ออกซิเจนเป็นธาตุที่ 8 ในตารางธาตุ และเรารู้จักกันดี มีมากในบรรยากาศ คือบรรยากาศที่ห่อหุ้มโลกอยู่ หนา 10 ไมล์นี้ จะเป็นสารประกอบของออกซิเจนเกือบ 2 ใน 3 ของเปลือกโลก ออกซิเจน ยังเป็นส่วนประกอบของสารต่างๆ อีกมากมาย ซึ่งมีจำนวนไม่น้อยกว่าในบรรยากาศ 1 โมเลกุลของออกซิเจนจะประกอบขึ้นด้วยออกซิเจน 2 อะตอม ออกซิเจนมิใช่แต่จะเป็นธาตุที่มีมากอย่างเดียวเท่านั้น ยังเป็นธาตุที่มีความจำเป็นต่อชีวิตอีกด้วย เมื่อเราหายใจเข้าอากาศจะเข้าไปในปอดของเรา ออกซิเจนบางส่วนที่ปนอยู่จะถูกดูดซึมเอาไปใช้ในร่างกายมันจะเข้าไปรวมกับสารต่างๆ ที่ได้จากอาหารแล้วกลายเป็นพลังงานทำให้เรามีชีวิตอยู่ได้ ตลอดเวลาไม่ว่าหลับหรือตื่นเราต้องหายใจ นั่นคือเรามีความต้องการออกซิเจนอยู่ตลอดเวลา เคยมีคนทดลองอดอาหารอาทิตย์หนึ่งปรากฏว่ายังมีชีวิตอยู่ได้ อดน้ำเป็นวันก็ยังมีชีวิต แต่ถ้าขาดออกซิเจนเพียง 5 นาทีเท่านั้นจะต้องตาย จึงเห็นได้ว่า ออกซิเจนเป็นธาตุที่มีความสำคัญต่อคนเราเพียงไร สิ่งต่างๆ ที่อยู่รอบตัวเราส่วนมากเป็นของแข็ง ด้วยเหตุนี้จึงรักษารูปทรงเอาไว้ได้ ไม่ว่าสารนั้นจะมีความแข็งคล้ายอิฐ อ่อนนุ่มคล้ายน้ำผึ้ง ยืดหยุ่นคล้ายยาง หรือว่าแกร่งเหมือนเหล็ก เมื่อทำให้เป็นรูปร่างอย่างไร มันก็คงรูปร่างเช่นนั้นได้ ทั้งนี้เป็นเพราะการจัดเรียงโมเลกุลในของเข็งเหล่านั้นแน่นมาก แต่อย่างไรก็ตามโมเลกุลของๆ แข็งก็มีการสั่นไหวอยู่ตลอดเวลาเช่นกัน ถ้าเอาของแข็งมาเผา โมเลกุลของมันจะสั่นสะเทือนมากขึ้น เมื่อให้ความร้อนเพิ่มเข้าไปอีก โมเลกุลที่เกาะกันแน่นจะหลุดออกจากกัน แต่ละโมเลกุลจะเคลื่อนไหวอย่างอิสระ ปรากฎการณ์เช่นนี้เรียกกันว่า ของแข็งหลอมละลายเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลว น้ำเป็นของเหลวเช่นเดียวกับแอลกอฮอล์ ปรอท และน้ำมัน โมเลกุลของของเหลวไม่เกาะกันแน่นหนาเท่าของแข็ง เราไม่สามารถจะหยิบน้ำเหลวได้ด้วยมือ หรือเดินถือแก้วน้ำโดยไม่ให้น้ำในแก้วกระฉอกได้ เพราะของเหลวมีรูปร่างไม่แน่นอนเปลี่ยนรูปไปตามภาชนะที่ใส่ บางครั้งโมเลกุลที่เกาะกันอยู่อย่างหนาแน่น เมื่อถูกความร้อนแทนที่จะหลอมละลายของแข็งนั้นกลับสลายตัว เช่น น้ำตาล เมื่อนำไปเผาจะสลายตัวกลายเป็นไอน้ำและถ่าน ในการสลายตัวเช่นนี้ ถ้าเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและรุนแรงก็จะเกิดการระเบิดขึ้นได้ เช่น ดินปืน เป็นต้น โมเลกุลของของเหลวไม่อัดกันแน่นเหมือนของแข็ง แต่มันจะเกาะกับโมเลกุลข้างเคียงอย่างหลวมๆ ฉะนั้นเมื่อให้ความร้อน โมเลกุลจะเกิดการสั่นสะเทือน หลุดออกจากกันได้ง่ายเห็นได้จากการต้มน้ำ น้ำจะกลายเป็นไอหนีไปในอากาศได้ง่าย ของแข็ง ชองเหลว ก๊าซ ต่างก็เป็นสถานะของสาร สารประกอบส่วนมากและธาตุทุกธาตุจะอยู่ในภาวะทั้งสามนี้ คือเป็นทั้งของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ณ ที่อุณหภูมิสิ่งแวดล้อมหนึ่งๆ เช่น น้ำ ตามธรรมดาเป็นของเหลว เมื่อทำให้เย็นลงน้ำจะกลายเป็นของแข็งที่เรียกกันว่า น้ำแข็งนั่นเอง ถ้าน้ำได้รับความร้อนมากขึ้นมันจะอยู่ในสถานะเป็นก๊าซ คือไอน้ำที่เรารู้จักกันดี น้ำแข็ง น้ำเหลว และไอน้ำ ต่างเป็นสารชนิดเดียวกันที่อยู่ในสภาวะทั้งสาม โมเลกุลของน้ำแข็งจับกันไม่แข็งแรง ดังนั้นเมื่อได้รับความร้อนเพียงเล็กน้อยก็จะหลุดจากการเกาะเกี่ยวซึ่งกันและกันกลายเป็นน้ำเหลว สำหรับโมเลกุลของออกซิเจนยิ่งแข็งแรงน้อยกว่าน้ำหลายเท่า ถ้าทำให้อุณหภูมิลดลงจนเพียงพอออกซิเจนจะกลายเป็นของเหลวได้ และถ้าลดอุณหภูมิให้ต่ำลงไปอีกก็จะกลายเป็นของแข็ง แต่ไม่มีอุณหภูมิใดในโลกตามธรรมชาติเย็นพอให้ออกซิเจนเป็นของเหลวหรือของแข็ง ดังนั้นออกซิเจนจึงดำรงอยู่ในสถานะเป็นก๊าซตลอดเวลา นักเคมีได้พยายามทดลองว่าอุณหภูมิเท่าไรกันแน่ ออกซิเจนจึงจะเป็นของเหลวและในปี ค.ศ. 1877 นักเคมีจึงได้พบความสำเร็จ เขาพบว่าจะต้องทำอุณหภูมิให้ต่ำกว่า 0 ถึง 300 องศาฟาเรนต์ไฮด์ออกซิเจนจึงจะเป็นของเหลว ดังนั้นเมื่อพูดว่าออกซิเจนเป็นก๊าซจึงหมายความว่าเป็นก๊าซในขณะอุณหภูมิปกติ เรื่องราวของก๊าซหรืออากาศมิใช่เป็นเรื่องที่ศึกษากันได้ง่ายๆ เมื่อนำก๊าซจำนวนหนึ่งมาวางตรงหน้า เรารู้อะไรเกี่ยวกับก๊าซที่มาวางตรงหน้านั้นบ้าง? เรามองเห็นสี? ได้กลิ่นและลิ้มชิมรส มันได้เช่นนั้นหรือ? เปล่าเลย เราเห็นแต่ความว่างเปล่า เพราะก๊าซเป็นสารโปร่งแสงยอมให้แสงผ่านไปได้ตลอด ถ้าเช่นนั้นเราจะรู้ได้อย่างไรเล่าว่ามีก๊าซอยู่ตรงหน้า ข้อนี้ทราบได้โดยการสัมผัส เพียงยกมือโบกไปมาเราก็จะรู้ได้ว่ามีอากาศ ตามธรรมดาอากาศตามส่วนต่างๆ บนผิวโลกได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์ไม่เท่ากันอากาศส่วนที่ได้รับความร้อนจะลอยขึ้นสูงส่วนที่เย็นกว่าจะอยู่เบื้องล่าง