สารานุกรมสำหรับเยาวชนฯ ม.ต้น

สารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ เล่ม ๑ ๑. เรื่องดวงอาทิตย์ "พื้นผิว" ดวงอาทิตย์ หมายความว่าอย่างไร ดวงอาทิตย์เป็นก้อนก๊าซ ดังนั้น การกล่าวถึง "พื้นผิว" จึงดูไม่มีความ หมายอย่างใด ตามสามัญสำนึก ถ้าเรามองดูขอบดวงอาทิตย์ ก็น่าจะได้เห็นขอบของมันเลือนลาง ไม่ชัดเจน แต่ความจริง ถ้าเราส่องดูดวง อาทิตย์ โดยกล้องโทรทรรศน์ ซึ่งมีอุปกรณ์กรองแสงและความร้อนจัด เพื่อป้องกันอันตรายแก่ดวงตา จะเห็นว่า ขอบของดวงอาทิตย์นับว่า คมพอใช้ ข้อนี้อาจทำให้เกิดความสนเท่ห์ว่า เหตุใดก้อนก๊าซนี้ จึงมีขอบคมชัดเจน อย่างไรก็ตามเมื่อนักดาราศาสตร์ ได้นำหลักเกณฑ์ทางฟิสิกส์เกี่ยวกับการทับถมกันหนาแน่นของก๊าซ และ เกี่ยวกับการแผ่รังสีของก๊าซร้อนมาใช้คำนวณทดสอบดูแล้ว ก็พบว่า ที่ขอบของก้อนก๊าซ (คือดวงอาทิตย์) นี้ ความเข้มของ รังสีที่แผ่กระจายออกมาจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในช่วงระยะทางสั้นๆ ตามแนวเส้นรัศมีเข้าสู่ ศูนย์ กลางของดวงอาทิตย์ระยะนี้สั้นมาก เมื่อเทียบกับรัศมีของดวงอาทิตย์เอง จนกระทั่งอุปกรณ์สามัญ ที่เรา ใช้สำรวจก็ส่องเห็นเป็นขอบสว่างซึ่งค่อนข้างคมได้เราอาจพิจารณาขอบของดวงอาทิตย์ ที่สำรวจได้ในแสง สว่างธรรมดานี้ให้ละเอียดถี่ถ้วนขึ้น อีกเล็กน้อย ถ้าเรามองตามแนวที่ผ่านขอบดวงอาทิตย์เหนือขอบดวง เล็กน้อย เราอาจจะมองเห็น ของที่อยู่ไกลจากดวงอาทิตย์ออกไปได้ เพราะว่าก๊าซของดวงอาทิตย์ยังไม่ทึบบัง เสียหมด ต่อเมื่อ เราค่อยเลื่อนแนวเล็งนั้น ใกล้ขอบดวงอาทิตย์มากเข้า ก๊าซของดวงอาทิตย์จะบังแนวเล็งยิ่งขึ้น ใน ที่สุดเมื่อเลื่อนเข้าชิดดวงอาทิตย์ถึงระดับหนึ่ง แสงสว่างจากวัตถุที่อยู่ข้างหลังดวงอาทิตย์ จะผ่าน มาไม่ได้ เลย เพราะก๊าซของดวงอาทิตย์ทึบบังหมดพอดี ในกรณีนี้แสงสว่างที่มาเข้าตาหรืออุปกรณ์ ของเรา มาจากก๊าซ ในบรรยากาศของดวงอาทิตย์ทั้งหมด ที่ระดับนี้เอง เราเห็นขอบคมของดวง อาทิตย์ นักดาราศาสตร์ได้กำหนดใช้ระดับนี้เป็นระดับ "พื้นผิว" ของดวงอาทิตย์ เพื่อความสะดวก ในการ กล่าวถึงสภาพของก๊าซ ในระดับต่างๆ ที่สูงขึ้นมา หรือที่ลึกลงไปภายในดวงอาทิตย์และระดับลึกลงไปใน บรรยากาศ ของดวงอาทิตย์ ซึ่งอาจมองเห็นลงไปได้ตามตำแหน่งต่างๆ บนตัวดวง ตามหลักความสัมพันธ์ของ ความลึกและความทึบต่อรังสีของก๊าซในบรรยากาศของดวงอาทิตย์แผนภาพแสดงทางเดินของแสงสว่างจาก ระดับลึกต่างๆ ภายในดวงอาทิตย์ มายังตาของผู้สังเกตการณ์เพื่ออธิบายการเห็นขอบคมของดวงอาทิตย์ และ ระดับลึกลงไปในบรรยากาศของดวงอาทิตย์ ซึ่งผู้สังเกตการณ์อาจมองเห็นได้

ภาพนี้เขียนขยายมาตราส่วนระดับในดวงอาทิตย์ ที่ขี่ดวงเป็นชั้นๆ ไว้ให้หนาเกินความเป็นจริงหลาย เท่าเพื่อความชัดเจนในการอธิบาย ในแผนภาพนี้ ชั้นก๊าซในบรรยากาศของดวงอาทิตย์ ถูกขยายสัดส่วนให้หนา ขึ้นเกินความ จริง เมื่อเทียบกับส่วนในของดวงอาทิตย์ เพื่อแสดงหลักเกณฑ์ที่กล่าวถึงให้ชัดเจนขึ้น ก เป็นวัตถุ สมมุติอยู่เบื้องหลังของดวงอาทิตย์ ไกลออกไปในแนวทางตรงข้ามกับผู้สังเกต การณ์ ถ้าลำแสงจาก ก ซึ่ง เดินทางมายังผู้สังเกตการณ์ เฉียดบรรยากาศของดวงอาทิตย์ และถูก ดูดไว้โดยก๊าซในบรรยากาศของดวง อาทิตย์ไม่หมด เหลือมาถึงตาหรืออุปกรณ์ของผู้สังเกตการณ์ได้ ก็นับว่าแนวทางเดินของลำแสงนั้นยังไม่ถึงขอบ ดวง แต่ถ้าเลื่อนแนวลำแสงนี้ใกล้ดวงอาทิตย์มาก เข้าจนถึงระดับที่แสงสว่างถูกดูด โดยก๊าซที่หุ้มห่อดวงอาทิตย์ พอดี ก็ถือว่าระดับนั้นเป็นขอบดวง อาทิตย์ เช่น ถ้าแสงจากจุด ข เดินทางมาถึงผู้สังเกตการณ์ได้พอดี ก็นับว่า แนวเส้นทางเดินแสงนั้น เฉียดขอบดวงอาทิตย์พอดี เมื่อเราพิจารณาแสงสว่างที่มาจากภายในขอบดวงอาทิตย์ ยิ่งใกล้กลางดวงเข้าแสงยิ่งมา จากระดับลึกยิ่งขึ้นตามลำดับ ทั้งนี้เป็นเพราะแสงมาจากระดับที่มีความทึบรวม เท่ากัน แสงที่ใกล้ ขอบดวงมาจากระดับที่สูงกว่าในบรรยากาศ จึงมีอุณหภูมิและความหนาแน่นต่ำกว่า แสง ที่มาจาก แถบกลางดวงมาจากระดับลึกลงไปภายในดวงมีอุณหภูมิสูงกว่า ดังนั้น ดวงอาทิตย์จึงปรากฏแสง สว่างมากที่กลางดวง และมืดคล้ำที่ใกล้ขอบดวง ถ้าเราส่องดูตรงกลางของดวงอาทิตย์ เราอาจมองลึกลงไปจาก ระดับพื้นผิวนี้ได้ประมาณ ๒๕๐ กิโลเมตร ถัดจากนั้นลงไป เนื้อสารของดวงอาทิตย์จะหนาทึบยิ่งขึ้น แสงสว่าง จากก๊าซใน ระดับที่ลึกกว่านี้ ไม่สามารถผ่านออกมาสู่อวกาศได้โดยตรง ต้องมีการถ่ายทอดโดยสะท้อน หรือ กระจายไปในทิศต่างๆ โดยอะตอมของก๊าซที่อยู่ในระดับสูงขึ้นมาเสียก่อน. สภาพภายในดวงอาทิตย์ ดวงอาทิตย์เป็นก้อนสสารใหญ่ร้อนจัด และรวมตัวเป็นสัณฐานทรง กลมอยู่ได้ โดยแรงดึงดูดระหว่าง อะตอมและโมเลกุล แรงดึงดูดหรือแรงโน้มถ่วง (gravitational force) นี้ มีทิศทางเข้าหาจุดศูนย์กลาง เนื้อสารของ ดวงอาทิตย์ ซึ่งอยู่ที่ระดับใดระดับหนึ่งภาย ในตัวดวง จะถูกทับถมโดยเนื้อสารที่อยู่สูงขึ้นมา จึงเป็นธรรมดา ที่ จะต้องมีความดันและความ หนาแน่นมากกว่า เนื้อสารในระดับสูงกว่า ตามหลักเกณฑ์อันนี้กล่าวได้ว่าความดัน และความ หนาแน่นของเนื้อสารเพิ่มขึ้นในระดับลึกลงไปภายในดวงอาทิตย์ อนึ่ง ภายใต้ความกดดันสูงนั้น ก๊าซ หรือไอจะถูกบีบให้ปริมาตรลดลงเรื่อย ถ้าอะตอมหรือโมเลกุลของก๊าซหรือไอนั้นไม่มีความ เร็วในตัวพอที่จะ ผลักดันต่อสู้ไว้ ความเร็วที่กล่าวถึงนี้ได้จากการมีอุณหภูมิสูง ทั้งนี้เพราะอุณหภูมิ ของวัตถุก็คือพลังงานของการ เคลื่อนที่ และการสั่นสะเทือนของโมเลกุลอะตอมในสสารนั้นๆ โดยเหตุนี้เองเราถือได้ว่า เนื้อสารที่ระดับใด ระดับหนึ่งภายในดวงอาทิตย์อยู่ในสภาพสมดุล เมื่อมี อุณหภูมิความกดดัน และความหนาแน่นพอเหมาะแก่กัน ซึ่งจะมีค่าสูงขึ้นเรื่อยสำหรับระดับ ที่ลึกลงไปภายในดวงอาทิตย์

กล้องโทรทรรศน์ ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง ๑๕๐ มิลลิเมตร ของหอ สังเกตการณ์ระดับสูง (High Altitude Observatory) ที่รัฐโคโรลาโด สหรัฐอเมริกา ใช้ในการศึกษาวิจัยดวงอาทิตย์ ในปัจจุบัน ไม่มีอุปกรณ์สำรวจใดๆ ที่อาจใช้ในการวัดสภาพทางฟิสิกส์ของภายในดวง อาทิตย์ที่ระดับลึกลงไป ได้ ความรู้ที่เรามีในเรื่องนี้ จึงเป็นผลจากการคำนวณซึ่งอาศัยหลักเกณฑ์ ทางวิชาฟิสิกส์ และปริมาณที่วัดได้ จากภายนอก เช่น ขนาด มวล และอุณหภูมิของดวงอาทิตย์ใน ระดับที่ใช้กล้องโทรทรรศน์สำรวจดูได้ แผนภาพแสดงภายในอาทิตย์ ตัดให้เห็นระดับต่างๆ (ก) เป็นทรงกลมอยู่ที่ใจกลางของดวงอาทิตย์ เป็นบริเวณที่มีปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์เกิดขึ้น พลังงานที่เกิดขึ้นในรูปรังสีแกมมาแผ่กระจายออก และถ่ายทอดผ่านบริเวณ (ข) ออกมา โดยวิธีการดูดและกลับแผ่รังสีต่อช่วงกัน ตั้งแต่ระดับลึก๕๐๐,๐๐๐ กิโลเมตร ถึงระดับลึก ๑๔๐,๐๐๐ กิโลเมตร จากผิวดวงอาทิตย์ ในการถ่ายเทพลังงาน โดยการแผ่รังสีเช่นนี้ พลังงานของรังสีแต่ละ หน่วย จะลดลงเรื่อย และแปรสภาพจากรังสีแกมมาเป็นรังสีเอกซ์ รังสีอัลตราไวโอเลต แสงสว่าง และคลื่น ความร้อนเมื่อถึงระดับ (ค) ลักษณะของการถ่ายเทพลังงานเปลี่ยนเป็นการเดือด หรือการพาความร้อน โดยการเคลื่อนที่ของ กลุ่มก้อนก๊าซร้อน กล่าวคือ กลุ่มก๊าซที่ร้อนในส่วนลึกของดวงอาทิตย์ จะพาตัวลอยขึ้นมาสู่ระดับพื้นผิว คาย พลังงาน โดยการแผ่รังสีออกมาในอวกาศ ตัวเองลดอุณหภูมิลง จึงหดตัว และมีความหนาแน่นสูงขึ้น กลับจม ลงสู่ระดับลึกอีก ส่วนบนของระดับ (ค) เป็นโฟโตสเฟียร์ (พ) มีความลึกประมาณ ๒๕๐ กิโลเมตร ก๊าซที่อยู่ใน ชั้นนี้เท่านั้น ที่จะแผ่รังสีออกสู่อวกาศได้โดยตรงระดับ

(ง) ที่อยู่เหนือโฟโตสเฟียร์ขึ้นไป คือ โครโมสเฟียร์ เป็นระดับที่เฉลี่ยแล้วมีความหนาเพียง ๕,๐๐๐ กิโลเมตร เหนือโครโมสเฟียร์ขึ้นไป คือระดับ คอโรนา (ฉ) ซึ่งแผ่ไกลออกไปจากดวงอาทิตย์กว่าสิบล้าน กิโลเมตร (จ) คือ พวยก๊าซ หรือโปรมิเนนซ์ (prominence) ซึ่งส่วนใหญ่เป็นสารในคอโรนากลั่นตัวไหลกลับสู่โคร โมสเฟียร์ตามเส้นสนามแม่เหล็ก ณ จุดต่างๆ ที่แก่นกลางของดวงอาทิตย์ในอาณาบริเวณรูปทรงกลมมีรัศมีประมาณ ๒ แสนกิโลเมตร ซึ่งมีอุณหภูมิ สูงเพียงพอนั้น มีปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์เกิดขึ้น และให้พลังงานในลักษณะของ รังสีแกมมา ซึ่งมีขนาดคลื่น สั้น รังสีนี้แผ่กระจายโดยการถ่ายทอด ผ่านเนื้อสารของดวงอาทิตย์ ออกมาจนถึงระดับลึกประมาณ ๑๔๐,๐๐๐ กิโลเมตร จากพื้นผิวดวง การถ่ายเทพลังงานก็จะแปร วิธีการจากการแผ่รังสี (radiation) มาเป็นการนำความร้อน (convection) โดยก๊าซที่ร้อนจะลอยตัว ขึ้นมาสู่ระดับสูง จนถึงระดับผิวดวงอาทิตย์ก็จะแผ่รังสีแสงสว่างและความ ร้อนออกสู่อวกาศ ครั้น แล้วเมื่ออุณหภูมิของมันลดลงก็จะกลับจมลง กรรมวิธีอันนี้คล้ายคลึงกับการเดือดของ ของเหลว เช่น น้ำหรือน้ำมันที่ใส่ภาชนะต้มบนเตาไฟให้ร้อนนั่นเอง บรรยากาศของดวงอาทิตย์ ก๊าซที่ห่อหุ้มโลกนับเป็นบรรยากาศของโลก ก๊าซที่ห่อหุ้มดวงอาทิตย์ อยู่ในระดับที่เราอาจสำรวจได้ โดยอุปกรณ์ก็เรียกได้ว่า เป็นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ เพื่อความเข้าใจในขั้นต้นเราอาจ แบ่งบรรยากาศของ ดวงอาทิตย์ออกได้ เป็นสามระดับ คือ ๑. โฟโตสเฟียร์ (Photosphere) เป็นก๊าซห่อหุ้มดวงอาทิตย์นับตั้งแต่ระดับพื้นผิว ลึก ลงไปภายในดวงอาทิตย์จนถึงความลึกประมาณ ๒๕๐ กิโลเมตร ซึ่งเป็นระดับลึกที่สุดที่เราอาจมอง เห็นได้ โฟโตสเฟียร์นี้อาจเทียบได้กับระดับผิวดินของโลกเรา หากแต่ว่าหนากว่าและโปร่งต่อแสง สว่างธรรมดาพอประมาณ ดังนั้นในบางกรณีที่มีผู้กล่าวถึงโฟโตสเฟียร์ว่า เป็นพื้นผิวดวงอาทิตย์ ก็นับว่าเป็นแนวคิดที่พอไปได้ ปรากฏการณ์สำคัญบางชนิด เช่น การเป็นดอกดวงและ การเกิดกลุ่ม จุด ฯลฯ อยู่ในบรรยากาศระดับโฟโตสเฟียร์นี้ ดวงอาทิตย์ก่อนถูกบังมิดในขณะเกิดสุริยุปราคา เมื่อ วันที่ ๑๑ มิถุนายน ๒๕๒๖ที่ประเทศอินโดนีเซีย ใน ภาพเห็นแสงสะท้อนในกล้อง และท้องฟ้ามีเมฆมาก

๒. โครโมสเฟียร์ (Chromosphere) เป็นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ในระดับเหนือ โฟโตสเฟียร์ขึ้นมา ไม่ใช่บรรยากาศเรียบราบ หากแต่ ประกอบด้วย ลำก๊าซร้อน ในลักษณะเป็นไอ พ่นขึ้นสู่ระดับสูง และลำก๊าซร้อนที่เคลื่อนที่เป็นทางโค้งจาก ตำแหน่งหนึ่งถึงอีกตำแหน่งหนึ่งเป็น จำนวนมากมาย ก๊าซร้อนในระดับนี้ประกอบด้วยธาตุไฮโดรเจนเป็นส่วน ใหญ่ นอกจากนั้นก็มี ธาตุแคลเซียม ฮีเลียม และอื่นๆ ด้วย ก๊าซในโครโมสเฟียร์ แผ่รังสีเฉพาะขนาดคลื่นที่มา จากก๊าซ บางชนิดซึ่งร้อนจัดดังกล่าวแล้ว จึงมีสเปกตรัมชนิดเส้นสว่าง (emission line spectrum) การสำรวจ โครโมสเฟียร์จึงต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ การเคลื่อนที่ของลำก๊าซเหล่านี้ ซึ่งมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ประมาณ ๑,๐๐๐ กิโลเมตร และความเร็ว ๒๐-๓๐ กิโลเมตร ต่อวินาที และขึ้นสู่ระดับสูงได้ถึง ๒๐,๐๐๐ กิโลเมตร อยู่ใน ความควบคุมของสนามแม่เหล็กบนดวงอาทิตย์ ภาพของโครโมสเฟียร์ จึงอาจบอกถึงสภาพสนามแม่เหล็กบน ดวงอาทิตย์ได้ด้วย ดวงอาทิตย์เต็มดวง ถ่ายด้วยกล้องสำรวจดวงอาทิตย์ของภาควิชาฟิสิกส์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย โดยกรองเอาแต่แสงที่มีขนาดคลื่น ๖,๕๖๓ อังสตรอม อันเป็น แสงที่มาจากก๊าซไฮโดรเจน ในระดับโครโมสเฟียร์ ซึ่งห่อหุ้มดวงอาทิตย์ อยู่สูงจาก ระดับโฟโตสเฟียร์ขึ้นมา บริเวณที่ก๊าซไฮโดรเจนปรากฏลุกสว่างนั้น เป็นบริเวณที่มีกลุ่ม จุด และมีสนามแม่เหล็กแรง ที่เห็นเป็นเส้นดำยาวคดเคี้ยวนั้น เรียกว่า ฟิลาเมนต์ (filaments) ที่ขอบดวงฟิลาเมนต์เหล่านี้ จะปรากฏเป็นลำพวยก๊าซลอยอยู่ ในระดับสูง จากโครโมสเฟียร์ โครโมสเฟียร์ ที่ขอบดวงอาทิตย์ ถ่ายโดยอาร์ บี ดันน์ (R.B. Dunn) นักดาราศาสตร์แห่งหอสำรวจดวงอาทิตย์ ที่ยอดเขาแซคราเมนโต ในสหรัฐอเมริกา ภาพชุดนี้ ถ่ายโดยใช้อุปกรณ์กรองแสงพิเศษ ประกอบกับแผ่นฉากโลหะโค้ง เพื่อบังแสงจ้าจากโฟโตสเฟียร์ ทำให้สามารถ ถ่ายภาพโครโมสเฟียร์ได้ โดยไม่ต้องรอให้เกิดสุริยุปราคาก่อน ก๊าซในโครโมสเฟียร์แผ่รังสีเฉพาะบางขนาดคลื่น ลักษณะโครงสร้างของโครโม ส เฟียร์ จึงเห็นได้ชัดเจนเฉพาะในแสง ที่มีขนาดคลื่นเหล่านี้ ภาพทั้งสี่เป็นภาพของขอบดวงอาทิตย์ณ สถานที่ และเวลาเดียว สองภาพบน (ก และ ข) ใช้เวลาเปิดหน้ากล้องสั้นกว่าสองภาพล่าง (ค และ ง) ๑๐ เท่า ภาพ ก และ ภาพ ค ถ่ายโดยใช้แสง ที่มีขนาดคลื่นห่างจากแสงของก๊าซ ไฮโดรเจน ๔ อังสตรอม ส่วนภาพ ข และ ง นั้น ถ่ายโดยใช้แสงจากก๊าซไฮโดรเจน ซึ่งมีขนาดคลื่น ๖,๕๖๒.๘ อังสตรอมจะเห็นได้ว่าโครโมสเฟียร์ ของดวงอาทิตย์ดังที่มองตรงขอบดวง มีลักษณะโครงสร้างเป็นเปลวไอพ่นจำนวนมาก มีชื่อเรียกว่า สปิกุล (spicules) ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลาง ประมาณ ๘๐๐ กิโลเมตร อาจเพิ่มขึ้นเป็นลำสูงได้ถึง ๑๐,๐๐๐ กิโลเมตร มีอายุเฉลี่ยประมาณ ๑๐ นาที

๓. คอโรนา (Corona) เป็นสิ่งห่อหุ้มดวงอาทิตย์ อยู่ในระดับสูงจากลำก๊าซร้อนของ โครโมสเฟียร์ขึ้นไป คอโรนานี้แผ่กระจาย ออกจากดวงอาทิตย์ ตรวจสอบได้ไกลถึงกว่าเจ็ดล้าน กิโลเมตร จากดวงอาทิตย์ การตรวจสอบแสงจากคอโรนา ซึ่งสว่างเพียงหนึ่งในล้านของแสงสว่าง จากตัวดวงอาทิตย์ แสดงว่าคอโรนานี้มีองค์ประกอบที่สำคัญสาม ประการคือ ๓.๑ อิเล็กตรอนที่มีอุณหภูมิสูง ๓.๒ อนุภาคฝุ่นผงซึ่งโคจรวนรอบดวงอาทิตย์อยู่ในระยะใกล้ และสะท้อนแสงอาทิตย์ ๓.๓ ไอออนของไอธาตุซึ่งร้อนจัด จนอิเล็กตรอนหลุดจากวงโคจรรอบอะตอมไปเป็นจำนวนมาก ไอออนเหล่านี้แผ่รังสีเฉพาะขนาดคลื่น คือ เป็นสเปกตรัมชนิดเส้น ปรากฏการณ์ในโฟโตสเฟียร์ ก๊าซในโฟโตสเฟียร์ของดวงอาทิตย์ แผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดที่เป็นคลื่นวิทยุ รังสี ความร้อน หรือ อินฟราเรด แสงสว่างธรรมดา และรังสีอัลตราไวโอเลต แต่รังสีส่วนใหญ่เป็นแสง สว่าง และความร้อน โฟโตส เฟียร์แผ่รังสี ซึ่งเป็น แสงสว่างธรรมดาทุกขนาดคลื่น ซึ่งเมื่อนำแสงจาก ดวงอาทิตย์มาผ่านอุปกรณ์แยกแสงสี หรือสเปกโทรกราฟ (spectrograph) แล้วจะได้สเปกตรัมชนิด สืบเนื่อง (continuous spectrum) ซึ่งมีแสง เฉพาะบางขนาดคลื่นลดน้อยไปเป็นแห่งๆ ทำให้ปรากฏ มีเส้นมืด (dark line หรือ absorption line) อยู่เป็น แห่งๆ บนสเปกตรัมสืบเนื่องนั้น เราเรียกเส้น มืดเหล่านี้อีกชื่อหนึ่งว่า เส้นฟรอนโฮเฟอร์ (fraunhofer line) โดยใช้ชื่อของนักฟิสิกส์ชาวเยอรมนี (Joseph von Fraunhofer) ผู้ได้ทำการสำรวจเส้นเหล่านี้ อย่างละเอียด ถี่ถ้วนเป็นคนแรก การสำรวจโฟโตสเฟียร์ ทำได้โดยการใช้กล้องโทรทรรศน์ธรรมดา โดยควรมีวิธีการซึ่งลด ความแรงจ้าของแสงอาทิตย์ โดยไม่ลดขนาดของเลนส์หน้ากล้องที่รับแสงให้เล็กลงเพราะจะทำให้ ความ ละเอียดชัดเจนของภาพลดลงด้วย การนี้อาจใช้กระจกกรองแสงสีดำ (neutral filters) หรือมี วิธีการอื่นๆ อีก อนึ่งในการถ่ายภาพโฟโตสเฟียร์นั้น อาจใช้แก้วกรองแสงสีต่างๆ เช่น แดง เหลือง หรือน้ำเงิน เลือกเอาแต่คลื่น แสง ช่วงที่มีขนาดคลื่นเฉพาะบางส่วน เพื่อความชัดเจนเป็นพิเศษ เพราะลักษณะต่างๆ บนดวงอาทิตย์มีความ ชัดเจนแตกต่างกันเมื่อสำรวจในแสงที่มีขนาดคลื่นแตก ต่างกัน อย่างไรก็ตาม แสงอาทิตย์ที่ผ่านแก้วกรองแสงสี เช่นนี้มาแล้วก็ยังประกอบด้วย แสงที่มี ความยาวคลื่นต่างๆ จำนวนมากปนกันอยู่ เราเรียกแสงสว่างสีขาว และ สีต่างๆ เช่นนี้ว่า แสงสว่างรวม (integrated light) หรือแสงคอนตินูอัม (continuum light) ของดวงอาทิตย์ สเปกตรัมของดวงอาทิตย์ เกิดจากแสงสว่างสีขาวของดวงอาทิตย์ส่องผ่านช่องแคบยาวของเครื่องสเปกโทรกราฟ แล้วถูกแยก ออกเป็นแถบสีรุ้ง และแสดงเส้นมืดฟรอนโฮเฟอร์ ที่เห็นได้ชัดเจนในอุปกรณ์ขนาดเล็ก กราฟข้างบนแสดงความเข้มของแสงซึ่งมีสีต่างกัน

