ตำราฟิสิกส์ ฉบับสมบูรณ์ — TCAS/A-Level (สังเคราะห์ 2026-08-25)

สังเคราะห์จาก physics/facts/*.md ทั้งหมด

ภาค 2 — ฟิสิกส์ (Physics)

บทที่ 1: กลศาสตร์ (Mechanics)

• เลขนัยสำคัญ: บวก/ลบปัดตามทศนิยมน้อยสุด · ค่าคลาดเคลื่อน Δx̄ = (x_max−x_min)/2
• หน่วย SI 7: m, kg, s, A, K, mol, cd
• จลนศาสตร์: v = u + at · s = ut + ½at² · v² = u² + 2as · กับดักเครื่องหมาย ± (บอกทิศ ไม่ใช่ขนาด)
• กฎนิวตัน: F = ma · W = mg (g = 9.8 N/kg) · แรงกิริยา-ปฏิกิริยา (ต่างวัตถุ)
• แรงเสียดทาน: f_s ≤ μ_s N (สูงสุด μ_s N) · f_k = μ_k N · μ_s > μ_k
• แรงโน้มถ่วงสากล: F = Gm₁m₂/r² · G = 6.674×10⁻¹¹ N·m²/kg²
• สมดุล: ΣF = 0 และ ΣM = 0 · สมดุลเสถียร/ไม่เสถียร/สะเทิน
• งาน-พลังงาน: W = F·d·cosθ · KE = ½mv² · PE = mgh · กฎอนุรักษ์ E = KE + PE = คงที่ · P = W/t
• โมเมนตัม-การชน: p = mv · การดล I = FΔt = Δp · ชนยืดหยุ่น (KE คงที่): v₁' = [(m₁−m₂)/(m₁+m₂)]v₁ + [2m₂/(m₁+m₂)]v₂ · ไม่ยืดหยุ่น: m₁v₁+m₂v₂ = (m₁+m₂)v'
• วงกลม: F_c = mv²/r · v = 2πr/T · ω = v/r = 2π/T
• SHM: x = A sin(ωt) · a = −ω²x · ω = √(k/m) (สปริง) · ω = √(g/l) (ลูกตุ้ม) · T = 2π√(l/g) · E = ½kx² + ½mv² = ½kA²

บทที่ 2: คลื่น เสียง และแสง (Waves, Sound, Light)

• คลื่น: v = fλ · ตามขวาง (ตั้งฉาก) vs ตามยาว (ขนาน) · สะท้อน/หักเห/เลี้ยวเบน/แทรกสอด
• เฟส: Δφ = Δx(2π/λ) · ห่าง λ = เฟสตรง, ห่าง λ/2 = เฟสตรงข้าม
• เสียง: คลื่นตามยาว · v_อากาศ = 331 + 0.6T_C m/s · ผ่านสุญญากาศไม่ได้
• ระดับเสียง: β = 10 log(I/I₀) dB · I₀ = 10⁻¹² W/m²
• บีต: f_b = |f₁ − f₂| · ดอปเพลอร์: f' = f(v ± v_o)/(v ∓ v_s)
• สลิตคู่: d sinθ = nλ (สว่าง) · เกรตติงแยกสี · ช่องเดี่ยว: a sinθ = mλ (มืด), y_m = mλL/a
• เลนส์บาง: 1/s + 1/s' = 1/f · M = −s'/s · กระจก/เลนส์นูน/เว้า · กฎสเนลล์ n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂ · มุมวิกฤต = สะท้อนกลับหมด

บทที่ 3: ไฟฟ้า แม่เหล็ก และคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EM)

• ไฟฟ้าสถิต: E = kQ/r² · V = kQ/r · k = 9.0×10⁹ N·m²/C² · F = kq₁q₂/r²
• ตัวเก็บประจุ: C = Q/V · U = ½CV² · อนุกรม 1/C รวมลด · ขนาน C รวมเพิ่ม · C = ε₀A/d (ε₀ = 8.85×10⁻¹² F/m)
• กระแส: I = Q/Δt · I = nev_dA · กฎโอห์ม V = IR · อนุกรม R รวมเพิ่ม · ขนาน R รวมลด
• Kirchhoff: ΣI_in = ΣI_out (จุด) · ΣV = 0 (วง) · EMF ε, r ภายใน
• กำลัง: P = IV = I²R = V²/R
• แม่เหล็ก: F = qvB sinθ · F = BIL sinθ · B ลวดตรง = μ₀I/(2πr) · B โซเลนอยด์ = μ₀nI · μ₀ = 4π×10⁻⁷ T·m/A
• เหนี่ยวนำ: ε = −N·dΦ/dt (ฟาราเดย์, ลบ = เลนซ์) · Φ = BA cosθ
• AC: I_rms = I₀/√2 · V_rms = V₀/√2 · หม้อแปลง Vs/Vp = Ns/Np = Ip/Is
• คลื่น EM: c = fλ = 3.0×10⁸ m/s · สเปกตรัม: วิทยุ→ไมโครเวฟ→อินฟราเรด→แสง→UV→เอกซ์→แกมมา · E = hf

บทที่ 4: อุณหพลศาสตร์และของไหล (Thermo & Fluids)

