Return to Video

กลศาสตร์คลอนตัมอธิบายปรากฏการณ์โลกร้อนได้อย่างไร - ลีเวน ไชรี (Lieven Scheire)

  • 0:07 - 0:08
    คุณอาจเคยได้ยินว่า
  • 0:08 - 0:10
    คาร์บอนไดออกไซด์กำลังทำให้โลกอุ่นขึ้น
  • 0:10 - 0:12
    แต่มันทำได้อย่างไรกัน
  • 0:12 - 0:14
    มันเหมือนกับแก้วของเรือนกระจก
  • 0:14 - 0:16
    หรือเหมือนผ้าห่มที่เป็นฉนวนหรือเปล่า
  • 0:16 - 0:18
    ก็ไม่อย่างนั้นสักทีเดียว
  • 0:18 - 0:19
    คำตอบนั้นเกี่ยวข้องกับ
  • 0:19 - 0:22
    กลศาสตร์ควอนตัมนิดหน่อย แต่ไม่ต้องห่วง
  • 0:22 - 0:24
    เราจะเริ่มจากรุ้ง
  • 0:24 - 0:26
    ถ้าคุณพิจารณาดีๆ แสงอาทิตย์ที่ถูกแยก
  • 0:26 - 0:27
    ผ่านแท่งปริซึม
  • 0:27 - 0:30
    คุณจะเห็นช่องมืดที่แถบสีต่างๆ หายไป
  • 0:30 - 0:32
    พวกมันหายไปไหน
  • 0:32 - 0:33
    ก่อนที่จะมาถึงตาของเรา
  • 0:33 - 0:35
    ก๊าซต่างๆ ดูดซับ
  • 0:35 - 0:38
    บางส่วนของแถบสีเหล่านั้น
  • 0:38 - 0:40
    ยกตัวอย่างเช่น ออกซิเจน ดูดซับ
  • 0:40 - 0:42
    แสงสีแดงเข้มบางส่วน
  • 0:42 - 0:45
    และโซเดียมจับสีเหลือง 2 เฉดสี
  • 0:45 - 0:46
    แต่ทำไมก๊าซเหล่านี้ ถึงดูดซับ
  • 0:46 - 0:48
    สีของแสงที่จำเพาะ
  • 0:48 - 0:51
    นี่เป็นตอนที่เราจะเข้าสู่แดนควอนตัม
  • 0:51 - 0:54
    ทุกอะตอมและโมเลกุลมีระดับพลังงานตายตัว
  • 0:54 - 0:57
    ที่เป็นไปได้หลายระดับ
    สำหรับอิเล็กตรอนของมัน
  • 0:57 - 0:59
    เพื่อที่จะย้ายอิเล็กตรอนของมันจากสถานะพื้น
  • 0:59 - 1:00
    ไปยังระดับที่สูงกว่า
  • 1:00 - 1:04
    โมเลกุลต้องการเพิ่มพลังงานในปริมาณหนึ่ง
  • 1:04 - 1:06
    ไม่มากไม่น้อยไปกว่านั้น
  • 1:06 - 1:08
    มันได้พลังงานจากแสง
  • 1:08 - 1:11
    ซึ่งมาในหลากหลายระดับพลังงานมากกว่าที่คุณจะนับได้
  • 1:11 - 1:15
    แสงประกอบไปด้วยอนุภาคเล็กๆ ที่เรียกว่า โฟตอน
  • 1:15 - 1:17
    และปริมาณของพลังงานในแต่ละโฟตอน
  • 1:17 - 1:19
    เชื่อมโยงกับสีของมัน
  • 1:19 - 1:22
    แสงสีแดงมีพลังงานต่ำ และช่วงคลื่นที่ยาวกว่า
  • 1:22 - 1:26
    แสดงสีม่วงมีพลังงานที่สูงและมีช่วงคลื่นที่สั้นกว่า
  • 1:26 - 1:29
    แสงแดดให้โฟตอนสำหรับทุกย่านสีของรุ้ง
  • 1:29 - 1:31
    ดังนั้น โมเลกุลของก๊าซสามารถเลือก
  • 1:31 - 1:33
    โฟตอนที่มีระดับพลังงานในปริมาณที่ต้องการ
  • 1:33 - 1:35
    เพื่อที่จะย้ายโมเลกุลไปยัง
  • 1:35 - 1:37
    อีกระดับพลังงาน
  • 1:37 - 1:39
    เมื่อการจับคู่นี้เกิดขึ้นแล้ว
  • 1:39 - 1:41
    โฟตอนหายไปเมื่อโมเลกุล
  • 1:41 - 1:42
    ได้พลังงาน
  • 1:42 - 1:45
    และเราก็จะเห็นแถบสีที่หายไปในรุ้ง
  • 1:45 - 1:48
    ถ้าโฟตอนมีพลังงานมากหรือน้อยเกินไป
  • 1:48 - 1:49
    โมเลกุลก็ไม่มีทางเลือก เว้นแต่