โฟโตสเฟียร์ของดวงอาทิตย์แสดงลักษณะที่สำคัญดังต่อไปนี้ ๑. มืดคล้ำที่ขอบดวง (darkening of the limb) ๒. เป็นดอกดวงโดยทั่วไป (granulation) ๓. การเกิดและวิวัฒนาการของกลุ่มจุด (sunspots) ๔. แฟคิวเล หรือบริเวณสว่างผิดปกติ (faculae) จากแผนภาพแสดงภายในดวงอาทิตย์ แสดงลักษณะบางประการดังกล่าวอย่างชัดเจน ใน ภาพนี้ดวง อาทิตย์ปรากฏสว่างที่กลางดวง และความสว่างนั้นลดน้อยลงที่ใกล้ขอบ ลักษณะเช่นนี้ ของดวงอาทิตย์เป็น หลักฐานยืนยันว่า ดวงอาทิตย์ไม่ใช่ก้อนทรงกลมที่เป็นของแข็งหรือของเหลวที่ทึบต่อรังสี แต่เป็นก้อนก๊าซซึ่งมี ความโปร่งต่อรังสีพอประมาณ ก๊าซในโฟโตสเฟียร์มีอุณหภูมิสูงขึ้น ในระดับลึกลงไป เมื่อเรามองดูตรงกลางดวง อาทิตย์นั้น ลำแสงจากดวงอาทิตย์ผ่านโฟโตสเฟียร์ขึ้น มาในแนวตั้งฉาก แต่เมื่อเรามองดูตรงขอบดวง ลำแสง จะต้องเดินเฉียงผ่านบรรยากาศ นับว่าต้อง เคลื่อนที่ผ่านโฟโตสเฟียร์แต่ละชั้น เป็นระยะทางมากกว่า แสงสว่าง ที่กลางดวงจึงออกมาจากระดับ ที่ลึกกว่า และร้อนกว่าแสงสว่างที่มาจากบริเวณใกล้ขอบดวง ดังนั้นกลางดวง จึงปรากฏสว่างกว่าที่ ขอบดวง ในภาพถ่ายกลุ่มจุด เมื่อพิจารณาดูบริเวณนอกกลุ่มจุด จะเห็นพื้นผิวโฟโตส เฟียร์ มีลักษณะเป็นดอกดวงคล้ายเม็ดสาคู ในปัจจุบัน มีการติดตามศึกษาธรรมชาติของดอกดวง (granules) ในโฟโตสเฟียร์อย่างละเอียดถี่ถ้วน โดยการถ่ายภาพยนตร์ ทั้งด้วยกล้องโทรทรรศน์ซึ่งตั้ง อยู่บนภาคพื้นดินและ กล้องโทรทรรศน์ซึ่งส่งขึ้นไปกับบอลลูน เพื่อให้อยู่สูง พ้นจากการรบกวน ของบรรยากาศส่วนใหญ่ที่ห่อหุ้ม พื้นผิวโลก ดอกดวงเหล่านี้ มีขนาดเล็กใหญ่แตกต่างกัน ตั้งแต่ ๓๕๐ กิโลเมตร ถึง ๑,๘๐๐ กิโลเมตร คิดว่า เฉลี่ยประมาณ ๑,๐๐๐ กิโลเมตร ปรากฏขึ้นในโฟโตสเฟียร์ แล้วก็ค่อยๆ เปลี่ยนแปลงลักษณะ ไปและสลายตัว เลือนลางหายไปในที่สุด แล้วดอกดวงใหม่ก็ปรากฏขึ้นแทนที่ ผลัดเปลี่ยนเวียนกัน ไปไม่หยุดนิ่ง วัดอายุเฉลี่ยได้ ประมาณ ๖ นาที ถ้านับจำนวนในภาพถ่ายหนึ่งๆ แล้วคำนวณดู จะ ได้ปริมาณดอกดวงทั้งพื้นผิวดวงอาทิตย์ ในขณะใดขณะหนึ่งประมาณสามล้านเม็ดในปีที่มีจุดบนดวง อาทิตย์มากที่สุด และเข้าใจว่าลดลงเป็นราวสอง ล้านเม็ดในปีที่ดวงอาทิตย์มีจุดน้อยที่สุด บริเวณกลางดวงมีความสว่างประมาณ ๑.๓ เท่าของขอบเขตระหว่าง ดอกดวง จากนี้คำนวณ ได้ว่า อุณหภูมิสูงกว่ากันประมาณ ๓๐๐ องศาเซลเซียส ที่ตรงกลางดอกดวงปรากฏว่า เนื้อสารพลุ่ง ขึ้นมาด้วยความเร็วเฉลี่ย ๙๐๐ เมตรต่อวินาที โครงสร้างของก๊าซในระดับโครโมสเฟียร์ของดวงอาทิตย์ แสดงให้ เห็นลักษณะการเรียงตัวเป็นตาข่ายโครโมสเฟียร์ (cromospheric network)ถ่ายภาพด้วยกล้องสำรวจดวงอาทิตย์ของภาควิชาฟิสิกส์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลักษณะดังกล่าวข้างบนทำให้มีผู้สันนิษฐานว่า ดอกดวงเหล่านี้ คือส่วนยอดของลำก๊าซ ร้อนซึ่งพลุ่งขึ้นมาคาย ความร้อน โดยการแผ่รังสีออกไปในอวกาศ เมื่อเย็นตัวลงแล้วก็กลับจมลง สู่ภายในดวงอาทิตย์อีกในบริเวณ รอบๆ ดอกดวง ซึ่งปรากฏเห็นเป็นขอบเขตที่มืดกว่า ดังนั้น ปรากฏการณ์นี้จึงเป็นหลักฐานแสดงว่า ดวง อาทิตย์มีการถ่ายเทพลังงานจากระดับลึกภายในออกมา สู่ระดับสูงกว่าในโฟโตสเฟียร์ โดยการพาความร้อน (convection) นั่นเอง ดังที่ได้กล่าวมาแล้วว่าในการสำรวจโฟโตสเฟียร์ของดวงอาทิตย์นั้น จำเป็นต้องมีวิธีการ ลด ความสว่างลง เป็นต้นว่าโดยการใช้กระจกกรองแสงสีดำ หรือฉายภาพจากกล้องโทรทรรศน์ออกมา ติดจอ เป็นดวงใหญ่ ในการนี้เราจะได้เห็นว่า ในบางบริเวณบนตัวดวงอาทิตย์นั้นมีความสว่างน้อย กว่าพื้นผิวดวง หรือโฟโตสเฟียร์โดยทั่วไป อาณาบริเวณเหล่านี้ปรากฏเป็นจุดมืดและเขตมัวมักรวม ตัวกันอยู่เป็นหย่อมๆ นี่คือ กลุ่มจุดของดวงอาทิตย์ (sunspot groups) ซึ่งตามเหตุผลที่กล่าวมานี้ จะเห็นได้ว่าไม่ใช่บริเวณที่ดวงอาทิตย์ มืดดับไป หากแต่สว่างน้อยกว่าโฟโตสเฟียร์ทั่วไป จุดของดวงอาทิตย์ (sunspot) ขนาดปานกลางมีองค์ประกอบสองส่วนกล่าวคือ บริเวณ กลางซึ่ง ปรากฏคล้ายมืดทีเดียว เรียกว่า บริเวณมืด (umbra) มีความสว่างราว ๒๗ เปอร์เซ็นต์ของ โฟโตสเฟียร์ รอบๆ บริเวณมืดนี้ มีอาณาเขตที่ไม่มืดทีเดียวล้อมอยู่ เรียกว่า บริเวณมัว (penumbra) มีความสว่าง ๗๘ เปอร์เซ็นต์ ของผิวโฟโตสเฟียร์ เมื่อพิจารณาดูโดยละเอียดเห็นได้ว่าบริเวณมัว มีโครงสร้างเป็นเส้นบางๆ เรียงเป็นแถวและ แผ่กระจายจากบริเวณมืดซึ่งอยู่ตรงกลางออกมาโดย รอบ จุดขนาดเล็กบางจุด มีแต่บริเวณมืดไม่มีบริเวณมัว กลุ่มจุดซึ่งมีทั้งบริเวณมืดขนาดต่างๆ อยู่ ใกล้ชิดรวมกันเป็นกระจุก มักมีบริเวณมัวร่วมกัน กลุ่มจุดขนาดใหญ่ ปรากฏบนพื้นผิว (โฟโตสเฟียร์) ของดวงอาทิตย์ในปลายเดือนมีนาคม พ.ศ. ๒๕๑๑ ถ่ายไว้โดยกล้องโทรทรรศน์ของหอดูดาว ที่ท้องฟ้าจำลอง กรุงเทพมหานคร ในภาพนี้จะเห็นบริเวณมืด ล้อมรอบด้วยบริเวณมัวอย่างชัดเจน จุดขนาดเล็กมีแต่บริเวณมืดไม่มีบริเวณมัว ที่กลางจุดใหญ่ จะเห็นมีเส้น สว่างคล้ายแถบผ้า ลอยตัวอยู่เหนือบริเวณมืด เป็นลักษณะที่เรียกว่า สะพานสว่าง (light bridge) ยังไม่มี การศึกษากันละเอียดให้รู้ว่า เป็นอะไร มีคุณสมบัติอย่างไรแน่ นอกบริเวณกลุ่มจุดพื้นผิวของดวงอาทิตย์ทั่วไป มีลักษณะเป็นดอกดวงคล้ายเม็ดสาคู เม็ดดอกดวงนี้ มีขนาดเฉลี่ย ๑,๐๐๐ กิโลเมตร จึงอาจเทียบส่วนได้ว่า กลุ่มจุดตามภาพนี้ แผ่ขยายกินที่ยาวมากกว่าแสนกิโลเมตร

ความแตกต่างในความสว่างของลักษณะบนดวงอาทิตย์นี้ เกิดขึ้นเพราะความแตกต่างของ อุณหภูมิ กล่าว มาแล้วว่าโฟโตสเฟียร์ มีอุณหภูมิเฉลี่ย ๖,๐๐๐ องศาสัมบูรณ์ บริเวณมืดจะมีอุณหภูมิ ๔,๔๐๐ องศาสัมบูรณ์ และบริเวณมัวมีอุณหภูมิ ๕,๗๐๐ องศาสัมบูรณ์จุดและกลุ่มจุดไม่ใช่สิ่งที่ปรากฏอยู่คงที่บนดวงอาทิตย์ ดังเช่น ที่หลุมบ่อและภูเขาปรากฏ อยู่บนพื้นผิวดวงจันทร์ ความจริงจุดและกลุ่มจุดเหล่านี้เปลี่ยนรูปร่าง ขนาด ลักษณะและจำนวน อยู่ทุกขณะ จึงเป็นปรากฏการณ์ซึ่งเกิดขึ้น แล้วมีการเปลี่ยนแปลงไปสู่ความเสื่อมสลาย มี จุดใหม่ กลุ่มใหม่ เกิดขึ้นในตำแหน่งใหม่ วนเวียน เปลี่ยนกันอยู่เสมอ ในปัจจุบัน นักดาราศาสตร์ สามารถทำการวัดความเข้มของสนามแม่เหล็ก ของวัตถุซึ่ง แผ่รังสีให้แสง สว่าง เช่น ดวงอาทิตย์ ได้โดยการวิเคราะห์ แสงที่มาจากวัตถุนั้น ในการนี้เขาจึง สามารถวัดความเข้มของ สนามแม่เหล็กในโฟโตสเฟียร์ของดวงอาทิตย์ได้ และก็ได้พบว่าบริเวณมืด ของจุดแต่ละจุด ทำตัวเหมือน ขั้วแม่เหล็ก ซึ่งหันออกมาตั้งฉากกับพื้นผิวดวงอาทิตย์ มีความเข้ม หรือความแรงมากน้อยตามขนาดคือพื้นที่ ของบริเวณมืดนั้น ในกลุ่มจุดหนึ่งๆ จะประกอบด้วยจุด ซึ่งมีทั้งขั้วเหนือและขั้วใต้ของแม่เหล็ก และอาจมีความ เข้มตั้งแต่ ๑,๓๐๐ เกาส์ถึง ๓,๕๐๐ เกาส์ หรือในบางกรณีอาจมากกว่านั้น การค้นพบสนามแม่เหล็กในบริเวณ จุดและกลุ่มจุดของดวงอาทิตย์ ทำให้เกิดข้อสันนิษฐานในปัจจุบันว่า เส้นแรงแม่เหล็กซึ่งพุ่งผ่านโฟโตสเฟียร์นี้ มี อำนาจกีดกัน การถ่ายเทพลังงานความร้อนจากภายในขึ้นมายังระดับพื้นผิว จึงทำให้อุณหภูมิและความสว่างใน บริเวณนั้นลดลง ปรากฏให้เห็นเป็นจุดและกลุ่มจุดขึ้น กลุ่มจุดบนดวงอาทิตย์เป็นแหล่งเกิดปรากฏการณ์น่าสนใจหลายประการ ทั้งในโฟโตสเฟียร์ โครโมส เฟียร์ และคอโรนาของดวงอาทิตย์ การลุกจ้า หรือการระเบิด (flare) บนดวงอาทิตย์ก็เกิด ขึ้นในบริเวณกลุ่มจุด เชื่อว่าสนามแม่เหล็กมีบทบาทสำคัญในการก่อให้เกิดปรากฏการณ์ต่างๆ ของ กลุ่มจุด และโดยทั่วไปบนดวง อาทิตย์ กลุ่มจุดปรากฏใกล้ขอบดวงอาทิตย์จะเห็นแฟคิวเลเป็นเกล็ดสว่าง กระจัดกระจายอยู่ในบริเวณใกล้จุด เป็นหย่อมๆ โดยเฉพาะเห็นชัดเจนที่กลุ่มจุดใกล้ขอบดวง ที่กลุ่มจุดห่างขอบดวงก็ปรากฏว่ามี แต่ไม่สว่างชัดเจน เท่า (ภาพถ่ายที่หอดูดาว ท้องฟ้าจำลองกรุงเทพมหานคร)ในบริเวณกลุ่มจุดซึ่งอยู่ใกล้ขอบดวงอาทิตย์ดังเช่นใน ภาพบนนี้ เราจะสังเกตเห็นเกล็ดสว่าง กระจัดกระจายอยู่รวมกันเป็นหย่อมๆ สิ่งนี้มีชื่อเรียกว่า แฟคิวเล เกล็ด สว่างของแฟคิวเล มี อุณหภูมิสูงกว่าโฟโตสเฟียร์ประมาณ ๙๐๐ องศา และมีขนาดเฉลี่ยใหญ่กว่าขนาดของ ดอกดวงเล็ก น้อย คือ ประมาณ ๑,๒๐๐ กิโลเมตร กลุ่มจุดทุกกลุ่มมีแฟคิวเล เกิดอยู่ด้วยเสมอไป แต่เมื่อ กลุ่ม จุดอยู่ในบริเวณกลางดวงจะมองเห็นแฟคิวเลไม่ชัดเจน เพราะโฟโตสเฟียร์สว่างขึ้น ลักษณะ ปรากฏ ของแฟ คิวเลมีขอบดวง ทำให้น่าสันนิษฐานว่ามันลอยอยู่ในระดับสูงกว่าโฟโตสเฟียร์เล็กน้อย ได้มีการวัดพื้นที่บนดวง อาทิตย์ที่ปกคลุมด้วยแฟคิวเล พบว่าโดยเฉลี่ยแล้ว แฟคิวเลคลุมพื้นที่ ประมาณ ๔ เท่าของกลุ่มจุดซึ่งมัน ล้อมรอบเกี่ยวข้องอยู่

การหมุนรอบตัวเองของดวงอาทิตย์ ปรากฏการณ์อย่างหนึ่งของดวงอาทิตย์ คือ การที่มีกลุ่มจุดเกิดขึ้น กลุ่มจุดเหล่านี้เมื่อเกิดขึ้นแล้วก็มี การเปลี่ยนแปลง และในที่สุด จะสลายตัวหมดไป ขณะเดียวกันก็มีกลุ่มจุดใหม่เกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม กลุ่มจุด บนดวงอาทิตย์มีอายุอยู่นานพอ ที่จะใช้เป็นเครื่องติดตามสังเกตดูได้ว่า ดวง อาทิตย์มีการหมุนรอบตัวเองเป็น รอบๆ เช่นเดียวกับที่โลกหมุนรอบตัวเองวันละรอบ เมื่อเราตามสังเกตการเคลื่อนที่ของกลุ่มจุด หรือจุดบนดวง อาทิตย์ไปเรื่อยๆ เป็นเวลาหลาย วันก็จะได้พบว่า ดวงอาทิตย์หมุนรอบตัวเองครบรอบในเวลาประมาณหนึ่ง เดือน การหมุนรอบตัวเองนี้ มีทิศทางตามการหมุนรอบตัวเอง ของดาวเคราะห์ต่างๆ และตามทิศทางซึ่งดาว เคราะห์ต่างๆ นั้นโคจรไปรอบดวงอาทิตย์ สิ่งที่น่าสนใจก็คือ พื้นผิวดวงอาทิตย์ที่ละติจูดต่างๆ หมุนครบรอบใน เวลาไม่เท่ากัน แถบศูนย์สูตร หมุนด้วยความเร็วสูงกว่าแถบละติจูดสูงขึ้นไป ดังจะเห็นได้จาก ตารางรายการ คาบ หรือเวลาที่ใช้หมุนครบรอบของดวงอาทิตย์ค่าที่ปรากฏวัดได้จากโลกนั้น เป็นผลเนื่องจากผู้สังเกตการณ์ ซึ่งอยู่บนพื้นโลก เคลื่อนที่ ตามการโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ไปด้วย จุดเดิมจึงปรากฏต้องใช้เวลามากกว่าที่ เป็นจริง ใน การที่จะเคลื่อนที่กลับมาปรากฏอยู่ที่ลองจิจูดเดิมบนดวงอาทิตย์อีกครั้งหนึ่ง ค่าจริงนั้นเป็นผลลัพธ์ จากการคำนวณ เมื่อได้คิดหักผลเนื่องจากการเคลื่อนที่ของผู้สังเกตการณ์บนโลกออกไปแล้ว อาทิตย์เต็มดวง ดวงอาทิตย์เต็มดวง ภาพบนซ้ายถ่ายเมื่อวันที่ ๖ เมษายน ๒๕๑๓ ภาพบนขวา ถ่ายเมื่อวันที่ ๘ เมษายน ๒๕๑๓ ห่างกัน ๒ วัน แสดงให้เห็นการหมุนรอบตัวเองของดวงอาทิตย์จากขอบตะวันออกไปทาง ตะวันตกทำให้กลุ่มจุดปรากฏเคลื่อนที่ไปอย่างชัดเจนจากซ้ายไปขวา คาบการหมุนรอบตัวของดวงอาทิตย์ที่ใช้ ในการคำณวนต่างๆ นั้นใช้ คาบสำหรับละติจูด ๑๖ องศา ซึ่งมีค่าวัดได้จากโลก ๒๗.๒๗๕ วัน และค่าจริง ๒๕.๓๘ วัน เส้นศูนย์สูตรของดวงอาทิตย์ ทำมุม ๗° ๑๕ข กับระนาบสุริยะวิถี (ecliptic plane) ซึ่งเป็นระนาบ วงทางโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์การที่ละติจูดต่างๆ บนดวงอาทิตย์ไม่ได้หมุนรอบตัวไปพร้อมกัน แต่ บริเวณใกล้เส้นศูนย์ สูตรหมุนเร็วกว่าแถบละติจูดที่สูงขึ้นไปนี้ เป็นหลักฐานประการหนึ่งซึ่งแสดงว่าดวงอาทิตย์ ไม่ใช่ ก้อนวัตถุของแข็ง แต่จำเป็นจะต้องเป็นของไหล ในปัจจุบัน มีผู้สนใจศึกษาเรื่องรายละเอียด และผลจาก การหมุนรอบตัวแตกต่างกันของดวงอาทิตย์นี้มาก เพราะเชื่อกันว่าเป็นปรากฏการณ์ที่ สำคัญ และเป็นสาเหตุ ให้เกิดปรากฏการณ์อื่นๆ ซึ่งสังเกตได้บนดวงอาทิตย์ เช่น การเกิดและ วิวัฒนาการของกลุ่มจุด เป็นต้น

แหล่งกำเนิดพลังงานของดวงอาทิตย์ ก๊าซไฮโดรเจนเป็นธาตุซึ่งมีปริมาณมากที่สุดในเอกภพ และมีมากที่สุดบนดวงอาทิตย์ด้วย เมื่ออะตอม ของไฮโดรเจนรวมตัวกันเข้าเป็นอะตอมของธาตุฮีเลียม ในปฏิกิริยาเรียกว่า ปฏิกิริยา เทอร์โมนิวเคลียร์นั้น มวลสารของไฮโดรเจน ๑ กรัมจะสูญหายไป ๐.๐๐๗ กรัม โดยการแปรรูป เป็นพลังงานและจะได้พลังงาน = ๐.๐๐๗ x (๓ x ๑๐๑๐)๒ เอิร์กต่อทุกๆ ๑ กรัมของไฮโดรเจน ที่เข้าทำปฏิกิริยา ถ้าสมมุติว่ามวลของดวง อาทิตย์ทั้งหมดประมาณ ๒ x ๑๐๓๓ กรัม นั้นเป็นธาตุ ไฮโดรเจน ดังนั้น พลังงานทั้งหมดที่จะได้จากการแปร ธาตุไฮโดรเจนทั้งหมดบนดวงอาทิตย์เป็นธาตุ ฮีเลียมจะเป็น ๐.๐๐๗ x (๓ x ๑๐๑๐)๒ x ๒ x ๑๐๓๓ เอิร์ก เท่ากับ ๑.๒๖ x ๑๐๕๒ เอิร์ก เอา ปริมาณพลังงานที่อาจเกิดขึ้นได้จากการแปรธาตุไฮโดรเจนทั้งหมดนี้ หาร ด้วย พลังงานที่ดวงอาทิตย์ คายออกในการแผ่รังสี ๓.๙ x ๑๐๓๓ เอิร์กต่อวินาที จะได้อายุหรือเวลาที่ดวง อาทิตย์จะแผ่รังสีเช่น นี้ได้ ๓.๒๓ x ๑๐๑๘ วินาที หรือเท่ากับประมาณ ๑๐๑๑ ปี (หนึ่งแสนล้านปี อายุของเอกภพ ตามการคำนวณทางดาราศาสตร์ จากอายุของดาวฤกษ์ที่เก่าแก่ที่สุดมีค่า ประมาณ ๑ ถึง ๓ หมื่นล้านปี ดังนั้นการคำนวณอย่างหยาบๆ ดังกล่าวชี้ให้เห็นว่าแนวคิดเรื่องแหล่ง พลังงานเทอร์โม นิวเคลียร์ของดวงอาทิตย์และดาวฤกษ์ต่างๆ คงจะเป็นแนวคิดที่ถูกต้อง นักฟิสิกส์ ชื่อ เอช เบเธ (H. Bethe) ได้ เป็นคนแรกที่ให้ความคิดเห็นว่า ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์อันเป็นแหล่ง เกิดพลังงานของดวงอาทิตย์ อาจเป็น ปฏิกิริยาสองชนิดดังต่อไปนี้ ๑. วัฎจักรคาร์บอน ปฏิกิริยาชุดนี้มีธาตุคาร์บอนเป็นตัวชักนำ หรือคะตะลิสต์ (catalyst) คาร์บอนเข้า ร่วมในปฏิกิริยาในขั้นต้น และกลับคืนออกมาในขั้นสุดท้าย จึงไม่สูญเสียปริมาณไป ปฏิกิริยามี ๖ ขั้นด้วยกัน สมการที่แสดงต่อไปนี้ใช้อักษรสัญลักษณ์ของธาตุ โดยมีตัวเลขนำหน้า ข้างล่างเป็น อะตอมิกนัมเบอร์ (atomic number) และตัวเลขตามหลังข้างบนเป็นแมสนัมเบอร์ (mass number) ของธาตุ สัญลักษณ์ r แทน รังสี แกมมา ซึ่งเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (พลังงาน) และเครื่องหมาย e+ แทนอนุภาคโพสิตรอน ซึ่งมีมวลเท่า อิเล็กตรอน แต่มีประจุบวก จะเห็นได้ว่าในสมการปฏิกิริยาหกขั้นข้างบนนี้ อะตอมคาร์บอน ๑๒ เริ่มเข้าทำ ปฏิกิริยา ในขั้นต้น และกลับคืนออกมาจากปฏิกิริยาในขั้นสุดท้าย โปรตอนหรือแก่นกลางอะตอมไฮโดรเจน เข้าสู่ปฏิกิริยาในขั้นที่หนึ่ง สาม สี่ และ หก ที่ละตัว รวมสี่ตัวด้วยกัน เกิดเป็นแก่นกลางอะตอม ของธาตุฮีเลียม ขึ้นมาในปฏิกิริยาขั้นที่หก ส่วนไนโตรเจน ๑๓ ไนโตรเจน ๑๔ ไนโตรเจน ๑๕ คาร์บอน ๑๓ และออกซิเจน ๑๕ นั้น เกิดมาชั่วระยะหนึ่ง แล้วก็สลายตัวหรือเข้าร่วมปฏิกิริยา ขั้นต่อไปจนหมด โพสิตรอนนั้น ทันทีที่เกิดขึ้นก็จะ เข้าทำปฏิกิริยากับอิเล็กตรอนที่มีอยู่มากมาย ทั่วไป ทำลายซึ่งกันและกัน แปรมวลของทั้งคู่ให้เป็นพลังงานใน รูปรังสี สำหรับนิวตริโนนั้นก็จะ เล็ดลอดวิ่งออกไปจากดวงอาทิตย์โดยสะดวกเพราะเป็นของเล็ก เบา ไม่มีประจุ ไฟฟ้า และมี ความเร็วสูง แผนภาพวัฏจักรคาร์บอน แสดงปฏิกิริยาของอนุภาคใจกลางของอะตอมของธาตุ ซึ่ง เป็นผลให้โปรตอนสี่ตัวรวมกัน เข้าไปใจกลางอะตอมฮีเลียมหนึ่งตัว โดยอาศัยใจกลางอะตอมคาร์บอน ๑๒ หนึ่งตัวเป็นคะตะลิสต์ กล่าวคือ เข้าทำปฏิกิริยาร่วมด้วยในตอนต้น แล้วกลับออกมาจากปฏิกิริยาโดยตัวเอง

ไม่เปลี่นแปลง ตัวเลขและอักษรที่เขียนไว้ในวงกลมแทนอะตอมนั้น แสดงจำนวนโปรตอนและนิวตรอน เช่น คาร์บอน ๑๒ มีโปรตอนหกตัวและนิวตรอนหกตัว เมื่อพิจารณาสรุปรวมผลแล้ว จะเห็นว่าสิ่งที่เข้าสู่ปฏิกิริยาวัฏ จักรนี้ คือ คาร์บอน ๑๒ หนึ่งตัว โปรตอนสี่ตัว กับอิเล็กตรอนสองตัว สิ่งที่เกิดจากปฏิกิริยา คือ นิวตริโนสองตัว รังสีพลังงานหกควอนตา หน่วยของรังสีพลังงานอนุภาคแอลฟาหรือฮีเลียม ๔ และคาร์บอน ๑๒ ซึ่งกลับออกมา จากปฏิกิริยา พร้อมที่จะใช้ได้อีกในวัฏจักรต่อๆ ไป การใช้โปรตอน (ซึ่งเป็นใจกลางอะตอมไฮโดรเจน) ไปสี่ตัว และเกิดฮีเลียม ๔ ขึ้นนี้ นับว่าธาตุ ไฮโดรเจนรวมกันเข้าเป็นฮีเลียมและคายพลังงานออกมาในรูปของรังสี และการเคลื่อนที่ของอนุภาคต่างๆ พลังงานที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาในรูปรังสีแกมมาจะแผ่กระจายออกจากบริเวณต้นกำเนิดใน ใจกลาง ของดวงอาทิตย์ และเนื่องจากเนื้อสารของดวงอาทิตย์ประกอบด้วยอะตอมของธาตุต่างๆ มีปริมาณมากมาย ห่อหุ้มส่วนใจกลางอยู่ รังสีแกมมาจึงไม่สามารถไชทะลุผ่านออกมาถึงพื้นผิวได้ แต่ก็จะมีการถ่ายทอดและแปร สภาพเป็นรังสีธรรมดา ซึ่งมีขนาดคลื่นและพลังงานน้อย กล่าวคือ กลายเป็นแสงสว่างและความร้อนแผ่กระจาย จากผิวดวงอาทิตย์ออกไปในอวกาศโดยรอบ แต่ก่อนเคยคิดว่าปฏิกิริยาให้พลังงานของดวงอาทิตย์ ส่วนใหญ่ เป็นแบบวัฏจักรคาร์บอน ในปัจจุบันข้อมูลทางวิชานิวเคลียร์ฟิสิกส์บ่งให้เห็นว่า ในกรณีของดวงอาทิตย์ ปฏิกิริยาโปรตอน- โปรตอน ซึ่งจะกล่าวต่อไปตามข้อ ๒ มีความสำคัญกว่าวัฏจักรคาร์บอนซึ่งเกิดเป็นส่วนใหญ่ ใน ดาวฤกษ์ ที่มีอุณหภูมิที่ใจกลางสูงกว่าดวงอาทิตย์ของเรา ๒. ปฏิกิริยาโปรตอน-โปรตอน ในปฏิกิริยาแบบนี้มีโปรตอนหกตัว เข้าสู่วงปฏิกิริยาซึ่ง ทำให้เกิดฮีเลียม ๔ ขึ้นหนึ่งตัว มีโปรตอนสองตัว เหลือและกลับเข้าทำปฏิกิริยาในรอบต่อไป ทั้งนี้เพราะสมการ (๑) และ (๒) จะต้องเกิดขึ้นสองครั้งเมื่อมี ฮีเลียม ๓ จำนวนสองตัว มาทำปฏิกิริยาขั้นที่ (๓) ครั้งหนึ่ง ปฏิกิริยาทั้งสองชนิด จะเกิดได้ก็ต่อเมื่อโปรตอนและอนุภาคแก่นกลางปรมาณูอื่นๆ นั้น มี ความหนาแน่นสูง (กล่าวคือมีจำนวนมาก ในปริมาตรจำกัด) และต่างมีความเร็วสูงพอที่จะวิ่งฝ่า แรงผลักระหว่างประจุไฟฟ้าเข้าชนกันได้ สภาพ เหมาะสมดังกล่าว คือความหนาแน่นและอุณหภูมิ สูงมากนั้น มีอยู่ในบริเวณใจกลางของดวงอาทิตย์ ซึ่ง คำนวณกันว่ามีอุณหภูมิ ๑๓.๖ ล้านองศา สัมบูรณ์ และมีความกดดัน ๒ x ๑๐๑๑ ต่อตารางเซนติเมตร หรือ ประมาณ ๒ แสนล้านเท่า ของความกดดันของบรรยากาศที่พื้นผิวโลกของเรา