การเคลื่อนที่ของอากาศสองชนิดนี้ถ้าเป็นจำนวนมากๆ ก็จะเกิดลมหรือพายุได้ อากาศดูเหมือนว่าไม่มีน้ำหนักทั้งๆ ที่เป็นสารเช่นเดียวกับของแข็งของเหลวอื่นๆ ความจริงอากาศมีน้ำหนักเช่นเดียวกันแต่ทว่าหนักน้อยเท่านั้น น้ำ 1 ควอท หนักประมาณ 2 ปอนด์ แต่อากาศ 1 ควอท ภายใต้สิ่งแวดล้อมปกติจะหนักเพียง 1 ใน 20 ออนซ์เท่านั้น แม้ว่าจะเพิ่มอากาศจำนวนมากเท่าไรก็ตาม เช่น อากาศในห้องกว้าง 12 ฟุต ยาว 18 ฟุตและสูง 8 ฟุต จะมีน้ำหนักเพียง 150 ปอนด์ ร่างกายของเราซึ่งอยู่ใต้ความกดดันของอากาศหนาถึง 10 ไมล์ ทุกๆ ตารางนิ้วบนร่างกายของเราจะมีอากาศกดอยู่ 15 ปอนด์ แต่เนื่องจากอากาศกดอยู่โดยรอบทุกหนทุกแห่งอย่างเท่าๆ กัน เราจึงไม่รู้สึกหนักแต่อย่างไร เพราะร่างกายเกิดความเคยชินเสียแล้ว สมมุติว่านักเคมีนำขวดมา 2 ใบ ใบหนึ่งบรรจุอากาศอีกใบหนึ่งบรรจุออกซิเจนมาวางตรงหน้าเรา แล้วถามว่าขวดใบไหนบรรจุออกซิเจน แน่ละเราชี้จะเพาะเจาะจงลงไปไม่ได้เพราะว่าทั้งสองขวดดูว่างเปล่าเหมือนกัน ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และไม่มีรสเช่นเดียวกัน แต่นักเคมีสามารถชี้ลงไปได้เลยว่าขวดไหนเป็นอากาศขวดไหนเป็นออกซิเจน นักเคมีทำได้อย่างไรหรือ? นักเคมีทำได้โดยวิธีทดสอบ เขาจะจุดไฟแล้วดับให้เหลือแต่เกษรแดงๆ หย่อนลงไปในขวดทั้งสอง ขวดไหนให้เปลวลุกสว่างจ้าขึ้นมา ขวดนั้นและเป็นก๊าซออกซิเจน ทำไมจึงเป็นเช่นนั้น? เพราะว่าออกซิเจนเป็นก๊าซที่ว่องไว โมเลกุลของมันชอบรวมตัวกับสารอื่น เราเคยใช้ไม้เป็นเชื้อไฟและมันติดไฟได้ ที่เป็นเช่นนี้เพราะว่าไม้ที่เรานำมาเผานั้น โมเลกุลของมันจะแยกออกจากกันกลายเป็นก๊าซ ก๊าซที่ได้จะรวมกับโมเลกุลของออกซิเจนในอากาศได้พลังงาน และพลังงานนี้จะทำให้ตัวมันเกิดความร้อนลุกสว่างขึ้นมา ถ้าเปลวนั้นดับแสดงว่าออกซิเจนในอากาศที่จะเข้าไปรวมให้เกิดพลังงานนั้นมีไม่พอ เมื่ออกซิเจนเข้าไปช่วยให้สารนั้นๆ ติดไฟได้ โดยการเข้ารวมตัวทางเคมีกับสารนั้น วิธีการเช่นนี้เรียกว่าการสันดาปหรือการลุกไหม้ซึ่งส่วนมากมันจะสลายพลังงานออกมา ชีวิตของคนเราที่ดำรงอยู่ได้ก็ด้วยเกิดการสันดาปนี่แหละ อาหารที่เรากินเข้าไปเกิดการสันดาปขึ้นภายในร่างกาย แล้วให้พลังงานออกมา ซึ่งพลังงานส่วนหนึ่งจะถูกนำไปใช้ในขบวนการทำงานของระบบต่างๆ ภายในร่างกาย และพลังงานที่เหลือจึงนำไปใช้ในกิจกรรมอื่นๆ เช่นยกสิ่งของ เดิน วิ่ง ฯลฯ ถ้าขาดออกซิเจนเสียแล้วร่างกายก็จะหยุดการสันดาป ชีวิตจะอยู่ได้ต่อไปอีกไม่เกิน 5 นาทีก็จะต้องตาย แม้แต่ปลาและสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในน้ำ ถ้าขาดออกซิเจนแล้วชีวิตก็อยู่ไม่ได้ เช่นเดียวกัน ออกซิเจนจะละลายในน้ำได้เล็กน้อย เมื่อดูดน้ำให้ผ่านออกทางเหงือก ออกซิเจนจะซึมเข้าสู่เส้นเลือดฝอยที่เหงือกส่งต่อไปยังเม็ดเลือด ปลาจึงมีชีวิตอยู่ได้ ถ้าในน้ำไม่มีออกซิเจนปลาจะตายอย่างรวดเร็ว เร็วกว่าคนเสียอีก คนไข้หนัก ปอดทำงานไม่ได้ แพทย์จะให้เข้ากระโจมออกซิเจน ซึ่งเป็นกระโจมพลาสติกบรรจุออกซิเจนบริสุทธิ์เอาไว้ คนไข้ที่เข้ากระโจมนี้ไม่ได้เข้าทั้งตัว แต่จะเข้าเฉพาะส่วนศีรษะเท่านั้น คนไข้เมื่อเข้ากระโจมออกซิเจนเพียงหายใจเบาๆ ออกซิเจนในกระโจมก็จะเข้าไปรวมกับเม็ดโลหิตในร่างกายได้มากกว่าปกติ โลหิตจึงนำเอาไปยังส่วนต่างๆ ของร่ายกายได้มากโดยที่ผู้ป่วยไม่ต้องใช้ปอดทำงานหนัก ออกซิเจนบริสุทธิ์ เก็บไว้ในถังโลหะแข็งแรงภายใต้ความดันสูงๆ ดังนั้นโมเลกุลของมันจึงถูกอัดอยู่ในถังพร้อมที่จะดันออกมาอยู่ตลอกเวลา (ถังออกซิเจน เมื่อตั้งกับพื้นจะมีความสูงพอๆ กับคน) มีข้อควรระวังเกี่ยวกับเรื่องถังออกซิเจน เพราะถ้าถังออกซิเจนรั่วจะช่วยให้วัตถุเกิดการลุกไหม้ขึ้นอย่างรวดเร็ว จึงอาจก่อให้เกิดเพลิงไหม้ขึ้น มาถึงปัญหาที่ว่าออกซิเจนบริสุทธิ์เตรียมมาได้จากไหน? วิธีหนึ่งที่ใช้เตรียมออกซิเจนบริสุทธิ์ก็คือ นำสารประกอบที่มีออกซิเจนรวมอยู่ด้วยการเผาอะตอมของออกซิเจนในสารประกอบนั้นจะแตกออกมา เก็บก๊าซออกซิเจนที่ได้ด้วยการแทนที่น้ำคือนำหลอดแก้วที่เก็บออกซิเจนมาใส่น้ำให้เต็มแล้วคว่ำหลอดลงในอ่างน้ำ (ภายในหลอดขณะนี้ยังคงมีน้ำอยู่เต็ม) จากนั้นต่อท่อให้ออกซิเจนที่เตรียมได้ผ่านเข้ามาแทนที่น้ำในหลอด เมื่อน้ำออกหมดหลอดเมื่อใด นั่นแสดงว่าได้ออกซิเจนเต็มหลอดแล้ว ในปี ค.ศ. 1772 นักเคมีชาวสวีเดน ชื่อชีล (Carl Scheele) และในปี ค.