Home
Education
Classroom
Knowledge
Blog
TV
ธรรมะ
กิจกรรม
โครงการทรูปลูกปัญญา

ในคริสตัลมีไฟฟ้าซ่อนอยู่

Posted By Plook Creator | 29 ก.ค. 60
12,419 Views

  Favorite

เราเคยทราบมาว่าไฟฟ้าได้มาจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งปั่นไฟฟ้าออกมาจากพลังลม พลังไอน้ำ หรือพลังน้ำ แต่ความจริงแล้ว แบตเตอรีที่มีอยู่ตามธรรมชาติก็สามารถปล่อยไฟฟ้าออกมาได้เช่นกัน และแบตเตอรี่ตามธรรมชาติที่อยู่ในรูปแบบของวัตถุที่ไม่น่าจะมีไฟฟ้าซ่อนอยู่ได้ นั่นคือ ผลึก หรือเรียกหรู ๆ ให้น่าฟังว่าคริสตัล

 

"คริสตัล" ฟังดูเหมือนจะเป็นอัญมณีหรือเครื่องประดับ แต่ในที่นี้มันคือ ผลึกของสสารที่เกิดจากการจับตัวกันเป็นก้อนแข็ง สสารนั้นอาจจะเป็นแร่บริสุทธิ์หรือสารประกอบก็ได้ เช่น ผลึกของน้ำตาลที่มีโครงสร้างเป็นรูปเหลี่ยมสมมาตร และไม่ว่าจะทำให้ตกตะกอนเมื่อใดก็มีโครงสร้างชัดเจน สสารเดียวกันให้โครงสร้างผลึกหรือคริสตัลรูปร่างหน้าตาเหมือนกันเสมอ เว้นแต่ว่าขนาดและสิ่งปนเปื้อนที่ปะปนอยู่อาจทำให้ผลึกมีรูปร่างต่างกัน

ภาพ : Shutterstock

 

นักวิทยาศาสตร์พบว่าผลึกอะไรก็สามารถปลดปล่อยไฟฟ้าออกมาได้ เพียงแต่ใส่แรงบีบอัดเข้าไป วิธีนี้เรียกว่า กรรมวิธีเพียโซอิเล็กทริก (Piezoelectric) เช่น ผลึกที่เกิดจากแร่ควอตซ์สามารถใช้กรรมวิธีนี้เพื่อทำให้มันปลดปล่อยพลังงานไฟฟ้าออกมาได้

 

นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการทดลอง โดยการใช้แรงบีบซึ่งเกิดจากแม่เหล็กถาวรกดลงไปบนผลึก พบว่ามีกระแสไฟฟ้าปลดปล่อยออกมาในปริมาณหนึ่ง ซึ่งมากพอที่จะจุดบุหรี่หรือจุดไฟสำหรับเตาแก๊สหรือปฏิกิริยาสันดาปในรถยนต์ได้ และผลึกนี้ก็สามารถปล่อยไฟฟ้าออกมาได้เรื่อย ๆ ตราบใดที่มีแรงกระทำกับมัน มันดูเหลือเชื่อเหมือนความฝันถึงแหล่งพลังงานที่ไม่มีที่สิ้นสุด เพราะแม้แต่ผลึกน้ำตาลก็สามารถทำให้เกิดพลังงานไฟฟ้านี้ได้

 

วัตถุใด ๆ ที่มีคุณสมบัติเพียโซอิเล็กทริก จะสามารถเปลี่ยนพลังงานกล เสียง หรือการสั่นสะเทือนที่กระทำกับวัตถุนั้นให้กลายเป็นไฟฟ้าได้ โดยหากนำตัวนำไฟฟ้ามาต่อให้ครบวงจรก็จะได้กระแสไฟฟ้าออกมา ในทางกลับกันหากเราให้พลังงานไฟฟ้าแก่ผลึก จะทำให้เกิดความต่างศักย์บนผลึกทั้งสองด้าน ผลึกก็จะเกิดการสั่น ในตอนนี้เองที่เรารู้จักเปลี่ยนแปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า และพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล

 

อย่างไรก็ตาม การค้นพบในตอนแรก โดยปิแอร์ คูรี (Pierre Curie) และ ชาร์ค (Jacques) น้องชายของเขาไม่ได้เป็นที่สนใจและถูกนำไปใช้งานเท่าใดนัก จนกระทั่งกระบวนการนี้ได้นำมาใช้จริงครั้งแรกในเรือดำน้ำโดยการป้อนกระแสไฟฟ้าเข้าไปในผลึกของสสาร ทำให้เกิดคลื่นโซนาร์ซึ่งใช้ในการตรวจจับวัตถุใต้น้ำในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 หากเป็นอุปกรณ์สมัยใหม่ที่ใกล้ตัวก็อาจจะเป็นการตบมือ เพื่อส่งสัญญาณให้หลอดไฟฟ้าปิดหรือเปิดโดยที่สวิตซ์ไฟมีการใช้ผลึกเพื่อตรวจจับคลื่นเสียง ในกรณีนี้การตบมือจะกระตุ้นให้มีกระแสไฟฟ้าออกมาเล็กน้อย แล้วกระแสไฟฟ้าจะไปกระตุ้นวงจรของหลอดไฟให้เปิดหรือปิดนั่นเอง


ในธรรมชาติมีวัตถุที่เป็นเพียโซอิเล็กทริกมากมายหลายชนิด วัตถุที่เป็นเพียโซอิเล็กทริกขนาดเล็กที่สุด คือ DNA รวมทั้งกระดูกก็มีคุณสมบัตินี้ด้วย นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์ยังค้นพบสารประกอบอีกมากมายที่มีคุณสมบัตินี้ และเริ่มนำมาใช้เป็นส่วนประกอบในอุปกรณ์หลากหลาย ตั้งแต่นาฬิกา อุปกรณ์สำหรับจุดเตาแก๊ส ไปจนถึงเครื่องพิมพ์ มีการพยายามใช้วัตถุที่มีคุณสมบัตินี้เพื่อการสร้างไฟฟ้าโดยไม่ต้องพกพาแบตเตอรี ในอนาคตมือถือของเราก็อาจจะสามารถเล่นได้ทั้งวันทั้งคืน เพราะสามารถชาร์จไฟได้จากเสื้อผ้าที่เราสวมใส่เนื่องจากมันมีการขยับตลอดทั้งวัน แม้ว่าในตอนนี้วัตถุสำหรับผลิตไฟฟ้าและการใช้งานจะยังมีขนาดเล็กและไม่สามารถสร้างพลังงานได้ยาวนานในปริมาณมาก แต่การศึกษาและค้นคว้าอย่างไม่รู้จบ อาจจะทำให้ฝันของเราเป็นจริงได้ในไม่ช้า ฝันที่โลกทั้งใบจะมีไฟฟ้าใช้ไปตลอด โดยไม่ต้องผลิตแบตเตอรี่ ไม่ต้องชาร์จไฟบนอุปกรณ์ไฟฟ้า ไม่ต้องมีเขื่อน หรือกังหัน หรือโรงไฟฟ้าอีกต่อไป

 

 

เว็บไซต์ทรูปลูกปัญญาดอทคอมเป็นเพียงผู้ให้บริการพื้นที่เผยแพร่ความรู้เพื่อประโยชน์ของสังคม ข้อความและรูปภาพที่ปรากฏในบทความเป็นการเผยแพร่โดยผู้ใช้งาน หากพบเห็นข้อความและรูปภาพที่ไม่เหมาะสมหรือละเมิดลิขสิทธิ์ กรุณาแจ้งผู้ดูแลระบบเพื่อดำเนินการต่อไป
Tags
  • Posted By
  • Plook Creator
  • 15 Followers
  • Follow