๒. อุปราคา ผลที่เกิดจากการเอียงของระนาบวิถีโคจรของดวงจันทร์ ถ้าดวงจันทร์เคลื่อนที่ไปในระนาบสุริยวิถี ซึ่งเป็นระนาบวงทางโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ ตลอดเวลา จะเกิดอุปราคาเดือนละสองครั้งทุกเดือน เป็นจันทรุปราคาหนึ่งและสุริยุปราคาหนึ่ง แต่ระนาบ วิถี โคจรของดวงจันทร์เอียงประมาณ ๕ องศา กับระนาบสุริยวิถี ฉะนั้น ตามปกติดวงจันทร์จึงลอยผ่าน ไปเหนือ หรือใต้เส้นต่อเนื่องโลกกับดวงอาทิตย์ เมื่อใดรัศมีเวกเตอร์ (คือ เส้นตรงที่ลากจากดวงอาทิตย์มา ยังโลก) ของ โลกเกือบทับกับเส้นโนดของดวงจันทร์ก็จะเกิดอุปราคาขึ้น (เส้นโนดของดวงจันทร์คือเส้น ซึ่งลากจากโลกไปยัง จุดที่วงทางโคจรของดวงจันทร์ตัดกับระนาบสุริยวิถี) ภาพบน แสดงวิถีโคจรของโลก และดวงจันทร์ในสองตำแหน่ง ดังที่จะเห็นจากจุดๆ หนึ่งใน ทิศทาง ประมาณ ๔๕ องศาเหนือระนาบสุริยวิถี ส่วนที่เป็นเส้นประของวิถีโคจรของดวงจันทร์อยู่ใต้ระนาบ สุริยวิถี และคิดเสียว่า เหมือนกับอยู่เบื้องหลังหน้ากระดาษที่เขียนรูปนี้แสดงไว้ ส่วนที่เหลือเป็นเส้นเต็ม อยู่เหนือสุริย วิถีหรืออยู่เหนือแผ่นกระดาษ ในตำแหน่งที่ ๑ ดวงจันทร์ผ่านสูงกว่าเงาของโลกในวันเดือนเพ็ญ (B) และอยู่ใต้ รัศมีเวกเตอร์ ในวันเดือนมืด (A) ในวันเช่นนั้นจะไม่มีอุปราคาเกิดขึ้น ในตำแหน่งที่ ๒ รัศมีเวกเตอร์ทับกับเส้น โนด จุด A กับ B อยู่ในระนาบของสุริยวิถี และถ้าวันเช่นนั้นเป็นวันเดือนเพ็ญ หรือวันเดือนมืดได้ดิถีที่ เหมาะสมต้องเกิดอุปราคา เงาของโลกและเงาของดวงจันทร์อาจแสดงได้ด้วยแผนภาพในหน้าถัดไป ให้ L เป็น ความยาว ของเงาของโลก R เป็นระยะห่างจากโลกถึงดวงอาทิตย์ d เป็นเส้นผ่านศูนย์กลางของโลก และ D เป็นเส้นผ่านศูนย์กลางของดวงอาทิตย์ เงาของโลกเป็นรูปกรวย ซึ่งภาพตัดขวาง HCK อยู่ระหว่างเส้น ตรง BK กับ AH อันเป็นเส้นสัมผัสทั้งโลกและดวงอาทิตย์ เนื่องจากระยะห่างของโลกจากดวงอาทิตย์ ยาวมาก เมื่อ เทียบกับขนาดของโลกและดวงอาทิตย์ เส้น BK กับ AH จึงเกือบขนานกัน ดังนั้น เส้น AB กับ HK ซึ่งต่อเนื่อง จุดสัมผัสเกือบจะบรรจบกับเส้นผ่านศูนย์กลาง D กับ d

โดยการคำนวณทำนองเดียวกัน จะได้ความยาวของเงาของดวงจันทร์เฉลี่ยประมาณ ๓๗๓,๐๐๐ กิโลเมตร ซึ่ง แปรผันได้อีกประมาณ ๖,๔๐๐ กิโลเมตร เมื่อระยะห่างของดวงจันทร์จากโลกใกล้ที่สุด ๓๕๗,๐๐๐ กิโลเมตร และไกลที่สุด ๔๐๗,๐๐๐ กิโลเมตร ในบางเวลาเงาของดวงจันทร์ยาวพอทอดลง มาถึงโลก แต่ในบางเวลาสั้น ไป ทอดมาไม่ถึงโลก ในกรณีแรกผู้ที่อยู่ในแนวเส้นศูนย์กลางระหว่างดวง จันทร์กับดวงอาทิตย์ จะเห็น สุริยุปราคาหมดดวง ในกรณีเส้นผ่านศูนย์กลางของดวงจันทร์ตามที่ปรากฏ สั้นกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของดวง อาทิตย์ ผู้ที่อยู่ในแนวเส้นศูนย์กลางนั้น จะเห็นเป็นวงสว่างอยู่รอบ ดวงจันทร์ที่มืดสนิท สุริยุปราคาซึ่งเกิด ลักษณะนี้เป็นสุริยุปราคาวงแหวน เงาที่เกิดจากวัตถุส่องสว่างซึ่งมีขนาดใหญ่ เช่น ดวงอาทิตย์จะประกอบขึ้นด้วยเงามืดและ เงามัว เงา ทั้งสองนี้อยู่ในระหว่างเส้นสัมผัส BH กับ AK ที่ต่อออกไป ดังแผนภาพล่างในหน้า ๒๙ ภายในเงามืดแสงอาทิตย์ ที่ส่องตรงมาถูกตัดออกหมด แต่ก็ยังคงมีแสงอาทิตย์บางส่วนที่ผ่านบรรยา- กาศของโลกแล้วหักเหโค้งเข้ามาใน เงามืดของโลก ภายในเงามัวคงมีแสงสว่างโดยตรงจากบางส่วน ของผิวดวงอาทิตย์อยู่บ้าง แต่ไม่ใช่ทั้งหมด ขอบเขตความถี่ในการเกิดอุปราคา อุปราคาจะเกิดมีได้ก็ต่อเมื่อรัศมีเวกเตอร์อยู่ใกล้เส้นโนด แต่เส้นทั้งสองนี้ไม่จำเป็นต้องทับ กันทีเดียว ระยะเชิงมุมของดวงอาทิตย์ (หรือเงาของโลก) จากโนดที่ใกล้ซึ่งจะสอดคล้องกับการ มีอุปราคาเรียกว่า ขอบเขตอุปราคา จะเป็นจันทรุปราคาหรือสุริยุปราคา แล้วแต่กรณีภาพล่าง แสดงส่วนหนึ่งของวิถีโคจรของ โลก และของดวงจันทร์ ที่ปรากฏกับเงาของโลก และดวงจันทร์วันเพ็ญใน ๔ ตำแหน่ง ที่ A ทั้งดวงจันทร์และ เงามีศูนย์กลางอยู่ที่โนดลง ที่ D ดวงจันทร์จดกับเงาพอดี และระยะ AD วัดตามสุริยวิถีเป็นขอบเขต จันทรุปราคา ค่าของขอบเขตนี้ เปลี่ยนแปลงตามระยะห่างของดวงจันทร์ ขนาดของเงาและความเอียงของ ระนาบวิถีโคจรของดวงจันทร์ เมื่อดวงจันทร์ผ่านเงาตรงจุด ซึ่งเส้นผ่านศูนย์กลางของเงาเท่ากับสามเท่าของ

ดวงจันทร์ (๑°.๕) ระยะห่างระหว่างศูนย์กลางของเงากับของดวงจันทร์ จึงเท่ากับประมาณ ๑° และเมื่อความ เอียงของระนาบวิถีโคจรของโลกกับดวงจันทร์ มีค่าประมาณ ๕° ระยะห่าง AD ก็เท่ากับประมาณ ๑๒° แท้จริง ขอบเขตนี้มีค่ามากสุด ๑๒°.๓ และ น้อยสุด ๙°.๕ จันทรุปราคา : วิถีของโลกและของดวงจันทร์ที่ปรากฏกับเงาของโลกและดวงจันทร์วันเพ็ญใน ๔ ตำแหน่ง ดังนั้น การที่จะเกิดมีจันทรุปราคาได้ แม้แต่จะเป็นในสภาพที่เหมาะสมที่สุด ระยะห่างนับจาก โนดไป ทั้งสองด้านอย่างมากรวมกัน ก็ยังน้อยกว่า ๒๕° ซึ่งภายในระยะนี้เป็นขณะที่ดวงอาทิตย์อยู่ ในตำแหน่งวันเพ็ญ ดวงอาทิตย์ตามที่เห็นเคลื่อนที่ไปตามสุริยวิถี ประมาณวันละหนึ่งองศา และจะผ่านบริเวณนี้ในเวลา ๒๕ วัน แต่เดือนทางจันทรคติเดือนหนึ่ง (คือ ระยะเวลาตั้งแต่วันเพ็ญมา บรรจบครบรอบวันเพ็ญถัดไป) เฉลี่ยนาน ๒๙.๕๓๐๕๙ วัน ดังนั้นดวงอาทิตย์จึงอาจผ่านโนดได้ โดยที่จะไม่เกิดจันทรุปราคาเลย ถ้าเกิดมีจันทรุปราคาขึ้น แม้แต่เพียงเข้าอยู่ในขอบเขตจันทรุปราคา จันทรุปราคานั้นจะเป็นจันทรุปราคาบางส่วน ก่อนที่ดวงจันทร์จะ เต็มเป็นวันเพ็ญอีก ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนที่ผ่านพ้นขอบเขตนั้นไปแล้ว ฉะนั้น ที่โนดหนึ่งๆ จึงอาจเกิด จันทรุปราคาขึ้นได้เพียงครั้งเดียวเท่านั้น ถ้าดวงอาทิตย์ผ่านที่โนดหนึ่งในเดือนมกราคม ดวงอาทิตย์จะผ่านอีก โนดหนึ่งใน เดือนมิถุนายน และกลับมาที่โนดเดิมในเดือนธันวาคม เพราะว่ามีการถดถอย (regression) ของ โนด ไปทางตะวันตกของวิถีโคจร ปีหนึ่งประมาณ ๑๙° ระยะเวลาที่ดวงอาทิตย์ที่โนดหนึ่งเคลื่อนที่มา บรรจบ ครบรอบที่โนดนั้นเรียกว่า หนึ่งปีอุปราคา หนึ่งปีอุปราคานานเพียง ๓๔๖.๖๒ วันเท่านั้น ดังนั้น ในปีปฏิทินปี หนึ่งๆ จึงอาจมีจันทรุปราคาได้สามครั้ง และบางปีอาจไม่มีเลย ในที่บางแห่งบนโลก จะเห็นสุริยุปราคาได้เมื่อ ดวงจันทร์สัมผัสเขตบริเวณ AKHB (ดังแผน ภาพข้างล่าง) ซึ่งสกัดโลกกับดวงอาทิตย์ ระยะห่างจีโอเซนตริก (geocentric คิดศูนย์กลางของโลก เป็นหลัก) ของศูนย์กลางดวงอาทิตย์จากรัศมีเวกเตอร์ของโลกก็เท่ากับมุม MES ซึ่งเป็นผลบวกครึ่ง หนึ่งของเส้นผ่านศูนย์กลางของดวงจันทร์ MER กับครึ่งหนึ่งของเส้นผ่านศูนย์กลาง ของดวงอาทิตย์ SEA กับมุม AER มุม AER เท่ากับความแตกต่างระหว่าง ERK จีโอเซนตริกปารัลลักซ์ (geocentric parallax) ของดวงจันทร์ และ EAK ปารัลลักซ์ของดวงอาทิตย์ ครึ่งหนึ่งของเส้นผ่านศูนย์กลาง ของดวงจันทร์ และดวงอาทิตย์ ต่างเท่ากับประมาณ ๐°.๒๕ เมื่อปารัลลักซ์ของดวงจันทร์ขั้น สูงสุดเท่ากับ ประมาณ ๑° และของดวงอาทิตย์เท่ากับ ๘".๘ เท่านั้น มุม MES จึงมีค่าขั้นสูงสุด เท่ากับ ๑°.๕ เพราะฉะนั้น ขอบเขตของสุริยุปราคาจึงมากกว่าขอบเขตจันทรุปราคาประมาณร้อยละ ๕๐

ปารัลลักซ์ของดาวเป็นระยะห่างเชิงมุมระหว่างจุด ๒ จุด ซึ่งเป็นความแตกต่างในทิศทาง ของดาว ตามที่เห็น จากจุด ๒ จุดนั้น พิสัยขอบเขตสุริยุปราคามีค่าจาก ๑๕°.๔ ถึง ๑๘°.๕ ฉะนั้นในบริเวณที่ยาวอย่างน้อย ๓๑° ดวงอาทิตย์จะอยู่ใน เวลาเกิดสุริยุปราคาได้ และเมื่อต้องใช้เวลานานกว่าหนึ่งเดือนจันทรคติ ในการ ที่จะผ่านโค้งนี้ สุริยุปราคาจึง ต้องเกิดมีอย่างแน่นอนหนึ่งครั้ง และอาจมีได้สองครั้งในการผ่านโนด หนึ่งๆ ถ้าเกิดสุริยุปราคา (บางส่วน) ใน ต้นเดือนมกราคมใกล้ขอบเขตสุริยุปราคาทางตะวันตกของ โนด สุริยุปราคาอาจเกิดขึ้นได้อีกครั้งหนึ่งในเดือน เดียวกันนั้น ในกลางปีอาจเกิดมีสุริยุปราคาขึ้นได้ ในทำนองเดียวกันนี้อีกโนดหนึ่ง และสุริยุปราคาที่ห้าอาจเกิด มีขึ้นได้ในเดือนธันวาคมในปีปฏิทิน เดียวกัน แต่จะเกิดมีขึ้นเป็นครั้งที่หกในปีเดียวกันนั้นไม่ได้ เพราะจะเป็น เวลา ๓๔๖.๖ + ๒๙.๕ = ๓๗๖.๑ วัน ภายหลังสุริยุปราคาครั้งแรกซึ่งจะอยู่ในเดือนมกราคมปีถัดไป จำนวน สุริยุปราคาในปี หนึ่งจึงมีได้อย่างมากเพียงห้าครั้งและอย่างน้อยที่สุดสองครั้ง เมื่อมีสุริยุปราคาเกิดขึ้นสองครั้งในการผ่านโนดหนึ่งๆ จะเกิดจันทรุปราคาขึ้นครั้งหนึ่งใน ระหว่างเวลานั้นเสมอ จำนวนอุปราคาในปีหนึ่งๆ จึงอาจมีมากได้ถึงเจ็ด กล่าวคือเป็นจันทรุปราคา สองกับสุริยุปราคาห้า หรือ จันทรุปราคาสามกับสุริยุปราคาสี่ แต่อย่างน้อยที่สุดในปีหนึ่งจะต้องมี อุปราคาสองครั้ง และทั้งสองครั้งเป็น สุริยุปราคา อนุกรมอุปราคาซาโรส เมื่อการเกิดอุปราคาต้องขึ้นอยู่กับดิถีของดวงจันทร์ และดวงอาทิตย์ ในภาวะที่เหมาะสม คือ ดวง จันทร์ต้องอยู่ในวันเพ็ญหรือวันเดือนมืด และดวงอาทิตย์ต้องอยู่ใกล้โนดของดวงจันทร์ อุปราคาจะเกิดซ้ำใหม่ ได้เมื่อครบรอบระยะเวลาหนึ่ง ระยะเวลาที่จะเป็นได้ ต้องได้เดือนจันทรคติ (๒๙.๕๓๐๕๙ วัน) และปีอุปราคา (๓๔๖.๖๒ วัน) มีตัวคูณร่วมน้อยพอดีกัน ระยะเวลานี้จะหาได้อย่างใกล้เคียงที่สุด เท่ากับ ๒๒๓ เดือนจันทรคติ ซึ่งเท่ากับ ๖,๕๘๕.๓๒ วัน น้อยกว่า ๑๙ ปี อุปราคาเพียง ๐.๔๖ วัน ระยะเวลานานนี้ชาวชาลดีน (Chaldean) โบราณเป็นผู้พบนานกว่าสอง พันปีมาแล้ว เขาให้ชื่อว่า ซาโรส (saros) ซึ่งมีความหมายว่า การซ้ำ ภายหลังการ เกิดอุปราคา ครั้งหนึ่งขึ้นแล้ว จากเวลานั้นอีก ๖,๕๘๕.๓๒ วัน ดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์จึงจะอยู่ใน ตำแหน่งซึ่งมีความสัมพันธ์คล้ายกันและจะเกิดอุปราคาอีกครั้งหนึ่ง ในระยะเวลาหนึ่งซาโรส จะมี อุปราคา เกิดขึ้นหลายครั้ง อุปราคาที่เกิดเป็นจันทรุปราคา ๒๙ ครั้ง และสุริยุปราคา ๔๑ ครั้ง ในทั้งหมดนี้ จะเป็น

สุริยุปราคาเต็มดวง ๑๐ ครั้ง และอุปราคาเหล่านี้จะเกิดใกล้เคียงกับซาโรสถัดไป แต่จะเป็นได้ที่ลองจิจูด ๑๒๐° ตะวันตก ห่างออกไปจากเดิม ระหว่างเวลานั้นโลกได้หมุนตัวไปแล้ว ประมาณ ๖,๕๘๕ ๑/๓ รอบ แสดงวิถีของสุริยุปราคาหมดดวงสามครั้งที่เกิดในระยะเวลาหนึ่งซาโรส ภายหลังสามซาโรส หรือ ๕๔ ปี ๑ เดือน สุริยุปราคาจะกลับมาเกิดประมาณที่ลองจิจูดเดิม แต่ เนื่องจากความต่างกันเล็กน้อย ระหว่างซาโรสกับ เลขจำนวนเต็มหน่วยของปีอุปราคา ดวงอาทิตย์ จึงได้เคลื่อนตำแหน่งไปทางตะวันตกเล็กน้อยนับเนื่องจากโนด และอุปราคาชุดใหม่ก็เกิดเหนือกว่า เดิมเล็กน้อยถ้าเป็นเวลาที่โนดลง หรือใต้ลงไปเล็กน้อยถ้าเป็นเวลาที่โนดขึ้น ส่วนภาพขวาหน้า ๓๒ แสดงวิถีของสุริยุปราคาหมดดวงจำนวนหนึ่งที่เกิดในช่วงเวลาสามซาโรส สุริยุปราคา เหล่านี้ เกิด เวลาที่โนดขึ้น ดังนั้น อนุกรมสุริยุปราคาจึงตั้งต้นที่ขั้วโลกเหนือและเลื่อนลงมาทางใต้อย่างช้าๆ เรามีความภูมิใจที่พระมหากษัตริย์ไทย คือ พระบาทสมเด็จพระปรเมนทรมหามงกุฎ พระจอมเกล้า เจ้าอยู่หัว ทรงพระปรีชาสามารถในวิทยาศาสตร์ ประชาชนชาวไทยได้เริ่มแรกรับพระราชทานความรู้ในวิชานี้ ตามวิธีการของวิทยาศาสตร์อย่างถูกต้อง พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวได้ทรงคำนวณเวลาการเกิดคราสต่างๆ ในสุริยุปราคา ซึ่งเกิดเมื่อ วันที่ ๑๘ สิงหาคม พ.ศ. ๒๔๑๑ ที่กรุงเทพฯ ซึ่งเห็นดวงอาทิตย์ถูกบังมืดไม่หมดดวง และที่หว้ากอ ซึ่งอยู่ใกล้ เขาสามร้อยยอด ในจังหวัดประจวบคีรีขันธ์ อันเป็นสถานที่ ซึ่งเห็นสุริยุปราคามืดหมดดวง พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว "พระบิดาแห่งวิทยาศาสตร์ไทย"

พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ได้เสด็จพระราชดำเนินโดยเรือกลไฟพระที่นั่งจาก กรุงเทพฯ ไปที่อ่าวแม่รำพึง แล้วจึงเสด็จขึ้นบก ประทับทอดพระเนตร ณ ตำบลหว้ากอ ท่ามกลาง แขกผู้มีเกียรติ อันมี เซอร์ แฮร์รี ออร์ด (Sir Harry Ord) เจ้าเมืองสิงคโปร์ ซึ่งได้ทรงเชิญมาเป็นแขกดูสุริยุปราคา คณะนักดาราศาสตร์ฝรั่งเศส ก็ได้ขอพระบรมราชานุญาตตั้งค่ายสังเกตการณ์วัดดูสุริยุปราคา ที่ใต้ พลับพลาค่ายหลวงประมาณ ๑๘ เส้น พอได้เวลา สุริยุปราคาก็ได้เกิดขึ้นตามแนวทางที่พระบาทสมเด็จ พระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวได้ ทรงคำนวณไว้ผล ที่ทรงคำนวณ ดังที่ได้ทรงประกาศไป เทียบกับที่คณะดาราศาสตร์อังกฤษได้ทำรายงาน ไว้เกือบจะไม่มีความ แตกต่างคลาดเคลื่อนกันเลย ในรายงานนั้นได้บอกไว้ว่า "ก่อนเวลาหมดดวง ๕ นาที อากาศมืดมัวมากขึ้น สิ่ง ต่างๆ ที่อยู่บนบกแลเห็นจดจำได้ยาก ต้นไม้ที่บริเวณใกล้ชิด กับบ้านดูเป็นกลุ่มดำไปหมด ดาวส่องแสงให้เห็น ทางตรงศีรษะ เรือกำปั่นในทะเลห่าง ๓ ไมล์แล ไม่เห็นเลย เมื่อเวลาเงาพระจันทร์บังดวงอาทิตย์ทั้งดวงมืดมาก ทีเดียว ในชั่วระยะ ๒-๓ ฟุต และเห็นร่างกายคนจำกันไม่ได้ และไม่สามารถกำหนดประมาณระยะใกล้ไกลได้ดี ต้องใช้ไฟส่องดู ใกล้ๆ ในท้องฟ้ามีดาวส่องแสงทั่วไป ไม่พบเห็นมีแสงลูกปัดกระจาย แต่ได้เห็นแสงพลุ่งจาก ดวงจันทร์ไปถึงขอบดวงอาทิตย์ ๒ แห่ง แต่แสงนั้นอยู่ชั่วเวลา ๒-๓ นาที สุริยุปราคาจับเต็ม คราสได้ ๖ นาที พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว เสด็จออก รับเซอร์ แฮ์รี ออร์ด เจ้าเมืองสิงคโปร์ ในโอกาสเสด็จทรง กล้องส่องสุริยุปราคาหมดดวง ที่ตำบลหว้ากอ จังหวัด ประจวบคีรีขันธ์ เมื่อเดือนสิงหาคม พ.ศ. ๒๔๑๑ สุริยุปราคาหมดดวง เมื่อ พ.ศ. ๒๔๑๑ ซึ่งพันตรีเทนแนนต์ (Tennant)ถ่ายที่อินเดีย เป็นสุริยุปราคาเดียวกันกับที่ พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงเห็นที่ตำบลหว้ากอ จังหวัดประจวบคีรีขันธ์ ทางซ้ายจะเห็นลำพวยก๊าซพุ่งขึ้น สูงประมาณ ๑๔๐,๐๐๐ กิโลเมตรจากดวงอาทิตย์

๔๕ วินาที แสงสว่างของดวงอาทิตย์เริ่มส่งคอโรนา" ความสำเร็จในการทรงทำนายสุริยุปราคาครั้งนั้น ได้ทำให้ พระเกียรติคุณ ซึ่งเป็นที่ทราบ และยอมรับนับถือในหมู่ชาวตะวันตกอยู่ก่อนแล้วนั้น ยิ่งแพร่หลายกระจายไกล ออกไปอีกเป็น อันมาก เพื่อน้อมเกล้าฯ รำลึกถึงในพระมหากรุณาธิคุณในพระราชกรณียกิจ อันเกี่ยวกับ สุริยุปราคา จึงขออัญเชิญประกาศเรื่องสุริยุปราคาหมดดวงมาตีพิมพ์ไว้ในที่นี้ด้วย สุริยุปราคาหมดดวงได้เกิดขึ้น เห็นได้ในประเทศไทยอีกเมื่อวันที่ ๖ เมษายน พ.ศ. ๒๔๑๘ พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวได้โปรดเกล้าฯ พระราชทานพระบรมราชานุเคราะห์ ให้ทางราชการ ช่วยเหลือคณะนักดาราศาสตร์อังกฤษ ซึ่งมีศาสตราจารย์ อาเทอร์ ชูสเตอร์ (Arthur Schuster) เป็นหัวหน้า เข้ามาทำการส่องดูสุริยุปราคาที่แหลมเจ้าลาย ในจังหวัดเพชรบุรี เวลาเต็ม คราสครั้งนี้นานไม่ถึง ๕ นาที ความ มืดมัวของท้องฟ้า เกือบๆ เท่าพระจันทร์วันเพ็ญแต่ไม่มืดมัว เท่าสุริยุปราคาเมื่อ พ.ศ. ๒๔๑๑ กล้องโทรทรรศน์ที่พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงใช้ส่องทอดพระเนตรสุริยุปราคา ที่ ตำบลหว้ากอ จังหวัดประจวบคีรีขันธ์ วันที่ ๙ พฤษภาคม พ.ศ. ๒๔๗๒ ได้มีสุริยุปราคาหมดดวงเห็นได้ทางภาคใต้ของประเทศ ไทย ได้มีคณะนักดารา ศาสตร์อังกฤษและคณะนักดาราศาสตร์เยอรมัน ได้ขอพระบรมราชานุญาตให้ เข้ามาทำการวัดสังเกตการณ์ สุริยุปราคาครั้งนี้ พระบาทสมเด็จพระปกเกล้าเจ้าอยู่หัวได้พระราชทาน พระบรมราชานุเคราะห์ให้ทางราชการ ได้ช่วยเหลือเป็นอย่างดี คณะเยอรมันตั้งถ่ายเครื่องมือวัดที่ ใกล้สถานีรถไฟโคกโพธิ์ จังหวัดปัตตานี คณะ อังกฤษตั้งถ่ายเครื่องมือวัดที่สนามหน้าจังหวัด เวลา เต็มคราสนานประมาณ ๕ นาที เวลานั้นท้องฟ้ามืดมาก ในรัชกาลปัจจุบัน ได้มีสุริยุปราคาหมดดวงเมื่อวันที่ ๒๐ มิถุนายน พ.ศ. ๒๔๙๘ คณะ นักดาราศาสตร์ อเมริการับทำการวัดที่บริเวณพระราชวังบางปะอิน เวลาเต็มคราสนานกว่า ๖ นาที ความมืดสลัวท้องฟ้าเวลา เต็มคราสไม่มากเท่าครั้งที่ปัตตานี ที่กรุงเทพฯ เห็นสุริยุปราคาหมดดวง เหมือนกัน แต่น้อยกว่า ๖ นาทีโดยที่ สุริยุปราคาหมดดวงเป็นปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ที่น่าดูที่สุด และเป็นโอกาสให้ นักวิทยาศาสตร์ ทำการศึกษาค้นคว้าได้โดยที่ไม่มีทางจะทำได้ในเวลาอื่น ทุกครั้งที่มีสุริยุปราคาหมด ดวงจะต้องมีนักดารา ศาสตร์ไปตั้งเครื่องทำการส่องดูสุริยุปราคานั้น ตามวิถีโคจรของสุริยุปราคา ไม่ ว่าตำบลที่จะเห็นสุริยุปราคาได้ นั้นอยู่ห่างไกลจากบ้านเมืองของนักดาราศาสตร์มากเท่าใด ยิ่งเมื่อ การคมนาคมเจริญและสะดวกยิ่งขึ้นกว่า