ศ. 1774 นักเคมีชาวอังกฤษชื่อ พริสเล่ (Joseph Priestley) ได้พบออกซิเจนโดยวิธีเผาสารประกอบ และนักเคมีทั้งสองท่านได้ลงความคิดเห็นว่าออกซิเจนไม่เหมือนกับอากาศธรรมดา ชีล จึงเรียกว่า อากาศติดไฟ ต่อมาอีก 1 หรือ 2 ปี ลาวัวซิเอร์ (Antoine Lavoisier) นักเคมีชาวฝรั่งเศส เรียกอากาศติดไฟว่า ออกซิเจนเป็นคนแรก ซึ่งลาวัวซิเอร์ เรียกตามภาษากรีกที่แปลว่า "ผู้ทำให้เกิดกรด" ทั้งนี้เพราะลาวัวซิเอร์เข้าใจว่ากรดนั้น จะต้องมีออกซิเจนรวมอยู่ด้วยเสมอไป ซึ่งความเข้าใจนี้ไม่ถูกต้อง มีกรดหลายชนิดที่มีออกซิเจนรวมอยู่ด้วย แต่ก็มีกรดมากมายที่ไม่มีออกซิเจนรวมอยู่ด้วย ออกซิเจนไม่ใช่ตัวทำให้เกิดกรดเสมอไป แต่ทว่าชื่อ "ออกซิเจน" นี้ยังคงใช้กันต่อมาไม่มีการเปลี่ยนแปลง ถ้าต้องการออกซิเจนเพียงเล็กน้อย เราก็ใช้วิธีการเผาสารประกอบที่มีออกซิเจนอยู่ด้วย แต่ถ้าต้องการออกซิเจนจำนวนมากๆ วิธีที่ใช้กันแพร่หลายคือ ทำอากาศให้เหลว อากาศจะเป็นของเหลวได้ก็ต่อเมื่อลออุณหภูมิให้ต่ำลงมากๆ และเมื่ออากาศเหลวถูกความร้อนมันก็จะกลับเป็นก๊าซตามเดิม เหมือนอย่างน้ำ เมื่อนำมาด้มจะกลายเป็นไอ ในอากาศมีก๊าซอยู่หลายชนิด แต่ 1 ใน 5 เป็นออกซิเจน ที่เหลือจะเป็นไนโตรเจนเป็นส่วนใหญ่ ออกซิเจนเหลวเมื่อนำมาให้ความร้อนจะกลายเป็นก๊าซกลับคืนมาได้ช้ากว่าไนโตรเจนเหลว ดังนั้นอากาศเหลวที่มีออกซิเจนและไนโตรเจนผสมกันอยู่เมื่อนำมาอุ่นอย่างช้าๆ ก๊าซไนโตรเจนจะระเหยออกมาก่อน วิธีการเช่นนี้เราใช้วิธีการสังเกตความแตกต่างช่วยด้วย คือไนโตรเจนเหลวนั้นจะใสเหมือนน้ำ แต่ออกซิเจนเหลวจะมีสีน้ำเงิน เมื่ออากาศเหลวที่นำมาอุ่นเบาๆ จนกลายเป็นสีน้ำเงิน นั่นแสดงว่าก๊าซไนโตรเจนระเหยออกไปหมดแล้ว ออกซิเจนไม่ได้ใช้ประโยชน์ทำกระโจมออกซิเจนแต่อย่างเดียว ยังใช้ผสมทำยาสลบสำหรับวางยาคนไข้เพื่อที่จะทำการผ่าตัดอีกด้วย ในด้านอุตสาหกรรม ออกซิเจนใช้ทำเปลวไฟซึ่งจะให้ความร้อนมาก และเปลวนี้ใช้ในการเชื่อมโลหะ ตัดเหล็ก เป็นต้น 1 โมเลกุลของออกซิเจนประกอบขึ้นด้วย 2 อะตอม แต่บางครั้ง 1 โมเลกุลมีถึง 3 อะตอม โมเลกุลชนิดหลังจึงหนักเป็นหนึ่งเท่าครึ่งของโมเลกุลชนิดแรก แต่ก็ยังคงสภาพเป็นก๊าซเช่นเดียวกัน คุณสมบัติแตกต่างไปจากเดิม นักเคมีจึงได้เรียกโมเลกุลชนิดมีออกซิเจน 3 อะตอมนี้ว่า โอโซน (Ozone) เราคงเคยได้ยินคำว่าโอโซนมาจนคุ้นหูแล้ว เป็นศัพท์แสดงที่ใช้พูดกันเมื่อจะไปท่องเที่ยวชายทะเล หรือขึ้นเขาลงห้วย เช่นว่า "จะไปสูดโอโซน" เป็นต้น จากศัพท์แสลงที่พูดกัน เชื่อแน่ว่าหลายคนคิดว่าออกซิเจนที่ประกอบขึ้นด้วย 3 อะตอมนี้ คงจะให้ประโยชน์ได้ดีกว่าออกซิเจนชนิดสองอะตอมหนึ่งเท่าครึ่ง ซึ่งความจริงแล้วเป็นความคิดที่ไม่ถูกต้องนักเพราะว่า ไม่มีโอโซนในอากาศที่ใช้หายใจ แม้แต่ตามห้วย หนอง คลอง บึง ชายทะเลหรือตามแถบภูเขา และถ้าหากว่าในสถานที่เช่นนั้นมีโอโซนเราจะต้องได้กลิ่นเพราะโอโซนเป็นก๊าซมีกลิ่นเหม็นคาวเป็นพิษต่อระบบหายใจ คำว่า โอโซนเองก็ตั้งตามคำในภาษากรีกที่แปลว่า "ฉันได้กลิ่น" การที่ออกซิเจน 3 อะตอม จะรวมกันเข้าเป็นโมเลกุลนั้นมิใช่รวมกันได้ง่ายๆ หากต้องใช้พลังงานมาก เช่น ไฟฟ้าแรงสูง ออกซิเจนบางส่วนที่ใกล้ๆ พลังงานนั้นจะเปลี่ยนไปเป็น โอโซนและเมื่อเกิดเป็นโอโซน เราจะได้กลิ่นโดยง่าย แหล่งพลังงานที่อื่นที่ทำให้ออกซิเจนกลายเป็นโอโซนก็คือ แสงอุลตราไวโอเลทที่เปล่งออกมาจากไอปรอทในตะเกียง หรือจากตะเกียงเจ้าพายุ ซึ่งใกล้ๆ ต้นกำเนิดแสงเหล่านี้บางครั้งเราจะได้กลิ่นของโอโซน แสงอุลตราไวโอเลทในแสงแดด จะทำให้ออกซิเจนบางส่วนกลายเป็นโอโซน และโอโซนนี้จะคลุมอยู่รอบนอกของบรรยากาศอีกทีหนึ่ง (ทั้งนี้เพราะว่าแสงอุลตราไวโอเลทส่องมาถึงผิวโลกไม่ได้ เนื่องจากมีบรรยากาศกรองแสงอยู่ อากาศตอนบนๆ ที่มีออกซิเจนจึงกลายเป็นโอโซน) โอโซนที่คลุมบรรยากาศไว้นี้ จะทำหน้าที่ดูดแสงอุลตราไวโอเลทไว้ไม่ให้ผ่านบรรยากาศมาถูกผิวโลกได้มากเกินไป นับว่าเป็นโชคดีอย่างหนึ่งของมนุษย์ เพราะว่าถ้าเราถูกแสงอุลตราไวโอเลทมากเกิดไปจะทำให้ตายได้ การทำออกซิเจนให้เป็นโอโซนนั้นลำบากยากเย็น แต่การทำโอโซนให้เป็นออกซิเจนเป็นสิ่งที่ทำได้ง่ายมากทั้งนี้เพราะว่าโอโซนไม่อยู่ตัว ปรอทและเงิน เมื่อถูกกับออกซิเจนจะไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงใดๆ แต่เมื่อถูกกับโอโซนจะเกิดการหมองมัวขึ้นมาทันที สารมีสีเมื่อถูกกับโอโซนเข้าก็กลายเป็นไม่มีสี โอโซนจึงเหมือนเป็นตัวฟอกจางสี โอโซนใช้เป็นตัว "ดับกลิ่น" ได้อีกด้วย มันจะเข้าไปเปลี่ยนโมเลกุลของสารที่มีกลิ่นบางอย่างให้การเป็นโมเลกุลของสารไม่มีกลิ่น นอกจากนี้โอโซนยังใช้กำจัดจุลินทรีย์ที่อยู่ในน้ำได้ด้วย คือเขาจะเอาโอโซนเล็กน้อยผสมกับอากาศแล้วผ่านลงไปในน้ำ เชื้อโรคต่างๆ จะตาย แม้แต่แร่ธาตุที่เจืออยู่ในน้ำก็จะตกตะกอนออกมาด้วย เมื่อธาตุชนิดหนึ่งอยู่ในสภาวะที่แตกต่างกันไปจนเป็นสาร 2 ชนิดหรือมากกว่า เราเรียกสถานการณ์นี้ว่าอันยรูป โอโซนจึงเป็นอันยรูปอย่างหนึ่งของออกซิเจน

