คู่มือครู วิทยาศาสตร์ ม.3 เล่ม 1

หน่วยท่ี 3 | คลื่นและแสง 114 ค่มู ือครูรายวชิ าพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี 4. ให้นักเรียนเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการส่งผ่านพลังงานของคลื่น ลักษณะของคลื่นตามขวางและคลื่นตามยาวโดยอ่าน เนื้อหาในหนงั สอื เรียนหนา้ 85 และตอบคำถามระหว่างเรียนหน้า 86 จากนน้ั รว่ มกนั อภปิ รายเพอ่ื ให้ได้ขอ้ สรปุ ว่า • คลื่นกลคือปรากฏการณ์การส่งผ่านพลังงานกลจากบริเวณหนึ่งไปยังอีกบริเวณหนึ่งโดยอนุภาคตัวกลางไม่ได้ เคลอื่ นทีไ่ ปด้วย • คลนื่ ตามขวางคอื คลื่นทอ่ี นภุ าคของตวั กลางเคลอื่ นที่ในแนวต้งั ฉากกบั ทศิ ทางการเคลอื่ นท่ีของคล่ืน • คลน่ื ตามยาวคอื คล่นื ทอ่ี นภุ าคของตัวกลางเคล่อื นท่ีกลบั ไปกลบั มาในแนวเดยี วกับทิศทางการเคล่ือนท่ีของคลื่น เฉลยคำถามระหวา่ งเรยี น เมื่อนักเรียนใช้ดินสอแตะที่ผิวหน้าของน้ำที่จุด A นักเรียนจะสังเกตเห็นคลื่นเคลื่อนที่จากจุด A ไป B และ พบวา่ เมด็ โฟมท่ีอยผู่ วิ นำ้ เคลอื่ นท่ขี น้ึ ลงในแนวด่งิ ดังภาพ คล่นื นำ้ B เม็ดโฟม เม็ดโฟม A B A ภาพกจิ กรรม ภาพตดั ขวางคลน่ื นำ้ • ถ้าพิจารณาทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่นและทิศทางการเคลื่อนที่ของอนุภาคของตัวกลาง คลื่นดังกล่าว จดั เปน็ คลนื่ ประเภทใด เพราะเหตใุ ด แนวคำตอบ คลื่นตามขวาง เพราะอนภุ าคของน้ำเคลอ่ื นท่ีขึ้นลงในแนวต้ังฉากกับทิศทางการเคล่ือนที่ของคลื่น • ถ้าพบว่า ในเวลา 5 วินาที เม็ดโฟมเคลื่อนที่ขึ้นลงครบ 8 รอบพอดี ในช่วงเวลาดังกล่าวเกิดคลื่นขึ้น ทั้งหมดก่ลี กู คลืน่ แนวคำตอบ 8 ลกู คล่ืน สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

115 หน่วยที่ 3 | คลน่ื และแสง คูม่ ือครูรายวิชาพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 5. ให้นักเรียนเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับส่วนประกอบของคลื่นโดยอ่านเนื้อหาในหนังสือเรียนหน้า 86-91 และอาจให้ นักเรียนทำการทดลองเสมือนเพิ่มเติมโดยใช้โปรแกรมสำเร็จรูปในหนังสือเรียนหน้า 90 (ipst.me/10577) จากนั้นให้ นักเรียนตอบคำถามระหว่างเรียน หน้า 87-88 และ 91 และร่วมกันอภิปรายเพื่อให้ได้ข้อสรุปว่า คลื่นมีส่วนประกอบ ไดแ้ ก่ สนั คลน่ื ท้องคลื่น แอมพลิจูด ความยาวคล่ืน ความถี่ โดยพลงั งานของคลื่นกลจะข้นึ อยู่กบั แอมพลิจูด เฉลยคำถามระหวา่ งเรียน (หน้า 87) คล่ืนทเ่ี กิดขึน้ บนผวิ นำ้ แห่งหนึ่งเปน็ ดังภาพ ระยะในแนวดง่ิ (cm) 2 PQ T X 0 SU W -2 36 9 12 ระยะในแนวระดบั (cm) R V • สนั คล่นื และทอ้ งคลนื่ อยู่ตำแหนง่ ใด แนวคำตอบ สันคลน่ื อยูต่ ำแหนง่ P T และ X ทอ้ งคลนื่ อยตู่ ำแหน่ง R และ V • คลน่ื ที่เกิดขึ้นมีแอมพลจิ ูดและความยาวคลน่ื เป็นเท่าใด แนวคำตอบ แอมพลิจูดมีขนาด 2 เซนตเิ มตร ความยาวคลื่นมีขนาด 6 เซนติเมตร เฉลยคำถามระหว่างเรยี น (หน้า 88) • เพราะเหตุใดคลื่นสึนามิที่มีแอมพลิจูดสูงจึงสามารถทำความเสียหายให้กับชีวิตและทรัพย์สินริมชายฝ่ัง ทะเลไดม้ าก แนวคำตอบ พลังงานของคลื่นกลขึ้นอยู่กับแอมพลิจูด ดังนั้นคลื่นสึนามิที่มีแอมพลิจูดสูงจึงมีพลังงานมาก สามารถทำความเสยี หายใหก้ ับชวี ิตและทรัพย์สินริมชายฝ่งั ทะเลได้มาก สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 3 | คล่นื และแสง 116 ค่มู ือครูรายวิชาพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยคำถามระหว่างเรยี น (หนา้ 91) • นักเรียนใช้ดินสอแตะผิวหน้าของนำ้ ที่จุด A แล้วสังเกตพบว่าเกดิ คล่ืนเคลื่อนท่ีจากจุด A ไป B และพบว่า เมด็ โฟมที่อยบู่ นผวิ นำ้ เคล่ือนทข่ี น้ึ ลงในแนวด่ิง ดังภาพ AB ภาพตดั ขวางผิวหนา้ ของนำ้ ถา้ พบว่า ในเวลา 5 วินาที เม็ดโฟมเคลือ่ นที่ขนึ้ ลงครบ 8 รอบพอดี คลื่นดงั กล่าวมคี วามถ่เี ทา่ ใด แนวคำตอบ ความถี่คือจำนวนรอบที่ตัวกลางสั่นครบรอบในเวลา 1 วินาที ดังนั้นหาความถี่ของคลื่นได้จาก ความถ่ีของคลน่ื = จำนวนรอบที่ตัวกลางสน่ั ครบรอบ/เวลา = 8 รอบ/5 วินาที = 1.6 รอบตอ่ วนิ าที คลืน่ น้ำน้ีมีความถเ่ี ป็น 1.6 รอบตอ่ วนิ าที หรอื 1.6 เฮิรตซ์ • ถ้านักเรยี นสะบดั สปริงอยา่ งตอ่ เน่อื งใหเ้ กิดคลื่นตามขวาง เมอ่ื เวลาผ่านไป 2 วินาที สงั เกตคล่นื ในสปริงท่ี เกดิ ขนึ้ ได้เปน็ ดงั ภาพ คลืน่ ดังกล่าวมีความถีเ่ ทา่ ใด ระยะในแนวด่ิง (cm) ระยะในแนวระดับ (cm) แนวคำตอบ ความถ่ีคอื จำนวนลกู คลื่นทีเ่ คล่ือนท่ีผ่านจดุ หนึง่ ในเวลา 1 วนิ าที จากภาพ ในเวลา 2 วนิ าที มี จำนวนลูกคลนื่ 6 ลูกคลืน่ ดังน้ันหาความถีข่ องคล่ืนไดจ้ าก ความถี่ของคลื่น = 6 รอบ/2 วนิ าที = 3 รอบต่อวนิ าที คลนื่ สปริงนี้มีความถเ่ี ปน็ 3 รอบตอ่ วินาที หรอื 3 เฮิรตซ์ สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

117 หนว่ ยที่ 3 | คล่นื และแสง คมู่ อื ครูรายวชิ าพนื้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 6. เปิดโอกาสให้ทำกิจกรรมเสริม ลักษณะการสะบดั สปริงกับสว่ นประกอบของคล่ืนในสปริง ในหนังสือเรียนหนา้ 90 กิจกรรมเสริม ลักษณะการสะบดั สปริงกบั ส่วนประกอบของคลืน่ ในสปรงิ ตวั อยา่ งผลการทำกิจกรรมเสรมิ วตั ถุประสงค์ บรรยายสว่ นประกอบของคลน่ื วัสดุและอุปกรณ์ วัสดทุ ่ใี ช้ตอ่ กล่มุ รายการ ปรมิ าณ/กลุม่ 1 ตวั 1. สปริง 1 เสน้ 2. ริบบน้ิ วธิ ีทำ 1. วางสปรงิ บนพน้ื ราบ ยดื สปรงิ ให้ยาวออกประมาณ 3 เมตร จับปลายด้านหน่งึ ของสปริงใหอ้ ยนู่ ่งิ สะบัดปลายอีก ด้านหน่ึงของสปรงิ ไปทางซา้ ย-ขวาใหม้ ชี ว่ งกว้างของการสะบัดแตกตา่ งกันหรือสะบดั ให้มีความถ่ีแตกต่างกนั 2. สังเกตลกั ษณะและเปรียบเทียบแอมพลจิ ดู ความยาวคลื่น และความถี่ของคลน่ื ทเี่ กิดข้ึน