สมัยก่อน ก็เป็นอันหวังได้แน่นอนว่าต้องมีนักดาราศาสตร์ ทำการส่องสุริยุปราคาหมดดวงหลายคณะด้วยกัน ทุกครั้ง แยกย้ายกันไปตามวิถีโคจรของสุริยุปราคา นั้น บางแห่งในที่กันดารไกลจากบ้านเมือง ต้องมีการเตรียม ตั้งเครื่องมือทำการส่องเป็นเวลาหลาย เดือน และพอถึงกำหนดเวลาสุริยุปราคาจริง บางที่อากาศไม่ดี ไม่ได้ผล อะไรเลย สืบเนื่องจากสุริยุปราคาหมดดวง พ.ศ. ๒๔๑๑ นักดาราศาสตร์ได้ความคิดไปทำการศึกษา ค้นคว้า ต่อมา จนได้พบว่าที่ดวงอาทิตย์มีฮีเลียม และต่อมาก็ได้ค้นพบมีฮีเลียมในโลกเรา ฮีเลียมนี้ เป็นผลิตผลของการ แปลงกัมมันตภาพรังสี (radioactive transformation) เกือบทุกราย สุริยุปราคาหมดดวง นานๆ จะเกิดให้เห็นซ้ำที่เดิม สุริยุปราคาวงแหวนก็คล้ายกันนานๆ จึง จะเกิดให้ เห็นซ้ำที่เดิม แต่ก็ยังเกิดบ่อยครั้งกว่าสุริยุปราคาหมดดวง สุริยุปราคาวงแหวนเป็นปรากฏ การณ์ที่น่าดูแต่ไม่ ตื่นเต้นเท่าสุริยุปราคาหมดดวง และมีความสำคัญทางวิทยาศาสตร์น้อยกว่ากันด้วย ในที่นี้จะนำมากล่าวเฉพาะ รายที่เกิดขึ้นเห็นในประเทศไทยเมื่อไม่นานมากนักเมื่อวันที่ ๑๙ เมษายน พ.ศ. ๒๕๐๑ ได้เกิดสุริยุปราคาวง แหวน เห็นได้ในประเทศไทยหลาย แห่งในพื้นที่กว้างประมาณ ๒๖๐ กิโลเมตร ตั้งแต่จังหวัดประจวบคีรีขันธ์ ไปจนถึงจังหวัดอุบล- ราชธานี ที่กรุงเทพฯ เห็นวงแหวนเต็มกลางดวงเมื่อเวลา ๙ นาฬิกา ๙ นาที และเป็นวง แหวนนาน ประมาณ ๖ นาที สุริยุปราคาวงแหวนครั้งสุดท้ายที่เห็นในประเทศไทยเกิดเมื่อวันที่ ๒๓ พฤศจิกายน พ.ศ. ๒๕๐๘ เห็น วงแหวนที่จังหวัดเชียงใหม่ ลำปาง เพชรบูรณ์ และสุรินทร์ เป็นรูปวงแหวนประมาณ ๓ นาทีที่เชียงใหม่ และ ๔ นาทีที่สุรินทร์ ที่กรุงเทพฯ แลเห็นเป็นสุริยุปราคาบางส่วน ไม่เป็น วงแหวน ๓. ท้องฟ้ากลางคืน ทรงกลมท้องฟ้า ปรากฏการณ์ของท้องฟ้าเช่นที่ได้กล่าวมาแล้วนี้ มนุษย์ในท้องถิ่นต่างๆ ของโลกได้เคย สังเกตมาก่อน แล้วหลายสมัย แม้คนในสมัยโบราณจะไม่มีอุปกรณ์ เช่น กล้องถ่ายรูป แต่เขาก็มักมีเวลาว่าง และความอดทน พอที่จะเฝ้าสังเกต และจดจำการเปลี่ยนแปลงทีละน้อยของท้องฟ้าไว้ เป็นระยะเวลายาวนาน และในที่สุดก็ได้ ข้อสรุปที่คล้ายคลึงกับเรา กล่าวคือ ท้องฟ้าปรากฏเสมือนทรงกลมมหึมา ซึ่งครอบพื้นดินไว้โดยมีครึ่งซีกหนึ่งอยู่ เหนือขอบฟ้า และอีกครึ่งซีกอยู่ใต้ขอบฟ้า ผู้สังเกตการณ์จะอยู่ที่จุดศูนย์กลางของทรงกลมนี้ ไม่ว่าเขาจะไปอยู่ ในที่ใดบนพื้นโลก ในกรณีที่ผู้สังเกตการณ์เป็นเช่นนักบินอวกาศ ที่ออกไปลอยอยู่นอกยานอวกาศห่างจากโลก ออกไปไกล เขาจะเห็นท้องฟ้ารอบตัวเขา เป็นทรงกลมใหญ่ที่ห่อหุ้มเขาอยู่โดยรอบ และดาวต่างๆ จะปรากฏ เป็นจุดสว่างติดอยู่กับผิวภายในของทรงกลมนั้น

\ ๑. ทรงกลมท้องฟ้ามีเส้นรัศมียาวมาก ประมาณตามแบบคณิตศาสตร์ ได้ว่า รัศมีของ ทรงกลมท้องฟ้า เป็นอินฟินิตี (infinity) ๒. ไม่ว่าผู้สังเกตการณ์จะไปอยู่ ณ ตำแหน่งใด จะเป็นที่พื้นโลก ที่ใจกลางของโลกหรือ ในอวกาศ ภายนอกโลก เขาจะรู้สึกเสมือนว่าเขายังคงอยู่ที่จุดศูนย์กลางของทรงกลม ท้องฟ้าเสมอ ๓. ดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ และดวงอาทิตย์ ถือว่าอยู่ที่ผิวภายในของทรงกลมนี้ สำหรับดาว เคราะห์ ดวงอาทิตย์ และดวงจันทร์นั้น มีการเคลื่อนที่ไปบนทรงกลม ดาวฤกษ์อาจ นับได้ว่าติดอยู่คงที่ และเคลื่อนที่ไป พร้อมกับการหมุนของทรงกลมท้องฟ้า ๔. ทรงกลมท้องฟ้าหมุนรอบตัวเองวันละรอบ ดังได้กล่าวมาแล้ว ๕. ผู้สังเกตการณ์ซึ่งอยู่คนละตำบล ถ้าชี้หรือตั้งกล้องเล็งไปยังดาวดวงเดียวกัน แนวที่ ชี้หรือเล็งนั้น เป็นเส้นตรงที่ขนานกัน ๖. ระยะทางระหว่างวัตถุสองชิ้น (เช่น ดาวสองดวง) บนพื้นผิวทรงกลมท้องฟ้า วัดโดย การวัดมุมซึ่ง เส้นรัศมีจากจุดศูนย์กลาง (ตำแหน่งของผู้สังเกตการณ์) ไปยังจุดทั้งสอง กระทำต่อกัน ตัวอย่าง เช่น ระยะ ระหว่างดาวดูพี (Dubhe) กับดาวเมรัค (Merak) เท่ากับ ๕° หรือเส้นผ่านศูนย์กลางของดวงอาทิตย์ตามที่ ปรากฏบนทรงกลมท้องฟ้า เท่ากับ ๑/๒ ° เป็นต้น การหมุนรอบตัวเองของทรงกลมท้องฟ้า สมมุติว่า นักบินอวกาศผู้หนึ่งเดินทางออกไปลอยอยู่นิ่งๆ ในที่ซึ่งห่างจากโลก ดวงจันทร์ ดาวฤกษ์ หรือดาวเคราะห์ใดๆ เมื่อเขามองไปโดยรอบนั้นอวกาศอันกว้างใหญ่ไพศาลซึ่งมีดวงดาว แผ่กระจายอยู่ลิบลับ จนเห็นเป็นเพียงจุดสว่าง จะปรากฏต่อเขาประดุจทรงกลมมหึมาห่อหุ้มเขาไว้ โดยรอบ ดาวฤกษ์ที่เป็นจุดสว่าง นั้น จะปรากฏสว่างมากน้อยตามความสว่างแท้จริงและระยะทาง ไกลของดาวนั้นๆ ประกอบกัน ถ้าเขาอยู่นิ่ง จริงๆ ไม่มีการเคลื่อนที่หรือหมุนตัวใดๆ ทรงกลม ท้องฟ้าที่ปรากฏต่อเขาก็จะปรากฏนิ่งอยู่ตลอดไป ดังแสดงไว้ ในภาพ ก และ ข ในปัจจุบัน เราทราบว่า ดาวฤกษ์ต่างๆ เป็นก้อนก๊าซทรงกลมมหึมา ซึ่งร้อนจัด กระจายกันอยู่ ในเวหาอันกว้างใหญ่ บ้างก็ลอยอยู่โดดเดี่ยว บ้างก็จับกลุ่มกัน ตั้งแต่สองดวงขึ้นไป จนถึงขึ้นเป็นกระจุก มีสมาชิกนับหมื่นแสนอยู่ร่วมกันเป็นระบบใหญ่ โดยแรงดึงดูดต่อกันตามธรรมชาติ ดังนั้น แนวคิดที่ได้ กล่าวมาแล้วว่า ท้องฟ้าเป็นทรงกลมใหญ่ และดาวฤกษ์เป็นจุดสว่างติดอยู่คงที่กับผิวภายในของทรง กลมนี้จึงเป็นแนวคิดที่ไม่ถูกต้อง อย่างไรก็ตาม แนวคิดนี้ซึ่งได้อุบัติขึ้นตั้งแต่สมัยโบราณ ก็มีประโยชน์ มากมายในการศึกษาวิชาดาราศาสตร์ เพราะเป็นรากฐานของการกำหนดตำแหน่งดวงดาว ที่เรา สังเกตเห็นได้บนท้องฟ้า ในปัจจุบันแนวคิดนี้จึงยังคงใช้กันอยู่ ทรงกลมใหญ่นี้มีชื่อเรียกว่า ทรงกลม ท้องฟ้า (celestial sphere) และมีสมบัติ ดังที่เรากำหนดให้ต่อไปนี้

หลักเกณฑ์ดังกล่าวนี้ นำไปใช้อธิบายการที่ท้องฟ้าปรากฏหมุนไปรอบๆ ผู้สังเกตการณ์ที่ ยืนอยู่บนพื้น โลกได้ว่า เนื่องจาก การหมุนรอบตัวเองของโลกนั่นเอง เราได้ทราบกันอยู่แล้วว่า โลก ของเรามีสัณฐานเกือบ เป็นทรงกลม ซึ่งมีรัศมีเฉลี่ย ๖,๓๗๑ กิโลเมตร มนุษย์และสิ่งมีชีวิตทั้งหลาย อุบัติขึ้นและดำเนินชีวิตอยู่บน พื้นผิวของทรงกลมนี้ ผู้สังเกตการณ์ยืนดูท้องฟ้า โดยตัวเองตั้งอยู่ในแนวสู่จุดศูนย์กลางของโลก (แนวดิ่ง) ตาม รูปบนสุด การหมุนรอบตัวเองประจำวันของโลก จะพาผู้สังเกตการณ์ หมุนไปรอบแกนของโลกด้วย ผู้ สังเกตการณ์จะถือว่าตัวเองและพื้นดินที่ตนยืนอยู่ ไม่มีการเคลื่อนที่ เพราะเป็นสิ่งที่ยากที่จะสังเกต และคิดเอา ได้โดยตรง เขาจึงเห็นเป็นว่าทรงกลม ท้องฟ้าหมุนรอบตัวเขา และแกนซึ่งผ่านเขาและขนานกับแกนหมุนของ โลก เท่ากับอัตราที่โลก หมุนรอบตัวเอง แต่ในทิศทางตรงกันข้าม ตามรูป ท้องฟ้าเหนือประเทศไทย เราจะได้พิจารณาลักษณะของท้องฟ้าที่ปรากฏต่อผู้สังเกตการณ์ ซึ่งอยู่ในแถบละติจูด ๑๕° เหนือของ เส้นศูนย์สูตร จังหวัดที่อยู่ในบริเวณละติจูดนี้ เช่น ลพบุรี นครราชสีมา บุรีรัมย์ ศรีสะเกษ และอุบลราชธานี จึง นับได้ว่าละติจูดนี้เป็นละติจูดกลางในประเทศไทย ผู้สังเกตการณ์ ซึ่งอยู่ในท้องถิ่นอื่นของประเทศ อาจใช้ผลที่ ได้จากการพิจารณานี้ได้โดยมีความแตกต่างเพียงเล็ก น้อย เพราะจังหวัดต่างๆ ในประเทศไทยมีละติจูด ระหว่าง ๕° - ๒๑° เหนือเส้นศูนย์สูตร ถ้านักบินอวกาศนั้นแกว่งแขนขา หรือเคลื่อนไหวร่างกาย ในลักษณะที่ ทำให้เขาเริ่มหมุนรอบตัวเอง หลักของการเคลื่อนที่สัมพันธ์ จะทำให้เขาไม่รู้สึกว่า ตนเองหมุนไป แต่เขาจะกลับเห็น เหมือนกับว่า ทรงกลมท้องฟ้าซึ่งมีดาวเป็นจุด สว่างติดอยู่นั้นหมุนไปรอบตัวเขา ในทิศทางตรงข้ามกับที่เขามีการหมุนรอบตัวอยู่ ดังที่แสดงในภาพ ค และ ง

ตามภาพบน O a s pข b n p เป็นเส้นรอบวงของโลก โดยมี a และ b เป็นจุดเส้นศูนย์สูตร p และ p ข เป็นขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ ผู้สังเกตการณ์ O อยู่ที่ละติจูด ๑๕° หมายความว่า มุม Oca ที่จุดศูนย์กลาง ของโลกมีค่าเท่ากับ ๑๕° ในตัวอย่างนี้เรากำหนดให้โลกเป็นทรงกลมสมบูรณ์ กล่าวคือ เส้นรัศมี cO,ca,cs,cp ข, cb,cn, และ cp มีค่าเท่ากันหมด และเท่ากับ ๖,๓๗๑ กิโลเมตร ผู้สังเกตการณ์ O จะหาเส้นดิ่ง ณ จุดซึ่งเขายืนอยู่ได้โดยวัดแนวของสายดิ่งแบบเดียวกับที่ ช่างก่อสร้าง ใช้วัดความตั้งตรงของเสาอาคารบ้านเรือน แนวเส้นดิ่ง (vertical) นี้ คือ เส้นตรง cOZ ซึ่งลากจุดศูนย์กลางของ โลก c ขึ้นไปพบกับทรงกลมท้องฟ้าซึ่งล้อมรอบผู้สังเกตการณ์ O ที่จุด Z ซึ่งเรียกว่า จุดเหนือศีรษะ (zenith) ระนาบซึ่งผ่านจุด O และตั้งฉากกับเส้นดิ่ง เป็นระนาบที่คล้องจองกับพื้นที่ราบซึ่งผู้สังเกต การณ์ยืนอยู่ระนาบ นี้คือ ระนาบขอบฟ้า (horizontal plane) ระนาบนี้จะตัดกับทรงกลมท้องฟ้า เป็นวงกลมใหญ่ เรียกว่า ขอบฟ้า (horizon) เส้นตรง NOS ซึ่งตั้งฉากกับเส้นตั้ง cOZ เป็นเส้น ขอบฟ้า ดังในภาพ ในการพิจารณาภาพนี้ เราควร ระลึกไว้ว่า รัศมีของโลก ๖,๓๗๑ กิโลเมตรนั้น มีค่าน้อย มาก เมื่อเทียบกับรัศมีของทรงกลมท้องฟ้าซึ่งมีค่าเป็น อินฟินิตีขนาดของโลกเขียนในภาพให้ใหญ่ เกินส่วนก็เพื่อความชัดเจน เราจึงจำเป็นต้องใช้จินตนาการลด ขนาดของโลกลง จนกระทั่งผิวของ โลกยุบลงทับกับจุดศูนย์กลางของโลก กล่าวคือ ผู้สังเกตการณ์อยู่ที่ตำแหน่ง เดียวกับจุดศูนย์กลาง ของโลก และอยู่ที่จุดศูนย์กลางของทรงกลมท้องฟ้าด้วยกัน ได้กล่าวมาแล้วว่า โลกหมุนรอบแกน pcpข ด้วยอัตราวันละรอบ ทำให้ผู้สังเกตการณ์รู้สึก เหมือนกับ ว่าทรงกลมท้องฟ้าหมุนไปรอบแกน pcpข ที่ต่อออกไปด้วยอัตราวันละรอบในทิศทางของการหมุนกลับกัน ใน ข้อนี้ควรระลึกไว้ว่า ถ้าเราลากเส้นตรง POPข ผ่านจุด O ไปพบทรงกลม ท้องฟ้าที่จุด P และ Pข โดยให้ เส้นตรง POPข และ pcpข ขนานกัน เส้นตรงทั้งสองจะพบทรง กลมท้องฟ้าที่จุดเดียวกันคือ P กับ Pข ตาม คุณสมบัติของทรงกลมท้องฟ้าที่ได้กล่าวมาแล้ว เส้น ncs เป็นเส้นตรงที่ลากผ่านจุดศูนย์กลางของโลกขนานกับ เส้นขอบฟ้า NOS เส้นตรงนี้เมื่อต่อออก ไปก็จะไปพบทรงกลมท้องฟ้าที่จุด N และ S ด้วย ตามหลักวิชา เรขาคณิต โดยเหตุที่มุม ncO กับมุม acp ต่างก็เป็นมุมฉาก ดังนั้น มุม ncp = มุม Oca = ละติจูดของผู้ สังเกตการณ์ = ๑๕° (ตามตัวอย่าง) แต่เส้นตรง ncs ขนานกับเส้นตรง NOS และเส้นตรง pcpข ขนานกับ เส้นตรง popข ดังนั้น มุม NOP = มุม ncp = ละติจูดของผู้สังเกตการณ์

หมายความว่า จุด P ซึ่งเป็นขั้วเหนือของทรงกลมท้องฟ้า จะอยู่ห่างจากจุดเหนือที่ขอบฟ้า เท่ากับ ละติจูดของผู้สังเกตการณ์โดยทำนองเดียวกัน จุด Pข ซึ่งเป็นขั้วใต้ของทรงกลมท้องฟ้า จะอยู่ห่างจากจุดใต้ S ที่ขอบ ฟ้า เท่ากับละติจูดของผู้สังเกตการณ์ ในกรณีนี้ จุด Pข จะอยู่ใต้ขอบฟ้า ผลที่เราได้จากการพิจารณา หลักเกณฑ์ทางเรขาคณิตนี้ ตรงกับการถ่ายภาพดาวที่ได้กล่าวถึง มาแล้วในตอนต้น acb เป็นเส้นศูนย์สูตรบน ผิวโลก จากจุด O ถ้าเราลากเส้นตรง OA ตั้งฉากกับแกนของ ท้องฟ้า POPข ไปพบทรงกลมท้องฟ้าที่ A จุด A จะอยู่บนเส้นศูนย์สูตรของท้องฟ้า และมุม ZOA จะเท่ากับมุม Oca และเท่ากับละติจูดของผู้สังเกตการณ์ O ดังนั้น ท้องฟ้าจะปรากฏต่อผู้สังเกตการณ์ที่ละติจูด ๑๕°เหนือ เป็นทรงกลมซึ่งหมุนรอบ ตัวเองตรง ข้ามกับการหมุนของโลก ขั้วเหนือของการหมุนรอบตัวเองนี้อยู่สูงจากจุดเหนือของขอบ ฟ้า ๑๕° ขั้วใต้ของ ท้องฟ้าอยู่ต่ำจากระดับขอบฟ้าทิศใต้ ๑๕° สำหรับผู้สังเกตการณ์ที่ละติจูดอื่นๆ ลักษณะปรากฏของท้องฟ้าก็ คล้ายคลึงกัน แตกต่าง เพียงที่ตำแหน่งของขั้วเหนือและใต้ของท้องฟ้า จะห่างจากระนาบขอบฟ้าเท่ากับ ละติจูดของตำบลนั้นๆ การบอกตำแหน่งของวัตถุบนท้องฟ้า ใช้วิธีการเช่นเดียวกับการบอกตำแหน่งวัตถุบนพื้นโลก โดยเรากำหนดตำแหน่งของสถานที่ หรือวัตถุ บนพื้นผิวโลกด้วย เช่น บอกปริมาณที่เรียกว่า ลองจิจูด (longitude) และละติจูด (latitude) ของสิ่งนั้นๆ ใน การนี้ เราเริ่มด้วยการถือเอาขั้วของการหมุนทั้งสองของโลกเป็นหลัก โดยคิดลากเส้น รอบวงของวงกลมใหญ่ ผ่านขั้วโลกทั้งสอง เส้นเหล่านี้ เรียกว่า เส้นเมริเดียน (meridian) ดังนั้น ทุกจุดบนพื้นผิวโลกจะมีเมริเดียนเส้น หนึ่งลากผ่าน เมริเดียนแต่ละเส้นคือ ครึ่งของวงกลมใหญ่ที่ผ่านขั้วโลกเหนือ ตำบลนั้น และขั้วโลกใต้ ข้อตกลง ของนานาชาติกำหนดให้เมริเดียนที่ผ่าน ตำบลกรีนิช (Greenwich) ในประเทศอังกฤษเป็นเมริเดียนหลัก (prime meridian) ลองจิจูดของจุด ใดจุดหนึ่งของผิวโลก ได้แก่ มุมระหว่างเมริเดียนของตำบลนั้น กับ เม ริเดียนหลักซึ่งจะวัดที่ขั้ว เหนือหรือที่ขั้วใต้ของโลกก็ได้ ตัวอย่างเช่น กรุงเทพมหานคร มีลองจิจูด ๑๐๑° ตะวันออก หมายความว่า เส้นเมริเดียนที่ผ่านกรุงเทพมหานครทำมุม ๑๐๑° กับเมริเดียนหลักซึ่งผ่านกรีนิช และกรุงเทพมหานคร อยู่ทางทิศตะวันออกของกรีนิช เราแบ่งเมริเดียนออกเป็นหน่วยย่อย โดยการแบ่งมุมซึ่งเส้นเมริเดียนกระทำที่จุด ศูนย์กลาง ของโลกเมริเดียนทางซีกโลกเหนือเส้นศูนย์สูตรถูกแบ่งจาก ๐° ถึง + ๙๐° และ ทางซีกโลกภาค ใต้ถูกแบ่งจาก ๐° ถึง - ๙๐° นับไปหาขั้วโลก เรากำหนดละติจูดของตำบล ต่างๆ โดยมุมบนเส้นเมริเดียนนี้ ตัวอย่างเช่น กรุงเทพมหานคร มีละติจูด + ๑๔° หมายความ ว่า กรุงเทพมหานครอยู่ที่ ตำแหน่ง ๑๔° ทางเหนือของเส้นศูนย์สูตรบนเส้นเมริเดียน ที่ผ่าน กรุงเทพมหานคร

การที่ท้องฟ้าปรากฏเป็นทรงกลมใหญ่ห่อหุ้มผู้สังเกตการณ์และโลกไว้โดยรอบนี้ ทำให้เราสามารถนำ หลักเกณฑ์ ของการบอกตำแหน่งวัตถุบนผิวโลก ไปใช้กับการบอกตำแหน่งของดาวบน ท้องฟ้าได้ ตามภาพ ข้างล่าง เราเขียนรูปโลกให้อยู่ที่ศูนย์กลางของทรงกลมท้องฟ้า เราอาจใช้จินตนาการ ฉายภาพเส้นเมริเดียนบน พื้นผิวโลก ขึ้นสู่ทรงกลมท้องฟ้าได้ในลักษณะคล้ายคลึงกัน ภาพฉายของเมริเดียนพาดบนทรงกลมท้องฟ้าจะ ปรากฏเป็นระบบวงกลมใหญ่ ซึ่งผ่านขั้วเหนือและขั้ว ใต้ของท้องฟ้า และเรียกว่า วงกลมชั่วโมง (hour circles) เส้นศูนย์สูตรของโลก จะฉายขึ้นไปเป็นเส้นศูนย์สูตรท้องฟ้า (celestial equator) สำหรับรายละเอียดของการ กำหนดตำแหน่งวัตถุท้องฟ้า ในระบบเช่นนี้ จะได้กล่าวถึงในตอนต่อๆ ไป สุริยวิถีหรือเส้นทางที่ดวงอาทิตย์ปรากฏเคลื่อนที่ไปบนวงกลมท้องฟ้า เป็นที่ทราบกันดีในปัจจุบันว่า โลกโคจรไปรอบดวงอาทิตย์โดยย้อนกลับมาถึงที่เดิมในเวลา ๑ ปี ทางโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรี และดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดโฟกัสอันหนึ่งของวงรีนี้ ซึ่ง เกือบจะเป็น วงกลม ในการพิจารณาเบื้องต้น เราอาจถือเอาว่าวงโคจรของโลกนี้เป็นวงกลมโดย ประมาณได้

โลกโคจรไปรอบดวงอาทิตย์ตามเส้นทาง abcdea และในขณะ เดียวกันก็หมุนไปรอบตัวเองครบรอบ ในเวลา ๑ วัน ด้วยเส้นแกนของการหมุนรอบตัวเองนี้จะไม่ เปลี่ยนทิศทาง และจะชี้ไปในทิศทางเดิมในอวกาศ อยู่เสมอในขณะที่โลกเคลื่อนที่ไปตามเส้นทาง รอบดวงอาทิตย์ นอกจากนั้นระนาบของวงทางโคจรของโลก รอบดวงอาทิตย์ก็คงที่ด้วยแกนหมุน รอบตัวของโลกจะเอียงทำมุม ๖๖° ๓๓ข กับระนาบนี้คงที่ หมายความว่า ระนาบเส้นศูนย์สูตรของ โลกจะเอียงทำมุม ๙๐° - ๖๖° ๓๓' = ๒๓° ๒๗' กับระนาบของวงทางโคจรของโลก รอบดวงอาทิตย์ ซึ่งเราเรียกว่า ระนาบสุริยวิถี (ecliptic plane) สำหรับผู้สังเกตการณ์ซึ่งอยู่บนพื้นโลก และ ถือเอาว่าโลกอยู่นิ่ง การเคลื่อนที่ของโลกรอบ ดวงอาทิตย์ จะสะท้อนปรากฏบนทรงกลมท้องฟ้าเป็นการ เคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ผ่านหมู่ดาวซึ่ง ปรากฏเป็นฉากหลัง (background stars) ไป และย้อนกลับมา ครบรอบในเวลา ๑ ปี เส้นทางโคจร ปรากฏของดวงอาทิตย์บนทรงกลมท้องฟ้านี้เรียกว่า สุริยวิถี (ecliptic) ซึ่ง เป็นวงกลมใหญ่ที่ตัดกับ ศูนย์สูตรท้องฟ้าที่จุดสองจุดห่างกัน ๑๘๐° เป็นมุม ๒๓° ๒๗' ในภาพกำหนดให้ ABCD เป็นสุริยวิถี บนทรงกลมท้องฟ้าที่เขียนขึ้นรอบผู้สังเกตการณ์ O ให้ C เป็น ตำแหน่งปรากฏของดวงอาทิตย์ในขณะนั้น ในภาพนี้ได้ซ้อนภาพของวงทาง โคจรของโลกและผู้สังเกตการณ์ O รอบดวงอาทิตย์ไว้ด้วย โดยกำหนดให้ดวงอาทิตย์อยู่ตามแนว OC ที่ต่อออกมาทางขวามือ ทรงกลมท้องฟ้านั้น ได้ย่อส่วนลงมาให้เล็กเขียนแผนภาพได้ สมมุติว่า ขณะนี้เป็นวันที่ ๒๒ มิถุนายน แกนหมุนของโลกเอียงเข้าหา ดวงอาทิตย์เต็มที่ทำมุม ๖๖° ๓๓' กับ ระนาบสุริยวิถี โดยหันขั้วเหนือเข้าหาดวงอาทิตย์ ระนาบศูนย์สูตรของ ท้องฟ้า EBFD จะเอียงทำ มุม ๒๓° ๒๗' กับระนาบสุริยวิถี จะเห็นได้ว่าในวันนี้ดวงอาทิตย์จะปรากฏบนท้องฟ้า ห่างจากเส้น ศูนย์สูตรของท้องฟ้ามากที่สุดวัดระยะทาง CF ได้เป็นมุม ๒๓° ๒๗' โลกโคจรไปรอบดวงอาทิตย์ใน เวลาประมาณ ๓๖๕.๒๕ วัน ดังนั้น ในวันหนึ่งๆ จะโคจร ไปเป็นระยะทาง ๑° เมื่อถือเอาว่าโลกอยู่นิ่งผู้ สังเกตการณ์บนโลกจะเห็นว่าดวงอาทิตย์มีการเคลื่อน ที่ปรากฏไปบนท้องฟ้าประมาณวันละ ๑° ในเวลา ๓ เดือน ดวงอาทิตย์จะปรากฏเคลื่อนที่ไปอยู่ที่ จุด D คือไปได้ ๙๐° จาก C ไป D ซึ่งอยู่บนเส้นศูนย์สูตรของ ท้องฟ้าในวันที่ ๒๓ กันยายน ดวง อาทิตย์จะเคลื่อนถึงจุด A ซึ่งอยู่ตรงข้ามกับจุด C บนระนาบสุริยวิถีในวันที่ ๒๒ ธันวาคม ในวันนี้ ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนที่ไปอยู่ห่างจากเส้นศูนย์สูตรของท้องฟ้ามากที่สุดเป็นระยะ AE คือ ๒๓° ๒๗ข และอยู่ทางท้องฟ้าภาคใต้ และอีก ๓ เดือนต่อมา ดวงอาทิตย์ก็จะได้เคลื่อนที่มาตามเส้นทาง AB

