจุอยู่ภายในหลอด เกิดการแตกตัวเป็นอิออนและมีสมบัตินำไฟฟ้า ซึ่งจะร้อนและติดไฟให้พลังงานแสงสีต่างๆ

หลอดนีออน (Neon Lamp)

เป็นหลอดไฟฟ้าชนิด ที่มีการบรรจุก๊าซต่างๆ เข้าไปเพื่อทำให้ เกิดแสงสว่างเป้นสีต่าง ๆ ตามชนิดของสารหรือก๊าซที่บรรจุเข้าไป ส่วนใหญ่จะใช้เป็นไฟประดับหรือติดป้ายโฆษณาตามสถานที่ต่าง ๆ บางครั้งอาจดัดหลอดให้มีรูปร่างเป็นตัวอักษรและข้อความต่าง ๆ โดยทั่วไปหลอดนีออนจะแบ่งประเภทตามแรงดันได้2ประเภทคือแรงดันสูงและแรงดันต่ำ
เป็น หลอดปล่อยประจุความดันไอต่ำ สีของหลอดมี 3 แบบคือ daylight ,cool white และ warm white เช่นเดียวกับหลอดฟลูออเรสเซนต์ แบบที่ใช้งานกันมากคือหลอดเดี่ยว มีขนาดวัตต์ 5 7 9 11 วัตต์และหลอดคู่ มีขนาดวัตต์ 10 13 18 26 วัตต์ เป็นหลอดที่พัฒนาขึ้นมาแทนที่หลอดอินแคนเดสเซนต์ และมีประสิทธิผลสูงกว่าหลอดอินแคนเดสเซนต์ คือประมาณ 50-80ลูเมนต่อวัตต์ และ อายุการใช้งานประมาณ 5,000-8,000 ชม จัดเป็นหลอดประหยัดไฟที่นิยมใช้กันมากขึ้นในปัจจุบันเนื่องจากให้แสงสว่าง สูง อายุการใช้งานยาวนาน แสงสีที่นุ่มนวล และความร้อนที่ตัวหลอดน้อยกว่า เมื่อเทียบกับหลอดincandescent คุณลักษณะดังกล่าวจึงเหมาะกับการนำไปใช้ ให้แสงสว่างในอาคารแทนหลอด incandescent และนอกอาคารเป็นบางแห่ง โดยเฉพาะบริเวณที่ต้องเปิดไฟทิ้งไว้ เป็นเวลานานๆ ชนิดของหลอดคอมแพกต์ฟลูออเรสเซนต์1.แบบใช้บัลลาสต์ภายนอก แต่ที่ตัวหลอดจะมีสตาร์ทเตอร์ติดตั้งไว้ภายในเรียบร้อยแล้ว เรียกทั่วไปว่าหลอดตะเกียบ อาจมีลักษณะรูปร่างต่างกันออกไปในแต่ละรุ่นและยี่ห้อ