สรุป
สัญลักษณ์ของออกซิเจน คือ O อะตอมมิคนัมเบอร์ 8 อะตอมมิคแมส 15.9994 การเรียงตัวของอิเล็กตรอนชั้นที่หนึ่ง 2 ตัว ชั้นที่สอง 6 ตัว สารประกอบส่วนมากจะมีออกซิเจนรวมอยู่ด้วย ออกซิเจนมีออกซิเดชันเสตท 2

วิธีเตรียม
1. ถ้าต้องการออกซิเจนบริสุทธิ์เพียงเล็กน้อย เตรียมได้โดยการเผาสารประกอบของออกซิเจน เช่น ด่างทับทิม แล้วเก็บก๊าซโดยการแทนที่น้ำ
2. ถ้าต้องการเตรียมมากๆ เป็นอุตสาหกรรม วิธีที่นิยมคือทำเป็นอากาศเหลวออกซิเจนเหลวสีน้ำเงินอ่อนๆ

อันยรูปของออกซิเจน คือ โอโซน โอโซนเป็นก๊าซมีกลิ่นเหม็นคาว สลายตัวได้ง่ายเมื่อได้รับรังสีอุลตราไวโอเลทโอโซนจะสลายตัวเป็นก๊าซออกซิเจน โอโซนในบรรยากาศของโลกจึงทำหน้าที่เป็นม่านกรองรังสีอุลตราไวโอเลทไม่ให้เกิดอันตรายต่อมนุษย์ เนื่องจากโอโซนสามารถเกิดปฏิกิริยาเคมีได้ว่องไวกว่าออกซิเจนมาก และเป็นพิษ เราจึงใช้โอโซนเป็นตัวฟอกจางสีและฆ่าเชื้อโรคได้ นอกจากนี้โอโซนยังทำให้สารอิทรีย์ต่างๆ แปรสภาพได้ เช่น ยาง สีย้อม เส้นใยสังเคราะห์ จะเสื่อมคุณภาพเมื่อสัมผัสกับโอโซน ดังนั้นก๊าซโอโซนจึงใช้สำหรับหายใจไม่ได้