และมาถึงจุด B บนเส้นศูนย์สูตรของท้องฟ้าในวันที่ ๒๑ มีนาคม เมื่อผ่านตำแหน่งนี้ไปแล้ว ดวง อาทิตย์ก็จะ โคจรตามเส้นทาง CB กลับมาถึงจุด C ตามเดิมและครบรอบอีกในวันที่ ๒๒ มิถุนายน เราพิจารณาภาพข้างล่าง โดยยึดเอาระนาบขอบฟ้าของผู้สังเกตการณ์ซึ่งอยู่ที่ละติจูด ๑๕° เหนือเป็นหลัก ในกรณีนี้แกนของท้องฟ้าจะ ทำมุม ๑๕° กับระนาบขอบฟ้า และขั้วเหนือของท้อง ฟ้าจะสูงจากจุดเหนือ ๑๕° ภาพนี้กำหนดว่าเป็นวันที่ ๒๑ มีนาคม ดวงอาทิตย์ปรากฏอยู่ที่จุดตัดกันของสุริยวิถีกับเส้นศูนย์สูตรท้องฟ้า สำหรับผู้สังเกตการณ์ในตอนรุ่ง เช้าของวันนี้ดวงอาทิตย์จะ ปรากฏขึ้นจากขอบฟ้าตรงจุดตะวันออกพอดี การหมุนรอบตัวเองของโลกจะให้ ปรากฏเสมือนว่า ดวงอาทิตย์โคจรข้ามท้องฟ้าไปตามเส้นศูนย์สูตรของท้องฟ้า และกลับลงสู่ขอบฟ้าตรงจุด ตะวันตก พอดีในตอนเย็น ในวันนี้กลางวันและกลางคืนจะมีความยาวเท่ากัน การปรากฏเคลื่อนที่ของดวง อาทิตย์บนท้องฟ้า สำหรับผู้ที่อยู่บริเวณละติจูด ๑๕°เหนือ อาจแสดงได้ตามภาพในหน้าถัดไป ซึ่งในภาพเรา กำหนดให้ผู้สังเกตการณ์อยู่ที่จุดใจกลางของระนาบ ขอบฟ้าซึ่งได้แสดงทิศต่างๆ ไว้ด้วย ตามภาพนี้ทิศเหนืออยู่ ทางขวามือของหน้ากระดาษ ในวันที่ ๒๑ มีนาคม และวันที่ ๒๓ กันยายน ดวงอาทิตย์อยู่ที่เส้นศูนย์สูตรของ ท้องฟ้า จะปรากฏขึ้นที่ขอบ ฟ้าตรงจุดตะวันออกพอดี และเคลื่อนที่สูงขึ้นตามเส้นทางที่เขียนไว้ เมื่อถึงตอน เที่ยงวัน ดวง อาทิตย์จะขึ้นถึงเส้นเมริเดียนซึ่งเป็นวงกลมใหญ่ ผ่านจุดเหนือใต้ ขั้วเหนือใต้ของท้องฟ้า และจุด เหนือศีรษะ ในขณะนี้ดวงอาทิตย์จะอยู่ห่างจากจุดเหนือศีรษะไปทางใต้ ๑๕° เท่ากับที่ขั้วเหนือ ของท้องฟ้าอยู่ สูงจากจุดเหนือที่ขอบฟ้า ๑๕° เช่นกัน ในวันที่ ๒๑ มิถุนายน ดวงอาทิตย์โคจรไปบนทรงกลมท้องฟ้าถึงจุดที่อยู่ ห่างจากเส้นศูนย์ สูตรของท้องฟ้ามากที่สุด ในวันนี้ดวงอาทิตย์จะขึ้นจากขอบฟ้าทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือ และ ปรากฏเคลื่อนที่ (เนื่องจากการหมุนรอบตัวเองของโลก) ไปตามวงกลมเล็กซึ่งขนานและอยู่ห่าง จากศูนย์ สูตรของท้องฟ้า ๒๓° ๒๗ข โดยเหตุที่แกนหมุนของท้องฟ้าเอียงทำมุม ๑๕° กับระดับราบ มากกว่าครึ่งหนึ่งของ เส้นรอบวงของวงกลมเล็กนี้จะอยู่เหนือระนาบขอบฟ้า ซึ่งหมายความว่าดวง อาทิตย์จะปรากฏอยู่เหนือขอบฟ้า นานกว่า ๑๒ ชั่วโมง กล่าวคือกลางวันยาวกว่ากลางคืน ในระหว่างวันที่ ๒๑ มีนาคม กับวันที่ ๒๑ มิถุนายน กับทั้งภายหลังวันที่ ๒๑ มิถุนายน จนถึงวันที่ ๒๓ กันยายน ดวงอาทิตย์จะปรากฏบนท้องฟ้าในระหว่างเส้นทางที่กล่าวมาแล้วทั้งสอง

ในวันที่ ๒๑ มิถุนายน นี้ ดวงอาทิตย์จะปรากฏเดินทางข้ามเมริเดียนตอนเที่ยงวันในตำแหน่ง ที่ห่างจากเส้น ศูนย์สูตรของท้องฟ้า ๒๓° ๒๗' หรือห่างจากจุดเหนือศีรษะ ๒๓° ๒๗' -๑๕° = ๘° ๒๗' ไปทางทิศเหนือ สำหรับวันที่ ๒๒ ธันวาคม นั้น ตรงข้ามกับวันที่ ๒๑ มิถุนายน ดวงอาทิตย์ได้โคจรลงสู่ ภาคใต้ของ ท้องฟ้าและอยู่ห่างมากที่สุดจากเส้นศูนย์สูตรของท้องฟ้าเป็นระยะทาง ๒๓° ๒๗' ใน วันนั้นดวงอาทิตย์จะ ปรากฏขึ้นจากขอบฟ้าทางทิศตะวันออกเฉียงใต้ ผ่านเมริเดียนห่างจากจุดเหนือ ศีรษะ ๒๓° ๒๗' +๑๕° = ๓๘° ๒๗' ไปทางใต้ และลงสู่ขอบฟ้าทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ ทาง เดินปรากฏของดวงอาทิตย์ในวันนี้และในฤดูนี้ เรียกว่า "ตะวันอ้อมข้าว" ถ้าผู้สังเกตการณ์ที่ละติจูด ๑๕°เหนือ นอนหงายเอาศีรษะหันไปทางทิศเหนือขอบฟ้า เขาก็อาจเขียนได้เป็นวงกลมตามภาพในหน้า ๖๐ ทรงกลมท้องฟ้าครึ่งซีกซึ่งอยู่เบื้องบนก็จะปรากฏ เป็นพื้นที่ ภายในวงกลมนี้ ในภาพนี้ได้เขียนแนวทางเดินปรากฏของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้าสำหรับ วันที่ ๒๑ มิถุนายน วันที่ ๒๑ มีนาคม กับวันที่ ๒๑ กันยายน และวันที่ ๒๓ ธันวาคม ระบบกำหนดตำแหน่งวัตถุท้องฟ้า ดาราศาสตร์อุบัติขึ้น และมีพัฒนาการบนพื้นโลก ซึ่งปรากฏต่อมนุษย์เสมือนแผ่นดินราบ แบนไปจด ขอบฟ้า มีท้องฟ้าดังครึ่งทรงกลมมหึมาครอบอยู่เบื้องบน นักดาราศาสตร์ในสมัยโบราณ จึงได้สร้างระบบการ วัด และกำหนดตำแหน่งของดาวโดยใช้หลักคิดเทียบเคียงกับสภาพปรากฏของ ท้องฟ้าและพื้นดินนี้ ในปัจจุบัน เรามีระบบการวัดท้องฟ้าอยู่สองจำพวก คือ ระบบคงที่ ไม่หมุน ไปพร้อมกับการเคลื่อนที่ประจำวันของท้องฟ้า เนื่องจากการหมุนรอบตัวเองของโลก ได้แก่ ระบบ ขอบฟ้า (horizon system) กับระบบซึ่งหมุนไปรอบๆ ผู้สังเกตการณ์บนพื้นโลก ได้แก่ ระบบ สุริยวิถี (ecliptic system) และ ระบบศูนย์สูตร (equator system)

ก. ระบบขอบฟ้า ในระบบนี้เราพิจารณาให้พื้นดินราบรอบตัวผู้สังเกตการณ์ขยายกว้าง ออกไปตัดทรงกลมท้องฟ้าเป็น วงกลมใหญ่เรียกว่า ขอบฟ้า นับเป็น วงกลมพื้นฐาน (fundamental circle) เส้นดิ่ง ซึ่งเป็นเส้นตั้งฉากกับพื้น ราบต่อขึ้นไปข้างบนจะพบทรงกลมท้องฟ้าที่จุดเหนือศีรษะ ปลายอีกข้างหนึ่งของเส้นดิ่งต่อลงไปทางเบื้องล่าง ของระนาบขอบฟ้า จะพบทรงกลมท้องฟ้าที่จุด ต่ำสุด (nadir) ซึ่งเป็นขั้วตรงข้ามกับจุดเหนือหัว ระบบวงกลม ใหญ่ ที่ผ่านจุดเหนือศีรษะ กับจุดต่ำสุด เรียกว่า วงกลมตั้ง (vertical circle) ระนาบของวงกลมตั้งเหล่านี้ ตั้ง ฉากกับระนาบขอบฟ้าวงกลมเล็กที่เขียนขนานกับขอบฟ้าเรียกว่า เส้นขนานอัลติจูด (parallels of altitude) หรือ อัลมูแคนตาร์ (almucantar) วงกลมตั้งซึ่งผ่านขั้วเหนือและใต้ของทรงกลมท้องฟ้า เรียกว่า เมริเดียน ท้องฟ้า (celestial meridian) วงกลมนี้จะผ่านจุดเหนือ (north point) และจุดใต้ (south point) บนวงกลม ขอบฟ้า กับ ทั้งผ่านจุดเหนือศีรษะ และจุดใต้สุดด้วย เรากำหนดตำแหน่งวัตถุท้องฟ้าตามระบบนี้โดย อัลติจูด (altitudes) กับ อาซิมุท (azimuth) โดยเขียนวงกลมตั้งผ่านตำแหน่งของวัตถุระยะทางเป็นมุมที่วัดจากขอบ ฟ้าไปถึงวัตถุตามวงกลมตั้ง ระยะทาง จากจุดนี้ไปถึงจุดเหนือศีรษะ เรียกว่า ระยะเหนือศีรษะ (zenith distance) จะเห็นได้โดย ง่ายว่า ระยะเหนือศีรษะ = ๙๐°- อัลติจูด การวัดค่าอาซิมุท นั้น เรากำหนดจุดเริ่มต้น บนขอบฟ้า แล้ววัดมุมระหว่างจุดนี้กับจุดที่วง กลมตั้งของวัตถุตัดกับขอบฟ้า เราอาจกำหนดจุดเหนือหรือจุดใต้ เป็นจุดเริ่มต้นก็ได้ ข. ระบบศูนย์สูตร ใช้เส้นศูนย์สูตรท้องฟ้าเป็นวงกลมพื้นฐานเส้นตรงที่ลากตั้งฉากกับ ระนาบศูนย์สูตรของท้องฟ้าผ่านผู้ สังเกตการณ์ จะพบทรงกลมท้องฟ้าที่ขั้วเหนือท้องฟ้า (north celestial pole) และ ขั้วใต้ท้องฟ้า (south celestial pole) ตามภาพล่าง เส้นตรงนี้เป็นแกนหมุนรอบ ตัวประจำวันของทรงกลมท้องฟ้า เส้นศูนย์สูตรตัด กับสุริยวิถีที่จุดสองจุดห่างกัน ๑๘๐° จุดตัดกันทั้งสองเรียกว่า จุดอีควินอกซ์ (equinoxes หรือ equinoctial points) จุดสองจุดบนสุริยวิถีที่ห่างจากจุดอีควินอกซ์ ๙๐° เรียกว่า จุดโซลสติซ (solstices หรือ solstitial points) ได้กล่าวมาแล้วว่าดวงอาทิตย์ปรากฏโคจรไปตาม สุริยวิถีกลับมาครบรอบถึงที่เก่าในเวลา ๑ ปี ทั้งนี้ เนื่องจากการโคจรของโลกไปรอบดวงอาทิตย์ จุดเริ่มต้นในการกำหนดตำแหน่งของดาวในระบบนี้ ซึ่งจะหมุน ไปพร้อมกับการหมุนรอบตัวประจำ วันของท้องฟ้า คือ จุดอีควินอกซ์ ซึ่งดวงอาทิตย์ไปปรากฏอยู่ในวันที่ ๒๑ มีนาคม จุดนี้มีชื่อ เรียกหลายชื่อ คือ จุดต้นของจักรราศีเมษ (first point of Aries) อีควินอกซ์ฤดูใบไม้ผลิ (vernal equinox) หรืออีควินอกซ์มีนาคม (March equinox) ระบบวงกลมใหญ่ทุติยภูมิ ซึ่งลากผ่านขั้วเหนือ และใต้ของท้องฟ้า ใช้เป็นอีกหลักหนึ่ง สำหรับวัดตำแหน่งของวัตถุท้องฟ้า วงกลมใหญ่ซึ่งลากผ่านขั้วเหนือใต้ ของท้องฟ้ากับจุดอีกควินอกซ์ ทั้งสอง เรียกว่า อีควินอกเชียลโคเลอร์ (equinoctial colure) ส่วนวงกลมใหญ่ ที่ลากผ่านขั้วทั้ง สองของท้องฟ้า กับ จุดโซลสติซทั้งสอง เรียกว่า โซลสติเชียลโคเลอร์ (solstitial colure)

ตำแหน่งของวัตถุบนทรงกลมท้องฟ้า ตามระบบศูนย์สูตรนี้กำหนดโดยปริมาณสองตัวที่ เรียกว่า เดคลิเนชัน (declination d) และไรท์แอสเซนชัน (right ascension, R.A. ) เดคลิเนชัน ของจุดหนึ่งจุดใด คือ ระยะทาง ตามมุม วัดจากจุดนั้นไปตามวงกลมทุติยภูมิ ถึงเส้นศูนย์สูตรท้องฟ้า เดคลิเนชันของจุดที่อยู่ทางท้องฟ้าซีก เหนือมีเครื่องหมายบวก เดคลิเนชัน ของจุดทางท้องฟ้าซีกใต้มีเครื่องหมายลบ ไรท์แอสเซนชันของจุดหนึ่งจุด ใด คือระยะทางตามมุม วัดจากจุดอีกควินอกซ์มีนาคมไป ทางตะวันออกถึงจุดตัดของเส้นศูนย์สูตรกับวงกลม ทุติยภูมิที่เขียนผ่านจุดนั้น พิจารณาอีกแง่หนึ่ง ไรท์แอสเซนชัน ก็คือ มุมซึ่งอีควินอกเชียลโคเลอร์กับวงกลม ทุติยภูมิซึ่งผ่านจุดนั้น กระทำต่อกัน ที่จุดขั้วเหนือหรือขั้วใต้ของทรงกลมท้องฟ้านั้นเอง ค่าเดคลิเนชัน และไรท์แอสเซนชันของดาวและวัตถุท้องฟ้าต่างๆ จะไม่เปลี่ยนแปลง แม้ เมื่อผู้ สังเกตการณ์เปลี่ยนตำแหน่งของตนจากแห่งหนึ่งไปยังอีกแห่งหนึ่งบนพื้นโลก และค่าทั้งสอง นี้ไม่ขึ้นอยู่กับเวลา ซึ่งกระทำการสังเกตการณ์ด้วย อย่างไรก็ตาม วงกลมใหญ่ที่ใช้เป็นหลักการวัดในระบบศูนย์สูตรนี้ ไม่อยู่คงที่บน ทรง กลมท้องฟ้า ทั้งนี้เพราะโลกมีการเคลื่อนที่ช้าๆ อีกประการหนึ่ง ได้แก่ การส่ายแกนหมุนไปรอบๆ เส้นตั้ง ฉากกับระนาบสุริยวิถี โดยมีเวลาครบรอบประมาณ ๒๕,๘๐๐ ปี ทั้งนี้มีผลทำให้ขั้วของท้อง ฟ้าค่อยๆ เคลื่อนที่ ไปรอบขั้วสุริยวิถี (ecliptic pole) โดยมีเวลาครบรอบเท่ากัน และจุดอีควินอกซ์ มีนาคม ก็จะเคลื่อนที่ไปทาง ตะวันตกบนเส้นสุริยวิถี ด้วยความเร็วประมาณ ๕๐".๒๗ ต่อปี ปรากฏการณ์นี้ นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบตั้งแต่ สมัยโบราณ และเรียกว่า การเคลื่อนที่ของอีควินอกซ์ (precession of the equinoxes) การเคลื่อนที่ของจุด อีควินอกซ์มีนาคม ทำให้ทั้งค่าเดคลิเนชันและไรท์แอสเซนชันของดาว เปลี่ยนแปลง ปฏิทินดาวต่างๆ จึงต้อง กำหนดสมัย (epoch) ไว้ด้วยว่า ตำแหน่งของดาวที่บอก ไว้นั้น สำหรับขณะใดปีใด และเมื่อเราบอกค่าปริมาณ ทั้งสองก็จะมีวงเล็บบอกสมัยไว้ด้วย เช่น R.A. (๑๙๕๐.๐) dec. (๑๙๕๐.๐) หมายความถึงไรท์แอสเซนชันและ เดคลิเนชันของวัตถุ เมื่อ ๐๐.๐๐ น. วันที่ ๑ มกราคม ค.ศ. ๑๙๕๐ เป็นต้น ระบบศูนย์สูตรนี้ใช้แพร่หลายใน การดาราศาสตร์สังเกตการณ์ (observational astronomy) โดย อุปกรณ์ดาราศาสตร์ เช่น กล้องโทรทรรศน์ และกล้องถ่ายภาพดาว ซึ่งมีหลักการตั้งและวัด ตำแหน่งดาวตามค่าไรท์แอสเซนชัน และเดคลิเนชัน โดยตรง ปฏิทินดาวและแผนที่ดาวก็ใช้ระบบ การวัดแบบศูนย์สูตรนี้ ค. ระบบสุริยวิถี ใช้ในการคำนวณเกี่ยวกับการโคจรของดาวเคราะห์และวัตถุอื่นๆ ใน ระบบสุริยะ ระนาบพื้นฐานของ ระบบนี้คือ ระนาบสุริยวิถี วงกลมพื้นฐานก็คือเส้นสุริยวิถี บน ทรงกลมท้องฟ้า มุมที่ระนาบสุริยวิถีกระทำกับ ระนาบศูนย์สูตรท้องฟ้า เรียกว่า ความเอียงของ สุริยวิถี (obliquity of the ecliptic) มีสัญลักษณ์ t ซึ่งมีค่า เท่ากับ ๒๓° ๒๗ข ขั้วทั้งสองของสุริยวิถี อยู่บนเส้นโซลสติเชียลโคเลอร์ ขั้วเหนือของสุริยวิถีในปัจจุบันอยู่ที่ ตำแหน่ง R.A.= ๑๘ เซนติเมตร และ S = ๙๐° - t วงกลมทุติยภูมิของระบบสุริยวิถี คือ ระบบวงกลมใหญ่ที่ ผ่านขั้วเหนือและใต้ของสุริยวิถี และเรียกว่า วงกลมละติจูด (circles of latitude) วงกลมเล็กที่ขนานกับสุริย วิถีเรียกว่า เส้นขนาน ลองจิจูด (parallels of longitude)

ตำแหน่งของวัตถุบนทรงกลมท้องฟ้าตามระบบสุริยวิถีนี้ กำหนดโดยปริมาณสองตัว คือ ละติจูดท้องฟ้า (celestial latitude) และลองจิจูดท้องฟ้า (celestial longitude) ปริมาณแรกคือระยะ ทางตามมุมวัดตาม วงกลมละติจูด จากวัตถุนั้นไปถึงเส้นสุริยวิถี ส่วนลองจิจูดท้องฟ้าวัดจากจุด อีควินอกซ์ มีนาคมไปตามสุริยวิถี ถึงจุดที่เส้นวงกลมละติจูดของจุดนั้นตัดเส้นสุริยวิถีระยะทางตามส่วนโค้งของวงกลมใหญ่ ระหว่างขั้วเหนือของ ท้องฟ้ากับขั้วเหนือของสุริยวิถี เท่ากับ ค่าความเอียงของสุริยวิถี ๒๓° ๒๗' ๔. นก ขนนก นกแตกต่างจากสัตว์อื่นๆ เนื่องจากมีขนชนิดหนึ่งที่ เรียกว่า "ขนนก" ปกคลุมทั่วตัว ขนนกนี้แตกต่าง จากสัตว์อื่นๆ ในโลกทุกชนิด ขนนกสามารถแบ่งได้เป็น ๓ ประเภท คือ ขนอุย ขนคลุมตัว และ ขนเส้น โดยเฉพาะขนคลุมตัวมักจะมี สีสันที่สวยงามยิ่ง และถือว่าเป็นความงามตามธรรมชาติจริงๆ ขนอุย เป็นขนอ่อนๆ และละเอียดเป็นฝอย มักเป็นขนที่เกิดกับลูกนก และเป็นขนที่อยู่ชิดติดลำตัวใต้ขนคลุม อีกทีหนึ่ง เป็นขนที่ไม่ใคร่มีสีฉูดฉาด แต่โดยมากมักเป็นสีน้ำตาล เทา หรือขาว ขนคลุมตัว เป็นขนที่มีทั่วไปทั้งตัว เป็นขนที่มีแกน กลางแล้วมีขนละเอียดติดกันเป็นพืด แยกออกไปทั้งสองข้าง ขนเหล่านี้มีสีสันที่งดงามน่าดูมาก และขนเหล่านี้ยังสามารถกัน น้ำได้อีกด้วย ขนที่อยู่บริเวณหางและปีก มักจะ ใหญ่กว่าขนที่ อื่นๆ เพื่อใช้ในการบิน และพยุงตัว ดังนั้น ขนปีกและขนหาง จึงแผ่ออกไปคล้ายรูปพัด ขนเส้น เป็นขนขนาดเล็ก เป็นเส้นแข็งๆ หรือนุ่มๆ ใช้ รับความรู้สึกแทนประสาทได้ มักพบขึ้นทั่วๆ ไปตาม บริเวณ ปาก หน้าผาก หรือในนกบางชนิด ขนเส้นแทรกอยู่กับขนคลุม ตามลำตัวก็มี แม้ว่าขนนกจะมีสีสันงดงาม แต่หน้าที่แท้จริงของมัน ก็คือ ปกคลุมห่อหุ้มร่างกาย ป้องกันความร้อน หนาวจากอากาศ เนื่องจากนกเป็นสัตว์เลือดอุ่น คือ มีอุณหภูมิในร่างกายคงที่ ตลอดเวลา ไม่ว่าอุณหภูมิ ภายนอกจะเปลี่ยนเป็นร้อนหรือหนาว เย็นสักปานใดก็ตาม ดังนั้น ขนนกจึงมีความสำคัญมากในการ รักษา อุณหภูมิภายในร่างกาย นักวิทยาศาสตร์ ได้ทำการศึกษาและค้นคว้าจนได้ความ จริงแน่ชัดว่า นกได้มี วิวัฒนาการถือกำเนิดมาจากสัตว์เลื้อย คลาน ประมาณ ๑๕๐ ล้านปีมาแล้ว ต้นตระกูลโบราณของนก เท่าที่พบ กันยังมีลักษณะเป็นสัตว์เลื้อยคลานอยู่มาก แต่มีขนนก แทนเกล็ด ที่ปากยังมีฟันเป็นซี่เล็กๆ บริเวณปลายปีกยัง มีนิ้ว และเล็บยาว และมีหางซึ่งมีขนหางยาวมาก นักสัตวศาสตร์ เชื่อกันว่า นกต้นตระกูลนั้น คงบินไม่แข็ง คง ทำได้แต่เพียง กระพือปีกร่อนไปมาตามต้นไม้เท่านั้น นิ้วและเล็บที่ปลายปีก คงใช้ในการช่วยจับยึดกิ่งไม้ ปีน

ป่ายไปตามลำต้น หางที่ยาว นั้น คงใช้ช่วยในการพยุงตัวมากกว่าที่ใช้ในการเลี้ยวร่อนขณะ อยู่ในอากาศ ปัจจุบันนี้ นิ้วและเล็บที่ปลายปีกนกได้หายไปจน หมดสิ้น คงเหลือเพียง ๒-๓ ชนิดเท่านั้น ที่ยังมีเล็บที่ปลายปีก สำหรับในประเทศไทย นกกระแต้หาดยังคงมีเล็บที่ปลายปีกแต่ สั้นมาก และสันนิษฐานกันว่า เพื่อเอาไว้ใช้ใน การต่อสู้มากกว่า ประโยชน์อย่างอื่นๆ เพราะนกชนิดนี้มักอยู่ตามลานดินกว้างๆ หรือหาดทราย ไม่ป่ายปีนขึ้น ต้นไม้เลย ลูกนกฮวตซิน (huatzin) ในทวีปอเมริกาใต้ ยังมีเล็บที่ปลายปีก สำหรับเกาะกิ่งไม้ป่ายปีนออก จาก รังไป เที่ยวตามกิ่งไม้อื่นๆ ได้ ขนคลุมตัวของนกชนิดต่างๆ ๑. ขมิ้นแดง ๙. โกโรโกโส ๒. ยูง ๑๐. หัวขวานใหญ่หางเหลือง ๓. พญาไฟ ๑๑. เหยี่ยวกิ้งก่าสีดำ ๔. สาริกาเขียวหางสั้น ๑๒. ปีกลายสก็อต ๕. พญาปากกว้างหางยาว ๑๓. ขุนแผนตะโพกแดง ๖. แซงแซว ๑๔. โพระดกคางเหลือง ๗. แสกแดง ๑๕. นิลตวาท้องสีส้ม ๘. ขมิ้นหัวดำ ๑๖. ตะขาบปากแดง ๑๗. กางเขนน้ำหัวขาว รูปร่างของนกทุกชนิดแทบจะคล้ายคลึงกัน กล่าวคือ แหลมหัวแหลมท้าย และป่องตรงกลาง คล้าย จรวด ซึ่งเป็น รูปร่างที่เหมาะต่อการเคลื่อนไหวไปในอากาศดีที่สุด สัตว์เลี้ยงบางประเภทก็เป็นสัตว์จำพวกนก แต่เราไม่ได้เรียกนกนำหน้าเท่านั้น เช่น เป็ด ไก่ เป็นต้น สัตว์เหล่านี้ มนุษย์ได้นำมาเลี้ยงเป็นระยะเวลานานๆ จนเชื่อง และบินไม่ไหว พวกไก่ป่า ไก่ฟ้า เป็ดป่า และห่านป่านั้น สามารถบินได้สูงๆ และไกลๆ เช่นเดียวกับนก ประเภทอื่นๆ มีนกหลายชนิดแม้จะมีปีกแต่ก็บินไม่ได้ ปีกเหล่านี้มัก จะใช้ในการพยุงตัว ขณะเดินหรือวิ่ง เช่น นกกระจอกเทศ นกอีมู เป็นต้น ปีกนกบางชนิดก็ใช้ในการว่ายน้ำได้ เช่น นกเพนกวิน เป็นต้น ปีกนกบาง จำพวกมีไว้เพื่อใช้ในการร่ายรำอวดตัวเมีย ด้วย เช่น นกหว้า เป็นต้น หางนกก็เช่นกัน ตามปกติ หางนั้นมีไว้ สำหรับบังคับ ทิศทางที่นกต้องการบินไป แต่มีหางนกหลายชนิดที่มีเอาไว้ สำหรับอวดตัวเมีย หรือใช้ร่ายรำอวด ตัวเมียได้ เช่น นกยูง นก แว่น หางนกบางชนิดแข็งมาก ใช้ช่วยค้ำจุนขณะไต่กิ่งไม้ ต้นไม้เพื่อหาอาหาร เช่น นก หัวขวาน เป็นต้น

