ทฤษฎี Maxwell ฟิสิดส์ ม.6

เวลาเจอคำถาม “กฎมือขวา ฟิสิกส์” ในข้อสอบ ม.6 ส่วนใหญ่เขาจะให้สถานการณ์เกี่ยวกับแรงแม่เหล็กที่กระทำต่อประจุ/กระแส หรือให้หาทิศสนามแม่เหล็กรอบลวดตัวนำ เราแนะนำให้แยกจำเป็น 3 แบบ (ชื่อคล้ายกันแต่ใช้คนละเคส) จะลดการสับสนมากๆ 1) กฎมือขวา 3 นิ้ว สำหรับแรงแม่เหล็กของประจุเคลื่อนที่ (F = q v × B) ใช้เมื่อโจทย์บอกว่า “ประจุเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว v เข้าไปในสนามแม่เหล็ก B” แล้วถามทิศแรง F - นิ้วชี้ = ทิศความเร็ว v - นิ้วกลาง = ทิศสนามแม่เหล็ก B - นิ้วโป้ง = ทิศแรงแม่เหล็ก F (สำหรับประจุบวก) ทริกสำคัญ: ถ้าเป็น “ประจุลบ” ให้กลับทิศแรง F ตรงข้ามกับที่นิ้วโป้งชี้ทันที ตัวอย่างที่เจอบ่อย: v ไปทางขวา, B ชี้ขึ้น ถ้าเป็น q>0 นิ้วโป้งจะชี้ “พุ่งออกจากกระดาษ/เข้ากระดาษ” (ขึ้นอยู่กับการจัดมือ) ให้ตรวจด้วยหลัก cross product: v × B 2) กฎมือขวาสำหรับลวดตัวนำมีกระแส (สนามแม่เหล็กรอบลวดตรง) ใช้เมื่อโจทย์ถาม “ทิศสนามแม่เหล็ก B รอบลวด” หรือให้รูปจุด/กากบาท (• / ×) แทนกระแสพุ่งออก/พุ่งเข้า วิธีทำ: - กำมือขวารอบลวด - นิ้วหัวแม่มือชี้ตามทิศกระแส I - นิ้วทั้งสี่ที่โค้งรอบลวด คือทิศเส้นแรงแม่เหล็ก B ที่วนรอบลวด จำง่าย: I ออกนอกกระดาษ (•) สนามจะวนทวนเข็มนาฬิกา, I เข้ากระดาษ (×) สนามจะวนตามเข็มนาฬิกา 3) กฎมือขวาสำหรับขดลวด/โซลินอยด์ (ทิศขั้ว N-S และทิศ B ภายใน) ใช้ตอนโจทย์เป็นขดลวดหลายรอบ หรือโซลินอยด์แล้วถาม “ด้านไหนเป็นขั้วเหนือ” วิธีทำ: - ใช้มือขวากำรอบขดลวด ให้ “นิ้วทั้งสี่” ชี้ตามทิศกระแสที่ไหลวนรอบขดลวด - นิ้วโป้งจะชี้ทิศสนามแม่เหล็กภายในขดลวด และชี้ไปทาง “ขั้วเหนือ (N)” ของโซลินอยด์ เชื่อมกับ Maxwell/คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (ให้เข้าใจภาพรวม) ที่เราเรียนทฤษฎี Maxwell จะเห็นว่า “กระแส/ประจุเคลื่อนที่” สร้างสนามแม่เหล็ก และ “สนามไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลง” ก็ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กได้ด้วย (แนวคิดการเหนี่ยวนำ) พอสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำกันไปเรื่อยๆ จึงเกิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งมีสเปกตรัมตั้งแต่คลื่นวิทยุ ไมโครเวฟ อินฟราเรด แสง UV เอกซ์เรย์ ไปจนถึงแกมมา ทริกกันพลาดในข้อสอบ - เช็กก่อนว่าโจทย์ถาม “แรง F” หรือถาม “สนาม B” (คนละกฎมือขวา) - ถ้าเป็นประจุลบ อย่าลืมกลับทิศแรง - เขียนสัญลักษณ์ • (ออก) และ × (เข้า) กำกับรูปทุกครั้ง จะช่วยไม่สลับทิศวนของสนาม