
English: 
Hi. It's Mr. Andersen and this AP Physics
essentials video 47. It is on measuring the
magnetic force. In this video a friend of
mine is dropping a magnet through a copper
pipe. And watch how long it takes for the
magnet to make it through. So then I took
a video of it from above and you can see that
it is almost hovering as it moves through
the copper pipe. So what is going on? Well
as the magnet falls through the copper pipe
it is inducing a current in the copper wire.
And that copper wire is then producing a magnetic
force which is slowing the descent of the
magnet. It seems magical but it is simply
a magnetic force which always occurs if we
have an electric charge or a magnet interacting
with another electric charge or another magnet.
And so what are magnets? Remember they are
essentially magnetic dipoles. They have a
north and they have a south. And a way to

Thai: 
สวัสดี ครูแอนเดอเสนกับวิดีโอในชุดวิชาฟิสิกส์พื้นฐาน ลำดับที่ 47นี้
จะว่าด้วยเรื่องของ การวัด-
แรงแม่เหล็ก .. ในวิดีโอที่เห็นนี้ เป็นเพื่อนของครูกำลังทดลอง
หย่อนแท่งแม่เหล็กผ่านลงไปในท่อที่ทำด้วยทองแดง
ลองสังเกตดูว่านานแค่ไหน กว่าที่แท่งแม่เหล็กจะตกลงไป แล้วผ่านออกมาอีกด้านนึง
จากวิดีโอที่ครูถ่ายจากด้านบน พวกเราจะเห็นว่า ตอนที่กำลังตกลงไปตามท่อนั้น
แท่งแม่เหล็กเหมือนกับกำลังค่อยๆลอยลงไปมากกว่า
ตกลงแล้วเกิดอะไรขึ้น?  ก็ต้องอธิบายว่า
ในตอนที่แท่งแม่เหล็กตกลงไปตามท่อนั้น
ก็ได้ไปเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไฟฟ้าขึ้นที่ท่อทองแดง
และทำให้ท่อทองแทงสามารถเหนี่ยวนำให้เกิด
แรงแม่เหล็ก ที่ทำให้แท่งแม่เล็กลอยตัวลงช้าๆ
ดูราวกับว่าเป็นเรื่องประหลาด .. แต่ที่จริงแล้ว ก็เป็นแต่เพียง
แรงแม่เหล็กซึ่งเกิดได้เสมอ หากมีประจุไฟฟ้าหรือแม่เหล็ก
เกิดขึ้นมา ทำให้มีปฎิกริยาระหว่างกันกับ ประจุไฟฟ้า หรือแม่เหล็กอีกอันนึง
.. แล้วแม่เหล็กคืออะไรล่ะ? .. อย่างที่เคยพูดไว้แล้ว ..
ว่าแม่เหล็กนั้น โดยพื้นฐานก็คือสภาพความเป็นขั้วแบบแม่เหล็ก (magnetic dipoles)
มีขั้วเหนือกับขั้วใต้ .. การที่จะทำให้มองเห็นภาพออกมาได้นั้น