ไฮโดรเจน : (Hydrogen) ธาตุที่เบาที่สุด

ไฮโดรเจน เป็นธาตุธาตุแรกในตารางธาตุ เป็นธาตุที่มีอะตอมเล็กที่สุด และเบาที่สุดด้วยเหตุนี้ไฮโดรเจนจึงเป็นธาตุที่มีมากที่สุดในจักรวาล (ออกซิเจนเป็นธาตุที่มามากที่สุดบนโลก แต่ทว่าโลกเป็นเพียงส่วนเล็กๆ ในจักรวาล) นักดาราศาสตร์ต่างลงความเห็นว่าในจักรวาลมีไฮโดรเจนอยู่ถึง 90 ใน 100 แม้แต่ดวงอาทิตย์ก็มีไฮโดรเจนมากมายเช่นกัน บนโลกแม้ว่าจะมีไฮโดรเจนน้อย ถึงกระนั้นก็ยังมีปนอยู่ในชั้นบรรยากาศถึง 3% อะตอมของไฮโดรเจนคล้ายกับของออกซิเจนคือ ในโมเลกุลหนึ่งๆ จะประกอบขึ้นด้วย 2 อะตอมแต่โมเลกุลของไฮโดรเจนเล็กกว่า และเล็กกว่าโมเลกุลของธาตุทุกชนิดด้วย โมเลกุลของๆ แข็งจะยึดกันแน่นหนาแต่ในแต่ละโมเลกุลนั้นยังสั่นสะเทือนอยู่ตลอดเวลาโมเลกุลของๆ เหลว เคลื่อนที่ได้สะดวกขึ้นบ้าง ส่วนโมเลกุลของก๊าซเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ อุณหภูมิตามปกติ โมเลกุลของออกซิเจนจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วไม่น้อยกว่านาทีละ 4 ไมล์ ถ้าอุณหภูมิสูงขึ้นการเคลื่อนที่จะเร็วขึ้นด้วย โมเลกุลเล็กๆ เคลื่อนที่ได้เร็วกว่าโมเลกุลใหญ่ฉะนั้น ณ อุณหภูมิธรรมดาๆ โมเลกุลของไฮโดรเจนจึงเคลื่อนได้เร็วกว่าโมเลกุลของออกซิเจน คือมันจะเคลื่อนที่ได้เร็วถึงนาทีละ 7 ไมล์ (ความเร็วที่ได้นี้เป็นค่าความเร็วเฉลี่ย) ถ้าเราโยนก้อนหินขึ้นไปในอากาศ มันจะขึ้นไปได้สูงระดับหนึ่งแล้วในที่สุดก็ถูกแรงดึงดูดของโลกดึงให้ตกลงมา ถ้าเราโยนก้อนหินกลับขึ้นไปอีกด้วยความแรงที่มากกว่ามันก็จะขึ้นไปได้สูงกว่าครั้งแรกในทำนองเดียวกันถ้าเราใช้ปืนใหญ่ยิงมันขึ้นไปในอากาศ มันย่อมจะขึ้นไปได้สูงเป็นไมล์ๆ ก่อนที่จะตกลงมา ดังนั้นถ้าเราสามารถยิงก้อนหิน หรือวัตถุด้วยแรงพอเหมาะจำนวนหนึ่งแล้ววัตถุนั้นจะไม่กลับกลับตกลงมาบนผิวโลกอีกเลย แรงพอเหมาะดังกล่าวนี้ คือ แรงหนีแรงดึงดูด (Escape velocity) โมเลกุลของไฮโดรเจนมีการเคลื่อนที่ในอัตราใกล้เคียงกับแรงหนีแรงดึงดูดนี้มาก ฉะนั้นถ้ามีโมเลกุลของไฮโดรเจนอยู่ในบรรยากาศมันจึงเคลื่อนที่จากโลกออกไปสู่อวกาศ โลกเมื่อครั้งหลุดจากดวงอาทิตย์มาใหม่ๆ ยังร้อนอยู่ โมเลกุลของไฮโดรเจนในโลกขณะนั้น จึงเคลื่อนที่อย่างว่องไวและหนีไปจากโลกในเวลารวดเร็ว ดังนั้นโลกทุกวันนี้จึงไม่มีไฮโดรเจนอยู่ในบรรยากาศ แต่ที่เราพบไฮโดรเจนบนโลกนั้น เป็นเพราะว่ามันรวมอยู่ในโมเลกุลที่หนักกว่าของสารอื่นๆ ถึงอย่างไรก็ตาม ไฮโดรเจนที่พบก็มีเพียงจำนวนน้อยโมเลกุลของออกซิเจนหนักเป็น 16 เท่าของโมเลกุลของไฮโดรเจนทั้งออกซิเจนเคลื่อนที่ช้ากว่าด้วย ดังนั้นออกซิเจนจึงไม่หนีไปจากบรรยากาศ ดาวเคราะห์ที่ใหญ่กว่า และหนักกว่าโลกจะมีแรงดึงดูดมากกว่าโลกด้วย เช่น ดาวพฤหัส (Jupiter) จะมีแรงดึงดูดมากกว่าโลกสองเท่าครึ่ง ในบรรยากาศของดาวพฤหัส ไฮโดรเจนจึงมีความว่องไวน้อยกว่าในบรรยากาศของโลก ทั้งดาวพฤหัสก็เย็นกว่าโลกด้วย ดังนั้นในบรรยากาศของดาวพฤหัส จึงมีไฮโดรเจนอยู่หนาแน่นเช่นเดียวกับบรรยากาศของดาวเสาร์ (Saturn) ยูเรนัส (Uranus) และเนปจูน (Neptune) แต่ในดาวเคราะห์ที่เล็กกว่าโลก เช่นดาวพุธ (Mar) ซึ่งมีแรงดึงดูดเพียง 2 ใน 5 ส่วนของแรงดึงดูดของโลกบรรยากาศที่ห่อหุ้มดาวพุธจึงฟุ้งไปในอากาศเป็นส่วนมาก มีเหลือปกคลุมดาวพุธอยู่เพียงชั้นบางๆ ดวงจันทร์ของเราซึ่งเล็กกว่าดาวพุธมีแรงดึงดูดเพียง 1 ใน 6 ของแรงดึงดูดของโลก จึงไม่มีบรรยากาศห่อหุ้มอยู่เลย ที่อุณหภูมิปกติไฮโดรเจนเป็นก๊าซเช่นเดียวกับออกซิเจน แต่ถ้าจะทำให้เป็นของเหลวหรือของแข็งจะต้องลดอุณหภูมิให้ต่ำกว่าอุณหภูมิที่ทำให้ออกซิเจนเป็นของเหลวหรือของแข็งและเมื่อไฮโดรเจนเป็นของเหลวหรือของแข็งแล้วมันจะเบาที่สุด เบากว่าของแข็งทุกชนิด น้ำเหลว 1 ควอท หนัก 2 ปอนด์ แต่ไฮโดรเจนเหลว 1 ควอท หนักเพียง 2 ออนซ์ครึ่ง เท่านั้น ไม้ลอยน้ำได้เพราะว่ามันเบากว่าน้ำ ในทำนองเดียวกันสิ่งต่างๆ ที่เบากว่าอากาศ เช่น ไฮโดรเจน ก็ย่อมจะลอยอยู่เหนืออากาศได้ ถ้าเราเอาถุงหนังเบาๆ มาอัดก๊าซไฮโดรเจนเข้าไปจนเต็ม ถุงนี้จะลอยได้ ถุงยิ่งใหญ่ก็ยิ่งบรรจุไฮโดรเจนได้มาก เมื่อมีไฮโดรเจนมากมันจึงมีแรงลอยตัวมากขึ้น มากพอที่จะนำคนให้ลอยติดไปกับมันได้ เช่น บอลลูน เป็นต้น บอลลูนลูกแรกที่สามารถนำคนขึ้นไปได้ สร้างขึ้นสำเร็จเมื่อปี ค.ศ. 1783 โดยพี่น้องชาวฝรั่งเศสสองคนชื่อ Joseph กับ Jacques Montgolfier ตามธรรมดานั้นบอลลูนจะลอยไปทิศทางใดนั้นต้องแล้วแต่กระแสลม เหมือนอย่างท่อนไม้ในแม่น้ำจะลอยไปทิศทางใดขึ้นอยู่กับกระแสน้ำ แต่บอลลูนนั้นใหญ่พอที่จะติดตั้งเครื่องจักรควบคุม มันก็จะลอยไปได้ตามใจปรารถนาเหมือนอย่างเรือที่ติดเครื่องจักร บอลลูนที่ติดตั้งเครื่องจักรเช่นนี้เรียกว่า โพยมนาวา (Dirigible Balloon) โพยมนาวาลำแรกสร้างขึ้นเมื่อปี ค.ศ. 1900 โดยชาวเยอรมันชื่อ Count Ferdinand Von Zeppelin และแทนที่จะใช้ถุงหนังหรือใยสังเคราะห์ เขากลับใช้แผ่นอลูมิเนียมบางๆ ต่อเป็นรูปร่างคล้ายบุหรี่ซิการ์ภายในบรรจุถุงไฮโดรเจนเอาไว้ ต่อมาอีก 30 ปีกว่าๆ โพยมนาวารูปซิการ์นี้ก็กลายเป็นที่สนใจของประเทศสหรัฐฯ อังกฤษ ฝรั่งเศส อิตาลี และอีกหลายประเทศ สำหรับประเทศเยอรมัน นั้นสร้างขึ้นมากว่า 150 ลำ แต่ละลำยาวกว่าความสูงของตึก เอ็มไพร์ สเตท ใช้บรรทุกคนโดยสารและโพยมนาวาลำที่ประสบผลสำเร็จ คือ Garf Zeppelin (เป็นชื่อของผู้สร้างด้วย) ซึ่งชาวเยอรมันได้ใช้ในการเดินทางข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกได้ให้ผลดีเท่าๆ กับใช้เดินทางรอบโลก โพยมนาวาลำที่ใหญ่ที่สุดของทั้งหมดที่สร้างกันมา คือลำที่ชื่อ Hindenburg สร้างโดยประเทศเยอรมัน และโพยมนาวาลำนี้ต้องพินาศลงด้วยไฮโดรเจนที่บรรจุอยู่ภายในนั่นเอง เนื่องจากไฮโดรเจนติดไฟแล้วเกิดระเบิดขึ้น ไฮโดรเจนเป็นธาตุว่องไวมากธาตุหนึ่ง โมเลกุลของมันชอบรวมตัวกับโมเลกุลของออกซิเจน เมื่อรวมกันแล้วจะให้พลังงานออกมาในรูปของความร้อน เมื่อไฮโดรเจนติดไฟในบรรยากาศของออกซิเจนจะให้เปลวสีน้ำเงิน ถ้านำเอาไฮโดรเจนบริสุทธิ์ผสมกับออกซิเจน เมื่อจุดไฟในอากาศ อากาศผสมนี้จะได้เปลวที่ให้ความร้อนสูงเรียกเปลวชนิดนี้ว่า "ออกซิเจนไฮโดรเจน" (Oxyhydrogen torch) เมื่อวันที่ 6 พฤษภาคม ค.ศ. 1766 ขณะที่โพยมนาวา ฮินเดนเบิร์ก ลอยลำอยู่เหนือ เลคเฮอร์ท (Lakehurst) ในมนรัฐนิวเจอร์ซี่ไฮโดรเจนจากถุงรั่วเข้ามาในห้องพักผู้โดยสารจึงติดไฟขึ้น ให้ความร้อนออกมาและความร้อนนี้ไปทำให้โมเลกุลอื่นที่อยู่ใกล้เคียงลุกไหม้ปล่อยพลังงานออกมาอีก จนในที่สุดได้ความร้อนมหาศาล โพยมนาวา ฮินเดนเบริก์ จึงระเบิดพินาศลง ไฮโดรเจนเตรียมได้ครั้งแรกเมื่อปี ค.ศ. 1766 โดยนักเคมีชาวอังกฤษชื่อ เฮนรี คาเวนดิช (Henry Cavendish) และเขาเรียกมันว่า "อากาศติดไฟ" (Inflammable air) แต่ชื่อว่า "ไฮโดรเจน" ที่ใช้กันอยู่ทุกวันนี้ ลาวัวซิเออร์ผู้ตั้งชื่อออกซิเจนเป็นผู้ตั้งในปีต่อมา ซึ่งลาวัวซิเออร์เรียกตามภาษากรีกแปลว่า "ผู้ทำให้เกิดน้ำ" ชื่อไฮโดรเจนนี้เหมาะสมยิ่งนัก เพราะเมื่อไฮโดรเจนเผาไหม้จะได้น้ำ ถ้าเราเอาแก้วหรือภาชนะทนไฟ เย็นๆ ไปอังที่เปลวไฮโดรเจน จะสังเกตได้ว่ามีของเหลวเกิดขึ้นและเมื่อนำมาศึกษาพบว่ามันคือหยดน้ำบริสุทธิ์นั่นเอง เมื่อโมเลกุลของไฮโดรเจนรวมกับโมเลกุลของออกซิเจน จะเกิดโมเลกุลใหม่ขึ้นมา ซึ่งมีไฮโดรเจนอยู่ 2 อะตอม กับออกซิเจน 1 อะตอม โมเลกุลที่ได้ใหม่นี้คือโมเลกุลของน้ำ ไฮโดรเจนรวมตัวกับออกซิเจนกลายเป็นน้ำ โมเลกุลของน้ำก็สามารถแยกกลับมาเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจนได้ กล่าวคือเมื่อจุ่มสายไฟฟ้าสองสายลงในน้ำ แล้วผ่านกระแสตรงไปตามสายนั้น ภายใต้ภาวะที่เหมาะสม ออกซิเจนจะเกิดรอบๆ สายไฟฟ้าที่หย่อนลงไปนี้เรียกขั้ว (Electrodes) และขบวนการแยกน้ำนี้เรียกว่า อีเลคโตรไลซิส (Electrolysis) โดยวิธีอีเลคโตรไลซิสนี้ ใช้แยกไฮโดรเจนออกจากกรด กรดทุกชนิดตัวมีอะตอมของไฮโดรเจนประกอบอยู่ด้วยเสมอ เมื่อใส่โลหะลงในกรด กรดจะรวมกับโลหะให้อะตอมของไฮโดรเจนออกมา ในหม้อแบตเตอรี่รถยนต์จะมีกรดกับแท่งโลหะ ดังนั้นมันจึงเกิดก๊าซไฮโดรเจนอยู่ตลอดเวลา ทีนี้เมื่อเราก้มลงไปสำรวจระดับน้ำในหม้อแขตเตอรี่ ถ้าคาบบุหรี่หรือจุดไม้ขีดอยู่ด้วยในขณะนั้นนับว่าเป็นการเสี่ยงต่อการระเบิดของไฮโดรเจนอยู่ไม่น้อยทีเดียว น้ำมิใช่เป็นเพียงสารประกอบที่เกิดจากไฮโดรเจนกับออกซิเจนเพียงอย่างเดียว ยังมีสารประกอบของไฮโดรเจนกับออกซิเจนอีกตัวหนึ่งคือ ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ซึ่งเป็นสารที่ไม่อยู่ตัว ประกอบด้วย ไฮโดรเจน 2 อะตอม และออกซิเจน 2 อะตอม สามารถสลายตัวให้ออกซิเจนกับน้ำ ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ คล้ายโอโซน มากในบางกรณี เช่นในเป็นตัว ฟอกจางสี ใช้ฆ่าแบคทีเรีย สลายตัวให้ออกซิเจน ได้เหมือนๆ กัน ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่มีขายตามร้านขายยานั้น มีไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์อยู่ 3% อีก 97% เป็นน้ำ นับว่าเป็นส่วนผสมพอเหมาะสำหรับการนำมาใช้ แสงและความร้อนทำให้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์สลายตัวกลายเป็นน้ำได้อย่างดี ด้วยเหตุนี้ร้ายขายยาเขาจึงบรรจุไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ไว้ในขวดทึบแสง และเขายังเติมสารบางอย่างเช่น แอลกอฮอล์ ลงไปเล็กน้อยเพื่อกันมิให้ ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์สลายตัวเร็วเกินไปและมีป้ายติดไว้ข้างขวดเตือนให้ผู้ซื้อต้องเก็บไว้ในที่เย็น