ตัวอยา่ งความรู้ เมื่อสะบัดปลายอีกด้านหนึ่งของสปริงไปทางซ้าย-ขวา แอมพลิจูด ความยาวคลื่น และความถี่ของคลื่นที่ เกิดขึ้นเปลี่ยนแปลงไปขึ้นอยู่กับการสะบัดสปริง โดยความยาวคลืน่ และความถี่ของคลื่นสปริงจะขึ้นอยู่กับความถี่ ของการสะบัดมอื แอมพลิจูดของคลน่ื สปริงจะขนึ้ อยกู่ บั ชว่ งกว้างของการสะบดั มอื ความรเู้ พ่ิมเตมิ สำหรับครู นอกจากความยาวคลื่นและความถี่ของคลื่นสปริงจะขึ้นอยู่กับความถี่ของการสะบัดมือแล้วยังขึ้นอยู่กับ ความตงึ ของสปรงิ อกี ดว้ ย สถาบันสง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 3 | คลื่นและแสง 118 คู่มือครูรายวชิ าพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 7. ถ้าครูพบว่านกั เรียนมีแนวคิดคลาดเคล่ือนเก่ียวกับเรื่องนี้ ให้ครแู ก้ไขแนวคิดคลาดเคลื่อนของนักเรยี น โดยให้นักเรียน ร่วมกันอภิปรายเพอ่ื แกไ้ ขให้ถูกต้อง เชน่ แนวคดิ คลาดเคล่อื น แนวคิดทถี่ ูกต้อง คล่นื กลทำให้สสารเคล่ือนท่ีไปกับคล่นื (สสวท., 2562) คล่ืนกลไม่ได้ทำใหส้ สารเคล่ือนที่ไปกับคลนื่ เพราะคลื่นกล เป็นปรากฏการณ์การส่งผ่านพลังงานกลจากบริเวณหน่ึง คล่ืนน้ำเกดิ จากการไหลของน้ำ ไปยังอีกบริเวณหนึ่งโดยอนุภาคตัวกลาง (สสาร) เคลื่อนท่ี กระแสนำ้ และคลืน่ นำ้ คอื ส่ิงเดยี วกนั (สสวท., กลบั ไปมาอยกู่ บั ท่ี ไมไ่ ด้เคลื่อนทไ่ี ปกับคล่ืนดว้ ย 2562) กระแสน้ำเกิดจากการเคลื่อนที่ของอนุภาคของน้ำแต่คลื่น นำ้ เกดิ จากการรบกวนน้ำโดยอนุภาคของน้ำสัน่ อย่กู บั ที่ ความรเู้ พิ่มเติมสำหรบั ครู การเกิดสนึ ามิ สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

119 หน่วยที่ 3 | คลืน่ และแสง คู่มอื ครูรายวิชาพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความรเู้ พิ่มเติมสำหรบั ครู 8. เชื่อมโยงความรู้เร่ืองคล่นื กลไปสู่การเรียนในเรือ่ งต่อไปเกี่ยวกับคลืน่ วา่ นอกจากคลื่นกลซ่งึ เป็นคลืน่ ท่ีต้องอาศยั ตัวกลางในการส่งผ่านพลงั งานแล้ว ยงั มคี ลน่ื แบบอื่นทส่ี ง่ ผา่ นพลังงานโดยไมต่ ้องอาศยั ตัวกลางหรือไม่ อยา่ งไร สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 3 | คลนื่ และแสง 120 ค่มู ือครูรายวิชาพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี เรื่องที่ 2 คล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้า แนวการจัดการเรียนรู้ ครูดำเนินการดงั น้ี 1. ให้นักเรียนดูภาพนำเรื่อง อ่านเนื้อหานำเรื่อง และร่วมกัน อภปิ รายโดยอาจใชค้ ำถามดงั น้ี • ในระบบรักษาความปลอดภัยของสนามบิน การ ตรวจสอบสิ่งต่าง ๆ ที่อยู่ในกระเป๋าของนักท่องเที่ยวโดย ไมต่ ้องเปดิ กระเป๋าทำได้อย่างไร (ใช้เครอ่ื งเอกซ์เรย)์ • เครื่องเอกซ์เรย์สร้างภาพสิ่งต่าง ๆ ที่อยู่ในกระเป๋าได้ อย่างไร (ทำได้โดยปล่อยรังสีเอกซ์ให้ทะลุผ่านกระเป๋า เดนิ ทาง เนือ่ งจากวตั ถแุ ต่ละชนิดมีความหนาแน่นต่างกัน จะยอมให้รังสีเอกซ์ผ่านได้ในปริมาณต่างกัน จากนั้นนำ ขอ้ มูลทไี่ ด้ไปสร้างเปน็ ภาพของวตั ถุท่ีอยใู่ นกระเป๋า) • นักเรียนทราบหรือไม่ว่ารังสีเอกซ์คืออะไร มีประโยชน์ และอันตรายต่อมนุษย์อย่างไร (นักเรียนตอบตามความ เข้าใจของตนเอง) 2. ใหน้ กั เรียนอ่านคำสำคญั ทำกิจกรรมทบทวนความรู้ก่อนเรียน แลว้ นำเสนอผลการทำกจิ กรรม หากครูพบวา่ นักเรียน ยงั ทำกิจกรรมทบทวนความรู้กอ่ นเรียนไม่ถกู ตอ้ ง ครูควรทบทวนหรือแก้ไขความเข้าใจผิดของนกั เรยี น เพือ่ ให้นักเรียน มีความรพู้ นื้ ฐานทีถ่ กู ตอ้ งและเพยี งพอทจ่ี ะเรียนเร่ืองคลืน่ แม่เหล็กไฟฟ้าต่อไป ความรู้เพิม่ เติมสำหรับครู โดยทั่วไปเครื่องเอกซเรย์จะตรวจหาวัตถุ 3 ชนิดหลัก ๆ คือ สารอินทรีย์ (organic) สารอนินทรีย์ (inorganic) และโลหะต่าง ๆ สีที่ใช้แสดงผลบนหน้าจอเครื่องเอกซเรย์ของสารอนินทรีย์และโลหะนั้นจะแตกต่างกันออกไป ตามแต่ละบริษัทผู้ผลิตเครื่องกำหนด ในขณะที่ทุกบริษัทจะกำหนดให้เครื่องเอกซเรย์ใช้สีส้มแสดงสารอินทรีย์ เท่านั้น ดว้ ยเหตนุ ี้ เจ้าหน้าทจี่ งึ สามารถตรวจจบั สารเสพติดและสารระเบิดทั้งหลายซ่ึงเป็นสารอินทรีย์ได้จากสีที่ แสดงบนหนา้ จอนั่นเอง ที่มา: https://www2.mtec.or.th/th/e-magazine/admin/upload/208_54-59-edit.pdf สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

121 หนว่ ยท่ี 3 | คล่นื และแสง ค่มู อื ครรู ายวิชาพนื้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยทบทวนความรกู้ ่อนเรียน เขียนเครือ่ งหมาย √ หน้าข้อความท่ถี ูกต้อง และเขียนเคร่อื งหมาย X หนา้ ข้อความทีไ่ ม่ถูกตอ้ ง  1. คลนื่ น้ำ คลื่นเสยี ง และคลน่ื ในสปรงิ เป็นคลื่นกลที่ต้องอาศัยตัวกลางในการสง่ ผา่ นพลงั งาน  2. ความร้อนจากดวงอาทิตยส์ ง่ ผา่ นมายังโลกได้โดยไม่อาศัยตวั กลาง  3. การแผ่รงั สคี วามรอ้ นเปน็ การสง่ ผา่ นพลังงานแบบอาศัยตวั กลาง 3. ตรวจสอบความรู้เดิมของนักเรียนเกี่ยวกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าโดยให้ทำกิจกรรม รู้อะไรบ้างก่อนเรียน นักเรียน สามารถเขียนได้ตามความเข้าใจของตนเองโดยครูยังไมเ่ ฉลยคำตอบแต่นำส่ิงท่ีนักเรียนเขียนมาพจิ ารณาประกอบการ จัดการเรยี นรู้ในขน้ั ต่อไป ตวั อย่างแนวคดิ คลาดเคลอ่ื นท่ีอาจพบในเรือ่ งนี้ • คลนื่ วิทยุคือคลน่ื เสียง (NSTA, 2019) • การแผ่รังสีของคลื่นแมเ่ หล็กไฟฟ้าทุกชว่ งความถ่ที ำใหเ้ กดิ อนั ตรายเสมอ (Pompea et al., 2007) • อินฟราเรดและอัลตราไวโอเลตมาจากดวงอาทติ ย์เท่าน้นั (สสวท., 2562) 4. กระตนุ้ ความสนใจของนกั เรยี นให้นักเรียนร่วมกันอภิปรายเก่ยี วกับสถานการณต์ อ่ ไปนี้ • ถ้านำกระด่งิ ไฟฟา้ ทก่ี ำลังสง่ เสียงดงั และหลอดไฟฟ้าทกี่ ำลงั ให้แสงสว่างไปไว้ในครอบแก้วใส จากน้ันสูบอากาศออก จนหมด นักเรียนคดิ ว่าจะยังคงได้ยินเสยี งกระดิ่งและเหน็ แสงสวา่ งจากหลอดไฟฟา้ หรือไม่ เพราะเหตุใด (นักเรียน ตอบตามความเขา้ ใจของตนเอง) 5. นำเข้าสู่กิจกรรมที่ 3.2 คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคืออะไร โดยอาจใช้คำถามว่าคลื่นแสงที่เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีการ ส่งผา่ นพลงั งานต่างจากคล่นื เสียงที่เปน็ คล่ืนกลอย่างไร และมคี ล่นื อะไรอีกบา้ งทเี่ ป็นคลืน่ แมเ่ หล็กไฟฟ้า (นักเรียนตอบ ตามความเข้าใจโดยครยู งั ไม่ตอ้ งเฉลยคำตอบ) สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 3 | คลน่ื และแสง 122 คมู่ อื ครรู ายวิชาพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กิจกรรมท่ี 3.2 คล่นื แมเ่ หล็กไฟฟ้าคืออะไร แนวการจดั การเรียนรู้ ครดู ำเนนิ การดงั น้ี กอ่ นการทำกิจกรรม (5 นาท)ี 1. ให้นักเรียนอ่านชือ่ กิจกรรม จุดประสงค์ และวิธีดำเนินกิจกรรม และตรวจสอบความเข้าใจจากการอ่านโดยใช้คำถาม ดังตอ่ ไปน้ี • กจิ กรรมนี้เกี่ยวกบั เรือ่ งอะไร (คล่ืนแมเ่ หลก็ ไฟฟา้ ) • กิจกรรมนม้ี จี ุดประสงค์อะไร (สืบค้นข้อมูลเกยี่ วกับความหมายของคล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้าและสเปกตรมั ของคลื่น แม่เหล็กไฟฟา้ และบอกการใช้ประโยชนแ์ ละอนั ตรายจากคลนื่ แม่เหลก็ ไฟฟ้า) • วธิ ีดำเนนิ กิจกรรมมีขน้ั ตอนโดยสรปุ อยา่ งไร (สบื ค้นข้อมลู เก่ียวกับความหมายของคลน่ื แม่เหล็กไฟฟา้ สเปกตรัม ของคลื่นแมเ่ หล็กไฟฟา้ การใช้ประโยชน์และอันตรายจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟา้ จากน้นั วเิ คราะห์ จดั กระทำและ นำเสนอข้อมลู ) ครคู วรเขยี นข้ันตอนการทำกิจกรรมโดยสรปุ บนกระดาน • นกั เรียนตอ้ งสงั เกตหรือรวบรวมข้อมลู เกี่ยวกับอะไรบ้าง (ความหมายของคล่ืนแมเ่ หลก็ ไฟฟ้าและสเปกตรมั ของ คล่นื แม่เหลก็ ไฟฟ้า การใช้ประโยชน์และอนั ตรายจากคล่ืนแม่เหลก็ ไฟฟา้ พร้อมยกตัวอย่าง) ระหว่างการทำกจิ กรรม (25 นาที) 2. ครูควรเดินสังเกตการทำกิจกรรมในแต่ละกลุ่มและให้คำแนะนำหรือตอบข้อสงสัยในประเด็นต่าง ๆ เช่น แหล่งข้อมูลสำหรับการสืบค้น แนวทางการวิเคราะห์และจัดกระทำข้อมูล และครูควรรวบรวมข้อมูลจากการทำ กจิ กรรมของนกั เรียนเพ่ือใช้เปน็ ข้อมูลประกอบการอภิปรายภายหลังการทำกจิ กรรม หลงั การทำกิจกรรม (20 นาที) 3. สมุ่ ให้นกั เรยี นนำเสนอผลการทำกจิ กรรม จากน้ันตอบคำถามท้ายกจิ กรรม และร่วมกันอภิปรายโดยใชค้ ำถามท้าย กิจกรรมเป็นแนวทางเพ่อื ให้ไดข้ ้อสรุปจากกิจกรรมว่า • คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคือคลื่นประเภทหนึ่งที่ไม่ต้องอาศัยตัวกลางในการส่งผ่านพลังงาน โดยจะอาศัยการเหนีย่ วนำ สนามแมเ่ หล็กและสนามไฟฟ้าตอ่ เน่อื งกนั ไป • สเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคือช่วงความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่ออกมาจากแหล่งกำเนิดคลื่น เช่น ดวงอาทิตย์ โดยแต่ละช่วงความถี่มีชื่อเรียกต่างกัน ได้แก่ คลื่นวิทยุ ไมโครเวฟ อินฟราเรด แสง อัลตราไวโอเลต รังสเี อกซ์ และรงั สแี กมมา • คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านำมาใช้ประโยชน์ได้แตกต่างกันตามช่วงความถี่ เช่น การใช้คลื่นวิทยุส่งสัญญาณวิทยุ การใช้ คลื่นไมโครเวฟสำหรบั การสื่อสารโทรทัศนแ์ ละโทรศัพท์เคลือ่ นที่ และยังสามารถใช้อุ่นอาหารหรือทำใหอ้ าหารสุก สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

123 หน่วยที่ 3 | คลนื่ และแสง คู่มือครรู ายวชิ าพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี ได้อีกด้วย การถา่ ยภาพดว้ ยกล้องอินฟราเรดทีใ่ ช้ประโยชน์ทางการทหาร ทางการแพทย์ และอุตสาหกรรม การใช้ แสงเลเซอร์สำหรับส่งสารสนเทศผ่านเส้นใยนำแสง การใช้เส้นใยนำแสงติดกล้องถ่ายรูปเข้าไปสำรวจภายใน ร่างกาย การใชร้ ังสีเอกซศ์ กึ ษาโครงสรา้ งกระดูกภายในร่างกายมนษุ ย์ เป็นต้น • อันตรายของคลื่นแมเ่ หล็กไฟฟา้ เช่น รงั สีอัลตราไวโอเลตอาจทำให้เกดิ มะเร็งผวิ หนงั รงั สีแกมมาสามารถทะลุผ่าน เซลล์ เนอื้ เยือ่ และอวยั วะได้ อาจทำใหเ้ กิดความเสียหายต่อเน้ือเยื่อหรืออาจทำใหเ้ สยี ชวี ติ ได้หากได้รับรังสีแกมมา ในปริมาณสงู 4. ให้นักเรียนเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและสเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าโดยอ่านเนื้อหาในหนังสือ เรียนหน้า 96-97 และตอบคำถามระหว่างเรียนหน้า 97 จากนั้นร่วมกันอภิปรายเพื่อให้ได้ข้อสรุปว่า คลื่นแม่เหลก็ ไฟฟ้าเกิดจากการเหน่ียวนำสนามแม่เหลก็ และสนามไฟฟา้ ในการสง่ ผ่านพลังงานไปโดยไม่อาศัยตัวกลาง คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีหลายช่วงความถี่ เรียกว่าสเปกตรัมของคล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งแต่ละช่วงความถี่มีชือ่ เรียกต่างกนั มีทั้งประโยชน์และอนั ตรายต่างกัน พลังงานของคล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้าข้นึ อยู่กับความถโี่ ดยคลืน่ แม่เหล็กไฟฟ้าท่ีมีความถ่ี สงู จะมีพลงั งานมาก และคลื่นแมเ่ หลก็ ไฟฟา้ ท่มี ีความถสี่ งู จะมีความยาวคลนื่ ส้นั เฉลยคำถามระหว่างเรยี น (หนา้ 97) • ความถ่ี ความยาวคล่ืน และพลังงานของคลืน่ แม่เหลก็ ไฟฟ้ามคี วามสัมพนั ธ์กนั อยา่ งไร แนวคำตอบ ความถี่ของคลื่นแม่เหลก็ ไฟฟ้าจะแปรผกผันกับความยาวคล่ืน โดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถ่ี สงู จะมีความยาวคลน่ื ส้ัน สว่ นพลงั งานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะแปรผันตรงกบั ความถ่ี โดยคลน่ื แม่เหล็กไฟฟ้า ท่มี คี วามถสี่ งู หรอื ความยาวคลนื่ สนั้ จะมพี ลงั งานสูง • เรามองเห็นดาวฤกษ์บางดวงเป็นสีน้ำเงิน บางดวงมองเห็นเป็นสีแดง นักเรียนคิดว่าดาวที่เห็นเป็นสีแดง หรอื ทีเ่ ห็นเป็นสนี ้ำเงินมีอุณหภมู สิ ูงกวา่ เพราะเหตใุ ด แนวคำตอบ ดาวฤกษ์ที่มองเห็นเป็นสีน้ำเงินมีอุณหภูมิสูงกว่าดาวฤกษ์ที่มองเห็นเป็นสีแดง เพราะคล่ืน แม่เหล็กไฟฟ้าช่วงทีต่ ามองเห็นเป็นสีน้ำเงินมีความถี่สูงกว่าและมีพลังงานมากกว่าคลืน่ แม่เหล็กไฟฟ้าชว่ งท่ตี า มองเหน็ เป็นสีแดง ดงั นั้น • เสยี งท่ีไดย้ ินจากเคร่อื งรบั วิทยุเป็นคลื่นกลหรือคลื่นแมเ่ หล็กไฟฟา้ เพราะเหตุใด แนวคำตอบ เสียงที่ได้ยินจากเครื่องรับวิทยุเป็นคลื่นกลเพราะเสียงต้องอาศัยตัวกลางซึ่งเป็นอากาศในการส่งผ่าน พลงั งาน สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 3 | คลืน่ และแสง 124 คูม่ ือครูรายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี 5. ถา้ พบวา่ นักเรียนมีแนวคิดคลาดเคล่ือนเกี่ยวกับเร่ืองน้ีจากการตอบคำถามก่อนเรยี น ระหวา่ งเรยี น หรอื อาจตรวจสอบ โดยใช้กลวธิ ตี ่าง ๆ ใหค้ รูแกไ้ ขแนวคดิ คลาดเคลือ่ นนั้นใหถ้ ูกตอ้ ง เช่น แนวคิดคลาดเคลือ่ น แนวคดิ ทถี่ ูกตอ้ ง คลน่ื วิทยุคือคล่ืนเสยี ง (NSTA, 2019) คลื่นวิทยุไม่ใช่คลื่นเสียง เพราะคลื่นวิทยุเป็นช่วงความถ่ี หนึ่งของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ไม่ต้องอาศัยตัวกลางในการ การแผ่รังสีของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกช่วงความถี่ทำ ส่งผ่านพลังงาน ส่วนคลื่นเสียงเป็นคลื่นกลที่ต้องอาศัย ใหเ้ กดิ อนั ตรายเสมอ (Pompea et al., 2007) ตวั กลางในการส่งผา่ นพลงั งาน การแผ่รังสีของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในบางช่วงความถี่อาจ เป็นอันตรายได้ถ้าได้รับในปริมาณมากหรือระยะเวลาท่ี ยาวนาน อินฟราเรดและอัลตราไวโอเลตมาจากดวงอาทิตย์ อนิ ฟราเรดและอัลตราไวโอเลตไม่ได้มาจากดวงอาทิตย์เทา่ นั้น เทา่ นั้น (สสวท., 2562) อินฟราเรดเป็นคลื่นความร้อนอาจแผ่มาจากกองไฟ หลอด ไฟฟ้า เครอื่ งใช้ไฟฟ้าที่ให้ความร้อน หรอื รา่ งกายมนุษย์ ส่วน อัลตราไวโอเลตซ่ึงเปน็ รังสีเหนือม่วงอาจแผ่ออกมาจากหลอด ฟลูออเรสเซนต์ นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์บางชนิดที่ผลิต อลั ตราไวโอเลตเพื่อใช้ประโยชน์ทางด้านการแพทย์ สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

125 หนว่ ยที่ 3 | คลื่นและแสง คมู่ ือครรู ายวชิ าพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี 6. ให้นักเรียนร่วมกันสรุปความรู้เกี่ยวกับเร่ืองคลื่น จากนั้นทำกิจกรรมตรวจสอบตนเองโดยการเขียนบรรยาย วาดภาพ หรอื เขยี นผังมโนทัศนส์ งิ่ ทไี่ ด้เรียนรู้จากบทเรียนเรื่องคลน่ื ตวั อย่างผังมโนทศั น์ในบทเรียนเรื่องคลื่น สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 3 | คลืน่ และแสง 126 คู่มอื ครรู ายวิชาพนื้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 7. สุ่มนักเรียนนำเสนอผังมโนทัศน์สรุปความรู้ที่ได้จากบทเรียน โดยอาจออกแบบให้นักเรียนนำเสนอเป็นกลุ่มย่อยและ อภิปรายภายในกลมุ่ จากนน้ั อภิปรายรว่ มกนั ในช้นั เรียนเพอ่ื ใหไ้ ด้ขอ้ สรุปที่สอดคล้องกับตัวอย่างผงั มโนทัศน์ขา้ งต้น 8. ให้นักเรียนทำกิจกรรมท้ายบท สรา้ งเคร่ืองมือตรวจสอบสเปกตรัมของแสงได้อยา่ งไร และตอบคำถามท้ายกิจกรรม จากน้ันใช้คำถามสำคัญของบทเรยี น เพ่อื ให้นกั เรียนร่วมกันอภปิ ราย โดยนักเรียนควรตอบคำถามสำคญั ดังกล่าวได้ดัง ตัวอยา่ ง เฉลยคำถามสำคญั ของบท (หนา้ 80) • คล่ืนกลเกิดข้ึนไดอ้ ยา่ งไรและมีส่วนประกอบอะไรบ้าง แนวคำตอบ คลื่นกลเกดิ จากการรบกวนตัวกลาง ทำใหเ้ กิดการสง่ ผา่ นพลังงานกลจากท่ีหนึง่ ไปยงั อกี ทห่ี น่ึงโดย ตัวกลางไม่ไดเ้ คล่ือนที่ไปกับคลืน่ ด้วย คล่นื ประกอบดว้ ย สนั คลนื่ ทอ้ งคลื่น แอมพลิจูด ความยาวคลน่ื และ ความถ่ี • คลื่นกลและคลื่นแม่เหลก็ ไฟฟ้าแตกตา่ งกันอยา่ งไร แนวคำตอบ คลน่ื กลเปน็ คลื่นท่ีตอ้ งอาศัยตัวกลางในการสง่ ผา่ นพลงั งาน ในขณะที่คลืน่ แม่เหลก็ ไฟฟ้าไมต่ ้อง อาศัยตวั กลาง • คลืน่ แม่เหลก็ ไฟฟ้ามีประโยชนแ์ ละอันตรายต่อชีวติ ประจำวันอยา่ งไร แนวคำตอบ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านำมาใช้ประโยชน์ได้แตกต่างกันตามช่วงความถี่ เช่น การใช้คลื่นวิทยุส่ง สัญญาณวิทยุ การใช้คลื่นไมโครเวฟสำหรับการสื่อสารโทรทัศน์และโทรศัพท์เคลื่อนท่ี และยังสามารถใช้อุ่น อาหารหรือทำใหอ้ าหารสกุ ไดอ้ ีกด้วย การถ่ายภาพดว้ ยกล้องอนิ ฟราเรดท่ีใชป้ ระโยชน์ทางการทหาร การแพทย์ และอุตสาหกรรม การใช้แสงเลเซอร์สำหรับส่งสารสนเทศผ่านเส้นใยนำแสง การใช้เส้นใยนำแสงติดกล้อง ถ่ายรูปเข้าไปสำรวจภายในร่างกาย การใช้รังสีเอกซ์ศึกษาโครงสร้างกระดูกภายในร่างกายมนุษย์ เป็นต้น อันตรายของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น รังสีอัลตราไวโอเลตอาจทำให้เกิดมะเร็งผิวหนัง รังสีแกมมาอาจทำลาย เน้ือเยือ่ หรอื อาจทำใหเ้ สียชีวติ ไดห้ ากได้รับรังสแี กมมาในปริมาณสงู 9. ให้นักเรียนตรวจสอบความรู้ของตนเองด้านทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ที่ได้ทำในบทเรยี นน้ี อา่ นสรุปท้ายบท และ ทำแบบฝกึ หดั ทา้ ยบท 10. เชื่อมโยงความรูเ้ รื่องคล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้าไปสู่บทที่ 2 แสง โดยอาจใช้คำถามเพื่อให้นักเรียนรว่ มกันอภปิ รายดังนี้ แสง เป็นคล่นื แม่เหล็กไฟฟ้าช่วงความถห่ี น่ึงที่ทำให้เรามองเห็นส่ิงตา่ ง ๆ รอบตวั ได้ ทราบหรือไมว่ ่าแสงมีพฤติกรรมอย่างไร และเกีย่ วข้องกับสงิ่ ต่าง ๆ รอบตัวของเราอยา่ งไร หรือครอู าจให้นกั เรยี นสงั เกตภาพคนในกระจกจากหนังสอื เรยี นหน้า 120 ที่มองเห็นภาพมีลักษณะบดิ เบี้ยวหรือผิดสัดส่วน จากนั้นอภิปรายวา่ ภาพที่นักเรียนมองเห็นในกระจกเกิดขึ้นได้ อย่างไร เก่ียวขอ้ งกบั พฤตกิ รรมของแสงอย่างไร สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