สมบัติบางประการและประโยชน์ของก๊าซเฉื่อย
ฮีเลียม (He)
เป็นก๊าซที่มีมวลโมเลกุลน้อยและไม่ ติดไฟ จึงใช้บรรจุบอลลูนแทนก๊าซไฮโดรเจนซึ่งติดไฟได้ง่าย นอกจากนี้ยังใช้ผสมกับก๊าซออกซิเจนด้วยอัตราส่วน 4ต่อ 1 โดยปริมาตร เพื่อใช้ในการหายใจสำหรับผู้ที่จะลงไปทำงานใต้ทะเล หรือสำหรับนักประดาน้ำ ทั้งนี้เนื่องจากใต้ท้องทะเลลึกมีความกดดันสูง ถ้าหายใจด้วยอากาศปกติ จะทำให้ก๊าซไนโตรเจนในอากาศละลายในโลหิต และเมื่อกลับขึ้นมาที่ความดันปกติไนโตรเจนที่ละลายอยู่ในโลหิตจะเปลี่ยน สถานะเป็นก๊าซปุดขึ้นมา ดันผนังเส้นโลหิต ทำให้เกิดอาการเจ็บปวดกล้ามเนื้อและทำให้เสียชีวิตในที่สุด แต่ถ้าใช้ก๊าซออกซิเจนผสมกับฮีเลียมจะไม่เกิดปรากฏการณ์ดังกล่าว เนื่องจากฮีเลียมละลายในโลหิตได้น้อยกว่า ก๊าซไนโตรเจน จึงแก้ปัญหานี้ได้ นอกจากนี้ยังใช้ฮีเลียมเหลว ซึ่งมีจุดเดือดต่ำมากเป็นสารหล่อเย็น เพื่อใช้ศึกษาสมบัติของสารที่อุณหภูมิต่ำ อย่างไรก็ตามฮีเลียมเป็นก๊าซที่เตรียมได้ยากและมีราคาแพง
2. อาร์กอน (Ar)
ใช้ เป็นก๊าซบรรจุในหลอดไฟ เพื่อให้ไส้หลอดมีอายุการใช้งานที่นานขึ้นทั้งนี้เพราะอาร์กอนไม่ทำ ปฏิกิริยากับไส้หลอด ขณะที่ร้อน ถ้าบรรจุอากาศในหลอดไฟฟ้า ไส้หลอดจะทำปฏิกิริยากับก๊าซต่าง ๆ ทำให้ขาดง่าย นอกจากนี้ยังใช้อาร์กอนบรรจุในหลอดไฟโฆษณา โดยบรรจุในหลอดแก้วเล็ก ๆ ภายใต้ความดันต่ำ เมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าศักย์สูงเข้าไป จะได้แสงสีมว่งน้ำเงิน นอกจากนี้ยังใช้อาร์กอนในอุตสาหกรรมการเชื่อมโลหะ
3.นีออน ( Ne)
ใช้บรรจุในหลอดไฟโฆษณาเช่นเดียวกับ อาร์กอน โดยให้สีแสงไฟเป็นสีส้มหรือสีส้มแดง
4.คริปทอน (Kr) และซีนอน (Xe)
ไม่ค่อยได้ใช้ประโยชน์มากนัก โดย Kr ใช้ในหลอดไฟแฟลช สำหรับถ่ายรูปความเร็วสูง ส่วน Xe ใช้เป็นยาสลบ แต่ราคาแพงมาก
สำหรับเรดอน (Ra) เป็นธาตุกัมมันตรังสี ใช้รักษาโรคมะเร็ง
ใน ปัจจุบันมีการนำกีาซเฉื่อยบางชนิด เช่น Ar และ Kr บรรจุในหลอดผลิตแสงเลเซอร์เพื่อใช้เป็นตัวกลางสำหรับสร้างความถี่ต่าง ๆ กันของแสงเลเซอร์
    
  
ก๊าซที่บรรจุให้พลังงานแสงสีต่างๆ                                     

1.ไอปรอท ให้พลังงานแสงสีฟ้าปนเขียว

2.ก๊าซอาร์กอนให้พลังงานแสงสีขาวปนฟ้า

3.ก๊าซฮีเลียมให้พลังงานแสงสีชมพู

4.โอโซเดียมให้พลังงานแสงสีเหลือง

5.ก๊าซนีออนให้พลังงานแสงสีแดงหรือสีส้ม  

ตัวอย่างรูปหลอดไฟโฆษณา









          