Thai: 
ก็อาจจะมองว่าเป็นเหมือนกับเวกเตอร์ที่ชี้ไปตามแท่งแม่เหล็ก
โดยที่ด้านเหนือนั้น
เป็นส่วนหัวของลูกศร ขณะที่ทางด้านใต้เป็นส่วนหาง
.. แล้วก็ความเป็นแม่เหล็กนี้
แบ่งครึ่งไม่ได้ .. เมื่อไรที่เราแบ่งแท่งแม่เหล็กออกเป็นสองแท่ง
เราก็จะได้ขั้วแม่เหล็กใหม่สองอัน ..
ขั้วเหนือกับขั้วใต้นั้นจะปรากฎมีอยู่ในทุกแท่งแม่เหล็กเสมอ
.. ทีนี้ สมมติว่าเราเอาแท่งแม่เหล็กเข้าไปวางอยู่
ในสนามแม่เหล็ก .. จะเกิดอะไรขึ้น? เราก็จะเห็นมีแรงแม่เหล็กเกิดขึ้น
ทำให้แท่งแม่เหล็กหันไปในทิศเดียวกันกับสนามแม่เหล็กนั้น
แต่ก็ไม่ใช้ว่าจะมีเพียงแต่แท่งแม่เหล็กที่จะส่งผล
ต่อแท่งแม่เหล็กด้วยกัน .. ประจุที่กำลังเคลื่อนที่ผ่านสนามแม่เหล็ก
ก็จะมีแรงแม่เหล็กเข้ามากระทำเช่นกัน
โดยเราสามารถใช้กฎมือขวามาช่วยบอกได้
ว่าแรงนั้นจะมีทิศทางไปทางไหน ..
สรุปว่าสภาพขั้ว (แม่เหล็กนั้น) จะมีขั้วเหนือกับขั้วใต้
ตัวอย่างอันนึงก็คือโลกใบนี้ หรือไม่ก็อาจจะเป็นเข็มทิศอันนึง
ซึ่งที่จริงก็คือแม่เหล็กแท่งเล็กๆ ซึ่งถ้าเอาเข้าไปวางในสนามแม่เหล็ก
ก็จะมีแรงแม่เหล็กกระทำ ทำใหเกิดการหันเหไปตามแนวสนามแม่เหล็กได้
.. จะว่าไป สนามแม่เหล็กนั้น
ก็ไม่จำเป็นว่าจะต้อวเป็นเส้นตรงเสมอไป
.. ถ้าเราเอาเข็มทิศมาวางไว้รอบๆ แท่งแม่เหล็ก

English: 
visualize that is like a vector that goes
right through the middle. And so the north
is at the tip of the arrow. And the south
is at the end of the arrow. And you cannot
break a magnet it half. What you will get
is going to be just two new magnetic dipoles.
You can never separate the north and the south
pole. Now let's say we put that magnet in
a magnetic field, what will it do? Well there
will be a magnetic force that is going to
cause it to orient towards that magnetic field.
But it is not just magnets that are influenced
by other magnets. If we have a moving charge
moving through a magnetic field there will
be a magnetic force on that and we can use
the right hand rule to figure out where that
force is going to be. And so a magnetic dipole
remember has a north and a south. And an example
of one could be the earth. An example of one
could be a compass needle. It is simply a
tiny little magnet. And so if we put these
inside a magnetic field there will be a magnetic
force which causes them to orient towards
that magnetic field. Now all magnetic fields
are not just linear like this. And so if we
take a compass and put it all the way around

Thai: 
อย่างที่เห็นนี้ ก็จะเห็นว่ามีการหันเหไปตามทิศต่างๆ ดูแปลกอยู่
จนกว่าเราจะเข้าใจว่าเส้นสนามแม่เหล็กมีการวางตัวอย่างไร
และวิธีการอันนึงที่อาจจะใช้ก็คือ เอาผงเหล็กมา
โรยไว้ที่ด้านบน แล้วเราก็จะเห็นว่า
้
เข็มทิศแต่ละอันนั้น วางตัวไปตามแนวแม่เหล็กอย่างไร
อันที่จริง นักวิทยาศาสตร์รู้มานานแล้ว ว่ามีความสัมพันธ์
ระหว่างแม่เหล็กกับสนามไฟฟ้า
แต่พอเราเอาลวดมาวางไว้รอบๆด้วยเข็มทิศ
พอเราปล่อยให้มีกระแสไฟฟ้าขึ้นในเส้นลวด
เราจะเห็นปรากฎการณ์บางอย่างขึ้น
นั่นก็คือเข็มทิศจะมีการหันเหวางตัวไปตาม
แนวสนามแม่เหล็ก .. ซึ่งนั่นก็บอกเราว่าประจุที่เคลื่อนที่นั้น
จะเหนี่ยวนำให้มีสนามแม่เหล็กเกิดขึ้น
โดยเราบอกทิศทางได้ด้วยการใช้กฎมือขวา
อย่างกรณีของลวดเส้นนี้ จะมีกระแสในทิศขึ้นมาหาตัวเรา
พอเราเอามือขวาวางให้นิ้วหัวแม่โป้งชี้ขึ้นมาตามทิศนี้
นิ้วที่เหลือในมือก็จะเป็นตัวบอกแนวของสนามแม่เหล็ก
หรืออย่างกรณีลวดเส้นนี้ .. ถ้าบอกว่ามีกระแสไหลขึ้น จากล่างขึ้นบน