  • 1:49 - 1:51
    จะให้มันบินผ่านไป
  • 1:51 - 1:54
    นั่นเป็นเหตุว่าทำไม แก้วจึงโปร่งใส
  • 1:54 - 1:56
    อะตอมในแก้วไม่ได้เข้าคู่กันดีนัก
  • 1:56 - 1:58
    กับพลังงานระดับใดๆ ในแสงสีที่เห็นได้
  • 1:58 - 2:01
    ดังนั้นโฟตอนจึงผ่านทะลุไป
  • 2:01 - 2:04
    แล้ว โฟตอนไหนล่ะ ที่คาร์บอนไดออกไซด์ชอบ
  • 2:04 - 2:06
    ตรงไหนที่เป็นเส้นดำในรุ้งของเรา
  • 2:06 - 2:08
    ที่อธิบายปรากฏการณ์โลกร้อน
  • 2:08 - 2:10
    มันไม่ได้อยู่ตรงนั้น
  • 2:10 - 2:12
    คาร์บอนไดออกไซด์ ไม่ได้ดูดซับแสงโดยตรง
  • 2:12 - 2:13
    จากดวงอาทิตย์
  • 2:13 - 2:15
    มันดูดซับแสงจาก
  • 2:15 - 2:16
    สิ่งที่อยู่บนฟากฟ้าที่ต่างออกไปอย่างสิ้นเชิง
  • 2:16 - 2:19
    สิ่งนั้นไม่เปล่งแสงใดๆ เลย
  • 2:19 - 2:21
    มันคือ โลก
  • 2:21 - 2:22
    ถ้าคุณสงสัยว่าทำไมโลกของเรา
  • 2:22 - 2:24
    ถึงไม่เห็นจะเรืองแสง
  • 2:24 - 2:27
    มันเป็นเพราะว่าโลกไม่ได้เปล่งแสงที่มองเห็นได้
  • 2:27 - 2:29
    มันเปล่งแสงอินฟราเรด (infared light)
  • 2:29 - 2:31
    แสงที่ตาเราสามารถมองเห็นได้
  • 2:31 - 2:33
    ที่รวมถึงทุกสีของรุ้ง
  • 2:33 - 2:35
    เป็นแค่ส่วนน้อยของแถบสีส่วนใหญ่
  • 2:35 - 2:38
    ของการปลดปล่อยแม่เหล็กไฟฟ้า
  • 2:38 - 2:40
    ซึ่งรวมถึงคลื่อนวิทยุ คลื่นไมโครเวฟ
  • 2:40 - 2:43
    แสงอินฟราเรด รังสีอัลตราไวโอเลต
    รังสีเอ็กซ์
  • 2:43 - 2:45
    และรังสีแกมม่า
  • 2:45 - 2:48
    มันอาจจะประหลาดที่จะคิดว่าสิ่งเหล่านี้เป็นแสง
  • 2:48 - 2:49
    แต่มันไม่มีพื้นฐานใดที่ต่างกัน
  • 2:49 - 2:53
    ระหว่างแสงที่เห็นได้และการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า
  • 2:53 - 2:54
    มันเป็นพลังงานเดียวกัน
  • 2:54 - 2:56
    แต่ที่ระดับที่สูงกว่าหรือต่ำกว่า
  • 2:56 - 2:58
    ที่จริงแล้ว มันค่อนข้างจะอวดดีซักหน่อย
    ที่จะกำหนด
  • 2:58 - 3:02
    คำว่าแสงที่เห็นด้วยตาเปล่า โดยข้อจำกัดของเรา
  • 3:02 - 3:05
    อย่างไรก็ตาม งูมองเห็นแสงใต้แดงได้
  • 3:05 - 3:08
    และนกมองเห็นแสงเหนือม่วงได้
  • 3:08 - 3:10
    ถ้าตาของคุณถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อมองแสง
  • 3:10 - 3:12
    ความถี่ 1900 เมกะเฮิร์ซ โทรศัพท์มือถือ
  • 3:12 - 3:13
    ก็คงจะเป็นเหมือนไฟฉาก
  • 3:13 - 3:14
    และหอส่งสัญญาณโทรศัพท์
  • 3:14 - 3:17
    ก็คงดูเหมือนโคมไฟขนาดใหญ่
  • 3:17 - 3:19
    โลกเปล่งรังสีอินฟราเรด
  • 3:19 - 3:21
    เพราะทุกๆ วัตถุที่มีอุณหภูมิ
  • 3:21 - 3:24
    สูงกว่าศูนย์สัมบูรณ์ จะเปล่งแสง
  • 3:24 - 3:27
    มันเรียกว่า การปล่อยรังสีอุณหภูมิ
  • 3:27 - 3:28
    วัตถุที่ร้อนกว่า
  • 3:28 - 3:31