วันพุธที่ 1 มิถุนายน พ.ศ. 2554

หลอดเรืองแสงหรือหลอดฟลูออเรสเซนต์

หลอดเรืองแสงหรือหลอดฟลูออเรสเซนต์(Fluorescent Lamp)
      หลอดเรืองแสงหรือหลอดฟลูออเรสเซนต์ (Fluorescent Lamp)ทำด้วยหลอดแก้วที่สูบอากาศออกจนหมดแล้วบรรจุไอปรอทไว้เล็กน้อย มีไส้ที่ปลายหลอดทั้งสองข้าง หลอดเรืองแสงอาจทำเป็นหลอดตรง หรือครึ่งวงกลมก็ได้  ส่วนประกอบและการทำงานของหลอดเรืองแสง มีดังนี้
            1. ตัวหลอด  ภายในสูบอากาศออกจนหมดแล้วบรรจุไอปรอทและก๊าซอาร์กอน เล็กน้อย  ผิวด้านในของหลอดเรืองแสงฉาบด้วยสารเรืองแสงชนิดต่างๆ แล้วแต่ความต้องการให้เรืองแสงเป็นสีใด เช่น ถ้าต้องการให้เรืองแสงสีเขียว ต้องฉาบด้วยสารซิงค์ซิลิเคต แสงสีขาวแกมฟ้าฉาบด้วยมักเนเซียมทังสเตน แสงสีชมพูฉาบด้วยแคดเนียมบอเรต เป็นต้น
           2. ไส้หลอด ทำด้วยทังสเตนหรือวุลแฟรมอยู่ที่ปลายทั้งสองข้าง เมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านไส้หลอดจะทำให้ไส้หลอดร้อนขึ้น ความร้อนที่เกิดขึ้นจะทำให้ไอปรอทที่บรรจุไว้ในหลอดกลายเป็นไอมากขึ้น แต่ขณะนั้นกระแสไฟฟ้ายังผ่านไอปรอทไม่สะดวก เพราะปรอทยังเป็นไอน้อยทำให้ความต้านทานของหลอดสูง
          3. สตาร์ตเตอร์ ทำหน้าที่เป็นสวิตซ์ไฟฟ้าอัตโนมัติของวงจรโดยต่อขนานกับหลอด ทำด้วยหลอดแก้วภายในบรรจุก๊าซนีออนและแผ่นโลหะคู่ที่งอตัวได้ เมื่อได้รับความร้อน  เมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านก๊าซนีออน ก๊าซนีออนจะติดไฟเกิดความร้อนขึ้น ทำให้แผ่นโลหะคู่งอจนแตะติดกันทำให้กลายเป็นวงจรปิดทำให้กระแสไฟฟ้าผ่านแผ่น โลหะได้ครบวงจร   ก๊าซนีออนที่ติดไฟอยู่จะดับและเย็นลง แผ่นโลหะคู่จะแยกออกจากกันทำให้เกิดความต้านทานสูงขึ้นอย่างทันทีซึ่งขณะ เดียวกันกระแสไฟฟ้าจะผ่านไส้หลอดได้มากขึ้นทำให้ไส้หลอดร้อนขึ้นมาก  ปรอทก็จะเป็นไอมากขึ้นจนพอที่นำกระแสไฟฟ้าได้
         4. แบลลัสต์  เป็นขดลวดที่พันอยู่บนแกนเหล็ก  ขณะกระแสไฟฟ้าไหลผ่านจะเกิดการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าทำให้เกิดแรงเคลื่อน ไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้น เมื่อแผ่นโลหะคู่ในสตาร์ตเตอร์แยกตัวออกจากกันนั้นจะเกิดวงจรเปิดชั่วขณะ    แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นในแบลลัสต์จึงทำให้เกิดความต่าง ศักย์ระหว่างไส้หลอดทั้งสองข้างสูงขึ้นเพียงพอที่จะทำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ไอปรอทจากไส้หลอดข้างหนึ่งไปยังไส้หลอดอีกข้างหนึ่งได้   แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่เกิดจากแบลลัสต์นั้นจะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า เหนี่ยวนำไหลสวนทางกับกระแสไฟฟ้าจากวงจรไฟฟ้าในบ้าน ทำให้กระแส ไฟฟ้าที่จะเข้าสู่วงจรของหลอดเรืองแสงลดลง
                        หลักการทำงานของหลอดเรืองแสง
           เมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านไอปรอทจะคายพลังงานไฟฟ้าให้อะตอมไอปรอท ทำให้อะตอมของไอปรอทอยู่ในสภาวะถูกกระตุ้น (excited state) และอะตอมของปรอทจะคายพลังงานออกมาเพื่อลดระดับพลังงาน  ในรูปของรังสีอัลตราไวโอเลต ซึ่งอยู่ในช่วงของแสงที่มองไม่เห็น เมื่อรังสีนี้กระทบสารเรืองแสงที่ฉาบไว้ที่ผิวหลอด สารเรืองแสงจะเปล่งแสงสีต่างๆตามชนิดของสารเรืองแสงที่ฉาบไว้ในหลอดนั้น
                        ข้อดีของหลอดเรืองแสง
         1. เมื่อให้พลังงานไฟฟ้าเท่ากันจะให้แสงสว่างมากกว่าหลอดไฟฟ้าแบบธรรมดาประมาณ 4  เท่า และมีอายุการใช้งานนานกว่าหลอดไฟฟ้าธรรมดาประมาณ 8 เท่า
         2. อุณหภูมิของหลอดไม่สูงเท่ากับหลอดไฟฟ้าแบบธรรมดา
         3. ถ้าต้องการแสงสว่างเท่ากับหลอดไฟฟ้าธรรมดา จะใช้วัตต์ที่ต่ำกว่า จึงเสียค่าไฟฟ้าน้อยกว่า
                      ข้อเสียของหลอดเรืองแสง
         1. เมื่อติดตั้งจะเสียค่าใช้จ่ายสูงกว่าหลอดไฟฟ้าแบบธรรมดา เพราะต้องใช้แบลลัสต์และสตาร์ตเตอร์ เสมอ
         2. หลอดเรืองแสงมักระพริบเล็กน้อยไม่เหมาะในการใช้อ่านหนังสือ
         ตัวเลขที่ปรากฏบนหลอดไฟฟ้าธรรมดาและหลอดเรืองแสงซึ่งบอก กำลังไฟฟ้าเป็นวัตต์(W) เป็นการบอกถึงปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ไปใน 1 วินาที เช่น 20 W หมายถึง หลอดไฟฟ้านี้จะใช้พลังงานไป 20 จูลในเวลา 1 วินาที ดังนั้นหลอดไฟฟ้าและหลอดเรืองแสงที่มีกำลังไฟฟ้ามาก เมื่อใช้งานก็ยิ่งสิ้นเปลืองกระแสไฟฟ้ามาก ทำให้เสียค่าใช้จ่ายมากขึ้นด้วย  ปัจจุบันมีการผลิตหลอดไฟพร้อมอุปกรณ์ประกอบ เช่น บัลลาสต์ แบบประหยัดพลังงานขึ้นมาใช้หลายชนิด  เช่น หลอดตะเกียบ หลอดผอม บัลลาสต์เบอร์ 5 เป็นต้น


 
ครงสร้างภายในของหลอดเรืองแสง

     หลอดเรืองแสงมีลักษณะเป็นหลอดแก้วที่มีฝาปิดหัวท้าย (รูปที่ 1) มีขั้วติดอยู่บนแต่ละฝาเพื่อเป็นตัวนำไฟฟ้าสู่ชั้นส่วนประกอบภายในที่เรียกว่าแคโทดหรือไส้หลอด ภายในตัวหลอดจะบรรจุเม็ดปรอทและก๊าซเฉื่อยไว้ ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นก๊าซอาร์กอนและนีออนส่วนผิวหน้าด้านในของหลอดแก้วจะฉาบไว้ด้วยผงเรืองแสงที่เรียกว่า ฟอสฟอร์ซึ่งจะเรืองแสงขึ้นเมื่อมีรังสีอัลตราไวโอเลตส่องมากระทบ


                จากที่กล่าวไปนั้น จึงมีข้อควรระวังสำหรับการทิ้งหลอดเรืองแสงที่เสียแล้วว่าอย่าได้ทุบให้มันแตกเป็นอันขาด เพราะภายในหลอดมีปรอทซึ่งเป็นสารพิษบรรจุอยู่ นอกจากนี้ยังอาจจะถูกเศษแก้วบางๆ ของหลอดได้
 

การเรืองแสงของหลอดเรืองแสง

                การเรืองแสงขึ้นของหลอดเรืองแสงนั้นมีกระบวนการเป็นขั้นตอน (รูปที่ 2 ) กล่าวคือ ในขั้นต้นจะมีการผลิตรังสีอัลตราไวโอเลตที่ตามองไม่เห็นขึ้นก่อน  จากนั้นจึงเปลี่ยนเป็นแสงสว่างที่ตามองเห็นได้ กระบวนการจะเริ่มต้นเมื่อไส้หลอดได้รับแรงดันไฟฟ้าแล้วปลดปล่อยอิเล็กตรอนออกมาประจุก๊าซภายในหลอดก๊าซที่ถูกประจุนี้ จะเป็นตัวนำไฟฟ้า ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลผ่านถึงกันระหว่างไส้หลอดทั้งสอง ความร้อนที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านหลอดนี้ จะทำให้เม็ดปรอทกลายเป็นไอ และถูกอิเล็กตรอนในกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านหลอดในขณะนั้นเองชนและปลดปล่อยรังสีอัลตราไวโอเลตออกมา เมื่อรังสีอัลตราไวโอเลตชนกระทบเข้ากับอะตอมของผงฟอสฟอร์ที่ฉาบผิวหลอดไว้ก็จะเกิดเรืองแสงสว่างที่ตามองเห็นได้             