English: 
a magnet like this they will turn every which
way, which seems confusing, until you start
to visualize where these magnetic field lines
go. And a good way to do that is to use iron
filings on top of it and you will start to
see how each of these magnetic dipoles is
orienting itself toward the magnetic field.
And a good way to do that is to use iron filings
on top of it and you will start to see how
each of these magnetic dipoles is orienting
itself towards the magnetic field. Now scientists
knew for a long time that there was a relationship
between magnets and electric charge. But when
they would hook a wire up and put a bunch
of compass needles around it nothing would
happen, until they ran current through it.
And as you run current through that wire all
those compass needles are going to line up
towards a magnetic field. And so a moving
charge is producing these magnetic fields.
And so a way to figure out which was they
are moving is with the right had rule. And
so if we look at this wire right here, the
electric current is coming towards you. And
so what you do is you point your thumb in
the direction of current flow and then your
fingers are going to wrap around in the direction
of that magnetic field. And so if we have
a wire like this, so the current is moving
from the bottom to the top, can you use your

English: 
right hand to figure out where that magnetic
field is going to be? It is simply going to
wrap around like that. It is going to wrap
around thumb in the direction of the current
and just wrap your fingers around. But it
is not just right there. It is going to be
all through out the wire. And so an interesting
question might be, well, that is a linear
wire. What happens if we take the wire itself
and put that in a loop? What is the magnetic
field going to look like? Well it will look
like this. And so now we have the current
coming in on this side. So the current is
coming in on this side, and so you could just
kind of run your thumb around that loop. And
what you will notice is as you move your thumb
around the loop the magnetic field is always
going to go right through the middle on the
inside of that wire. And so by running current
through a loop of wire, what you really create
is a magnetic dipole. You have that magnetic
field produced right through the middle of
the loop. And so let me show you an example
of how that works. Now we have a compass,
this is a PHET simulation. I am moving the
compass around this magnet. So you can see

Thai: 
เราจะใช้กฎมือขวามาช่วยบอกทิศของสนามไฟฟ้าได้หรือไม่?
ก็แค่เอามือขวามากำรอบ โดยมีนิ้วหัวแม่โป้งชี้ไปตามทิศของกระแสไฟฟ้า
นิ้วที่เหลือก็จะบอกทิศสนามแม่เหล็ก ซึ่งก็ไม่ได้มีอยู่เฉพาะบริเวณนนั้น
แต่จะเป็นไปตามตลอดเส้นลวด
.. ทีนี้มีคำถามอยู่ข้อนึง .. ถ้าลวดนี้เป็นเส้นตรง
จะเกิดอะไนขึ้นถ้าเรางอลวดให้เป็นวงกลม? สนามแม่เหล็กนั้น
จะเปลี่ยนไปอย่างไร? .. มันก็จะออกมาเป็นลักษณะอย่างที่เห็นนี้
.. ก็คือจะมีกระแสไฟฟ้า
เข้ามาทางด้านนี้ .. เมื่อกระแสมีทิศทางเข้ามาทางนี้ .. เราก็ใช้
นิ้วหัวแม่มือให้ชี้ไปในทิศทางตามวงกลมนั้น
.. ซึ่งเมื่อเราเลื่อนนิ้วหัวแม่มือไปเรื่อยๆ
ตามแนววงกลม เราก็จะสังเกตได้ว่า สนามแม่เหล็กนั้นจะชี้เข้าไปที่
ศูนย์กลางของขดลวดวงกลมนี้ตลอด ..เมื่อมีกระแสไฟฟ้าขึ้น
ก็จะเกิดเป็นขั้วแม่เหล็ก มีสนามแม่เหล็กตรงจุดศูนย์กลางวงกลมพอดี
ครูจะยกตัวอย่างให้เข้าใจมากยิ่งขึ้นให้ดู ..
.. ตัวอย่างที่เห็นเป็นแม่เหล็กกับเข็มทิศอันนี้
เป็นแบบจำลองของ PHET .. ครูจะเริ่มจากการย้ายเข็มทิศไปรอบๆแท่งแม่เหล็ก