• สเกลอุณหภูมิ: K = °C + 273.15 · ความร้อนจำเพาะน้ำ 4186 J/kg·K · L_f น้ำ 3.33×10⁵, L_v 22.56×10⁵ J/kg
• Q = mcΔT (เปลี่ยน T) · Q = mL (เปลี่ยนสถานะ)
• แก๊สอุดมคติ: PV = nRT · R = 8.31 J/(mol·K) · Ē_k = (3/2)k_BT (monatomic) · v_rms = √(3k_BT/m)
• กฎข้อที่ 1: Q = ΔU + W · U = (3/2)nRT (monatomic) · W = ∫PdV · isothermal ΔU=0 · adiabatic PV^γ=คงที่ (γ=5/3) · isochoric W=0
• ความเค้น-ความเครียด: σ = F/A · ε = ΔL/L₀ · Y = σ/ε (เหล็ก 2.0×10¹¹, ทองแดง 1.1×10¹¹, อะลูมิเนียม 7.0×10¹⁰ N/m²)
• ความตึงผิว: γ = F/L (ผิว 2 ด้าน = F/2L) · น้ำ 20°C = 0.0728 N/m · ความหนืด: F = ηA(dv/dy) · Stokes F = 6πηrv
• ของไหลสถิต: P = P₀ + ρgh · ปาสกาล F₁/A₁ = F₂/A₂ · อาร์คิมิดีส F_B = ρVg (ρ ของไหล, V ส่วนจม) · ลอย/จมเทียบ ρ_obj กับ ρ_fluid
• พลศาสตร์: A₁v₁ = A₂v₂ (ความต่อเนื่อง) · แบร์นูลลี P + ρgy + ½ρv² = คงที่ · ตอร์รีเชลลี v = √(2gh)

บทที่ 5: ฟิสิกส์แผนใหม่ (Modern Physics)

• พลังค์: ε = hf · h = 6.626×10⁻³⁴ J·s · 1 eV = 1.60×10⁻¹⁹ J
• โบร์: E_n = −13.6/n² eV · r_n = n²r₁ = n²(5.29×10⁻¹¹ m) · ΔE = E_i − E_f
• โฟโตอิเล็กทริก: hf = W + E_k(max) · W = hf₀ (ความถี่ขีดเริ่ม) · E_k ขึ้นกับความถี่ ไม่ใช่ความเข้ม
• นิวเคลียส: E = mc² · 1 u = 931.5 MeV · ส่วนพร่องมวล Δm → พลังงานยึดเหนี่ยว · Ni-62 เสถียรสุด (~8.8 MeV/nucleon)
• กัมมันตรังสี: N = N₀e^(−λt) = N₀/2ⁿ · α (Z−2,A−4) · β⁻ (Z+1) · γ (ไม่เปลี่ยน) · ครึ่งชีวิต t½ = ln2/λ
• ฟิชชัน/ฟิวชัน: U-235 ~200 MeV · D-T 17.6 MeV · ฟิชชัน=หนักแตก, ฟิวชัน=เบารวม
• อนุภาค: แรง 4 แรง (เข้ม-กลูออน, แม่เหล็กไฟฟ้า-โฟตอน, อ่อน-W/Z, โน้มถ่วง) · ควาร์ก u,d,s,c,b,t

Cross-references (จุดที่วิชาเชื่อมกัน)

• Chemiosmosis (ชีวะ) ↔ ไฟฟ้าเคมี (เคมี): electron transport chain ในไมโทคอนเดรีย/คลอโรพลาสต์ ปั๊ม H⁺ สร้าง proton gradient (เหมือนแบตเตอรี่สร้างความต่างศักย์) แล้วไหลผ่าน ATP synthase → สร้าง ATP — หลักการเดียวกับเซลล์กัลวานิกที่แรงขับเคลื่อนจากการแยกประจุ
• pH / บัฟเฟอร์ (เคมี) ↔ Homeostasis (ชีวะ/วิทย์): ร่างกายรักษา pH เลือด ~7.4 ด้วยระบบบัฟเฟอร์ (H₂CO₃/HCO₃⁻) = หลัก Henderson–Hasselbalch
• PV=nRT (เคมี) ↔ อุณหพลศาสตร์ (ฟิสิกส์): แก๊สอุดมคติใช้ร่วมกัน — R หน่วย SI 8.31 J/(mol·K) vs เคมี 0.08206 L·atm/(mol·K)
• E = hc/λ (ฟิสิกส์) ↔ สเปกตรัมอะตอม (เคมี): ใช้ h, c, λ เดียวกัน อธิบายเส้นสเปกตรัมของไฮโดรเจน
• ออสโมซิส/การแพร่ (ชีวะ) ↔ กฎเกรแฮม (เคมี): อัตราการแพร่ ∝ 1/√M ใช้หลักเดียวกับการเคลื่อนที่ของโมเลกุลผ่านเยื่อ
• แคลคูลัส (คณิต) ↔ จลนศาสตร์ (ฟิสิกส์/เคมี): อนุพันธ์ = อัตราการเปลี่ยนแปลง, ปริพันธ์ = พื้นที่ใต้กราฟ (งาน W=∫PdV, กฎอัตรา)
• สถิติ (คณิต) ↔ genetics (ชีวะ): ความน่าจะเป็น Mendelian = การนับ/ความน่าจะเป็น