 

บัลลาสต์และสตาร์ตเตอร์

                บัลลาสต์ เป็นชิ้นส่วนประกอบที่สำคัญในชุดของชิ้นส่วนประกอบของหลอดเรืองแสง ทำหน้าที่ปรับคุมกระแสไฟฟ้าที่ไหลสู่ไส้หลอด เปรียบเหมือนหม้อแปลงขนาดเล็ก ซึ่งมีหลักการทำงานพื้นฐานเช่นเดียวกับหม้อแปลงไฟฟ้าโดยทั่วไปคือ ทำหน้าที่เพิ่มแรงดันไฟฟ้าให้สูงขึ้นในขณะเริ่มต้นจุดให้หลอดเรืองแสงทำงาน นอกจากนี้ยังมีชิ้นส่วนประกอบภายในซึ่งทำหน้าที่บังคับหน่วงกระแสไฟฟ้าด้วย อำนาจแม่เหล็กเพื่อควบคุมปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลสู่ไส้หลอดมิให้สูงเกินไป อันอาจมีผลทำให้ไส้หลอดขาดเร็วกว่าท่าควร

                หลอดเรืองแสงที่ใช้กันอยู่ในประเทศไทยเป็นแบบระบบเก่า ตัวบัลลาสต์จะลดค่าแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับใช้ในการเริ่มจุดให้หลอดทำงาน ลงด้วยการเริ่มให้ความร้อนแก่ไส้หลอดก่อนโดยผ่านกระแสไฟฟ้าปริมาณเล็กน้อย ผ่านทางสตาร์ตเตอร์ ส่วนหลอดเรืองแสงที่ใช้กันอยู่ในต่างประเทศเป็นแบบระบบใหม่จะมีการสร้างแรง ดันไฟฟ้าในขณะเริ่มจุดหลอด โดยไม่ต้องใช้สตาร์เตอร์เลยโดยปกติทั่วไปบัลลาสต์จะมีอายุใช้งานนานประมาณ 12 ปี  การเปลี่ยนบัลลาสต์ใหม่ ให้ต่อสายไฟตามผังสายไฟที่แสดงไว้บนบัลลาสต์ 
ระบบการเริ่มจุดหลอดเรืองแสง


1.  เมื่อเปิดสวิตซืให้กระแสไฟฟ้าสู่ระบบ บัลลาสต์จะจัดจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้แก่สตาร์เตอร์ ภายในสตาร์ตเตอร์จะประกอบด้วยหลอดแก้วที่ประจุก๊าซนีออนไว้ ภายในหลอดแก้วมีขั้วของหน้าสัมผัส 2 ขั้ว ทำหน้าที่เป็นสวิตช์อัตโนมัติ ทำงานได้ด้วยความร้อน ดังนั้น หลอดแก้วนี้จึงเรียกว่า สวิตช์ความร้อน แรงดันไฟฟ้าที่บัลลาสต์จัดจ่ายให้ดังกล่าวข้างต้นนั้นไม่สูงพอที่จะก่อให้เกิดขั้นตอนการเรืองแสงของหลอดได้ แต่จะทำให้เกิดประกายไฟฟ้าขึ้นระหว่างขั้วหน้าสัมผัสของสวิตช์ความร้อนทั้ง 2 ขั้ว

2.  ขั้วหน้าสัมผัสขั้วหนึ่งมีลักษณะเป็นแถบโลหะคู่ซึ่งจะคลายถ่างออกได้เมื่อ ได้รับความร้อนจากประกายไฟฟ้าทำให้สวิตช์ความร้อนเริ่มเปิดทำงานปล่อยให้มี กระแสไฟฟ้าไหลผ่านในวงจรได้ในขณะเดียวกัน แถบโลหะคู่จะเย็นลงพร้อมๆ กับที่กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านวงจรขณะนั้นเริ่มทำให้ไส้หลอดร้อนขึ้น

3.  ใน 2-3 วินาทีต่อจากนั้น แถบโลหะคู่ก็จะงอตัวกลัเข้า มา ตัดให้สวิตช์ความร้อนหยุดทำงาน ซึ่งก็จะเป็นเวลาพอดีกับที่แรงดันไฟฟ้าจากบัลลาสต์ก่อให้เกิดประจุเคลื่อน ที่ระหว่างไส้หลอดที่ถูกอุ่นให้ร้อนได้ ต่อจากนั้นแล้ว กระแสไฟฟ้าทั้งหมดจะไหลผ่านหลอดโดยตรง ส่วนสวิตช์ความร้อนของสตาร์ตเตอร์จะถูกตัดออกจากวงจรไป