---

เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ทำงานอย่างไร

เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ เป็นเตาที่ผลิตพลังงานนิวเคลียร์ออกมา เพื่อให้มนุษย์ได้นำพลังงานนี้ไปใช้ประโยชน์ในทางที่สันติ แต่การควบคุมเตาปฏิกรณ์เพื่อให้ทำงานเป็นไปตามปกติไม่มีรั่งสีรั่วไหลออกมานั้น นับเป็นสิ่งที่สำคัญมาก ปกติแล้วใช้ไอโซโทปของยูเรเนียม 235 เป็นตัวควบคุมเตาปฏิกิริยานิวเคลียร์ ขณะที่เกิดปฏิกิริยาต่อเนื่องนั้น นิวตรอนจะถูกปล่อยออกมาแล้ววิ่งไปชนกับนิวเครียสตัวอื่นให้แตกตัวอีก ในช่วงนี้ต้องมีการควบคุมอัตราความเร็วของปฏิกิริยาต่อเนื่องให้มันเกิดช้าลงด้วย โดยใช้สารลดความเร็วของนิวตรอนเข้ามาช่วย หากความร้อนในเตามีมากเกินไป ก็จะใช้สารลดอุณหภูมิเข้าไปช่วยลดอุณหภูมิให้เย็นลงได้ การควบคุมไม่ให้รังสีนิวเคลียร์รั่วไหลออกมา นับว่าเป็นเรื่องที่สำคัญยิ่ง เพราะถ้าหากว่ามีการรั่วไหลออกมาแล้ว มันจะทำความเสียหายแก่มนุษยชาติอย่างมหาศาลทีเดียว

---

เครื่องจุลทรรศน์อีเลคตรอนคืออะไร

เครื่องจุลทรรศน์ธรรมดาทั่วไป มนุษย์จะสร้างขึ้นเพื่อใช้มองดูวัตถุสิ่งของต่างๆ ที่มีขนาดเล็กที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า หรือมองเห็นไม่ชัด จึงจำเป็นต้องใช้เครื่องจุลทรรศน์ขยายให้มันชัดเจนขึ้น เครื่องจุลทรรศน์แบบธรรมดาจะทำให้เรามองเห็นภาพโดยใช้ลำแสง แล้วขยายภาพโดยใช้เลนส์แก้ว แต่เครื่องจุลทรรศน์แบบอีเลคตรอนนั้นจะใช้รังสีอีเลคตรอนแทนลำแสง รังสีจะเกิดการรวมแสง โดยใช้เลนส์แม่เหล็ก ซึ่งมีหลังแม่เหล็กทำให้เกิดสนามแม่เหล็กซึ่งมีพลังมากพอจะเปลี่ยนลำแสงของอีเลคตรอน ทำให้เกิดภาพที่ได้รับการขยายได้มากบนจอโทรทัศน์

---

คาร์บอนมอนนอกไซด์คืออะไร

คาร์บอนมอนนอกไซด์เป็นก๊าซพิษ ซึ่งเกิดจากการรวมตัวของก๊าซคาร์บอน 1 อะตอม กับก๊าซออกซิเจน 1 อะตอม คุณสมบัติที่สำคัญของก๊าซนี้ก็คือ ไม่มีสี แต่มีกลิ่นเหม็นมาก การที่ก๊าซนี้เป็นอันตรายต่อชีวิตมนุษย์ก็เพราะว่า เมื่อก๊าซนี้เข้าไปในร่างกายของเราแล้ว มันจะไปรวมตัวตามเส้นเลือด และจะรวมตัวกับฮีโมโกลบิลกับเม็ดเลือดแดง ทำให้ฮีโมโกลบิลไม่สามารถนำก๊าซออกซิเจนไปที่สมองได้ ทำให้เราหมดสติและตายได้ หากไม่มีการพยาบาลให้ทันท่วงที ก๊าซพิษนี้จะพบมากในบริเวณที่เป็นแหล่งขุดเจาะถ่านหิน หรือควันจากท่อไอเสียรถยนต์หรือเครื่องจักรต่างๆ เป็นต้น

---

หลอดนีออนทำงานอย่างไร

นีออนเป็นก๊าซที่เรืองแสง มันจะเรืองแสงขึ้นมาเมื่อมีกระแสไฟฟ้าผ่านเข้าไป ในขณะที่ถูกปิดอยู่ในหลอดแก้วที่มีความดันต่ำ หลอดนีออนจะมี 2 ขั้วคือ ขั้วบวกและขั้วลบ เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลเข้าไปทางขั้วลบ ก๊าซนีออนที่อยู่ภายในหลอดจะเป็นตัวนำกระแสไฟฟ้า (อีเลคตรอน) ให้เคลื่อนที่จากขั้วบวกไปยังขั้วลบ ในขณะที่อีเลคตรอนเคลื่อนที่จากอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอมหนึ่ง มันจะเปล่งแสงออกมา ด้วยหลักการอันนี้เอง เราจึงได้นำมาใช้ประโยชน์ต่างๆ มากมายโดยเฉพาะในวงการโฆษณาเวลากลางคืน เราจะเห็นตัวหนังสือ เครื่องหมายการค้า หรือป้ายประชาสัมพันธ์อื่นๆ อีกมากมาย ล้วนแต่ใช้หลอดนีออนทั้งสิ้น

---

กระแสลมเกิดจากอะไร

กระแสลมที่พัดมาสัมผัสตัวเรา ไม่ว่าจะผ่านเข้ามาทางประตูหน้าต่าง กระแสลมเหล่านี้เกิดขึ้นจากการนำความร้อนเป็นสาเหตุสำคัญ กล่าวคือเมื่ออากาศในบ้านหรือในห้องเราร้อนมันจะลอยตัวขึ้นสู่เบื้องบนอากาศที่อยู่บริเวณรอบๆ ก็จะพัดเข้ามาแทนที่ ดังนั้นหากเราสังเกตให้ดีจะเห็นว่านายช่างทั้งหลายจึงสร้างบ้านให้มีช่องระบายอากาศอยู่เบื้องบน เพื่อความร้อนจะได้ระบายออกไปได้ แล้วอากาศเย็นจะพัดเข้ามาแทนที่ทางหน้าต่าง ทำให้เรารู้สึกเย็นสบาย

---

กระแสไฟฟ้าคืออะไร

กระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของอีเลคตรอนที่ไหลผ่านตัวนำอีเลคตรอนนั้นเป็นส่วนหนึ่งของอะตอม อะตอมจะประกอบไปด้วยส่วนที่อยู่ตรงกลางเรียกว่า ยิวเครียส ซึ่งเป็นอนุภาคบวก โดยมีอีเลคตรอนหมุนอยู่รอบๆ เหมือนกับดาวเคราะห์หมุนรอบดวงอาทิตย์ อะตอมแต่ละอะตอมอาจจะมีอีเลคตรอนมากกว่า 1 ตัวก็ได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับอนุภาคแต่ละชนิด และอีเลคตรอนในอะตอมของอนุภาคบางชนิดสามารถไหลจากอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอมหนึ่งได้ เช่น อีเลคตรอนในโลหะ เป็นต้น แต่การไหลของอีเลคตรอนนั้นยังไม่เป็นระบบ ถ้าเมื่อไรก็ตามที่อีเลคตรอนไหลอย่างเป็นระบบไปในทิศทางเดียวกัน เมื่อนั้นจะเกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น เรามีหน่วยสำหรับวัดกระแสไฟฟ้า เรียกว่า แอมป์

---

นิวเคลียร์ฟิชชั่นคืออะไร

นิวเคลียร์ฟิชชั่นเป็นปฏิกิริยานิวเคลียร์ชนิดหนึ่ง ที่เกิดขึ้นระหว่างที่อะตอมของนิวเครียสแยกตัวออกมา ในระหว่างที่นิวเคลียร์แตกตัวออกมา ในระหว่างนี้ อนุภาคของนิวเครียสที่เรียกว่า นิวตรอนก็จะถูกปล่อยออกมาด้วย นิวตรอนที่ถูกปล่อยออกมานั้น จะไปชนกับนิวเครียสตัวอื่นๆ ทำให้นิวเครียสตัวอื่นๆ แตกตัวกันอีกเป็นปฏิกิริยาต่อเนื่องกันไป จะทำให้เกิดพลังงานอย่างมหาศาลออกมา เรียกว่า พลังงานนิวเคลียร์ พลังงานนี้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างมากมาย ไม่ว่าจะเป็นการนำไปทำความร้อน หรือใช้ในการขับเคลื่อนเครื่องจักรกลต่างๆ และในขณะเดียวกัน ถ้ามนุษย์นำไปใช้ในทางที่ผิด ก็จะเกิดโทษอย่างมหันต์เช่นกัน เช่น การนำพลังงานนิวเคลียร์ไปสร้างอาวุธเข่นฆ่ากันอย่างทุกวันนี้ หรือนำไปทำระเบิดนิวเคลียร์