127 หน่วยที่ 3 | คลืน่ และแสง คมู่ ือครูรายวชิ าพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยกจิ กรรมและแบบฝกึ หัดทา้ ยบทท่ี 1 สถาบันสง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 3 | คล่นื และแสง 128 ค่มู อื ครรู ายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กิจกรรมท่ี 3.1 คลน่ื กลเกิดขึน้ ไดอ้ ยา่ งไรและมลี กั ษณะอย่างไร นักเรียนจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับการเกิดคลื่นกลและลักษณะของคลื่นจากการสร้างแบบจำลอง เปรียบเทียบกบั ขอ้ มูลที่ได้จากการสบื ค้น http://ipst.me/9884 จุดประสงค์ 1. สร้างแบบจำลองและอธิบายการเกดิ คลืน่ ในสปรงิ 2. เปรียบเทยี บลักษณะของคลน่ื ในสปริงตามทิศทางการเคลื่อนท่ีของอนุภาคของสปริงและทิศ เวลาทใี่ ช้ใน การทำกจิ กรรม ทางการเคลอ่ื นท่ีของคลืน่ วสั ดุและอุปกรณ์ 45 นาที วัสดุที่ใชต้ อ่ กลุ่ม จำนวน/กลุ่ม รายการ 1 ตวั 1 เสน้ 1. สปรงิ 2. รบิ บิ้นหรอื เชือกฟาง การเตรียมตวั ครูควรตรวจสอบสปริงให้อย่ใู นสภาพพรอ้ มใช้งาน ลว่ งหนา้ สำหรับครู ขอ้ เสนอแนะ • การสร้างคลื่นในสปรงิ จากดา้ น A ไปดา้ น B จะทำให้เกิดคล่นื สะท้อนกลับจากปลายด้าน B ในการทำกิจกรรม ซ่งึ อาจสง่ ผลตอ่ ลักษณะของคลืน่ ท่ีเกิดขนึ้ หรืออาจทำให้เกดิ ความเข้าใจคลาดเคล่ือน ครคู วร แนะนำใหน้ ักเรยี นสงั เกตเฉพาะคลื่นทเี่ คล่ือนท่จี ากด้าน A ไปด้าน B • ควรแนะนำใหน้ ักเรยี นบันทึกผลการทำกิจกรรมโดยการวาดภาพคลืน่ ในสปรงิ หรืออาจใช้การ ถ่ายภาพนิง่ หรือภาพเคลอ่ื นไหวโดยใช้โทรศพั ทเ์ คลื่อนที่ สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

129 หนว่ ยท่ี 3 | คลืน่ และแสง ค่มู ือครรู ายวชิ าพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สื่อการเรียนร/ู้ • หนงั สือเรียนรายวชิ าพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระดับมัธยมศึกษาปีท่ี 3 เล่ม 1 สสวท. แหล่งเรียนรู้ • เว็บไซต์รวบรวมข้อมูลการเกิดคล่ืนและชนิดของคลื่น เช่น o https://www.scimath.org/lesson-physics/item/7315-2017-06-14-15-51-22 o https://phet.colorado.edu/sims/html/wave-on-a-string/latest/wave-on-a- string_en.html ตวั อยา่ งผลการทำกจิ กรรม ตาราง ผลการสังเกตทิศทางการเคลอ่ื นที่ของริบบิน้ และทศิ ทางการเคลื่อนท่ีของคล่นื เม่ือสะบัดสปริง การดำเนินกจิ กรรม ทศิ ทางการเคล่ือนทขี่ องรบิ บ้ิน ทศิ ทางการเคลื่อนท่ีของคลน่ื สะบดั ปลายดา้ น A ของ เคลื่อนที่ในแนวซา้ ยและขวา 1 คร้งั จากดา้ น A ไปด้าน B สปรงิ ไปทางซ้ายและขวา 1 ครง้ั สะบดั ปลายดา้ น A ของ เคลอ่ื นที่ในแนวซา้ ยและขวาอย่างตอ่ เน่ือง จากดา้ น A ไปด้าน B สปริงไปทางซ้ายและขวา อย่างต่อเนอ่ื ง สะบดั ปลายดา้ น A ใหย้ ืด เคลือ่ นท่ใี นแนวกลับไปมาขนานกับแนวการ จากดา้ น A ไปด้าน B ออกและหดเข้าอยา่ ง วางตวั ของสปรงิ อยา่ งต่อเนอ่ื ง ต่อเนอ่ื ง สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 3 | คลื่นและแสง 130 คมู่ อื ครูรายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยคำถามท้ายกจิ กรรม 1. เมอ่ื สะบัดปลายสปริงด้าน A มีพลังงานสง่ ผา่ นไปยังปลายสปรงิ ด้าน B หรือไม่ ทราบได้อยา่ งไร แนวคำตอบ เมื่อสะบัดปลายสปริงด้าน A มีพลังงานส่งผ่านไปยังปลายสปริงด้าน B สังเกตได้จากสปริงท่ี ปลายดา้ น B มกี ารส่ัน 2. คลื่นในสปริงเกดิ ข้นึ ไดอ้ ย่างไร แนวคำตอบ คลื่นในสปริงเกิดขึ้นเมื่อออกแรงสะบัดที่ปลายด้าน A ของสปริงแล้วมีการส่งผ่านพลังงานให้ อนุภาคของสปริงสั่นอย่างต่อเนือ่ งกนั ไปจนเกิดเปน็ คลน่ื 3. เมื่อสะบัดปลายสปริงดา้ น A คลน่ื ทีเ่ กิดขนึ้ มกี ารเคลื่อนท่ีไปในทศิ ทางใด แนวคำตอบ คลืน่ ในสปรงิ มีการเคล่อื นทจ่ี ากดา้ น A ไปด้าน B 4. ขณะทเ่ี กิดคลน่ื ในสปริง ริบบน้ิ ซง่ึ เป็นตวั แทนอนภุ าคของสปริงมีการเคลือ่ นท่ไี ปกบั คล่นื หรอื ไม่ อย่างไร แนวคำตอบ ขณะที่เกิดคลื่นในสปริง ริบบิ้นไม่ได้เคลื่อนที่ไปกับคลื่น แต่ริบบิ้นจะเคลื่อนที่กลับไปมารอบ ๆ ตำแหนง่ เดิม 5. เมื่อสะบดั ปลายสปริงในแนวซา้ ยและขวา ทิศทางการเคลอ่ื นที่ของริบบิน้ และทศิ ทางการเคลื่อนที่ของคลื่น เหมือนหรือแตกต่างกันอยา่ งไร แนวคำตอบ เมื่อสะบัดปลายสปริงในแนวซ้ายและขวา ทิศทางการเคลื่อนที่ของริบบิ้นจะแตกต่างจากทิศ ทางการเคลื่อนทีข่ องคลนื่ โดยรบิ บิน้ จะเคล่ือนทไ่ี ปทา1งซ้าย-ขวาซง่ึ ต้ังฉากกบั ทิศทางการเคลื่อนทขี่ องคล่ืน 6. เมื่อสะบัดปลายสปริงให้ยืดออกและหดเข้า ทิศทางการเคลื่อนที่ของริบบิ้นและทิศทางการเคลื่อนที่ของ คลน่ื เหมอื นหรอื แตกต่างกนั อย่างไร แนวคำตอบ เมื่อสะบัดปลายสปริงให้ยืดออกและหดเข้า ทิศทางการเคลื่อนที่ของริบบิ้นจะเหมือนกับแนว การเคล่ือนทขี่ องคลืน่ โดยรบิ บ้นิ จะเคลอ่ื นทกี่ ลบั ไปมาในแนวเดียวกบั ทศิ ทางการเคลือ่ นทีข่ องคลืน่ 7. จากกิจกรรม สรปุ ได้ว่าอย่างไร แนวคำตอบ คลืน่ ในสปริงเกดิ ข้ึนเมอ่ื เราออกแรงสะบัดปลายดา้ น A ของสปรงิ ทำให้อนภุ าคของสปริงส่ันอย่าง ต่อเนือ่ ง เกดิ คล่นื เคล่ือนท่ีจากปลายด้าน A ไปด้าน B โดยที่อนุภาคของสปรงิ ไม่เคลื่อนท่ีไปกับคล่ืนน้ัน สังเกต ได้จากการเคลื่อนที่ของริบบิ้น ถ้าพิจารณาทิศทางการเคลื่อนที่ของริบบิ้นกับทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่นใน สปริงจะสามารถแบ่งคล่ืนได้เป็น 2 ลักษณะ คือ คลื่นในสปริงที่มีแนวการเคลื่อนที่ของริบบิ้นตั้งฉากกับทิศ ทางการเคลื่อนที่ของคลื่น และคลื่นในสปริงที่มีแนวการเคลื่อนที่ของริบบิ้นอยู่ในแนวเดียวกันกับทิศทางการ เคลือ่ นทข่ี องคล่ืน สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