 

 หลอดไฟฟ้า

หลอดไฟฟ้า มีส่วนประกอบดังนี้
ส่วนประกอบของหลอดไฟฟ้าแบบเขี้ยว
  • ไส้หลอด ครั้งแรก เอดิสันใช้คาร์บอนเส้นเล็ก ๆ เป็นไส้หลอด ซึ่งมีปัญหาคือ ไส้หลอดขาดง่ายเมื่อได้รับความร้อน ปัจจุบันไส้หลอดทำด้วยทังสเตน ซึ่งเป็นโลหะที่หาง่าย ราคาไม่แพง มี ความต้านทานสูง มีจุดหลอดเหลวสูงมาก เมื่อได้รับความร้อนจึงไม่ขาดง่าย ลักษณะของไส้หลอด ขดไว้เหมือนสปริง มีขนาดแตกต่างกันขึ้นอยู่กับกำลังไฟฟ้าของหลอดไฟฟ้า กล่าวคือ หลอดที่มีกำลังไฟฟ้าต่ำไส้หลอดจะใหญ่ ความต้านทานน้อย ส่วนหลอดที่มีกำลังไฟฟ้าสูง ไส้หลอดจะเล็ก มีความต้านทานมาก
  • หลอดแก้ว ทำจากหลอดแก้วใส ทนความร้อนได้ดี ภายในสูบอากาศออกจนหมด แล้วบรรจุแก๊สไนโตรเจน และอาร์กอนเพียงเล็กน้อยไว้แทนที่ แก๊สที่บรรจุไว้นี้จะช่วยให้ทังสเตนที่ได้รับความร้อนไม่ระเหิดไปจับที่ผิว ในของหลอดไฟฟ้า ซึ่งจะทำให้หลอดไฟฟ้าดำ
  • ขั้วต่อไฟ เป็นจุดต่อวงจรไฟฟ้าภายในหลอด
 

หลักการทำงานของหลอดไฟฟ้า

การ ที่หลอด ไฟฟ้าให้แสงสว่างได้เป็นไปตามหลักการดังนี้ เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านไส้หลอด ซึ่งมีความต้านทานสูง พลังงานไฟฟ้าจะเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อน ทำให้ไส้หลอดร้อนจัดจนเปล่งแสง ออกมาได้ ซึ่งมีการเปลี่ยนรูปพลังงานดังนี้
 
พลังงานไฟฟ้า ----> พลังงานความร้อน ----> พลังงานแสง
 

หลอดฟลูออเรสเซนต์

หลอดฟลูออเรสเซนต์

(fluorescent) หรือหลอดเรืองแสง เป็นอุปกรณ์ที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นแสงสว่างที่นิยมใช้กันมาก มีรูปร่างหลายแบบเช่น ทรงกระบอกสั้น ยาว ครึ่งวงกลม หรือวงกลม หลอดฟลูออเรสเซนต์ มีส่วนประกอบดังนี้
ส่วนประกอบของหลอดฟลูออเรสเซนต์
 
  • ขั้วต่อไฟ เป็นจุดต่อวงจรไฟฟ้าของหลอดฟลูออเรสเซนต์
  • ไส้หลอด ทำด้วยโลหะทังสเตนอยู่ที่ปลายหลอดทั้งสองข้าง
  • หลอดแก้ว ภายในหลอดสูบอากาศออกจนหมด แล้วใส่ไอปรอทไว้เล็กน้อย ผิวหลอดแก้วด้านใน ฉาบด้วยสารวาวแสง (fluorescent coating) ชนิดต่าง ๆ ซึ่งจะให้สีต่าง ๆ กันออกไป
อุปกรณ์ที่ต้องใช้ประกอบกับหลอดฟลูออเรสเซนต์ มีดังนี้
แบลลัสต์ และสตาร์ตเตอร์
 