ปากนก เนื่องจากมือหรือรยางค์ส่วนหน้าของนกเปลี่ยนไปเป็นปีก สำหรับบิน ดังนั้น การจับหาอาหารจึง กลายเป็นหน้าที่ของ ปากไป ปากนกจึงมีลักษณะผิดแปลกกันมาก ตามลักษณะ อาหารที่นกกิน และมีหลายรูป หลายแบบ ดังนี้ ๑. ปากนกกระทุง : มีปากใหญ่ยาวมากสำหรับกินปลา และยังมีถุงใต้คอสำหรับเก็บปลาไว้ด้วย ๒. ปากนกเป็ด : กินปลา ปู หอย สาหร่าย และวัชพืชในน้ำ ปากจึงแบนและริมขอบๆปากมักจะมีซี่เล็กๆ คล้าย ตะแกรงกรองอาหารออกจากน้ำด้วย ๓. ปากนกกระสา นกกระยาง : มักจะยาวแหลมเพื่อใช้คุ้ยจับปลาในน้ำ ในโคลน ๔. ปากนกปากห่าง : ซึ่งกินหอยโข่งเป็นอาหาร เป็นโพรงตรงกลางปาก เพื่อจับหอยได้ถนัด ๕. ปากเหยี่ยว : มักจะแหลม คม งองุ้ม เพื่อใช้ในการฉีกเนื้อสัตว์ ๖. ปากนกแก้ว : งองุ้มใหญ่ สำหรับฉีกผลไม้ เปลือกไม้ ๗. ปากนกอีก๋อย นกกุลา : มักจะยาว โค้ง เพื่อใช้ในการคุ้ยเขี่ยหาไส้เดือนหรือหนอน ตามชายทะเล ตามโคลนเ ๘. ปากนกกะฮัง (หรือนกเงือก) : ใหญ่และยาวมาก ใช้ในการกินผลไม้ แต่การที่นกเงือกมีปากใหญ่ยาวผิดปกติ เนื่องจากเอาไว้อวดตัวเมีย หรืออวดกันเองมากกว่า ๙. ปากนกหัวขวาน : แข็งแรง และแหลมมาก ใช้เคาะสับโขกต้นไม้ และมีลิ้นที่ยาวเหนียวมาก ใช้ในการจับตัว บุ้ง ตัวหนอน และแมลง ๑๐. ปากนกกินแมลง : มักจะแบน และกว้าง โคนปากมี "หนวด" ยาว เพื่อใช้ในการจับแมลง ๑๑. ปากนกกระจอก นกกระจาบ : เป็นรูปกรวย เพื่อใช้ในการขบวัชพืช ๑๒. ปากนกกินปลี : มักจะยาว และโค้ง เพื่อใช้ดูดน้ำหวาน ตามดอกไม้ ๑๓. ปากนกปากซ่อม : ยาวมาก และค่อนข้างอ่อนนุ่ม เพื่อจะได้ไว้ใช้จับตัวแมลง ตัวหนอน ตามเลน ตามโคลน ๑๔. ปากนกอีโก้ง : มักจะหนา เป็นสันคมมาก เพื่อใช้ในการขบกัดพวกธัญพืชต่างๆ ในน้ำ และใช้ในการขบกัด หอย ปู ปลาต่างๆ ๑๕. ปากนกอีกา : หนาเป็นสัน แต่ค่อนข้างยาวคม เนื่องจากใช้ขบกัด หรือฉีกเนื้อสัตว์ต่างๆ กินเป็นอาหาร ด้วย นอกจากอาหารอื่นๆ

เท้านก ส่วนเท้านกนั้น มักจะมีนิ้วเท้าเพียง ๔ นิ้วเท่านั้น และ มีลักษณะแปลกๆ แตกต่างออกไปตามลักษณะ การใช้งาน นก บางชนิดอาจมีนิ้วเท้าลดลงเหลือ ๓ นิ้ว และ ๒ นิ้วได้ เช่น นก กระจอกเทศ มีนิ้วเท้าเพียง ๒ นิ้ว นกหัวขวานบางชนิด และ นกกินปลาบางชนิดมีนิ้วเท้าเพียง ๓ นิ้วเท่านั้น ลักษณะนิ้วเท้า ของนกมีแปลกๆ ไปตามลักษณะการใช้งาน ดังตัวอย่างต่อไปนี้ ๑. เท้านกเป็ด : แผ่แบนออกไป มีพังผืดระหว่างนิ้วใช้ในการว่ายน้ำ เวลาเดินบนดินไม่คล่องตัว ๒. เท้านกกระสา นกกระยาง : ยาวมากทั้งเท้าและเล็บใช้ในการ เดินลุยโคลน และเล็บกลางของนกชนิดนี้ ยังมี "หวี" เป็นซี่ ๆ ออกมาด้านข้างๆ เพื่อพยุงตัวให้ดีขึ้นขณะอยู่ในโคลน ๓. เท้าเหยี่ยว : มีกรงเล็บที่แหลมคม มีอุ้งเท้าที่สากมาก เพื่อใช้ในการจับสัตว์และฉีกเนื้อสัตว์ ๔. เท้าพวกนกตีนเทียน : มักมีหน้าแข้งยาวสำหรับเดินลุยเลน นิ้วเท้าหลังยกสูง นิ้วเท้าหน้าติดกันเป็นพังผืด คล้ายเท้าเป็ด ๕. เท้านกหัวขวาน : พวกนี้เป็นนกประเภทป่ายปีน จึงมีนิ้วเท้าหน้า ๒ นิ้ว นิ้วเท้าหลัง ๒ นิ้ว แยกออกจากกัน เพื่อใช้ยันต้นไม้ นอกจากนี้พวกนี้ยังมีหางที่แข็งแรง และแหลม ใช้ยันต้นไม้ขณะวิ่งขึ้นลงตามต้นไม้อีกด้วย ๖. เท้าไก่ : พวกไก่ นกคุ่ม นกกระทา พวกนี้เป็นพวกคุ้ยเขี่ย ฉะนั้น จึงมีเท้าหลังยกขึ้นสูงกว่าปกติ เวลาคุ้ยเขี่ย จะได้สะดวกขึ้น เท้ามักใหญ่หนา เล็บสั้น แต่แข็งแรง ๗. เท้านกอีแจว : พวกนี้มีเล็บและนิ้วเท้าที่ยาวมาก สำหรับใช้เดินบนสาหร่ายหรือใบบัว แต่จำเป็นจริงๆ ก็ใช้ ว่ายน้ำได้เช่นกัน ๘. เท้านกเกาะ : เป็นแบบเท้าที่พบกันมากที่สุด คือมีข้างหน้า ๓ นิ้ว ข้างหลัง ๑ นิ้ว ซึ่งสามารถทำให้นกพวกนี้ เกาะ กระโดด เดินไปมาได้คล่องแคล่วที่สุด เวลาเกาะกิ่งไม้น้ำหนักตัวนกจะทับลงมาตรงๆ บนอุ้งเท้า ทำให้เอ็น ที่เท้ายึดดึงเอานิ้วเท้างอเข้าหากัน ทำให้นกเกาะได้แน่นตลอดเวลา ซึ่งเป็นเหตุอันหนึ่ง ที่ทำให้นกสามารถเกาะ กิ่งไม้ได้โดยไม่ตกลงพื้นดิน ในขณะนอนหลับ ดังได้กล่าวมาแล้วว่า นกนั้นมีวิวัฒนาการเจริญสืบ- เนื่องมาจากสัตว์เลื้อยคลาน ดังจะเห็นได้ว่า บริเวณของหน้าแข้ง ของนก ยังมีลักษณะเกล็ดคล้ายๆ เกล็ดพวกกิ้งก่าอย่างชัดเจน ยิ่งกว่านั้น นกยังออกลูก เป็นไข่ เช่นเดียวกับสัตว์เลื้อยคลาน แต่นกนั้นเจริญกว่าที่มีการทำรัง ออกไข่ กกไข่ และเลี้ยงลูก อ่อนจนกว่าลูก จะเจริญเติบโตหาอาหารกินเองได้

วิธีทำรังและลักษณะรังนก ต่างก็มีลักษณะแปลกๆ กัน ไปมาก เป็นศิลปะตามธรรมชาติอีกแบบหนึ่ง รังที่นกทำได้ง่าย ที่สุดคือ รัง ที่ทำอยู่กับพื้นดิน พื้นทราย โดยนกจะทำเป็นแอ่ง เล็กๆ แล้วเอาใบไม้ใบหญ้ามารองทำให้นุ่ม บางครั้งพ่อนก แม่นกก็จะถอนขนอุยหรือขนคลุมตัวมารอง ทำให้นุ่มขึ้น พวกนกทะเลบางชนิด เช่น นกนางนวลแกลบ มัก วางไข่ตามแอ่งหิน ตื้นๆ ตามเกาะแก่งกลางทะเล นกบางชนิดทำรังบนต้นไม้ โดย วางตามกิ่งไม้ วิธีทำรังของ มันก็คือ พ่อนกแม่นกจะคาบเอากิ่ง ไม้แห้งๆ มาวางซ้อนๆ กันบนกิ่ง แล้วเอาใบไม้รองรัง เช่น พวกนกปากห่าง นกกระยาง นกกาน้ำ พวกนี้มักทำรังติดๆ กัน อยู่บนต้นไม้ใหญ่เดียวกัน ที่น่าประหลาดใจก็คือ พ่อนกแม่นก สามารถจะจำรังของมันได้อย่างแม่นยำมาก นกบางชนิดก็มีวิธีการทำรังอย่างวิจิตรพิสดารเหลือเชื่อ เช่น เอา ดอกไม้สวยๆ เปลือกหอย หรือหินสวยๆ และใยแมงมุม มาประดับรังของมัน นกบางชนิดจะคาบเอาใบหญ้ามา สานกันทำรังที่สวยงามมาก เช่น นกกระจาบหัวเหลือง บางชนิดเอาใบไม้ ๒-๓ ใบมามัด รวมกัน เอาปากเจาะ ริมใบเหล่านั้น แล้วเอาใยแมงมุมมาเย็บ เข้าด้วยกันเป็นรัง จนพวกฝรั่งเรียกว่า นกช่างเย็บผ้า (tailorbird) เป็น ต้น นกบางชนิดจะเจาะต้นไม้เป็นโพรงใหญ่ แล้วเข้าไปทำ รังวางไข่ในนั้น เช่น พวกนกหัวขวาน นก กินเปี้ยว พวกนก เงือก นกกก นกกะวะ นกแกงหรือนกชนหิน เป็นต้น พวก นกฮูก นกเค้าแมว ก็ทำรังในโพรง เช่นกัน นอกจากนี้ นกบางชนิดเจาะดินริมตลิ่งหรือหน้าผา หรือ ทำโพรงลงไปในดิน แล้วทำรังวางไข่ เช่น นก กระเต็นปักหลัก นกนางแอ่น (บางชนิด) และนกจาบคา หรือ นกกินผึ้ง เป็นต้น สำหรับนกเจ้าฟ้าหรือนก ตาพองที่ชาวบึงบอระเพ็ด จังหวัด นครสวรรค์เรียกกันนั้น เป็นนกชนิดเดียวเท่านั้นในโลกที่พบ และตั้งชื่อ ตาม หลักสัตวศาสตร์โดยคนไทย ผู้พบได้อัญเชิญพระ นามของพระเจ้าลูกเธอเจ้าฟ้าสิรินธรเทพรัตนสุดาฯ มาเป็นชื่อ นกชนิดนี้ นกพันธุ์นี้ทางผู้ค้นพบเชื่อว่า คงจะเจาะโพรงทำรัง ตามหาด หรือเกาะแก่งกลางน้ำคล้ายกับญาติของ มัน ซึ่งเจาะโพรงตามหาดทราย หรือเกาะแก่งกลางน้ำในประเทศคองโก ทวีปแอฟริกาเช่นกัน นกบางชนิด สามารถสำรอกน้ำลายออกมาทำรังได้ เช่น นกนางแอ่นประเภทใช้กินรังได้ นกพวกนี้จะสำรอกน้ำลาย มาสร้าง รังเกาะติดกับผนังถ้ำ ซึ่งโดยมากอยู่ในทะเล แล้วเราก็จะไปแซะเอารังนกเหล่านั้นมาผ่านกรรมวิธีต่างๆ ก่อน นำมาเป็น อาหาร บางชนิดก็อาจเอาดินโคลนหรือเลนมาสร้างรังได้เช่นกัน รังนกและไข่นกมีลักษณะและขนาด แตกต่างกันตาม ชนิดนก นักสัตวศาสตร์สามารถบอกได้ว่าเป็นรังและไข่ของนก ประเภทใดได้ โดยการตรวจรัง และไข่นกเท่านั้น อย่างไรก็ดี นกบางชนิดไม่รู้จักสร้างรังเอง แต่อาศัยแอบวางไข่ในรังนกอื่นๆ ปล่อยให้นกชนิด อื่นฟักไข่ และเลี้ยงลูกอ่อนแทน เช่น นกกาเหว่า ซึ่งมักจะแอบวางไข่ในรังกา ให้แม่กาช่วยฟักไข่ และเลี้ยงลูก อ่อนเป็นส่วนใหญ่

ไข่นก ไข่นกนั้นมีสีสันแตกต่างกันออกไป พวกที่วางไข่ตาม โพรงไม้ หรือในโพรงดินมักจะมีสีขาว นกที่วางไข่ ตามกอหญ้า บนดินทราย หรือตามหิน ก็มักจะมีสีสันคล้ายพื้นที่บริเวณนั้นๆ เพื่อพรางตาจากศัตรูของมัน นกแทบทุกชนิด มักจะช่วยกันกกไข่ทั้งตัวผู้และตัวเมีย เพื่อให้ไข่ได้รับความอบอุ่นตลอดเวลา แต่ก็มี หลายชนิด ซึ่งปล่อยให้ตัวเมียกกไข่แต่เพียงตัวเดียว เช่น ไก่ เป็นต้น และก็มีหลายชนิด ที่แม่นกปล่อยให้พ่อนก กกไข่ แต่ผู้เดียว เช่น นกซ่อมโป่งวิด นกคุ่ม เป็นต้น ระยะเวลากกไข่นั้นไม่ใคร่แน่นอน แล้วแต่ขนาดของนก ตามปกติก็ราว ๗-๑๕ วัน สำหรับไก่และ นกที่โตกว่าก็ต้อง ๒๐ วัน หรือกว่าก็ได้เมื่อลูกนกออกจากไข่แล้ว ทั้ง พ่อแม่ต่างก็มีหน้าที่หา อาหารมาป้อนลูกอ่อน เลี้ยงดู ลูกนกนี้กินจุมาก และเจริญเติบ โตอย่างรวดเร็ว นก ขนาดนกกางเขน สามารถบินออกจากรังไป หากินกับพ่อแม่ได้ภายใน ๖-๗ วันเท่านั้น ลูกนกบางชนิดพอ ออก จากไข่ได้ ๒-๓ ชั่วโมง ก็อาจวิ่งตามพ่อนก แม่นก ไปหา กินได้ทันที เช่น พวกนกคุ่ม ไก่ นกยูง นกกระทา เป็น ต้น แต่นกบางชนิดก็อ่อนแอมาก ต้องรอให้พ่อแม่หาอาหารมาป้อน ให้กินระยะหนึ่งก่อนจึงสามารถช่วยตัวเอง ได้ในขณะที่นกตัวแม่กำลังกกไข่ หรือเลี้ยงลูกอ่อน ตัวผู้ หรือตัวพ่อก็จะไปหาอาหารมาป้อนลูกและตัวเมียด้วย นกเงือก หรือนกกก และนกแกง ดังกล่าวแล้วนั้น มักจะเจาะโพรงไม้ ใหญ่ทำรัง ตัวเมียจะเข้าไปออกไข่ในโพรง ตัวผู้จะเอาโคลน เอาดินมาพอกปิดไว้ เหลือแต่ช่องนิดเดียวสำหรับส่งอาหารไป ป้อนเท่านั้น ดังนั้นตลอดเวลาที่ ตัวเมียวางไข่ กกไข่ และเลี้ยง ลูก จึงเป็นหน้าที่ของนกตัวผู้ไปหาอาหารมาป้อนทั้งแม่และลูก จนเจริญเติบโตจึง ทำลายดินโคลนที่พอกไว้ แล้วออกมาท่อง เที่ยวหาอาหารกินกันต่อไป ตามปกติ นกมักจะช่วยเลี้ยงดูลูกอ่อนทั้งตัวผู้และตัว เมีย แต่ก็มีหลายชนิดที่ปล่อยให้ตัวเมียเลี้ยงดูลูก อ่อนแต่ลำพัง นกหลายชนิด ตัวเมียทิ้งให้ตัวผู้เลี้ยงลูกอ่อนอยู่ตัวเดียว และก็มี บางชนิดซึ่งออกไข่แล้วก็ไม่ต้อง ไปดูแลกกไข่เลี้ยงดู เพราะแอบไปไข่ในรังนกอื่นๆ ปล่อยให้พ่อแม่ของนกอื่นๆ ช่วยกกไข่ เลี้ยงดูจนลูกนก เจริญเติบโต เช่น นกกาเหว่า ดังกล่าวแล้ว

อาหารของนก ในฤดูหนาว พออากาศเริ่มหนาวจัด แมลงและวัชพืช อันเป็นอาหารส่วนใหญ่ของนกจะตาย หรือ "จำ ศีล" หรือหายาก ดังนั้นอาหารแถบขั้วโลกจึงหายากเข้าทุกที แต่พวกนกต่างๆ ก็มิได้ย่อท้อต่อความหนาวและ เหตุการณ์เช่นนี้ พวกนกจะรวม กันเป็นกลุ่มใหญ่ๆ และบินย้ายลงมาแถบเขตศูนย์สูตร ซึ่งมี อุณหภูมิอบอุ่น มี อาหารสมบูรณ์ การเคลื่อนไหวย้ายที่หากิน ของนกจากถิ่นกำเนิดไปหากินถิ่นอื่นตามฤดูกาล แล้วกลับไป สร้าง รังวางไข่อีกในถิ่นกำเนิดเดิมอีก ในฤดูอบอุ่นนี้ เราเรียกกันว่า "การอพยพย้ายถิ่น" ของนก จำนวนชนิดนกเท่าที่รู้จักกันในประเทศไทยนั้นประมาณ ๓๐% เป็นนกที่อพยพย้ายถิ่นลงมาหากินในฤดูหนาว นกเหล่านี้ อาจอพยพย้ายถิ่นมาจากประเทศไซบีเรีย จีน เกาหลี และอื่นๆ อีกก็ได้ดังที่ได้เคยกล่าวมาแล้วว่า นกนั้นเป็นสัตว์ประเภทกินจุมาก นกแต่ละตัวต้องกินอาหารจำนวนมากเสมอๆ ทุกๆ วัน อย่างน้อยที่สุด นกตัว หนึ่งจะกินแมลงไม่น้อยกว่าครึ่งหนึ่ง ของน้ำหนักของตัวมันเอง นั่นก็คือ แมลงจำนวนมากๆ นั่นเอง ยิ่งลูกนก หรือลูกอ่อนแล้ว ต้องการอาหารมากกว่าพ่อแม่มาก เคยมีผู้นั่งเฝ้าดูรังนกกระจิบชนิดหนึ่ง พบว่า ตั้งแต่ ๖ โมง เช้าถึง ๖ โมงเย็น นกกระจิบพ่อแม่นำอาหารมาป้อนถึง ๑,๒๑๗ ครั้ง นั่นก็คือ จำนวนแมลง ๑,๒๑๗ ตัว ลูกนก ระจิบรังนั้น มี ๓ ตัว ด้วยกัน ดังนั้นลูกนกตัวหนึ่งๆ ต้องการแมลงราว ๔๐๐ ตัว ซึ่งนับว่า เป็นจำนวนไม่น้อย ถ้าถึงระยะหรือฤดูอพยพแล้ว พวกนกเหล่านี้ต้องการอาหารมากกว่าปกติอีกเกือบเท่าตัว เพราะต้องการ พลังงานใช้ในการบินอพยพเป็นระยะทางไกลๆ ด้วย นกบางชนิดดูเผินๆ จะกินอาหารตามลักษณะของมัน เช่น นกกินปลา นกกระยาง มักจะกินปลา ปู เป็นอาหาร และนกกระจาบปีกอ่อน ซึ่งส่วนใหญ่กินวัชพืช ธัญพืช เพราะมีปาก แข็งรูปกรวย เหมาะต่อการขบเคี้ยวเมล็ดพืช แต่ความจริงนก เหล่านี้ก็กินแมลงเช่นกัน นกยาง กรอก นกยางควาย และนก เอี้ยง ที่เห็นเดินท่อมๆ กลางทุ่งนานั้น ส่วนใหญ่ผู้คนเชื่อว่ามัน คงมุ่งหาปู ปลา กิน เป็นอาหาร แต่แท้ที่จริงนกพวกนี้ชอบเดิน ตามหลังวัวควายในนา เพราะเมื่อสัตว์เลี้ยงเหล่านั้นเดินผ่านไป ตาม กอหญ้า หางและขาของมัน ก็จะปัดแมลงต่างๆ กระโดด หรือบินขึ้นมา นกเหล่านั้นก็จะไล่จิกกินเป็นอาหาร ทันทีได้มีผู้ทำการทดลองตรวจอาหารที่พ่อนกแม่นกเอามาป้อนลูกอ่อนในประเทศเกาหลี ผู้ทด ลองพบว่า ใน คอของลูกนกกระจาบปีกอ่อน ซึ่งเชื่อกันว่าเป็นนกกินธัญพืชแต่เพียงอย่างเดียวนั้น มีอาหาร ดังต่อไปนี้ ๑. ตัวอ่อนของแมลงต่างๆ ๗ ชนิด ๖๓% ๒. ตัวแก่ของแมลงต่างๆ ๙ ชนิด ๒๕% ๓. อาหารอื่นๆ มี แมงมุม หอยทาก และเมล็ดวัชพืช ๑๒% จากการตรวจสอบนี้ย่อมเห็นได้ชัดว่า แม้แต่นกที่กินธัญพืช ก็ยังต้องการอาหารแมลงเป็นส่วนใหญ่เช่นกัน นอกจากนี้ แม้แต่นกกินปลา เหยี่ยว นกกระยาง ก็ยังต้องการแมลง นอกจากอาหารธรรมดาของมันอีกด้วย

ประโยชน์ของนก นอกจากนกจะมีสีสันงดงามประดับประดาโลกให้มีสีสวยงาม มีเสียงอันไพเราะยิ่งแล้ว นก เหล่านี้ยังมี ประโยชน์อย่างยิ่งในการช่วยกำจัดศัตรูของชาวไร่ ชาวนา และชาวสวน โดยไม่ต้องลง ทุนอะไรเลย เราจะ มองเห็นได้ง่ายๆ ว่า การใช้ยาเคมีภัณฑ์กำจัดแมลงนั้น นอกจากจะต้องซื้อ หามาด้วยราคาแพงแล้ว และถ้า หากใช้ยาชนิดนั้นไปนานๆ ก็จะเกิดการ "ดื้อยา" เกิดขึ้น ทำให้ ต้องค้นคว้าหายาเคมีภัณฑ์ชนิดใหม่ และมี อำนาจทำลายล้างมากกว่าชนิดเก่ามาใช้ แทน ยาเหล่านี้ ตามปกติก็มีโทษอย่างมหันต์ สำหรับมนุษย์และสัตว์ เลี้ยงอยู่แล้ว พืชผัก ผลไม้ต่างๆ ที่ฉีดยาเคมี ภัณฑ์เหล่านี้ หากกินเข้าไปก็อาจเป็นอันตรายถึงชีวิต ดังเป็นข่าว อยู่เนืองๆ เร็วๆ นี้ก็มีข่าวจาก ประเทศแถบสแกนดิเนเวีย แจ้งว่า ทางประเทศของเขาจะงดซื้อใบยาสูบจาก ประเทศไทยอีกต่อไป เพราะปรากฏว่า ใบยาสูบจากประเทศไทยมียาเคมีภัณฑ์เคลือบตามใบสูงเกินไป จนอาจ เป็น อันตรายต่อผู้บริโภค ทำให้ประเทศไทยต้องขาดรายได้จากประเทศเหล่านี้นับจำนวนสิบๆ ล้านบาท ทีเดียว ดังที่ได้กล่าวมาข้างต้นแล้วว่า นกเหล่านี้กินแมลงเป็นส่วนใหญ่ ดังนั้น นกจึงเป็นเครื่อง มือปราบ ศัตรูพืชที่ดีที่สุดของมนุษย์ โดยเราไม่ต้องลงทุนอะไรเลย มีประโยชน์มากกว่ายาฆ่าศัตรู พืชมากนัก ยิ่งกว่านั้น มูลนกก็ใช้เป็นปุ๋ยได้อย่างดีอีกด้วย นกบางชนิดกินเนื้อเป็นอาหาร เช่น เหยี่ยว นกฮูก นกเค้าแมว เนื่องจากนก เหล่านี้ส่วนมาก ออกหากินกลางคืน ฉะนั้น พวกสัตว์ที่มันจับกินก็คงเป็นพวกสัตว์ฟันแทะ คือ หนู อันเป็นศัตรู ที่สำคัญที่สุดในการทำลายข้าวของเสียหาย นำโรคนานาชนิดมาสู่มนุษย์ และทำลายพืชพันธุ์ ธัญญาหารของ เรามากๆ อีกด้วย หนูนั้นนับได้ว่าเป็นสัตว์ที่เกือบไม่มีประโยชน์ต่อมนุษย์เลย ชาว นา ชาวสวน ต่างร้องทุกข์กัน อยู่เนืองๆ เนื่องจากหนูทำลายทรัพย์สินและพืชพันธุ์ธัญญาหาร จำนวนมากๆ ทุกๆ ปี จนบางครั้งทางราชการ ต้องมีการประกวด "การฆ่าหนู" ดังที่เป็นข่าวหนังสือ พิมพ์อยู่บ่อยๆ ในรังนกฮูกที่เราเคยพบที่นครราชสีมา เรา เคยพบกระดูกหนูรวมกันไม่น้อยกว่า ๕๐ ตัว ดังนั้นจะเห็นได้ว่า นกนั้นเป็นประโยชน์ต่อมนุษย์ นอกจาก ประดับโลกให้งดงาม กล่อม มนุษย์ด้วยเสียงเพลงอันไพเราะ ยังช่วยกำจัดศัตรูพืชของมนุษย์โดยทางอ้อมอีก ด้วยนับว่าเป็น ผลพลอยได้โดยไม่ต้องลงทุนอะไรเลย ดังประโยชน์ที่กล่าวมานี้ เราจึงควรช่วยกันสงวนนกต่างๆ รักษาให้คงไว้มิให้เป็นอันตราย โดยอย่าไป ทำลาย รื้อรังเก็บไข่นก ยิงนก หรือฆ่านก และถ้าเห็นผู้ใดกำลังกระทำสิ่งเหล่านี้ ก็ควร ช่วยกันห้ามปราม แนะนำ อธิบายถึงคุณประโยชน์ของนก เป็นการช่วยระวังรักษานกให้สวยงาม และมีประโยชน์ต่อไป