English: 
that it is starting to orient towards the
magnetic field produced by the magnet. And
so we can turn on those magnetic field lines
and you can see that it is orienting towards
them perfectly. It is lining right up. Now
what we can do is run electricity through
a wire. I now have a compass, moving it around
this wire, but it is not responding. And that
is because there is no current. When I turn
it on then we can see how the compass is starting
to orient toward that magnetic field that
is being produced by the current in the wire
itself. And so we could turn on those magnetic
field lines and you can see it looks just
like a magnet. We can actually, if we are
careful, move it right through the middle
of that loop. Now what would happen if we
increase the number of wires to the electric
field or rather the magnetic field? You can
see that it is getting greater and greater.
And that is why there is this link between
electricity and magnetism. And so a neat experiment
you can do with this is using a solenoid.
And so what we have is a wire that is just
twisted over and over and over again. Now
in the lab a really good thing to use as a
solenoid would just be a slinky. You can stretch
it out on a table. You can kind of tape it

Thai: 
เราจะสังเกตว่าเข็มทิศจะหันไปตามแนวของสนามแม่เหล็กตลอด
เราสามารถเปลี่ยนค่าโปรแกรมให้แสดงแนวสนามแม่เหล็กออกมาได้
ซึ่งเราก็จะเห็นว่าสอดคล้องกับแนวเข็มทิศพอดี
เป็นแนวเดียวกัน .. อีกตัวอย่างหนึ่งจะเป็นกรณีที่มีกระแสไฟฟ้าในขดลวด
ขณะนี้ แม้ครูจะเลื่อนเข็มทิศไปรอบๆ ก็จะยังไม่มีอะไรเกิดขึ้น
เนื่องจากยังไม่มีกระแสไฟฟ้า แต่พอครูเปิดสวิทช์ เข็มทิศก็จะเริ่ม
หันไปตามแนวของสนามแม่เหล็ก ที่เกิดขึ้นจากการเหนี่ยวนำของกระแสไฟฟ้าในเส้นลวด
เมื่อครูเปลี่ยนให้โปรแกรมแสดงแนวเส้นสนามแม่เหล็ก
เราก็จะสังเกตได้ว่ามีลักษณะเดียวกัน
กับในกรณีของแม่เหล็กเมื่อคราวก่อน
เราอาจจะลองเลื่อนเข็มทิศให้ผ่านเข้าไปในวงเส้นลวดได้
แล้วลองสังเกตดู ว่าถ้าเราเพิ่มจำนวนของวงเส้นลวด
สนามแม่เหล็กจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร?
ก็ควรจะมีความแรงมากขึ้น มากขึ้นด้วย
เป็นการยืนยันความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้าและแม่เหล็ก
.. มีการทดลองที่น่าสนใจอันนึง
ที่เราใช้ขดลวดอันนึง ทำจากเส้นลวดที่เอามา
พันเข้าเป็นวง .. ในการทดลองในห้องแลปนั้น
เราอาจจะจะใช้ขดลวดแบบที่ยืดหยุ่นได้
เพื่อที่จะได้ยึดติดกับโต๊ะได้ง่ายๆ ด้วยเทป