    เปล่งแสงที่มีความถึ่มากกว่า
  • 3:31 - 3:33
    เมื่อคุณทำให้เหล็กกล้าร้อน
  • 3:33 - 3:36
    มันจะเปล่งแสงที่มีความถึ่ของแสงใต้แดงมากกว่า
  • 3:36 - 3:40
    และจากนั้น ที่อุณหภูมิประมาณ 450 องศาเซลเซียส
  • 3:40 - 3:43
    แสงของมันจะไปถึงช่วงแถบสีที่มองเห็นได้
  • 3:43 - 3:45
    ตอนแรก มันจะดูเหมือนสีแดงร้อน
  • 3:45 - 3:47
    และเมื่อได้รับความร้อนมากขึ้น
  • 3:47 - 3:48
    มันจะเรืองแสงสีขาว
  • 3:48 - 3:51
    ที่มีความถี่ทั้งหมดในช่วงที่มองเห็นได้
  • 3:51 - 3:53
    นี่เป็นแบบที่หลอดไฟดั้งเดิม
  • 3:53 - 3:54
    ถูกออกแบบให้ทำงาน
  • 3:54 - 3:56
    และทำไมพวกมันจึงสิ้นเปลืองนัก
  • 3:56 - 4:00
    95% ของแสงที่มันเปล่งออกมา
    มองเห็นไม่ได้ด้วยตาเปล่า
  • 4:00 - 4:02
    มันสิ้นเปลืองไปในรูปความร้อน
  • 4:02 - 4:05
    รังสีอินฟราเรดของโลกอาจหนีออกไปยังอวกาศ
  • 4:05 - 4:07
    ถ้าไม่มีโมเลกุลก๊าซเรือนกระจก
  • 4:07 - 4:09
    ในชั้นบรรยายกาศของเรา
  • 4:09 - 4:12
    เช่นเดียวกับก๊าซออกซิเจนที่ชอบโฟตอนสีแดงเข้ม
  • 4:12 - 4:15
    คาร์บอนไดออกไซด์ และก๊าซเรือนกระจกอื่นๆ
  • 4:15 - 4:17
    เข้ากันได้กับโฟตอนใต้แดง
  • 4:17 - 4:19
    พวกมันให้พลังงานในปริมาณที่กำลังดี
  • 4:19 - 4:22
    เพื่อที่จะย้ายโมเลกุลของก๊าซไปยังระดับที่สูงขึ้น
  • 4:22 - 4:24
    ไม่นานหลังจากโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์
  • 4:24 - 4:27
    ดูดซับโฟตอนใต้แดง
  • 4:27 - 4:29
    มันจะตกกลับลงมายังระดับพลังงานก่อนหน้านั้น
  • 4:29 - 4:33
    และปล่อยโฟตอนกลับออกมาในทิศทางอย่างสุ่ม
  • 4:33 - 4:35
    พลังงานบางส่วนจะกลับไปสู่
  • 4:35 - 4:36
    พื้นผิวของโลก
  • 4:36 - 4:38
    ทำให้เกิดความร้อนมากขึ้น
  • 4:38 - 4:39
    ยิ่งมีคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศมากเท่าไร
  • 4:39 - 4:41
    ยิ่งเป็นไปได้มากที่โฟตอนอินฟราเรด
  • 4:41 - 4:44
    จะตกลงมาบนโลก
  • 4:44 - 4:45
    และเปลี่ยนสภาวะอากาศของเรา
Title:
กลศาสตร์คลอนตัมอธิบายปรากฏการณ์โลกร้อนได้อย่างไร - ลีเวน ไชรี (Lieven Scheire)
Speaker:
Lieven Scheire
Description:

ชมบทเรียนแบบเต็มได้ที่: http://ed.ted.com/lessons/how-quantum-mechanics-explains-global-warming-lieven-scheire

คุณอาจเคยได้ยินว่าคาร์บอนไดออกไซด์กำลังทำให้โลกเราอุ่นขึ้น แต่ว่ามันทำได้อย่างไรกัน ลีเวน ไซรี ใช้รุ้ง หลอดไฟ และควอนตัมฟิสิกส์นิดหน่อย เพื่ออธิบายวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังปรากฏการณ์โลกร้อน

แบบเรียนโดย Lieven Scheire, แอนิเมชั่นโดย STK Films.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
05:01

Thai subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.