การจำแนกชนิดนกในประเทศไทย ได้เคยกล่าวแล้วว่า นกนับได้ว่าเป็นสัตว์โลกชนิดเดียว ที่มนุษย์ได้ทำความรู้จักคุ้นเคยมากกว่าสัตว์ป่า ชนิดอื่นๆ คน เราได้ทำการสังเกต ค้นคว้า เฝ้าดูชีวิตของนกมานับพันๆ ปี แล้ว ได้มีผู้ทำการทดลองสำรวจชนิด ของนก และประมาณว่ามี ประมาณ ๘,๖๐๐ ชนิดด้วยกันบนผิวโลกนี้ นับว่าเป็นจำนวนที่ มากมายเกินกว่าที่ จะจดจำและรู้จักได้ทั่วถึงหมด นกทั้ง ๘,๖๐๐ ชนิดนี้ กระจัดกระจายอยู่ตามทวีปต่างๆ บ้างก็อยู่บนยอดเขา สูงๆ บ้างก็อยู่ในป่าทึบ บางชนิดก็อาศัยอยู่ริมบ้านคน ในสวน ทุ่งนา ทุ่งหญ้า และบางชนิดก็อาศัยอยู่ในน้ำแข็ง ทางขั้วโลกใต้ เป็นต้น เนื่องจากนกมีมากมายหลายชนิดนี่เอง จึงเป็นการยาก สำหรับผู้ที่สนใจศึกษาค้นคว้าจะ เรียกชื่อได้ถูกต้องได้ เพราะนก ชนิดเดียวกัน แต่ละท้องถิ่น แต่ละภาษา ต่างก็เรียกกันไปคนละ อย่าง คนละชื่อ เช่น นกกางเขนบ้านเรานั้น ทางภาคเหนือ เรียกว่า นกจี๋แจ๊บ ส่วนทางภาคใต้จะเรียก นกบินหลา เป็นต้น แม้แต่ในประเทศเดียวกันเอง ภาษาเดียวกัน ก็ยังเรียกกันไป คนละชื่อตามท้องถิ่นเช่นนี้ ถ้าคิดถึงภาษาต่างๆ ในโลกแล้ว ก็คงจะเรียกผิดแปลกกันไปมากมาย ดังนั้นนักปราชญ์จึงได้ พยายามค้นคว้าหาวิธีเรียกชื่อ และจัด รวบรวมชนิดสัตว์ ให้เข้าเป็นหมวดเป็นหมู่ เพื่อให้สะดวกต่อการค้นหาเรียกชื่อ ในปี พ.ศ. ๒๓๐๑ นักปราชญ์ ชาวสวีเดน ชื่อ คาโรลัส ลินเนียส (Carolus Linneus) ได้คิดวิธีเรียกชื่อสิ่งมีชีวิตขึ้น ซึ่งทั่วโลกได้ ยอมรับว่าเป็น วิธีการที่เหมาะสม ง่าย และสะดวกต่อการค้นคว้า และนอกจากวิธีเรียกชื่อแล้ว ลินเนียส ยังได้ค้นคว้าวิธี รวบรวม สิ่งมีชีวิตให้เข้าเป็นหมวดเป็นหมู่ ตามลักษณะกรรมพันธุ์อีกด้วย การรวบรวมหรือจำแนกสิ่งมีชีวิต ต่างๆ เหล่านี้ให้เข้าเป็นหมวด เป็นหมู่ เราเรียกว่า "การจำแนกชนิด" ลินเนียส ได้แบ่งสิ่งมีชีวิตออกเป็น ๒ พวก คือ ประ- เภทพืชและประเภทสัตว์ สำหรับสัตว์ เขาแบ่งออกเป็นสัตว์ไม่ มีกระดูกสันหลัง และสัตว์มีกระดูกสัน หลัง สัตว์มีกระดูกสัน หลังก็แบ่งไปอีกตามความสัมพันธ์ทางสายเลือด (กรรมพันธุ์) คือปลา สัตว์ครึ่งน้ำครึ่งบก สัตว์เลื้อยคลาน นก และสัตว์เลี้ยง ลูกด้วยนม สำหรับนก เขาก็ได้แบ่งออกเป็นหมู่ย่อยๆ อีก เป็นอันดับ (order) นกในอันดับหนึ่งๆ ก็แบ่งออกไปเป็นหลาย วงศ์ (family) ในวงศ์หนึ่งๆ ก็แบ่งออกไปเป็นหลายสกุล (genus) ถ้าเป็นพหูพจน์เรียก (genera) แต่ละสกุลจะ ก็ประกอบด้วยนก หลายชนิด (species) ลินเนียสได้กำหนดวิธีเรียกชื่อนก และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ โดยให้ ประกอบด้วยชื่อสกุลและชื่อชนิด เพื่อป้องกันความสับ สน เช่นเดียวกับชื่อมนุษย์ เขากำหนดให้เอาชื่อสกุลไว้ ข้างหน้า และชื่อชนิดไว้ข้างหลัง และเพื่อป้องกันความผิดพลาด เขาได้ กำหนดลงไปตายตัวว่า ชื่อสกุลของสัตว์ นั้นจะซ้ำกันไม่ได้ เช่น สกุลของนก จะไม่ซ้ำกับของปลา หรือสัตว์เลื้อยคลานเป็นอัน ขาด ดังนั้น ผู้ที่ศึกษาหรือ ค้นคว้าก็แน่ใจได้ว่า สัตว์ตัวที่กล่าว ถึงนั้น จะมีรูปร่างสีสันอย่างแน่นอนเหมือนกันทั้งโลก และ เพื่อป้องกันมิให้ สับสนมากมาย เขาได้กำหนดไว้ว่า คำที่จะใช้ เรียกชื่อสัตว์ พืช เหล่านี้ ต้องมาจากภาษาที่ตายแล้ว (คือภาษา ที่เลิกใช้มานับพันๆ ปีแล้ว) ภาษาที่เขาเลือกนำมาใช้ก็คือ ภาษา ละติน ซึ่งความจริงก็เป็นต้นตระกูลของภาษา ต่างๆ ในทวีปยุโรปปัจจุบันนี้เอง

ประเทศไทย ได้มีผู้สำรวจชนิดนกพันธุ์ต่างๆ และพบ ว่า ในประเทศไทยมีนกไม่น้อยกว่า ๘๕๐ ชนิดด้วยกัน นก เหล่านี้ บางชนิดเราก็ไม่เคยพบเห็นเลย เพราะอาศัยอยู่ตามป่าเขาสูงๆ เท่านั้น บางชนิดก็เป็นนกประจำท้องถิ่น เช่น มีเฉพาะบริเวณ ปักษ์ใต้ เป็นต้น ส่วนรอบๆ กรุงเทพฯ ก็มีนกที่พบอยู่ราวๆ ๒๐๐ ชนิดด้วยกัน เนื่องจากในประเทศไทยมีนกมากมาย จึงเป็นการยาก ที่จะบรรยายนกทุกๆ ชนิดให้ทั่วถึง ดังนั้น จึง จะขอกล่าวเป็น หัวข้อใหญ่ๆ ตามลักษณะพันธุ์นกที่ได้เคยพบเห็นหรือที่น่าจะรู้จักไว้บ้างเท่านั้น ส่วนชื่อต่างๆ นั้น ย่อมจะดูเป็นการยากเกิน ไปสำหรับเด็กๆ ฉะนั้นจึงใส่ไว้แต่ชื่อไทย แต่ก็ได้กำกับชื่อ ละตินสำหรับอันดับ และวงศ์ และได้กำกับชื่อภาษาอังกฤษเป็น คำง่ายๆ เพื่อผู้สนใจจะได้สามารถไปค้นคว้าศึกษาต่อด้วยตนเองได้ ๕. ปลา ความรู้ทั่วไปในเรื่องปลา นักวิทยาศาสตร์จัดความรู้และเรื่องราวต่างๆ เกี่ยวกับรูปร่างลักษณะ การจำแนกแยกชนิด และ ชีวประวัติของปลาไว้ในหมวดวิชา มีนวิทยา ซึ่งเป็นสาขาหนึ่งของวิชาสัตววิทยา ในภาษา อังกฤษเรียกวิชานี้ว่า ichthyology (ichthyo + logy) คำว่า ichthyo มาจากภาษากรีก "ichthys" ซึ่ง แปลว่า ปลา และตรงกับคำ ว่า มีน ส่วน "logy" แปลว่า วิชาหรือวิทยา ปลาเป็นสัตว์ที่มีกระดูกสันหลังจำพวกหนึ่ง จัดอยู่ในกลุ่มของสัตว์ จำพวกเลือดเย็น (poikilothermal animals) ซึ่งหมายความว่าอุณหภูมิของเลือดในตัวของมันไม่คงที่ เปลี่ยนแปลงได้ ตามสภาพแวดล้อม โดยทั่วไปอุณหภูมิของตัวปลาแตกต่างจากน้ำรอบตัวของมันเพียง ๐.๕-๑ องศา เซลเซียส แต่อย่างไรก็ตาม ปลาบางจำพวก เช่น ปลาทูนา (Yellow Fin Tuna; Thunnus albacares) ซึ่งว่ายน้ำเร็วและใช้พลังงานมาก อาจมีอุณหภูมิที่แตกต่างจากน้ำที่มันอยู่อาศัยมากกว่า ๑๐ องศา เซลเซียส ลักษณะและครีบของปลาชนิดต่างๆ ๑) ปลาลำตัวแบนข้าง ๒) ปลาจำพวกปักเป้าในวงศ์เตตราโอดอนติดี (Tetraodontidae) รูปร่างกลมแบบลูกโลก ๓) ปลาจำพวกปลาสี่เหลี่ยมในวงศ์ออสตราไซออนติดี (Ostraciontidae) รูปร่างเป็นเหลี่ยม ๔) ปลาจำพวกกระเบนลำตัวแบนลง ๕) ปลาจำพวกปลาผีเสื้อหรือโสร่งแขก ในวงศ์โมโนดักทิลิดี (Monodactylidae)ลำตัวแบนข้าง ๖) ปลาที่มีครีบหลังและครีบทวารเจริญเติบโตดีมาก (Pteraclis spp.) ๗) ปลาคางคกในวงศ์โลฟิอิดี (Lophiidae) ลำตัวแบนลง ๘) ปลากระเบนลำตัวแบนลง

๙) ปลาหูช้างในวงศ์แพลทาซิดี (Platacidae) ลำตัวแบนข้าง ๑๐) ปลาซีกเดียว ลำตัวแบนข้าง ๑๑) ปลาม้าน้ำ ลำตัวมีเกล็ดเชื่อมกันเป็นเกราะหุ้มตัว ๑๒) ปลาจำพวกปลาบู่ ๑๓) ปลาตูหนา ลำตัวยาวคล้ายงู ๑๔) ปลาทูนา ลำตัวเป็นแบบกระสวย ๑๕) ปลาจำพวกปลาหลังเขียว ลำตัวเป็นแบบกระสวย ๑๖) ปลากระทุงเหว ลำตัวยาวเป็นสี่เหลี่ยม หน้าตัด ขนาดและรูปร่าง ปลาทั่วๆ ไปก็เหมือนกับสัตว์บกที่เราเห็นทั้งหลาย คือ เป็นสัตว์ที่มีลักษณะด้านซีกซ้ายของ ลำตัว เหมือนกับทางซีกขวา ซึ่งทางวิทยาศาสตร์เรียกว่า bilaterally symmetrical shape ปลาจำพวก ต่างๆ มีขนาดและรูปร่างไม่เหมือนกัน ปลาที่มีขนาดเล็กที่สุดเห็นจะได้แก่ ปลาจำพวกปลาบู่ ในประเทศฟิลิปปินส์ มีชื่อว่า "มิสติคธีสลูซอเนนซิส" (Mistichthys luzonensis) ปลาชนิดนี้เมื่อ โตเต็มวัยและสามารถสืบพันธุ์ได้ จะมีขนาดความยาวเพียง ๑.๒ เซนติเมตร ปลาทู (Rastrelliger spp.) ที่พบในตลาดบ้านเรามีขนาดเฉลี่ยตั้งแต่ ๑๐.๕ เซนติเมตร ถึงประมาณ ๒๓ เซนติเมตร ปลาอินทรี (Scomberomorus spp.) ที่จับได้ในอ่าวไทยมี ขนาดความยาวประมาณ ๒๐ ถึง ๙๐ เซนติเมตร ปลาที่ใหญ่ที่สุดในโลกที่พบเห็นกัน ได้แก่ ปลาฉลามวาฬ (Rhincodon typus) ซึ่งอาจมีความยาว ถึง ๒๐-๒๒ เมตร และหนักประมาณ ๒๕ ตัน รูปร่างของปลาโดยทั่วไปแตกต่างกันไปตามชนิดของปลา ปลาส่วนใหญ่มีรูปร่างเป็นแบบ กระสวย (fusiform) ซึ่งเป็นลักษณะของปลาที่ว่ายน้ำเร็ว และปลาพวกนี้มักอยู่รวมกันเป็นฝูง เช่น ปลาทู ปลาโอ หรือ ปลาทูนาในมหาสมุทร เมื่อตัดปลาในแนวตั้งฉากกับแกนยาวของลำตัวจะเห็น หน้าตัดเป็นรูปกลมหรือรูปไข่ รูปแบบนี้เป็นรูปลักษณะของปลาส่วนใหญ่ ปลาจำพวกอื่นๆ รูปร่าง อาจจะผิดแผกไปจากแบบที่ได้กล่าวไว้ เช่น มีรูปกลมเหมือนลูกโลก (globiform) ได้แก่ ปลาปักเป้า บางชนิดมีรูปยาวคล้ายงู (anguilliform) เช่น ปลาไหลทะเล (Muraenesox spp.) หรือปลาไหลน้ำจืด (Fluta alba) ที่มีในบ้านเราปลาบางจำพวกอาจมีรูป แบนข้าง (compressed form) เช่น ปลาผีเสื้อ หรือปลาจะละเม็ด (Pampus spp.) บางชนิดอาจจะแบนมาก และลำตัวยาวคล้ายแถบผ้า เช่น ปลา ดาบเงิน (Trichiurus lepturus) บางพวกอาจมีรูปร่างแบบแบนลง (depressed form) เช่น ปลากระเบน ปลาคางคก เป็นต้น

ผิวหนังและเกล็ดปกคลุมร่างกาย ปลามีผิวหนังเรียบอ่อนนุ่มคลุมตลอดลำตัว และมีต่อมขับเมือกโดยทั่วไป เมือกที่ขับออกมามี ประโยชน์ ช่วยทำให้การเสียดสี และความฝืดลดลงในขณะที่ปลาว่ายน้ำ ปลาบางจำพวก เช่น ปลาไหลนา ปลากด ปลาแขยง และปลาดุก เป็นปลาที่ไม่มีเกล็ดปกคลุม จึงมีเมือกมาก แต่ปลา ส่วนใหญ่มีเกล็ดปกคลุมทั่ว ตัว เกล็ดของปลามีหลายแบบด้วยกัน ในปลาจำพวกปลากระดูกอ่อน เช่น ฉลามและกระเบน ถ้าเราเอามือลูบ จากทางหางไปส่วนหัว จะรู้สึกสากๆ ที่ทำให้รู้สึกสาก เพราะมือเราสัมผัสกับเกล็ด เล็กๆ ที่ปกคลุมรอบตัว เกล็ดของปลาดังกล่าวเป็นเกล็ดแบบแพลคอยด์ (placoid scales) ซึ่งมี ลักษณะคล้ายฟัน (ฟันของปลาฉลามก็ คือส่วนที่เปลี่ยนแปลงมาจากเกล็ดนั่นเอง) เกล็ดแบบนี้ มีปลายเป็นหนามยื่นไปทางท้าย ปลาน้ำจืดจำพวกการ์ (gars) ในทวีปอเมริกาเหนือ มีเกล็ดหนาๆ เรียงติดกันแต่ไม่ซ้อนกัน เกล็ดเหล่านี้มีสารเคมีจำพวกแกโนอีน (ganoine) อยู่ด้วย เราจึงเรียกเกล็ดชนิดนี้ว่าแกนอยด์ (ganoid scales) ในปลาโบราณบางชนิดซึ่งพบ กลายเป็นซากติดอยู่ในหิน หรือเรียกว่า ซากดึกดำบรรพ์ (fossil) เป็นปลาจำพวกที่มีอวัยวะคล้ายปอดสำหรับ หายใจ มีเกล็ดพิเศษปกคลุมร่างกายเรียกว่า คอสมอยด์ (cosmoid scales) มีลักษณะคล้ายเกล็ดแกนอยด์ แต่ สารเคมีที่อยู่ในเกล็ดเป็นจำพวกคอสมีน (cosmine) ปลาส่วนใหญ่ในปัจจุบัน นอกจากปลาจำพวกฉลาม และ กระเบน มีเกล็ดแบบไซคลอยด์ (cycloid) และทีนอยด์ (ctenoid) แล้ว ยังมีปลากระดูกแข็ง (Teleosts) ที่มี โครงครีบเป็นก้านอ่อน เช่น ปลาหลังเขียว (Sardinella spp.) ปลานวลจันทร์ทะเล (Chanos chanos) และ ปลาตะเพียน (carps) มีเกล็ดแบบไซคลอยด์ ซึ่งถ้าเรานำมาตรวจดูโดยแว่นขยายจะเห็นรอยบนเกล็ดปรากฏ เป็นวงๆ ได้ชัด เจน วงเหล่านี้เราเรียกว่า "เซอร์คูไล" (circuli) สำหรับปลาที่อยู่ในเขตร้อนและเขตหนาว ระยะ ระหว่างวงแต่ละวง จะเห็นชัดเจนไม่เหมือนกัน ในหนึ่งรอบปีของอายุของปลา วงเหล่านี้บนเกล็ด อาจจะอยู่ชิด กันตอนหนึ่ง และอีกตอนหนึ่งห่างกัน ทำให้เกิดเห็นเป็นวงปี (annuli) ขึ้นบนเกล็ด ทั้งนี้ เพราะการเจริญเติบโต ของปลาในเขตหนาวส่วนใหญ่ มีการเจริญเติบโตดี เฉพาะในฤดูที่มีอาหารการกิน อุดมสมบูรณ์ คือในฤดูใบไม้ ผลิเท่านั้น นักชีวประมงจึงใช้ประโยชน์จากเกล็ด ในการทำนายอายุของปลาได้ ปลากระดูกแข็งที่มีโครงครีบเป็นหนาม (spines) ส่วนใหญ่มีเกล็ดแบบทีนอยด์ หรือ ไซคลอยด์ เกล็ด ทีนอยด์เป็นเกล็ดคล้ายเกล็ดไซคลอยด์ แต่ตรงขอบท้ายเกล็ดที่มองเห็นจากภาย นอกมีหนามเล็กแหลมอยู่ ทั่วไป ตัวอย่างปลา ที่มีเกล็ดแบบทีนอยด์ ได้แก่ ปลากะพง (Lutianus spp.) ในทะเล และปลาเสือ (Toxotes chatarcus) ตามแม่น้ำในภาคกลาง ของประเทศไทย เฉพาะ ปลาชนิดหลังมีวิธีการหาอาหารแปลกกว่าปลา ทั้งหมดเพราะมีความไวและสายตาดี จึงสามารถใช้ปากพ่นน้ำให้ถูกตัวแมลงที่เกาะอยู่สูงถึง ๑.๕๐ เมตร จาก ผิวน้ำร่วงลงน้ำแล้วกินได้เกล็ดของปลากระดูกแข็งทั้งหลายไม่ได้เรียงกันเหมือนปลาฉลาม แต่ซ้อนกันแบบเรา เอากระเบื้องมุงหลังคาบ้าน

ในปลาบางจำพวกอาจจะมีการเปลี่ยนแปลงของเกล็ด เช่น เชื่อมติดกันเป็นแผ่นห่อหุ้มตัวปลา พบในปลาข้างใส (Centriscus spp.) หรือปลาเขาวัว ส่วนปลาปักเป้าเกล็ดจะเปลี่ยนเป็นหนามแหลม ปลาบางจำพวก เช่น ปลา กระเบน ปลาดุกทะเล หรือปลาหัวโขนบริเวณผิวหนังบางส่วนจะ มีต่อมขับสารมีพิษ ต่อมเหล่านี้โดยมากจะอยู่ ใกล้กับโคนก้านครีบแข็งหรือเงี่ยง ถ้าอวัยวะเหล่านี้ ทิ่มตำเข้า พิษจะถูกขับเข้าสู่แผล จะทำให้เกิดความ เจ็บปวด อาจเกิดเป็นแผลเน่า และมีอันตรายถึงตายได้ปลาที่อาศัยอยู่ในที่ลึกในมหาสมุทร มีหลายชนิดที่มี อวัยวะเรือง แสงอยู่บนลำตัวหรือหัว อวัยวะเหล่านี้มีประโยชน์แก่ปลา เพราะทำหน้าที่ล่อเหยื่อให้เข้ามาหา ช่วยในการมองเห็น ช่วย ป้องกันศัตรู และช่วยในการรวมกลุ่ม ต่อมเรืองแสงเป็นอวัยวะพิเศษ ที่มีการ เปลี่ยนแปลง โดยวิวัฒนาการมาจากต่อมขับเมือก ซึ่งอาจเป็นแสงที่ปลาทำขึ้นเอง หรือมาจากสิ่งมีชีวิตอื่นก็ได้ สีบนตัวปลา ปลามีสีสวยงามไม่แพ้สัตว์บกพวกนกหรือผีเสื้อ เราจึงนิยมเลี้ยงปลาไว้ดูเล่นในตู้กระจก หรืออ่างน้ำ ใน ประเทศ เยอรมนี ซึ่งแม้จะอยู่ในเขตอบอุ่น ก็มีอุตสาหกรรมการเลี้ยงปลาสวยงามเป็นล่ำเป็นสันมาก สามารถ เพาะปลาสวยงามชนิดต่างๆ ที่เป็นปลาจากเขตร้อน ส่งไปขายให้สหรัฐอเมริกามีมูลค่าเท่ากับฝ้าย ที่ประเทศ ต้องสั่งซื้อมาจากสหรัฐฯ เพื่อนำมาทอใช้ในประเทศของตน ธรรมชาติไม่ได้สร้างสีสันของปลาเพียงเพื่อให้มี ความ สวยงามเท่านั้น แต่ยังช่วยให้ปลาสามารถหลบซ่อนเหยื่อหรือ ปรับตัวให้กลมกลืนเข้ากับสภาพแวดล้อม เพื่อหลีกเลี่ยงภยัน- ตรายจากศัตรู หรือเป็นสื่อช่วยกระตุ้นในฤดูที่มีการสืบพันธุ์ (nuptial dress) อีกด้วย โดยทั่วไปปลามักมีสีเงินและสีฟ้าหรือน้ำเงิน บ้างก็มีสีเขียว สีเทาหรือสีน้ำตาล ปลาทะเลบางจำพวก เช่น ปลา ตามโขดหินกองหรือปะการัง มีสีสันสลับสดใสน่าดูมาก เช่น สีเหลือง สีแดง สีม่วง หรือสีน้ำเงินแก่ เป็นต้น นอกจากมีสีต่างๆ เป็นสีพื้น ปลาหลายชนิดยังมีจุดหรือแถบสีอยู่ประปรายโดยทั่วไป ในปลาหลายชนิด ปลา เพศผู้ และเพศเมีย มีสีไม่เหมือนกัน เช่น ปลากินยุง (Poecilia) หรือปลากัด (Betta spp.) ปลาเพศผู้มีสี สวยงามมากกว่าเพศเมีย นอกจากนี้ปลาบางชนิด เช่น ปลา จำพวกกะพงทะเล เมื่อยังมีขนาดเล็กจะมีจุดหรือ แถบสีชัดเจน แต่เมื่อปลาโตมากขึ้น จุดหรือแถบสีนั้น ก็จะเลือนราง หรือหายไป กลายเป็นสีอื่น สีต่างๆ ทั้งหมดที่เราเห็นอยู่บนตัวปลา เกิดจากการ ปะปนของเซลล์สร้างสีสองสามชนิดเท่านั้น สีนอกจากนั้น อาจเกิด จากการสะท้อนของแสงในน้ำ (apparent color) ตามปกติ ปลามีเซลล์สร้างสีดำ (melanophores) ซึ่งมี อนุภาคของสารเมลานิน (melanin) อยู่เป็นจำนวนมาก แสงสะท้อนจากอนุภาคเมลานินเหล่านี้ ผ่านผลึกของ กัวนิน (guanin) ซึ่งเป็นของเสียที่ปลาขับถ่ายออกมากับเมือกที่ เกาะอยู่ตามผิวหนัง ซึ่งอยู่เหนือชั้นที่มีเซลล์ สร้างสีดำ ทำให้เรา เห็นปลามีสีเขียว สีฟ้า หรือสีน้ำเงิน แล้วแต่ปริมาณและสัดส่วน ของเมลานินและกัวนินใน ปลาบางชนิด จุดสีหรือรงควัตถุ (pigment) จากเซลล์สร้างสีเหลืองผสมกับเมลานินและสารที่เรียก ว่า อิร์ริดิโอ ไซต์ (irridiocytes) ทำให้เกิดเป็นสีเขียวขึ้นมาได้

สีแดงเกิดจากจุดสีที่สร้างด้วยเซลล์สีแดง (erythophres) สีชมพู สีม่วง และสีคล้ายดอกกล้วยไม้ที่ปรากฏบน ตัวปลาเกิด จากการผสมเป็นสัดส่วนต่างๆ ของจุดสีจากเซลล์สร้างสีดังกล่าว และจากแสงสะท้อนจากน้ำมายัง นัยน์ตาของเรา การเปลี่ยนแปลงตามสิ่งแวดล้อม ปลาส่วนใหญ่สามารถปรับสี และลวดลายบนตัวให้กลมกลืน กับสภาพแวดล้อมได้ดีมาก ทั้งยังเพื่อหลบหลีกอันตรายจากศัตรูของมัน ตัวอย่างที่ดีในเรื่องนี้ ได้แก่ ปลา จำพวกปลาซีกเดียว (floundr) ซึ่งสามารถเปลี่ยนสีได้รวดเร็วมาก ได้พบว่า การกระตุ้นที่ทำให้เกิดการเปลี่ยน สีและลวดลายบนตัวปลา เกิดจากการมองเห็นของปลา แล้วทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงบางอย่าง ทางด้าน สรีรวิทยา และการยืดหดของเซลล์สร้างสีในผิวหนังของปลา ในภาพนี้หากหัวปลาอยู่บนพื้นที่มีสีขาว ปลาจะมี สีจางมาก เมื่อเปลี่ยนพื้นเป็นสีดำ ปลาตัวนั้นก็จะเปลี่ยนสีดำเข้มขึ้น หากปลาอยู่บนพื้นที่ที่มีสีดำขาวประปราย ปลาก็จะเปลี่ยนสีและลวดลายให้กลมกลืนเข้ากับสภาพแวดล้อมด้วย เซลล์สร้างจุดสีเหล่านี้สามารถหดหรือขยายตัวได้โดยรวดเร็ว การหดหรือขยายตัวเกิดขึ้นจากการ กระตุ้นโดยระบบประสาท อันเกี่ยวเนื่องอย่างมากในการเห็นของปลา และการเปลี่ยนแปลงทางด้านสรีรวิทยา ภายในตัวปลาเอง ดังนั้น ปลา จึงสามารถเปลี่ยนสีและลวดลายให้เข้ากับสภาพแวดล้อมได้ดีมาก มนุษย์เราสามารถปรับปรุงให้ปลาเปลี่ยนรูปร่างและสีสัน ได้ โดยการคัดเลือกพันธุ์ (selective breeding) และผสมข้าม พันธุ์ (cross breeding) การคัดเลือกและผสมข้ามพันธุ์ปลาได้ ทำกันมาเป็น เวลานานกว่า ๑,๐๐๐ ปีแล้ว นักเพาะพันธุ์ปลาชาว จีนและญี่ปุ่นสามารถทำให้เกิดปลาแบบใหม่ขึ้นได้โดย วิธีการดัง กล่าว เช่น การทำให้เกิดพันธุ์ปลาเงินปลาทองหัวสิงโต ปลาเงิน ปลาทองที่มีครีบยาวและสวยงาม ปลาแฟนซีคาร์พ ฯลฯ นักเพาะพันธุ์ปลาสวยงามในปัจจุบัน ก็ยังใช้วิธีการดังกล่าวอยู่ เช่น ในอุตสาหกรรมการ เลี้ยงปลาสวยงามของไทยและสิงคโปร์ ทำ ให้เกิดปลาที่มีรูปร่างและสีสันตามความต้องการของตลาด ซึ่ง บังเกิดผลดีต่อเศรษฐกิจของประเทศ ปลาหายใจหรือไม่ มีบางคนอาจมีคำถามว่า ปลาอยู่ในน้ำจะหายใจได้อย่างไรในเมื่อเวลาเราดำน้ำเรายังต้อง กลั้นหายใจ ในข้อนี้อาจจะชี้แจงได้ว่า ปลาก็เหมือนสัตว์บกทั้งหลาย คือต้องหายใจโดยต้องการ ออกซิเจนและขับ คาร์บอนไดออกไซด์ออกเช่นกัน ปลาโลมาหรือปลาวาฬซึ่งเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วย นม (mammals) แต่อาศัยอยู่ ในน้ำจึงต้องโผล่ขึ้นมาจากน้ำเป็นระยะๆ เพื่อทำการหายใจ โดยปกติ ปลาหายใจด้วยเหงือก (gills) ของมัน เหงือกตั้งอยู่สองข้างของตัวปลาที่บริเวณ ส่วนท้ายของหัว เมื่อเราแง้มหรือเปิดกระพุ้งแก้ม (opercles) ของ ปลา เราจะเห็นอวัยวะสำหรับใช้ ในการหายใจ มีลักษณะเป็นเส้นคล้ายขนนกหรือหวีเรียงกันเป็นแผงเป็น ระเบียบและมีสีแดงจัด อวัยวะดังกล่าวคือเหงือก ที่เหงือกนั้นมีเส้นโลหิตฝอยเป็นจำนวนมากมาหล่อเลี้ยงอยู่ ก๊าซออกซิเจนที่ละลายปนอยู่ในน้ำ จะถูกเหงือกดูดซึมเข้าไปในกระแสเลือด และเลือดที่มีออกซิเจนนี้จะไหล ผ่านออกจากเหงือกไปเลี้ยงส่วนต่างๆ ของร่างกาย ของเสีย เช่น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ก็จะถูก ขับถ่ายออก จากเหงือกบริเวณเดียวกัน หากเรานำปลาขึ้นจากน้ำ ปลาจะตายในระยะเวลาต่อมา ทั้งนี้ เพราะปลาส่วนใหญ่