Thai: 
หรืออะไรก็ตามที่จะทำให้ไม่หลุดออกไปได้ง่ายๆ
การทดลองอันนี้ ก็จะมีแหล่งไฟฟ้าด้วย
เพื่อเอามาทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า แล้วก็อาจจะมีตัวปรับค่า
เพื่อใช้เปลี่ยนขนาดค่ากระแสไฟฟ้าได้ ..
.. แต่ก่อนที่จะเริ่มทดลอง
ลองมาคิดกันดูก่อนว่าสนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจะอยู่ตรงไหน?
สมมติว่าเราจะทำให้มีกระแสไฟฟ้าไหลจาก
ด้านขวาไปทางด้านซ้าย .. สนามแม่หล็กจะออกมาเป็นอย่างไร?
ก็จะมีทิศไปตามแกนของขดลวดอย่างนี้
จากนั้น เราก็อาจจะใช้เครื่องตรวจแม่สนามเหล็ก
ซึ่งมีมากมายหลายแบบให้เลือก .. จากนั้นก็เอามาจับที่กลางขดลวด
เพื่อใช้วัดค่าเทสลา (teslas) หรือค่าความแรงของสนามแม่เหล็ก
อันที่จริงเราอาจจะทำการทดลองอันนี้ได้ในหลายแง่มุม
ตั้งแต่การเปลี่ยนแปลงค่ากระแสไฟฟ้า
พวกเราคิดว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับสนามแม่เหล็ก
ตอนที่เราเพิ่มกระแสไฟฟ้าเข้าไป? .. มีอะไรทดลองได้อีก?
ก็อาจจะต่อวงจรเข้าไปตามจุดต่างๆ กัน
เพื่อที่จะได้ดูว่า จำนวนขดลวดที่ไม่เท่ากันนั้น
จะมีผลต่อสนามแม่เหล็กอย่างไร ..หรือไม่ก็อาจจะเปลี่ยนแปลง

English: 
down or clamp it down so it does not move.
In this lab what I have here is a power supply,
so that is producing current. And then we
have a rheostat so we can change the amount
of current that is actually making it through
the wire. And so before we get to the actual
lab, where is the magnetic field going to
be produced? Let's say the current is moving
from the right towards the left, where is
the magnetic field going to be? It is going
to be right through the middle of the solenoid
like that. And so we can use a magnetic probe.
There are lots of probes you can use where
you can put the magnetic probe right in the
middle of the solenoid. And it is going to
measure in teslas the strength of that magnetic
field. And so I can think of a number of different
labs you could do here. So we could change
the current. What do you think is going to
happen as we increase the current to the strength
of the magnetic field? What else could we
do? We could have the wires clamping on at
different points. And so we could have different
coils inside our solenoid and see how the
number of coils is influencing that magnetic
field. Or we could take our slinky and bring

English: 
it really close to itself or stretch it way
out. We could increase the distance of that
solenoid and we could measure that magnetic
field as well. So this is a really cool inquiry
kind of an experiment you could do. And so
did you learn to use the right hand rule to
figure out where the magnetic field lines
are going to be? Again, point your thumb in
the direction of current and then just wrap
your fingers around. And then finally, can
you see how we could plan the collection of
date to measure how that movement of current
affects the magnetic field? I hope so. And
I hope that was helpful.

Thai: 
ควายืดหยุ่นของขดลวด ให้เข้าใกล้หรือห่างกัน
เพื่อดูว่าระยะห่างระหว่างขดลวดแต่ละวง
จะมีผลต่อสนามแม่เหล็กอย่างไรก็ได้
.. ก็จะเห็นได้ว่า
นี่เป็นการทดลองที่น่าสนใจ และมีหลายแง่มุมให้คิด ..
.. มาสรุปกันว่า พวกเราได้เรียนการใช้กฎมือขวา
ในการช่วยหาเส้นแนวสนามแม่เหล็กแล้วหรือไม่?
คงยังจำได้ว่า นิ้วหัวแม่มือนั้น
จะชี้ไปในทางเดียวกันกับกระแส และนิ้วอื่นๆ เมื่อกำมือ ก็จะแสดง
แนวสนามแม่เหล็ก .. และสุดท้าย
เราสามารถที่จะวางแผนการทดลอง
เพื่อเก็บข้อมูลจากการเคลื่อนของกระแสไฟฟ้า
ที่มีผลต่อสนามแม่เหล็กได้หรือไม่? .. หวังว่าคงได้
และก็หวังว่าคงจะเป็นประโยชน์บ้าง
