| ผู้เขียน | อาจวรงค์ จันทมาศ |
|---|
1.ทำไมเวลาเราสัมผัสน้ำอุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส กับอากาศอุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียสเท่ากัน เรากลับรู้สึกแตกต่างกัน ลองนึกดูจะพบว่าอากาศอุณหภูมิ 20 องศาอาจจะแค่เย็นๆ แต่ถ้ากระโดดลงไปในสระว่ายน้ำที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียสกลับรู้สึกเย็นฉ่ำจนสั่นได้
(ดูภาพที่ 1)
เฉลย 1 เนื่องจากน้ำสามารถนำความร้อนได้ดีกว่าอากาศอย่างมาก ดังนั้นความร้อนจากร่างกายของเราจึงถ่ายเทออกมายังน้ำได้ง่ายกว่าอากาศ ส่งผลให้เรารู้สึกเย็นฉ่ำเมื่อกระโดดลงสระน้ำ
2.ลูกเทนนิสพุ่งกระทบกำแพงด้วยความเร็ว v หากไม่มีการสูญเสียพลังงาน มันย่อมพุ่งออกมาจากกำแพงด้วยความเร็ว v แต่เราจะพบว่าโมเมนตัมของลูกเทนนิสไม่อนุรักษ์ เนื่องจากลูกเทนนิสพุ่งกลับออกมาในทิศทางตรงข้าม อย่างไรก็ตาม เรารู้ดีว่าโมเมนตัมของทั้งระบบจะต้องอนุรักษ์ทุกครั้งที่เกิดการชน
(ดูภาพที่ 2)
ดังนั้นหากเรามองทั้งระบบจะพบว่าขณะที่ลูกเทนนิสกระดอนออกมาด้วยความเร็ว v นั้น โลกทั้งใบรวมทั้งกำแพงที่ลูกเทนนิสกระทบย่อมกระเด็นไปอีกทางหนึ่ง แต่ถ้าเป็นแบบนั้น พลังงานของทั้งระบบย่อมไม่อนุรักษ์ เนื่องจากพลังงานของทั้งระบบเพิ่มขึ้นมาจากการที่โลกเคลื่อนที่
คำถามคือ การคิดในลักษณะนี้ผิดตรงไหน ทำไมพลังงานและโมเมนตัมของทั้งระบบจึงไม่อนุรักษ์
เฉลย 2 การที่เราเชื่อว่าลูกเทนนิสพุ่งออกมาจากกำแพงด้วยความเร็วเท่าเดิมนั้นไม่ถูกต้อง เพราะถึงอย่างไรลูกเทนนิสก็ต้องมีความเร็วลดลงเล็กน้อย
การชนที่พลังงานจลน์ของระบบมีค่าเท่าเดิมทั้งก่อนและหลังชน คือ การชนแบบยืดหยุ่น ซึ่งในที่นี้โลกมีมวลมากกว่าลูกเทนนิสมหาศาลทำให้เราสามารถประมาณได้ว่าโลกไม่เคลื่อนที่ ส่วนลูกเทนนิสมีความเร็วหลังกระทบเท่าเดิม แต่ในความเป็นจริงนั้นไม่มีทางเท่าเดิมได้ต่อให้พลังงานสูญเสียก็ตาม
3.(ข้อนี้ยาก) ขนาดของจันทร์วันเพ็ญที่เราเห็นนั้นใหญ่กว่าจันทร์ขึ้น (แรม) 8 ค่ำราวๆ สองเท่า ซึ่งก็ไม่ใช่เรื่องแปลกอะไรเพราะจันทร์ขึ้นหรือแรม 8 ค่ำนั้นปรากฏเป็นครึ่งวงกลม ส่วนจันทร์วันเพ็ญนั้นปรากฏเป็นวงกลม แต่ที่น่าแปลกคือ จันทร์วันเพ็ญกลับสว่างกว่าจันทร์ขึ้นและแรม 8 ค่ำราวๆ 5 เท่า!
คำถามคือ เหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น?
(ดูภาพที่ 3)
เฉลย 3 เนื่องจากพื้นผิวของดวงจันทร์นั้นเต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาตและความขรุขระมากมาย ตำแหน่งของดวงจันทร์ในช่วงขึ้นหรือแรม 8 ค่ำจึงทำให้พื้นผิวของดวงจันทร์มีเงาจากภูเขาและขอบหลุมอุกกาบาตเกิดขึ้นมากตามไปด้วย ความสว่างจึงลดลงไปมาก ส่วนตำแหน่งของจันทร์เต็มดวงนั้นอยู่ตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ทำให้เกิดเงาน้อยมาก
(ดูภาพที่ 4)
อย่างไรก็ตาม จันทร์วันเพ็ญนั้นไม่ได้สว่างเท่ากันทุกครั้ง เนื่องจากระยะห่างจากโลกถึงดวงจันทร์นั้นไม่ได้คงที่ตลอดเวลา
ถามทิ้งท้ายไว้เล็กน้อยว่าจริงๆ แล้วจันทร์ขึ้น 8 ค่ำกับแรม 8 ค่ำก็ไม่ได้มีความสว่างเท่ากัน โดยดวงจันทร์ขึ้น 8 ค่ำจะสว่างกว่าจันทร์แรม 8 ค่ำราวๆ 20% ลองคิดดูเล่นๆ ครับว่าทำไม?
อ้างอิง
Introduction to Planetary Photometry
โดย Michael K. Shepard
https://books.google.co.th/books?id=GhWVDgAAQBAJ&pg=PA22&lpg=PA22&dq=brightness+of+quatermoon&source=bl&ots=bqOFnsofMx&sig=NrqQFYdV8rwmNFEHgwmuz6wT6Zo&hl=th&sa=X&ved=0ahUKEwj23cPvh7XcAhXFV30KHQbMAbMQ6AEIUTAF#v=onepage&q=brightness%20of%20quatermoon&f=false