สตาร์ตเตอร์ (starter) ทำหน้าที่เป็นสวิตซ์อัตโนมัติในขณะหลอดฟลูออเรสเซนต์ยังไม่ติด และหยุดทำงานเมื่อหลอดติดแล้ว
แบลลัสต์ (ballast) ทำหน้าที่เพิ่มความต่างศักย์ เพื่อให้หลอดฟลูออเรสเซนต์ติดในตอนแรก และทำให้กระแสไฟฟ้าที่ผ่านหลอดไฟลดลงเมื่อหลอดติดแล้ว พร้อมทั้งควบคุมให้กระแสไฟฟ้าคงตัว
การใช้หลอดฟลูออเรสเซนต์ทุกชนิดต้องต่อวงจรเข้ากับสตาร์ตเตอร์และแบลลัสต์ แล้วจึงต่อเข้ากับสายไฟฟ้าในบ้าน ดังรูป
การต่อวงจรไฟฟ้าของหลอดฟลูออเรสเซนต์
 

หลักการทำงานของหลอดฟลูออเรสเซนต์

 
การทำงานของหลอดฟลูออเรสเซนต์

เมื่อ กระแสไฟฟ้าผ่านไอปรอท จะคายพลังงานไฟฟ้าให้แก่ไอปรอท ซึ่งจะทำให้อะตอม ของไอปรอทอยู่ในสภาวะถูกกระตุ้น (exited state) เป็นผลให้อะตอมปรอทคายพลังงานออกมาเพื่อ ลดระดับพลังงานในตัวเองในรูปของรังสีอัลตราไวโอเลต ซึ่งมองไม่เห็น เมื่อรังสีชนิดนี้ไปกระทบกับสารวาวแสงที่ฉาบไว้ที่ผิวด้านในของหลอดฟลูออเรส เซนต์ สารเหล่านี้จะเปล่งแสงได้ โดยให้แสงสีต่างๆตามชนิดของสารวาวแสงที่ฉาบไว้ภายในหลอดนั้น เช่น แคดเมียมบอเรท (Cadmium borate) ให้ แสงสีชมพู แคดเมียมซิลิเคท (Cadmium silicate) ให้แสงสีชมพูอ่อน แมกนีเซียมทังสเตท (Magnesium tungstate) ให้แสงสีขาวอมฟ้า แคลเซียมทังสเตท (Calcium tungstate) ให้แสงสีน้ำเงิน ซิงค์ซิลิเคท (Zinc silicate) ให้แสงสีเขียว ซิงค์เบริลเลียมซิลิเคท (Zinc Beryllium silicate) ให้แสงสีเหลืองนวล นอกจากนี้ยังอาจผสมสารวาวแสงเหล่านี้ เพื่อให้ได้แสงสีผสมที่แตกต่างกันออกไปได้อีกด้วย

ข้อเปรียบเทียบระหว่างหลอดไฟฟ้ากับหลอดฟลูออเรสเซนต์ ซึ่งใช้พลังงานไฟฟ้าเท่ากัน

  • หลอดไฟฟ้าสว่างน้อยกว่าหลอดฟลูออเรสเซนต์ เมื่อมีจำนวนวัตต์เท่ากัน
  • หลอดไฟฟ้ามีอายุการใช้งานสั้นกว่าหลอดฟลูออเรสเซนต์
  • ขณะใช้งานอุณหภูมิของหลอดไฟฟ้าสูงกว่าหลอดฟลูออเรสเซนต์
  • หลอดไฟฟ้าเสียค่าใช้จ่ายในการติดตั้งน้อยกว่าหลอดฟลูออเรสเซนต์ เพราะหลอดฟลูออเรสเซนต์ต้องต่อวงจรเข้ากับแบลลัสต์และสตาร์ตเตอร์เสมอ

หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์

หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าหลอดตะเกียบ หลอดคอมแพค

ฟลูออเรส เซนต์มี 2 ชนิด คือ ชนิดที่มีแบลลัสต์ภายใน สามารถใช้แทนหลอดไฟฟ้าแบบมีเขี้ยวและแบบเกลียวได้ อีกชนิดหนึ่งเป็นแบบที่มีแบลลัสต์อยู่ภายนอกจะมีขาเสียบ เพื่อต่อเข้ากับแบลลัสต์ สมบัติที่สำคัญของหลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์ คือ ช่วยประหยัดพลังงานไฟฟ้า และมีอายุการใช้งาน ที่ยาวนานกว่าหลอดฟลูออเรสเซนต์
หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์