---

DNA คุณรู้จักดีแค่ไหน

 ร่างกายคนเราประกอบด้วยเซลล์มากมาย จะหยิบจับส่วนไหนก็ล้วนแล้วแต่มีเซลล์เป็น  องค์ประกอบอยู่แทบทั้งสิ้นลองนึกภาพง่ายๆ 1 เซลล์เหมือนกับไข่ไก่ 1 ฟองนั่นแหละ  ไข่แดงเปรียบได้กองบัญชาการควบคุมการทำงานของเซลล์ซึ่งเป็นส่วนที่มีเจ้า DNA  (Deoxyribonucleic acid) อยู่นี่เองทำหน้าที่สร้างสายโปรตีนต่างๆ ออกมาใช้เป็น  ส่วนประกอบต่างๆ ในเนื้อเยื่อฮอร์โมน เอ็นไชม์และอีกหลากหลาย ทำให้คนเรามีชีวิต  อยู่ได้ส่วนไข่ขาวเปรียบได้กับผู้ช่วยประสานงานให้กับกองบัญชาการ หน้าตาของเจ้า  DNA เป็นเส้นคล้ายสร้อยลูกปัด แต่ละเส้นจะประกอบด้วยอนุพันธ์ย่อยๆ ทางการแพทย์  เรียกว่า นิวคลีโอไทต์ (Nucleotide) โดยหนึ่งอนุพันธ์ เสมือนลูกปัด 1 เม็ดนั้น  เอง นิวคลีโอไทด์เหล่านี้จะมีด้วยกัน 4 แบบเป็นโค้ตคือ A C G T จะเรียงลำดับ  สับไปสับมามีความยาวกว่า 3,000 ล้านต่อเส้นและบางครั้งเส้นสายของ DNA เหล่านี้  จะขดเกลียวสั้นมากขึ้นมองดูคล้ายปาท่องโก๋เรียกว่า โครโมโซม (Cromosome) คนเรา  ทุกคนจะมีเส้นสายของ DNA หรือโครโมโซมเหล่านี้ครึ่งหนึ่งได้จากพ่ออีกครึ่งหนึ่ง  ได้จากแม่ คราวนี้แหละครับที่น่าสนใจ เพราะการเรียงตัวของนิวคลีโอไทด์แต่ละคนจะ  ไม่เหมือนกัน อย่าง A C G T ที่เรียงลำดับกันนี้ บางช่วงอาจจะมีการเรียงซ้ำเป็น  ชุดๆได้ เช่น CACACA... ส่วนใหญ่เป็นการซ้ำ 2 3 หรือ 4 ครั้งจนถึง 70 ครั้งได้  แตกต่างกันไปในแต่ละคน สมมติว่าพ่อมี DNA ที่ระดับอณูชีววิทยานี้ 15 ซ้ำ  ชุดหนึ่งจากปู่ อีกชุดหนึ่ง 20 ซ้ำจากย่า DNA คือ (15,20) แม่มี DNA 18 ซ้ำจาก  ตา 22 ซ้ำจากยาย รหัส DNA คือ (18,22) พ่อแม่คู่นี้จะมีโอกาสมีลูกที่มีรหัส DNA  คือ (15,18) (15,22) (20,18) (20,22) ฉะนั้นการตรวจรหัส DNA จะมีความแม่นยำมาก  โอกาสที่คนเราจะมีลักษณะเหมือนกันไปเสียหมดทุกตำแหน่งเป็นไปได้ยากมากๆ ยิ่งกว่า  ถูกล็อตเตอรี่รางวัลที่ 1 ติดต่อกัน 3 ครั้งเสียอีก ยกเว้นแต่ว่าเป็นฝาแฝดที่  เกิดจากไข่และเสปิร์มเดียวกันเท่านั้นการตรวจรหัส DNA แบบนี้เรียกว่า  "ลายพิมพ์ ดี เอ็น เอ (DNA Fingerprint)" ปัจจุบันลายพิมพ์ DNA จึงมีความสำคัญ  ยิ่งกว่าลายนิ้วมือเสียอีก นำมาใช้ประโยชน์มากมายทางการแพทย์ เช่นติดตามผลการ  ปลูกถ่ายไขกระดูกเพื่อดูว่าร่างกายผู้ป่วยได้รับเซลล์ใหม่จากผู้บริจาคหรือไม่  หรือในทางขบวนการยุติธรรม เช่น พิสูจน์คดีฆาตกรรมว่าผู้ตายคือใคร พิสูจน์  ว่าเด็กที่คลอดมาคือลูกของเราหรือเปล่า และเมื่อเร็วๆนี้ทางกองทัพสหรัฐอเมริกา  มีแนวคิดที่จะเก็บ DNA ของทหารไว้เพื่อนำมาพิสูจน์ภายหลังถ้ามีการสูญหายในสงครามอีกด้วย 

---

อะไรที่เบากว่าอากาศ

สิ่งที่เบากว่าอากาศคือ ก๊าซไฮโดรเจนและก๊าซฮีเลียม เราจะเห็นได้ว่าเมื่อบรรจุก๊าซทั้งสองนี้เข้าไปในลูกโป่งหรือลูกบอลลูนเมื่อเราปล่อยลูกโป่งหรือลูกบอลลูนออกไป มันจะลอยขึ้น ที่เป็นเช่นนี้เพราะว่าก๊าซทั้งสองชนิดนี้มันเบากว่าอากาศ โดยปกติแล้วจะไม่นิยมบรรจุก๊าซไนโตรเจนในบอลลูน เพราะมันจะลุกไหม้ได้ง่าย จึ้งใช้ก๊าซฮีเลียมแทน หลายคนคงนึกค้านในใจว่า ถ้าเป็นเช่นนั้นเครื่องบินต่างๆ ที่บินอยู่ได้ในอากาศได้อย่างไร แท้ที่จริงแล้วเครื่องบินไม่ได้เบากว่าอากาศ แต่ที่มันอยู่ได้เพราะมีอากาศพัดผ่านปีกของมันแล้วทำให้เกิดแรงยกขึ้น

---

น้ำแข็งแห้งคืออะไร

น้ำแข็งแห้งเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่แข็งตัว ซึ่งได้ผ่านกรรมวิธีการผลิตทางเคมีแล้ว กรรมวิธีการผลิตก็คือการทำให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เย็นโดยใช้ความกดดัน ในขั้นแรกก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะกลายเป็นของเหลว แล้วใช้ท่อเป่าของเหลวนี้อีกจนกลายเป็นของแข็งไปในที่สุด น้ำแข็งแห้งจะมีความเย็นจัดมาก มีอุณหภูมิถึง -80 องศาเซลเซียส การที่น้ำแข็งแห้งมีอุณหภูมิเย็นจัดเช่นนี้เอง จึงเป็นอันตรายต่อเรามาก หากเราเผลอรับประทานเข้าไปอาจถึงตายได้ หรือผม้กระทั่งถูกผิวหนังของเรา ก็ทำให้ผิวหนังเราไหม้ได้ แต่เราใช้ประโยชน์จากน้ำแข็งแห้งโดยการแช่เย็นผัก หรือสินค้าอื่นๆ ที่เราต้องการขนส่งในระยะทางที่ไกลๆ ได้ เช่น ขนไปต่างประเทศ เป็นต้น หรือใช้น้ำแข็งแห้งในการวิจัยทางการแพทย์ เพื่อแช่สายเคมีบางอย่างซึ่งนิยมใช้มากในทางการแพทย์