131 หน่วยท่ี 3 | คลนื่ และแสง คูม่ ือครรู ายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กจิ กรรมที่ 3.2 คลน่ื แมเ่ หลก็ ไฟฟา้ คอื อะไร นักเรียนจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับความหมายของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและสเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และ การใช้ประโยชนแ์ ละอนั ตรายจากคลื่นแม่เหลก็ ไฟฟ้า จดุ ประสงค์ 1. รวบรวมข้อมลู และบอกความหมายของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและสเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า 2. รวบรวมข้อมูลและนำเสนอการใช้ประโยชน์และอันตรายจากคล่นื แมเ่ หลก็ ไฟฟ้า เวลาที่ใช้ใน 50 นาที การทำกิจกรรม วัสดแุ ละอุปกรณ์ -ไมม่ -ี การเตรยี มตวั ในกรณีที่นักเรียนไม่สามารถเข้าถึงแหล่งข้อมูลออนไลน์ ครูควรเตรียมข้อมูลที่น่าเชื่อถือสำหรับ ล่วงหนา้ สำหรบั ครู ให้นักเรยี นสืบค้นลว่ งหน้า ขอ้ เสนอแนะ 1. ครูควรกระตุ้นให้นักเรียนใช้ข้อมูลจากแหล่งข้อมูลที่หลากหลาย รวมทั้งกระตุ้นให้นักเรียน ในการทำกจิ กรรม เปรียบเทียบและสงั เคราะห์ข้อมูลก่อนนำเสนอ 2. ครูควรวางแผนให้นักเรียนแบ่งความรับผิดชอบในการสืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับประโยชน์และ อันตรายจากคลื่นแม่เหลก็ ไฟฟา้ ให้ครบทุกช่วงความถี่ของคลื่นแมเ่ หล็กไฟฟ้า • ในการนำเสนอผลการทำกิจกรรม ครูอาจติดแสดงผลการทำกิจกรรมของนักเรียนบนผนัง ห้องเรียนหรือจัดแสดงที่โต๊ะ เพื่อให้นักเรียนทุกคนเดินศึกษา (gallery walk) สำหรับวิธีการ นำเสนอขน้ึ อยู่กับลักษณะของผลงานทีน่ ักเรียนสร้างข้ึน สือ่ การเรียนร้/ู • หนังสือเรียนรายวิชาพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์ ระดับมธั ยมศึกษาปที ่ี 3 เล่ม 1 สสวท. แหลง่ เรยี นรู้ • เวบ็ ไซต์รวบรวมขอ้ มูลการเกิดคลน่ื และชนิดของคลน่ื เชน่ https://www.scimath.org/lesson-physics/item/7315-2017-06-14-15-51-22 https://www.scimath.org/lesson-physics/item/7150- 115?fbclid=IwAR2TPQHZcRQisjG7s1ixOSDkVHUWGdM908_Wp2V6Jyna44JrMitD9 rqcyVY สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หน่วยที่ 3 | คลน่ื และแสง 132 คูม่ ือครรู ายวชิ าพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ตวั อยา่ งผลการทำกิจกรรม ผลการสืบค้นและวิเคราะหข์ ้อมูล • คลน่ื แม่เหลก็ ไฟฟา้ คือ คล่นื ประเภทหนง่ึ ท่ีไมต่ ้องอาศัยตวั กลางในการสง่ ผา่ นพลังงาน แตจ่ ะส่งผ่านพลงั งาน โดยการเหนี่ยวนำสนามแม่เหลก็ และสนามไฟฟ้าต่อเนื่องกันไปเป็นทอด ๆ • สเปกตรมั ของคล่นื แม่เหล็กไฟฟ้า คือ ชว่ งความถี่ตา่ ง ๆ ของคลืน่ แม่เหล็กไฟฟา้ ท่ีแผ่ออกมาจากแหลง่ กำเนดิ คลนื่ แม่เหลก็ ไฟฟา้ เชน่ ดวงอาทติ ย์ โดยแตล่ ะชว่ งมีชอื่ เรียกตา่ งกนั ได้แก่ คลนื่ วิทยุ ไมโครเวฟ อินฟราเรด แสง อลั ตราไวโอเลต รังสเี อกซ์ และรังสแี กมมา • ความถ่ีของคลน่ื แมเ่ หล็กไฟฟ้าแปรผกผันกับความยาวคลนื่ • พลังงานของคล่นื แม่เหล็กไฟฟ้าแปรผันตามความถี่ โดยคล่ืนทม่ี คี วามถี่สูงจะมีพลังงานมาก • ประโยชนข์ องคล่ืนแมเ่ หล็กไฟฟ้า เช่น การใชค้ ลืน่ วทิ ยุส่งสัญญาณวทิ ยุ การใชค้ ลนื่ ไมโครเวฟสำหรับการ สอื่ สารโทรทศั น์และโทรศพั ท์เคลือ่ นท่ี และยงั สามารถใช้อนุ่ อาหารหรือทำให้อาหารสกุ ได้อกี ดว้ ย การใช้แสง เลเซอร์สำหรบั ส่งสารสนเทศผ่านเสน้ ใยนำแสง การใช้รังสเี อกซ์ในการศึกษาโครงสร้างกระดูกภายในร่างกาย มนษุ ย์ เป็นตน้ • อนั ตรายของคลืน่ แม่เหล็กไฟฟ้า เชน่ รังสีอลั ตราไวโอเลตอาจทำใหเ้ กิดมะเร็งผิวหนัง รงั สแี กมมาอาจทำลาย เนอื้ เยือ่ หรืออาจทำให้เสียชีวิตไดห้ ากไดร้ ับรงั สีแกมมาในปริมาณสงู ความรเู้ พิม่ เติมสำหรับครู อตั ราเร็วของคลืน่ แม่เหล็กไฟฟ้า คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกชนิดมีอัตราเร็วเท่ากันในสุญญากาศ โดยมีค่าประมาณ 3x108 เมตรต่อวินาที แต่ในตัวกลางอื่น ๆ จะมี อตั ราเร็วแตกตา่ งกนั และจะมอี ตั ราเรว็ นอ้ ยกว่าอัตราเร็วในสญุ ญากาศ สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

133 หนว่ ยที่ 3 | คลื่นและแสง คมู่ อื ครูรายวิชาพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยคำถามทา้ ยกจิ กรรม 1. คลน่ื แม่เหลก็ ไฟฟ้าและสเปกตรมั ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟา้ คอื อะไร แนวคำตอบ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคือคลื่นประเภทหนึ่งที่ไม่ต้องอาศัยตัวกลางในการส่งผ่านพลังงาน แต่จะ ส่งผา่ นพลังงานโดยการเหนีย่ วนำสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าต่อเน่ืองกนั ไป สเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคือช่วงความถี่ต่าง ๆ ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า โดยแต่ละช่วงมีช่ือเรยี กต่างกนั ไดแ้ ก่ คลืน่ วิทยุ ไมโครเวฟ อนิ ฟราเรด แสง อลั ตราไวโอเลต รังสเี อกซ์ และรงั สแี กมมา 2. คล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้าแตกตา่ งจากคลืน่ กลหรอื ไม่ อย่างไร แนวคำตอบ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแตกต่างจากคลื่นกล โดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าส่งผ่านพลังงานโดยไม่อาศัย ตัวกลาง สว่ นคลื่นกลส่งผา่ นพลังงานโดยอาศัยตัวกลาง 3. คลืน่ แม่เหล็กไฟฟา้ มปี ระโยชน์และอันตรายอยา่ งไรบ้าง แนวคำตอบ ประโยชน์ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น การใช้คลื่นวิทยุส่งสัญญาณวิทยุ การใช้คลื่นไมโครเวฟ สำหรับการสื่อสารโทรทัศน์และโทรศัพท์เคลื่อนที่ และยังสามารถใช้อุ่นอาหารหรือทำให้อาหารสุกได้อีกด้วย การใช้แสงเลเซอร์สำหรับส่งสารสนเทศผ่านเส้นใยนำแสง การใช้รงั สเี อกซใ์ นการศึกษาโครงสรา้ งกระดูกภายใน รา่ งกายมนษุ ย์ เปน็ ต้น อันตรายของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น รังสีอัลตราไวโอเลตอาจทำให้เกิดมะเร็งผิวหนัง รังสีแกมมาอาจทำลาย เซลล์หรือเนอื้ เยอ่ื หรอื อาจทำใหเ้ สียชีวติ ไดถ้ ้าไดร้ ับรัง1สแี กมมาในปริมาณสูง 4. จากกจิ กรรม สรุปได้ว่าอย่างไร แนวคำตอบ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคือคลื่นประเภทหนึ่งที่ไม่ต้องอาศัยตัวกลางในการส่งผ่านพลังงาน แต่จะ ส่งผ่านพลังงานโดยการเหนี่ยวนำสนามแม่เหลก็ และสนามไฟฟ้าต่อเนื่องกันไปเป็นทอด ๆ สเปกตรัมของคลื่น แม่เหล็กไฟฟ้าคือช่วงความถ่ีต่าง ๆ ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่ออกมาจากแหล่งกำเนิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น ดวงอาทิตย์ โดยแต่ละช่วงมีชื่อเรียกต่างกัน ได้แก่ คลื่นวิทยุ ไมโครเวฟ อินฟราเรด แสง อัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ และรังสีแกมมา มนุษย์นำคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามาใช้ประโยชน์มากมาย แต่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าก็เป็น อนั ตรายตอ่ มนุษย์ไดถ้ า้ ไดร้ ับในปรมิ าณสูง สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 3 | คล่นื และแสง 134 คมู่ อื ครูรายวชิ าพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กจิ กรรมทา้ ยบท สรา้ งเครือ่ งมือตรวจสอบสเปกตรมั ของแสงได้อยา่ งไร นกั เรียนจะไดส้ ร้างเครื่องมอื ตรวจสอบสเปกตรัมของแสงอยา่ งง่าย เรียกวา่ สเปกโตรสโคป ท่อี าจทำจากปรซิ ึมหรือ เกรตตง้ิ จุดประสงค์ 1. สรา้ งเครอื่ งมอื อยา่ งงา่ ยเพอ่ื ตรวจสอบสเปกตรัมของแสง 2. สังเกตและเปรียบเทยี บสเปกตรมั ของแสงจากแหลง่ กำเนดิ แสงท่ีแตกต่างกนั โดย ใช้เครื่องมือทส่ี ร้างขน้ึ เวลาท่ีใช้ใน 1 ช่ัวโมง การทำกิจกรรม วสั ดุและอุปกรณ์ วัสดทุ ่ีใช้ต่อกลุ่ม รายการ จำนวน/กล่มุ 1. เกรตติ้ง 1 อัน 2. ทอ่ ทรงกระบอกหรือแกนกระดาษชำระ 1 อนั 3. กระดาษแข็ง 1 แผน่ 4. เทปกาว 1 มว้ น 5. กรรไกร 1 เล่ม การเตรียมตัว -ไม่ม-ี ลว่ งหน้าสำหรบั ครู ขอ้ เสนอแนะ • ครูควรเนน้ ย้ำถงึ ความปลอดภัยในการใชเ้ ครื่องมือตรวจสอบสเปกตรมั ของแสง โดยห้ามใช้ ในการทำกิจกรรม เคร่อื งมอื ตรวจสอบสเปกตรมั ของแสงกับแหล่งกำเนิดแสงที่มคี วามเข้มแสงมากเกนิ ไป เช่น ดวงอาทติ ย์ • การนำเสนอผลการทำกิจกรรม ครูอาจสุ่มเลือกบางกลุม่ นำเสนอ หรืออาจติดแสดงผลการทำ กิจกรรมบนผนังห้องเรยี นหรือจัดแสดงทโ่ี ต๊ะ เพ่อื ให้นักเรียนทุกคนเดินศึกษา (gallery walk) โดยวธิ กี ารนำเสนอขนึ้ อยกู่ บั ลกั ษณะของผลงานทน่ี กั เรียนสรา้ ง สื่อการเรียนรู้/ • หนงั สือเรยี นรายวชิ าพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระดับมัธยมศึกษาปีที่ 3 เลม่ 1 สสวท. แหลง่ เรยี นรู้ สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

135 หน่วยที่ 3 | คลืน่ และแสง คู่มอื ครรู ายวิชาพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี ตวั อย่างผลการทำกิจกรรม สเปกตรัมของแสงเมื่อใชเ้ ครอ่ื งมอื ตรวจสอบสเปกตรมั ของแสงจากแหล่งกำเนิดแสง เชน่ หลอดฟลอู อเรสเซนต์ เฉลยคำถามทา้ ยกจิ กรรม 1. เมอ่ื ใชเ้ ครอื่ งมือตรวจสอบสเปกตรัมของแสงอยา่ งงา่ ยมองแสงจากหลอดไฟฟา้ ส่ิงทน่ี กั เรียนเห็นมีลกั ษณะอย่างไร แนวคำตอบ เหน็ เปน็ แถบสีต่าง ๆ เรียงกนั ไป เชน่ มว่ ง น้ำเงิน เขยี ว เหลอื ง แดง 2. สเปกตรมั ของแหล่งกำเนิดแสงตา่ ง ๆ รอบตัวเหมือนหรือแตกต่างกนั อย่างไร แนวคำตอบ ขนึ้ อยกู่ บั แหล่งกำเนิดแสงท่นี ักเรียนทำกจิ กรรม ความรูเ้ พิ่มเติมสำหรับครู โดยทั่วไปแหล่งกำเนิดแสงที่พบในชีวิตประจำวันจะให้สเปกตรัมของแสงเป็นสีแดงถึงสีม่วง แต่แหล่งกำเนิดแสงบางชนิดจะให้ สเปกตรัมท่ตี ่างออกไป เชน่ หลอดไฟทางหลวงทีท่ ำจากหลอดฮาโลเจนจะให้สเปกตรัมสีส้มเปน็ ส่วนใหญ่ สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หน่วยที่ 3 | คลน่ื และแสง 136 ค่มู ือครูรายวชิ าพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยแบบฝึกหดั ท้ายบทที่ 1 1. คลน่ื ก และ ข เปน็ คล่นื ที่เกิดข้นึ ในเวลาที่เทา่ กัน ดงั ภาพ คลน่ื ก คลน่ื ข ความยาวคลืน่ แอมพลจิ ูด และความถ่ีของคลืน่ ทั้ง 2 ขบวน แตกต่างกันหรอื ไม่ อยา่ งไร * แนวคำตอบ • ความยาวคลื่นคือระยะทางที่คลื่นเคลื่อนที่ได้เมื่อตัวกลางสั่นครบ 1 รอบ มีขนาดเท่ากับระยะในแนวระดับระหว่าง สันคลนื่ ถงึ สนั คลื่นหรือท้องคล่ืนถึงท้องคล่ืนที่อยตู่ ดิ กนั จากภาพ คลนื่ ก และ ข มีความยาวคล่ืนเท่ากัน คลน่ื ก คลืน่ ข • แอมพลิจูดคือความสูงของสันคลื่นหรือท้องคลื่นเมื่อวัดจากระดับเดิม จากภาพ คลื่น ก และ ข มีแอมพลิจูด ตา่ งกนั โดยคล่ืน ก มีแอมพลจิ ูดมากกวา่ คล่ืน ข คลน่ื ก คลืน่ ข • ความถ่ีคือจำนวนรอบที่ตัวกลางสั่นครบ 1 รอบ หรือจำนวนลูกคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านจุดจุดหนึ่งในตัวกลางใน ชว่ งเวลา 1 วนิ าที จากภาพ คลนื่ ทัง้ สองขบวนส่ันครบ 2 รอบเทา่ กนั ในเวลาที่เท่ากัน ดังนนั้ คล่นื ก และ คลื่น ข มคี วามถเ่ี ทา่ กนั สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