ไม่สามารถใช้ก๊าซออกซิเจนจากบรรยากาศโดยตรงได้ เนื่องจากมันไม่มีปอด สำหรับหายใจเหมือนสัตว์บก ทั้งหลาย ได้มีนักวิทยาศาสตร์ในต่างประเทศทำการทดลองทาง สรีรวิทยา (physiology) โดยนำปลาขึ้นมาวาง ในที่แห้งปรากฏว่าปริมาณกรดแล็กติก (latic acid) ในเลือดและในกล้ามเนื้อเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในระยะเวลา เพียงไม่กี่นาที แต่เมื่อปล่อยปลากลับลง ไปในน้ำแล้ว ปริมาณกรดแล็กติคจะค่อยๆ ลดลงอย่างช้าๆ จนถึง ระดับปกติ การหายใจของปลาเริ่มขึ้นเมื่อมีน้ำเข้าทางปากหรือท่อ เช่น สไปเรเคิล (spiracles) ในปลา พวกฉลาม และกระเบน น้ำที่มีก๊าซออกซิเจนละลายอยู่ก็จะผ่านเข้าไปตามช่องเหงือก ครั้นเมื่อปลาหุบปากและกระชับ กระพุ้งแก้ม น้ำก็จะถูกขับออกทางช่องแก้ม ซึ่งเปิดอยู่ทางส่วนท้ายของส่วนหัว น้ำที่ถูกขับออกทางส่วนท้ายนี้ ยังเป็นแรงที่ช่วยดันให้ปลา เคลื่อนที่ไปข้างหน้าอีกส่วนหนึ่งด้วย ยังมีปลาบางจำพวกที่มีอวัยวะพิเศษใช้ช่วยในการหายใจ นอกเหนือจากผิวหนังของปลา ซึ่งมีส่วนสำคัญในการ ขับถ่ายของเสีย เช่น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ปลาบางจำพวก เช่น ปลา ไหลน้ำจืด ใช้ลำไส้ช่วยในการหายใจ ได้ด้วย ในลูกปลาวัยอ่อน (larvae) ของปลาส่วนใหญ่ที่ยังมี ถุงไข่แดงอยู่ ปรากฏว่าเส้นเลือดฝอยบนถุงไข่แดง และที่ส่วนต่างๆ ของครีบสามารถดูดซับเอา ก๊าซออกซิเจนไปเลี้ยงร่างกายได้เช่นกัน ในลูกปลาจำพวกที่มี อวัยวะคล้ายปอด (lung fishes) จะมี เหงือกพิเศษซึ่งพัฒนาดีในระยะแรกของการเจริญเติบโตของปลาเท่านั้น ต่อมาเมื่อลูกปลาดังกล่าว โตขึ้น เหงือกพิเศษจะค่อยๆ หดหายไป ปลาน้ำจืดหลายชนิดในประเทศของเรา สามารถอาศัยอยู่ในแหล่งน้ำที่ตื้นเขินแห้งขอด ขาดความอุดม สมบูรณ์ได้ และมีก๊าซออกซิเจนละลายอยู่ในน้ำน้อยได้ ปลาเหล่านี้มีอวัยวะพิเศษ แทรกอยู่ตรงส่วนบนของ เหงือก ใช้ช่วยหายใจได้โดยตรงจากบรรยากาศ ปลาเหล่านี้ ได้แก่ ปลา ช่อน (Ophiocephalus spp.) ปลา หมอ (anabantids) ปลาไหลน้ำจืด และปลาดุก เป็นต้น ในโลกเรายังมีปลาอีกกลุ่มหนึ่ง ที่มีวิวัฒนาการใช้กระเพาะลมเป็นอวัยวะสำหรับการหายใจ อวัยวะ ดังกล่าวจึงสามารถทำให้ปลาหายใจจากบรรยากาศโดยตรงได้ กระเพาะลมในปลาทั่วๆ ไป ใช้เป็นอวัยวะรับ ความรู้สึกเกี่ยวกับความกดดัน หรือการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นในน้ำตลอดจนใช้ช่วย ประกอบการดำว่ายขึ้นลง หรือบางชนิดช่วยทำให้เกิดเสียง กระเพาะลมในปลากลุ่มนี้มีลักษณะ คล้ายกับปอดในสัตว์ชั้นสูง คือมีเส้นโลหิต มาหล่อเลี้ยงเป็นจำนวนมาก ปลากลุ่มนี้ได้แก่ ปลาน้ำ จืดที่มีอวัยวะคล้ายปอด พบเฉพาะแหล่งในทวีปอเมริกา ใต้ (Lepidosiren spp.) ในทวีปแอฟริกา (Protopterus spp.) และในทวีปออสเตรเลีย (Neoceratodus spp.) ปลาสองพวกแรกนี้เท่านั้นที่ยัง สามารถอยู่อาศัยในแหล่งน้ำที่แห้งในฤดูแล้ง โดยหมกฝังตัวอยู่ใน กระเปาะ (cocoon) ใต้ดินคล้าย จำศีล (estivation) ปลามีอวัยวะคล้ายปอดชนิดหนึ่งในทวีปอเมริกาใต้ ต้อง หายใจจากอากาศโดย ตรงตลอดชีวิต คือ ไม่สามารถที่จะมีชีวิตอยู่ได้หากหายใจในน้ำ โดยการใช้เฉพาะเหงือก เท่านั้น

การหาอาหารและการเจริญเติบโตของปลา สัตว์ทุกชนิดไม่ว่าจะเป็นสัตว์บกหรือสัตว์น้ำ จำต้องได้รับพลังงานเข้าไว้ในร่างกายเพื่อใช้ ในการ ดำรงชีวิต เช่น การเคลื่อนไหว การซ่อมแซมส่วนของร่างกายที่สึกหรอ การเจริญเติบโต และการสืบพันธุ์ พลังงานที่ได้รับ เหล่านี้มาจากอาหารที่สัตว์กินเข้าไป และการหายใจ สำหรับปลาโดยทั่วไป เมื่อลูกปลาฟัก ออกมาจากไข่ใหม่ๆ อาหารที่ลูกปลาได้รับจะมาจาก ถุงไข่แดงซึ่งอยู่ติดกับตัวลูกปลานั่นเอง ซึ่งเป็นส่วนเดิมที่ ได้รับจากแม่เพื่อช่วยให้ลูกปลาอยู่รอด ไปได้ระยะหนึ่ง แต่อาหารที่มีในไข่แดงก็จะถูกใช้หมดไปในระยะเวลา อันสั้น ดังนั้น ลูกปลาจึง จำต้องเริ่มหาอาหารจากภายนอก และในระยะนี้เองที่ลูกปลาทั่วไปจะตายเป็นจำนวน มาก เหลือ รอดเพียงเล็กน้อย หากไม่ได้อาหารที่เหมาะแก่ความต้องการหรือขนาดของอาหารใหญ่เกินไป ลูก ปลาก็ไม่สามารถจะกลืนกินได้ปลาแต่ละชนิดมีความต้องการในเรื่องชนิดของอาหารไม่เหมือนกัน ปลาบาง ชนิดกินพืช น้ำเป็นอาหารตลอดชีวิต เช่น ปลาจีน (Hypophthalmichthys sp.) ส่วนปลาทูกินสิ่งมีชีวิตขนาด เล็ก ที่ล่องลอยไปตามกระแสน้ำ ซึ่งเราเรียกว่า แพลงก์ตอน (plankton) เป็นอาหารปลา บางจำพวก หากิน ตามพื้นท้องน้ำ เช่น กินหอย ปู กุ้ง เป็นอาหาร ปลาขนาดใหญ่หลายชนิดตามล่าเหยื่อเป็น อาหาร เช่น ปลา ช่อน ปลาดาบเงิน ปลาอินทรี เป็นต้น นอกจากอาหารที่ปลาจะหาได้แล้ว ยังมีแร่ธาตุอื่นๆ ซึ่งปลาต้องใช้เพื่อ การเจริญเติบโต แร่ธาตุต่างๆ เหล่านี้ เป็นจำพวกเกลือหลายชนิด ที่ละลายอยู่ในน้ำ ปลาสามารถรับแร่ธาตุ เหล่านี้ได้ โดยการซึมเข้าทางเหงือก เยื่อหุ้มโพรงปาก และทางผิวหนัง แร่ธาตุบางอย่างหากมีมากก็อาจเป็น พิษแก่ปลา เช่น สารจำพวกสังกะสี ทองแดง ปรอท โคบอลต์ ฯลฯ แผนภาพแสดงความสัมพันธ์ในห่วงโซ่อาหาร (food chain) ของ ปลาบางชนิด กับสิ่งที่มีชีวิตอื่นๆ ทั้งพืชและสัตว์ในทะเล อาหารที่ปลาหาได้ในธรรมชาติ นอกจากจะเป็นพวกพืชน้ำ หรือ แพลงก์ตอนแล้ว ยังมีสัตว์ที่ไม่มี กระดูกสันหลัง เช่น หนอน (annelids) หอย กุ้ง ปู และแมลงชนิดต่างๆ (arthropods) นอกจากนี้เรายังอาจ พบสัตว์ที่มีกระดูกสันหลังขนาดใหญ่ เช่น นก สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม สัตว์เลื้อยคลาน และสัตว์ครึ่งน้ำครึ่งบก ใน กระเพาะของปลาบางจำพวก ซึ่งแสดงว่าปลากินมันเข้าไป จะเห็นได้ว่า นักตกปลาช่อนชอบใช้เขียดเป็นเหยื่อ ล่อปลาช่อน เป็นต้น

อาหารของปลาที่เป็นสิ่งที่มีชีวิตอาศัยในแหล่งน้ำไม่ว่าจะเป็นน้ำจืดหรือน้ำทะเล จะมีปริมาณไม่คงที่ทุกปี ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับชีวประวัติ และสภาพแวดล้อมของปลาเป็นส่วนใหญ่ นี่เองเป็น สาเหตุสำคัญที่ทำให้เกิดการเพิ่มลด โดยธรรมชาติในขนาดของประชากร (natural fluctuation) ของปลาที่กินสิ่งที่มีชีวิตเหล่านั้นเป็นอาหาร นอกจากนี้ ความอุดมสมบูรณ์ของอาหาร ยังมีอิทธิพลต่อการอพยพย้ายถิ่นของปลาหลายชนิด ตัวอย่างเช่น ปลาทูในอ่าวไทยซึ่งกินแพลงก์ตอนจำพวก พืชเป็นอาหาร ปลาชนิดนี้จะวางไข่ในราวเดือนมกราคม-มีนาคม และอีกระยะหนึ่งราวเดือน พฤษภาคม-มิถุนายน เมื่อลูกปลาฟักออกเป็นตัว และเริ่มหาอาหารกินเอง ภายใน หนึ่งอาทิตย์หลังจากที่ฟักเป็นตัวแล้ว ฝูงลูกปลาจะเคลื่อนที่เข้ามาในที่ตื้นบริเวณใกล้ฝั่ง เพื่อหาอาหารบริเวณ เหล่านี้ ได้แก่ ชายฝั่งทะเลจังหวัดประจวบคีรีขันธ์และชุมพร แล้วลูกปลาดังกล่าวจะค่อยๆ เคลื่อนฝูงสู่ก้นอ่าว ไทย และในระยะระหว่างเดือนพฤษภาคม-กรกฎาคมจนถึงประมาณเดือน ตุลาคม-พฤศจิกายน ก็จะมีขนาด ใหญ่ขึ้น เป็นปลาขนาดที่ชาวประมง เรียกว่า ปลาทูสาว ปลาเหล่านี้จะเดินทางย้อนกลับลงไปยังบริเวณทะเล นอกจังหวัดประจวบคีรีขันธ์ และชุมพร เพื่อวางไข่ต่อไป เมื่อได้ทราบถึงความสัมพันธ์ระหว่างอาหารและการเจริญเติบโตของปลา ผู้สนใจก็ควรมีความเข้าใจใน หลักการทางนิเวศวิทยา (ecology) ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับเรื่องนี้ด้วย กล่าวคือ สิ่งที่มีชีวิต และอาหารของปลา มีความสัมพันธ์กันเป็นห่วงโซ่ เช่น ปลาช่อนที่เลี้ยงไว้ในบ่อ จะเจริญเติบโตมีน้ำหนักเพิ่มขึ้นถึง ๑ กิโลกรัม ก็ อาจจะต้องกินปลาหมอเทศถึง ๑๐ กิโลกรัมเป็นอาหาร และปลาหมอเทศจะเพิ่มน้ำหนัก ๑ กิโลกรัม ก็อาจจะ ต้องกินพืชน้ำ และสาหร่ายในบ่อ เป็นน้ำหนักนับสิบกิโลกรัม พืชน้ำและสาหร่ายจะเจริญเติบโตดี ก็จำต้อง อาศัยแร่ธาตุและอาหารต่างๆ ในบ่อพร้อม ทั้งพลังงานแสงแดด แร่ธาตุต่างๆ และเกลือ ที่เป็นประโยชน์ต่อการ เจริญเติบโตของพืช ได้จากกการย่อย และการเปลี่ยนแปลงสภาพของอินทรียวัตถุต่างๆ เช่น โดยการกระทำ ของบัคเตรีซึ่งอาศัยอยู่ ในโคลนตม บัคเตรีทำการย่อยสัตว์และพืชที่ตาย และตกลงบนชั้นโคลนในบ่อ ให้ สลายตัว และเน่าเปื่อย จึงทำให้เกิดเป็นห่วงโซ่อาหารขึ้น เมื่อคิดพลังงานที่ใช้ในการเติบโตของสิ่งที่มีชีวิตแต่ละ ตอน เราจะได้เป็นรูปพีระมิด พีระมิดปริมาณอาหาร (ecological piramid หรือ hypothetical piramid หรือ piramid of numbers) เป็นรูป สามเหลี่ยม แสดงระดับและปริมาณที่เกี่ยวพันกันตามลำดับสูงต่ำ หรือความมากน้อยของสิ่งที่มีชีวิตที่กินสัตว์อื่น และสิ่งที่มีชีวิตหรือ อื่นๆ ที่ถูกใช้เป็นอาหารหรือที่เกี่ยวพันกัน ซึ่งอยู่ระดับรองลงไป พวกหลังนี้จะต้องมีปริมาณ หรือจำนวน มากกว่าผู้ล่าของมันเสมอ

การตรวจดูลักษณะของอวัยวะบางอย่างของปลา ทำให้เราทราบถึงพฤติกรรมในการหาอาหาร และ การกินอาหารของปลาได้ เช่น ก) ลักษณะของปากและฟัน ปลาจำพวกที่ถูกจัดเป็นผู้ล่า (predators) ส่วนใหญ่จะมีฟันแหลมคมเห็นได้ชัด การกิน อาหารก็เป็น แบบไล่กัดกินทีละตัว นอกจากนี้หากดูขากรรไกรจะเห็นว่าขากรรไกรบนและล่างแข็ง แรง ปลาเหล่านี้ ได้แก่ ปลาช่อน ปลาปากคม (Saurida spp.) ปลาเค้า (Wallago spp.) ปลาอินทรี เป็นต้น ปลาจำพวกที่กินแพลงก์ตอนเป็นอาหาร เช่น ปลาทู (Club mackerel; Rastrelliger brachysoma) ปลาแป้น (Leiognathus spp.) ปลาหลังเขียวมีฟันขนาดเล็กมาก หรือไม่มีเลย ขากรรไกรก็ไม่แข็งแรง เช่น ปลาแป้นซึ่งมีปากขนาดเล็กแต่ยืดออกมาได้มาก ปลาบางชนิด เช่น ปลาปากแตร (Fistularidae) มีปากคล้าย หลอดดูด กินแพลงก์ตอนเป็นอาหารเช่นกัน ข) ซี่เหงือก เมื่อเปิดกระดูกกระพุ้งแก้มของปลาเราจะเห็นเหงือกอยู่ภายใน บนด้านหน้าของกระดูก โครงเหงือก จะมีส่วนที่ยื่นออกมาเป็นซี่เรียวยาวหรือเป็นตุ่ม ส่วนนี้เราเรียกว่า ซี่เหงือก ปลาที่กิน พืชน้ำ เช่น กินสาหร่าย ซี่ เหงือกของปลาเหล่านี้ จะสั้นและมีจำนวนน้อย ส่วนปลาจำพวกที่กิน แพลงก์ตอนเป็นอาหาร ซี่เหงือกยาวเรียว และมีเป็นจำนวนมาก สำหรับปลาบางชนิด เช่น ปลาทู ซี่ เหงือกแต่ละซี่ยังแตกแขนงออกไปอีก ทั้งนี้เพื่อช่วย เพิ่มสมรรถภาพให้แก่ปลาในการกรองอาหาร ขนาดเล็กจากน้ำ ปลากินเนื้อหรือล่าเหยื่อเป็นอาหาร ซี่เหงือก อาจจะมีจำนวนลดลงมาก และสั้นทู่ หรือเห็นเป็นเพียงตุ่มเท่านั้น หรืออาจจะไม่มีเลย เช่น ปลาปากคม ค) กระเพาะและลำไส้ของปลา ปลาที่ล่าเหยื่อเป็นอาหารมีกระเพาะยานใหญ่ และมีลำไส้สั้น เมื่อเปรียบเทียบกับขนาดของ ลำตัว สำหรับปลาที่กินพืชเป็นอาหาร มีกระเพาะเล็กหรือเป็นเพียงส่วนของลำไส้ที่โป่งขึ้นมา และ มีลำไส้ยาวเพื่อเพิ่ม พื้นที่และเวลาในการย่อยอาหาร ในปลาหลายชนิด เราจะพบอวัยวะพิเศษที่ส่วน ปลายของกระเพาะ ในปลาที่ กินพืช เช่น ปลาโคก จะมีติ่งยื่นออกมามากมาย เพื่อช่วยในการดูดซับ อาหาร อวัยวะดังกล่าวเรียกว่า "ไพ รอลิกซีกา" (pyloric caeca) ในปลาจำพวกฉลาม กระเบน เราจะพบว่า ลำไส้ของปลาเหล่านี้ มีส่วนม้วนหรือ เป็นเกลียว เรียกว่า สครอลวัลฟ์ (scroll valves) หรือ สไปรัลวัลฟ์ (spiral valves) ใช้ช่วยในการย่อย และดูด ซึม เอาอาหารไปเลี้ยงร่างกาย

การเจริญเติบโตของปลา ถ้าปลามีอาหารกินอุดมสมบูรณ์ อัตราการเจริญเติบโตก็จะเป็นไปตามปกติ และปลาก็จะ เจริญเติบโต อย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะในระยะแรกขณะที่ปลายังเล็ก อาหารที่ปลากินเข้าไปส่วนหนึ่ง จะเปลี่ยนเป็นพลังงาน ที่ใช้ในการเคลื่อนไหว ใช้ในการซ่อมแซมเนื้อเยื่อที่สึกหรอแต่ส่วนใหญ่จะ ใช้ในการเจริญเติบโตเสริมสร้าง เนื้อเยื่อของปลา จนกระทั่งปลาเจริญเติบโตเกือบเต็มวัย อาหาร ส่วนใหญ่จึงเริ่มใช้ในการเสริมสร้างอวัยวะเพศ เพื่อให้ปลาสามารถสืบพันธุ์ได้ต่อไป ถึงแม้ว่าปลา โตเต็มวัยและพร้อมที่จะสืบพันธุ์ได้แล้ว การเจริญเติบโตก็ยัง มีอยู่แต่อยู่ในอัตราที่ต่ำกว่าที่เป็นมา ดังนั้น การเจริญเติบโตของปลาจึงแตกต่างไปจากสัตว์ที่มีกระดูกสันหลัง เช่น นก หรือสัตว์เลี้ยงลูก ด้วยนม นักวิทยาศาสตร์สามารถทำนายอายุของปลา และหาอัตราการเจริญเติบโตได้โดยใช้วิธีการ ต่างๆ หลายวิธีด้วยกัน เช่น ทำการวิเคราะห์วงปีบนเกล็ดหรือส่วนกระดูกอื่นๆ เช่น ชิ้นกระดูกแก้ม (opercular bones) กระดูกในกล่องหู (otoliths) ข้อกระดูกสันหลัง เป็นต้น ถ้าหากไม่ปรากฏวงปี บนส่วนแข็งของปลา นักวิทยาศาสตร์อาจใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบของความยาวของปลา โดย ทำการสุ่มตัวอย่างวัดปลาใน ประชากรเดียวกันตลอดปี เพื่อตรวจดูการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบ ของความยาว นอกจากนี้ เรายัง สามารถประเมินอัตราการเจริญเติบโตของปลา โดยทำการติด เครื่องหมายปลาแล้วเลี้ยงไว้ในบ่อหรือกระชัง เพื่อตรวจดูความเจริญเติบโตเป็นระยะๆ ในการประเมินอัตราการเจริญเติบโตของปลาทูในอ่าวไทย โดย หน่วยงานอนุรักษ์ปลาผิวน้ำ สถานวิจัยประมงทะเล กรมประมง ได้พบว่าปลาทูในอ่าวไทยมีการเจริญเติบโตสูง มากในระยะเวลาเพียง ๗ เดือน หลังจากที่ไข่ได้ฟักตัวออกมาเป็นลูกปลาแล้ว โดยในปีแรกปลาก็อาจจะมีความ ยาวถึง ๑๕ เซนติเมตร และก็สามารถทำการสืบพันธุ์ได้

การสืบพันธุ์ของปลา สิ่งที่มีชีวิตทั้งหลายเมื่อมีการเจริญเติบโตเต็มวัยแล้ว ก็จะมีการสืบพันธุ์ ทั้งนี้เพื่อให้สิ่งซึ่งมีชีวิตเหล่านั้น สามารถคงอยู่ และรักษาพืชพันธุ์ของมันสืบต่อไป ภายใต้สภาวะที่เหมาะสมแก่การ ดำรงชีวิตของสิ่งที่มีชีวิต นั้นๆ แต่ในขณะเดียวกัน หากมีสาเหตุ ที่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงใน เจอร์มปลาซึม (germ plasm) ของสิ่งที่ มีชีวิตนั้นๆ และการเปลี่ยนไปนั้นยังคงทนในการถ่ายทอด ก็อาจจะทำให้เกิดสิ่งที่มีชีวิตแบบใหม่ขึ้นมา ซึ่งผิด แผกไปจากเดิมได้สำหรับปลาก็มีระบบการเช่นเดียวกัน ในระยะแรกๆ ของการเจริญเติบโต อาหารที่ปลากิน เข้าไป จะช่วยในการเจริญเติบโตของปลาเป็นส่วนใหญ่ ต่อเมื่อปลาโตเต็มวัยแล้ว ส่วนใหญ่ของอาหารที่กินเข้า ไป จะไปช่วยในการเจริญเติบโตของอวัยวะเพศ (gonads) ซึ่งเราเรียกว่า ถุงน้ำเชื้อ (testes) ในปลาตัวผู้ และ รังไข่ (ovary) ในปลาตัวเมีย โดยปกติปลาแต่ละตัวมีอวัยวะเพศแยกจากกัน แต่ก็ยังมีปลาบางจำพวก เช่น ปลา ในวงศ์ ปลากะรัง (Serranidae) บางชนิดมีอวัยวะเพศผู้และเพศเมียในตัวเดียวกัน ( protandic hermaphrodite) ได้พบว่าในปลาจำพวกนี้ ปลาตัวเดียวกัน ในระยะแรกอาจเป็นเพศผู้ก่อน แต่ในระยะต่อมา จะ เปลี่ยนเพศ (sex reversal) เป็นเพศเมีย ปลาบางชนิดอาจออกลูกได้ โดยไม่มีการผสมระหว่างน้ำเชื้อและ ไข่ โดยลักษณะการเช่นนี้เราเรียกว่า ปาร์เธโนเจนิซิส (parthenogenesis) เราพบลักษณะดังกล่าว ในปลา จำพวกกินยุง (Poecilidae) บางชนิด อย่างไรก็ดี ในการสืบพันธุ์ของปลาดังกล่าว จำต้องมีตัวผู้เข้าร่วมด้วย แต่ อสุจิ (sperm) ของตัวผู้ไม่ได้มีส่วนร่วมในการผสมกับไข่ หากแต่เพียงไปกระตุ้นไข่ ให้เจริญเติบโตเท่านั้น ปลา เหล่านี้จึงออกลูกเป็นตัวเมียทั้งหมด และไม่แสดงลักษณะอย่างหนึ่งอย่างใดของปลาตัวพ่อเลย เราไม่สามารถ มองเห็นความแตกต่าง ระหว่างอวัยวะเพศผู้และเพศเมีย ขณะเมื่อปลายังอยู่ในวัยอ่อน แต่เมื่อปลาเจริญเติบโต ขึ้นมาระยะหนึ่งแล้ว เราจึงจะสามารถสังเกตเพศจากอวัยวะดังกล่าวได้ ถุงน้ำเชื้อมีลักษณะเป็น แถบสีขาวขุ่น ๑ คู่ อยู่ทางส่วนบนของท้องใต้ไตของปลา แถบนี้จะมีความหนาขึ้นเป็นลำดับ เมื่อปลาเกือบจะสืบพันธุ์ได้ และ ในฤดูสืบพันธุ์อาจมีน้ำหนักมากกว่า ๑๒ เปอร์เซ็นต์ ของน้ำหนักตัวปลา ปลาที่มีอวัยวะเพศสมบูรณ์เต็มที่ในขั้น สุกไหล (running ripe) ถ้าเราเอามือบีบเบาๆ ที่บริเวณท้องปลา แล้วค่อยๆ รูดไปทางด้านหลังของตัวปลา น้ำ อสุจิจะเคลื่อนออกมาทันที น้ำอสุจิในปลาทั่วไปมีสีขาวขุ่นคล้ายน้ำนม เมื่อนำเอาตัวอย่างอสุจิ มาตรวจดูด้วย กล้องจุลทรรศน์ จะเห็นว่า ตัวอสุจิมีลักษณะคล้ายตัวอสุจิของสัตว์ชั้นสูง และจะไม่ค่อยเคลื่อนไหว แต่ถ้าหาก หยดน้ำลงไปในตัวอย่างอสุจิ จะปรากฏว่า ตัวอสุจิเริ่มมีชีวิตชีวาทันที และเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็ว แต่อย่างไรก็ ตามตัวอสุจิจะกระปรี้กระเปร่าอยู่ในระยะเวลาอันสั้น คือ ประมาณ ๑๐ วินาทีถึง ๖๐ วินาที แล้วแต่ชนิดของ ปลา และจะหยุดนิ่งไม่เคลื่อนไหวอีก สำหรับรังไข่ ก็มีตำแหน่งที่ตั้งอยู่ในบริเวณเดียวกับถุงน้ำเชื้อและมักเป็น อวัยวะคู่ เราจะเห็นรังไข่ในระยะแรกของการเจริญเติบโต เป็นเพียงแถบสีขาวขุ่น แต่ถ้าดูด้วยแว่นขยายจะเห็น ว่าผิว ของรังไข่ไม่เรียบเหมือนถุงน้ำเชื้อ แต่เป็นเม็ดเล็กๆ เมื่อรังไข่เจริญเติบโตเต็มที่แล้ว จะมีขนาดใหญ่มาก และอาจมีน้ำหนักถึง ๗๐ เปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักตัวปลาในปลาบางชนิด ส่วนสีของรังไข่ แทนที่จะเป็นสีขาวขุ่น ก็อาจจะเปลี่ยนเป็นสีเหลือง หรือสีส้มขณะที่รังไข่มีไข่สุกเต็มที่ ปริมาณไข่ที่ปลาวางในฤดูหนึ่งๆ มีจำนวนไม่ เท่ากันขึ้นอยู่กับชนิดของปลา ปลาพระ อาทิตย์ (Mola mola) ซึ่งเป็นปลาที่อาศัยอยู่ในมหาสมุทร มีไข่ขนาด