---

บรรยากาศคืออะไร

บรรยากาศคืออากาศที่หุ้มห่ออยู่รอบๆ โลกของเรา ซึ่งนอกจากจะประกอบด้วยก๊าซต่างๆ แล้วยังมีไอน้ำ ก๊าซไฮโดรคาร์บอน ไฮโดรเปอร์ออกไซด์ ซัลเฟอร์ และฝุ่นละอองต่างๆ รวมอยู่ด้วย บรรยากาศที่ล้อมรอบโลกของเราอยู่จะมี 4 ชั้น ชั้นแรกเรียกว่า โทรโพสเฟียร์ อยู่ห่างจากพื้นโลกขึ้นไป 16 กิโลเมตร ชั้นที่สองเรียกว่า สตราโทสเฟียร์ ชั้นนี้อยู่ห่างออกไปอีกประมาณ 50 กิโลเมตร ชั้นที่สามเรียกว่าไอโอโนสเฟียร์ เป็นชั้นบรรยากาศของโลกที่กว้างมากที่สุด คืออยู่สูงประมาณ 600 กิโลเมตร และชั้นที่สี่คือ เอกโซเฟียร์ ชั้นนี้เป็นอวกาศไปแล้ว

---

สูญญากาศคืออะไร

สูญญากาศเป็นบริเวณที่ไม่มีอากาศ หรือโมเลกุล หรืออะตอมไดๆ อยู่เลย มันเป็นการยากมากที่จะทำให้เกิดสูญญากาศที่สมบูรณ์ แต่เราก็ทำได้โดยการใช้เครื่องจักรกลเข้ามาช่วย โดยธรรมชาติแล้วการจะเกิดสูญญากาศนั้นเป็นไปได้ยากมากเพราะจะมีแรงธรรมชาติหรือความกดดันของบรรยากาศรอบๆ ด้านพาให้อากาศรอบๆ ด้านไหลไปมาอยู่แล้ว จึงไม่ค่อยเกิดสูญญากาศโดยธรรมชาติมากนัก

---

โพรารอยด์คืออะไร

โพรารอยด์เป็นวัตถุโปร่งแสงชนิดหนึ่งที่มนุษย์สร้างขึ้นเพื่อใช้ประโยชน์ในการตัดแสงที่มันจ้าเกินไป มันจะช่วยให้สายตาของเราสามารถมองเห็นได้อย่างชัดเจน เช่น เรานำโพรารอยด์มาทำเป็นแว่นกันแดด ทำที่กรองแสงในกล้องถ่ายรูปเป็นต้น โพรารอยด์ประกอบด้วยวัตถุโปร่งแสงที่มีลักษณะเป็นผลึก ซึ่งสามารถสะท้อนแสง และทำให้แสงพุ่งไปในทางเดียวกันได้ เพราะโดยปกติแล้วรังสีของแสงที่ส่องสว่างให้เราเห็นนั้นจะมีการประจายไปในทุกทิศทุกทาง แต่เมื่อรังสีเหล่านี้ผ่านเข้าไปในโพรารอยด์ จะทำให้แสงพุ่งไปในทิศทางเดียวกัน ทำให้เราสามารถมองเห็นได้

---

ภาพซ้อนคืออะไร

ปกติแล้วสายตาของเราเมื่อมองเห็นวัตถุต่างๆ จะใช้เวลาเพียงนิดเดียว แล้วภาพที่เห็นนั้นก็จะถูกส่งไปยังสมองทำให้เกิดการรับรู้ว่า เราเห็นอะไร แต่ถ้าหากสิ่งที่เรากำลังมองอยู่นั้น มันกำลังหมุนอย่างเร็ว เราจะเห็นภาพนั้นไม่ค่อยชัด ในเรื่องการถ่ายรูป เราหลายคนก็คงจะเคยเห็นภาพซ้อนกันมาบ้างแล้ว ภาพซ้อนเกิดขึ้นมาเมื่อเราถ่ายภาพวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ แต่บังเอิญที่แฟลชที่เราใช้นั้นมันเร็วกว่าอัตราการเคลื่อนที่ของวัตถุนั้นๆ ภาพที่ถ่ายออกมาจึงเป็นหลายภาพซ้อนกัน แต่ถ้าหากว่าไฟแฟลชที่เราใช้มันพอดีกับความเร็วของวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ ภาพที่เราได้ก็เป็นปกติ

---

ทำไมจึงมีฤดูกาล

โลกของเราจะหมุนรอบตัวเองใช้เวลา 1 วัน ในขณะที่หมุนรอบตัวเองนั้น ก็จะหมุนรอบดวงอาทิตย์ด้วยซึ่งใช้เวลา 365 วัน ในการหมุนรอบดวงอาทิตย์ 1 รอบ แกนของโลกเรานั้นไม่ได้ตั้งตรง แต่จะเอียงทำมุมกับวงโคจรของมันเอง ด้วยเหตุนี้ในขณะที่โลกหมุนรอบดวงอาทิตย์อยู่ตามวงโคจรนั้น เมื่อโลกโคจรไปอยู่ในตำแหน่งแต่ละแห่ง ส่วนของโลกที่หันเข้าหาดวงอาทิตย์จะใช้เวลาที่แตกต่างกัน และนี่ก็คือสาเหตุที่ทำให้เกิดฤดูกาลขึ้นมา เช่น ในฤดูร้อนส่วนของโลกที่หันเข้าหาดวงอาทิตย์จะเป็นช่วงที่ยาวที่สุด (กลางวันนาน) และในเวลากลางคืนน้อยที่สุด ส่วนฤดูใบไม้ร่วงกลางคืนจะยาว กลางวัยจะสั้นที่สุด

---

แสงมาจากไหน

แสงนั้นเกิดจากอนุภาคของอะตอม ที่เคลื่อนที่ไปมาอย่างต่อเนื่อง และในระหว่างที่เคลื่อนที่ อะตอมเหล่านั้นจะมีการปะทะกันแล้วเปลี่ยนมาเป็นพลังงาน พลังงานบางส่วนกระจายออกมาทางอะตอม อยู่ในรูปของรังสีที่ประกอบไปด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (แสง คลื่นวิทยุ รังสีเอกซเรย์ รังสีแกมม่า) ซึ่งตาเรามองเห็นได้ แสงที่ให้ความสว่างแก่โลกเรานั้นมาจากดวงอาทิตย์ แสงของดวงจันทร์ก็เป็นแสงของดวงอาทิตย์ที่สะท้อนมาจากดวงจันทร์สู่โลกอีกทีหนึ่ง ส่วนแสงตามธรรมชาติที่มีอยู่ในโลกก็มาจาก ไฟ ฟ้าแลบ หรือวัตถุเรืองแสงบางชนิด ปัจจุบันมนุษย์สามารถประดิษฐ์อุปกรณ์ต่างๆ ให้เกิดแสงได้มากมาย โดยเฉพาะแสงที่เกิดจากไฟฟ้าและก๊าซต่างๆ

---

เดซิเบลคืออะไร

เดซิเบลเป็นหน่วยที่ใช้วัดความดังของเสียงหากความดังของเสียงเป็นศูนย์ หูเราแทบจะไม่ได้ยินเลย เสียงที่เรากระซิบนั้นมีความดังประมาณ 20 เดซิเบล เสียงพูดคุยกันธรรมดาจะมีความดังประมาณ 50 เดซิเบล เสียงรถจราจรติดขัดจะมีเสียงดังประมาณ 90 เดซิเบล เครื่องบินจะมีเสียงดังประมาณ 100-200 เดซิเบล เสียงอะไรก็ตามที่มีความดังตั้งแต่ 140 เดซิเบลขึ้นไป จะเป็นอันตรายต่อหูของมนุษย์เรา

---

แสงคืออะไร

แสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าประเภทหนึ่ง ที่อยู่ในรูปของพลังงาน ซึ่งกระจายออกจากอะตอมและเคลื่อนที่ในรูปของคลื่นแต่คลื่นของพลังงานแสงนี้มีความถี่แตกต่างกันมากทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความเร็วของการสั่นสะเทือน ยิ่งมีความสั่นสะเทือนมากก็ยิ่งมีความถี่มากและความยาวคลื่นก็จะสั่นมากด้วย แสงที่เรามองเห็นได้นั้นเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่ ณ จุดใดจุดหนึ่ง ซึ่งตาของเราสามารถมองเห็นได้ โดยปกติแล้วแสงจะเคลื่อนที่ผ่านอากาศ ด้วยความเร็ว 300 ล้านเมตร/วินาที ซึ่งเรารู้จักกันว่าเป็นความเร็วของแสงปกติแล้วแสงจะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง แต่เมื่อมีวัตถุบางอย่างมาขวางการเคลื่อนที่ของแสง ทำให้แสงเปลี่ยนทิศทางไปเรียกว่า เกิดการหักเหของแสง วัตถุบางอย่างยอมให้แสงผ่านได้ง่ายเรียกว่า วัตถุโปร่งใส วัตถุที่ยอมให้แสงผ่านไปได้เพียงบางส่วนเรียกว่า วัตถุโปร่งแสง ส่วนวัตถุที่ไม่ยอมให้แสงผ่านไปได้เลยเรียกว่า วัตถุทึบแสง

---