137 หนว่ ยที่ 3 | คลนื่ และแสง คู่มอื ครูรายวชิ าพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 2. คล่ืนน้ำเคลื่อนท่จี ากจุดกำเนดิ ไปทางขวาในเวลา 2 วนิ าที ไดร้ ะยะทาง 40 เซนติเมตร ดังภาพ ระยะในแนวด่ิง (cm) จุดกำเนิด ระยะในแนวระดบั (cm) 2.1 แอมพลจิ ูดของคล่ืนมคี า่ เทา่ ใด * แนวคำตอบ แอมพลิจูด คือ ความสูงของสันคลื่นหรือท้องคลื่นเมื่อวัดจากระดับเดิม ดังนั้น คลื่นมีแอมพลิจูด 5 เซนตเิ มตร 2.2 ความยาวคล่ืนมคี า่ เท่าใด * แนวคำตอบ ความยาวคล่ืน คอื ระยะทางทคี่ ล่ืนเคลือ่ นท่ีได้เม่ือตวั กลางส่ันครบ 1 รอบ มีขนาดเท่ากบั ระยะใน แนวระดับระหว่างสันคลน่ื ถงึ สันคลน่ื หรือท้องคลืน่ ถึงทอ้ งคลนื่ ทีอ่ ยูต่ ิดกัน คลนื่ นีม้ คี วามยาวคลื่น 16 เซนตเิ มตร ระยะในแนวด่ิง (cm) ความยาวคลื่น จดุ กำเนิด ความยาวคลืน่ ระยะในแนวระดับ (cm) ความยาวคลน่ื 2.3 ความถ่ขี องคลืน่ มีค่าเทา่ ใด * แนวคำตอบ ความถี่ คือ จำนวนรอบท่ตี ัวกลางสัน่ ใน 1 วินาที หรือจำนวนลูกคล่นื ทเ่ี คล่ือนทผ่ี า่ นจุดจุดหน่งึ ใน ตวั กลางในช่วงเวลา 1 วินาที จากภาพ ในเวลา 2 วินาที มีลูกคลืน่ จำนวนทั้งหมด 2.5 ลกู คลื่น ผา่ นจดุ กำเนดิ ดังนน้ั ความถ่ี = 2.5 รอบ/2 วินาที = 1.25 รอบต่อวินาที ความถ่ขี องคล่ืนเทา่ กบั 1.25 รอบตอ่ วนิ าที หรือ 1.25 เฮริ ตซ์ 3. คลน่ื แมเ่ หลก็ ไฟฟ้าชนดิ ใดมีพลังงานมากทีส่ ดุ เพราะเหตุใด * แนวคำตอบ รังสีแกมมามีพลังงานมากท่สี ดุ เพราะมีความถ่ีสูงท่สี ดุ สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 3 | คลืน่ และแสง 138 คมู่ อื ครูรายวชิ าพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 4. แสงเลเซอร์คืออะไรและอยู่ในความถี่ช่วงใดของสเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และเราสามารถนำไป ประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวนั หรืออุตสาหกรรมอย่างไรได้บ้าง แนวคำตอบ เลเซอร์ (LASER : Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ในชว่ งของแสงทีเ่ รามองเห็นท่ีมีความยาวคลื่นเฉพาะค่า เช่น แสงเลเซอร์สีแดง เปน็ คลน่ื แสงท่ีมีความยาวคล่ืน 6.60 x 10-7 หรือ 6.35 x 10-7 เมตร และมีความเข้มสูง สามารถนำเลเซอร์ไปใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ เช่น ด้านการสื่อสารใช้เลเซอร์ สำหรบั ส่งสารสนเทศผ่านเส้นใยนำแสง ดา้ นการแพทย์ใช้ในการผ่าตัด 5. เพราะเหตุใดยานอวกาศสำรวจดาวเคราะหจ์ ึงต้องใชค้ ลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในการส่งสัญญาณกลับมายังโลก แนวคำตอบ ยานอวกาศสำรวจดาวเคราะห์ต้องใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อส่งสัญญาณมายังโลกเพราะระหว่าง ดาวเคราะห์และโลกเปน็ สุญญากาศ ซึง่ คล่นื แมเ่ หล็กไฟฟ้าสามารถเคล่ือนที่ผา่ นได้เน่ืองจากคลืน่ แม่เหล็กไฟฟ้าส่งผ่าน พลังงานโดยไม่อาศัยตวั กลาง สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

139 หนว่ ยท่ี 3 | คลน่ื และแสง คู่มือครรู ายวิชาพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี บทท่ี 2 แสง สาระสำคัญ แสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่อยู่ในช่วงความถี่ที่เราสามารถมองเห็นได้และทำให้มองเห็นวัตถุได้เมื่อมีแสงจาก วตั ถุนน้ั ๆ เข้าตา แสงเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงในตัวกลางเดียวกัน เมื่อแสงตกกระทบวัตถุจะเกิดการสะท้อนซึ่งเป็นไปตามกฎ การสะท้อนของแสง การสะท้อนของแสงทำให้เกิดภาพได้โดยภาพเกิดจากการรวมกันของแสงสะท้อน ถ้าแสงสะท้อน รวมกันจรงิ ทำให้เกดิ ภาพจรงิ แต่ถ้าแสงสะท้อนไม่รวมกันแต่เสมอื นว่ารวมกนั จะเกดิ ภาพเสมือน เม่อื แสงเคลอ่ื นทผ่ี า่ นตวั กลางท่แี ตกต่างกนั เช่น อากาศและนำ้ อากาศและแก้ว จะเกิดการหกั เหที่บรเิ วณรอยต่อ ระหว่างสองตัวกลางนั้นเนื่องจากอัตราเร็วของแสงเปลี่ยนไป ในบางกรณีอาจเกิดการสะท้อนกลับหมดในตัวกลางที่แสง ตกกระทบ การหักเหของแสงผ่านเลนส์ทำให้เกิดภาพซึ่งภาพจากเลนส์เกิดจากแสงหักเหไปรวมกัน ถ้าแสงหักเหรวมกัน จรงิ จะเกิดภาพจรงิ แต่ถ้ารังสีหักเหไมร่ วมกันแตเ่ สมอื นวา่ รวมกันจะเกิดภาพเสมือน เมื่อแสงคลื่อนที่จากอากาศผ่านปริซึมจะเกิดการกระจายของแสงเป็นแสงสีต่าง ๆ เรียกว่า สเปกตรัมของแสง เนือ่ งจากแสงแตล่ ะสีเคลอื่ นท่ใี นปริซึมดว้ ยอัตราเร็วท่แี ตกตา่ งกนั จงึ ทำให้หกั เหได้ไมเ่ ทา่ กนั และแยกออกจากกัน การสะท้อนและการหักเหของแสงนำไปใช้อธิบายปรากฏการณ์ต่าง ๆ ที่เกีย่ วกับแสง เช่น รงุ้ มริ าจ และอธิบาย การทำงานของทศั นอุปกรณ์ เชน่ แวน่ ขยาย กระจกเงาโค้งจราจร กล้องโทรทรรศน์ กล้องจุลทรรศน์ แวน่ สายตา เมื่อแสงตกกระทบบนพื้นผิวหนึ่ง ๆ จะเกิดความสว่างบนพื้นผิวนั้น ความสว่างมีหน่วยเป็นลักซ์ โดย ความสว่างมผี ลต่อดวงตามนษุ ย์ การใช้สายตาในสภาพแวดล้อมท่ีมีความสว่างไม่เหมาะสมจะเป็นอันตรายตอ่ ดวงตา เช่น การดูวัตถุในที่มีความสว่างมากหรือน้อยเกินไป การจ้องดูหน้าจอภาพเป็นเวลานาน ความรู้เกี่ยวกับความสว่างสามารถ นำมาใช้จัดความสว่างให้เหมาะสมกับการทำกิจกรรมต่าง ๆ เช่น การจัดความสว่างที่เหมาะสมสำหรับการอ่านหนังสือ หรือห้องผา่ ตัด เป็นตน้ สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หน่วยที่ 3 | คลน่ื และแสง 140 คมู่ ือครรู ายวิชาพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จุดประสงคบ์ ทเรียน เมอื่ เรียนจบบทนี้แลว้ นกั เรยี นจะสามารถทำสิ่งต่อไปนีไ้ ด้ 1. ทดลองเพ่ืออธบิ ายกฎการสะท้อนของแสง 2. อธบิ ายและเขียนแผนภาพรังสขี องแสงแสดงการเกดิ ภาพที่เกิดจากกระจกเงาราบและกระจกเงาโค้ง 3. บอกการประยุกตใ์ ช้กระจกเงาราบและกระจกเงาโค้งในชวี ิตประจำวัน 4. อธิบายการหักเหของแสงและการสะท้อนกลบั หมดเม่ือแสงเคลอ่ื นท่ผี า่ นตวั กลางโปร่งใสที่แตกต่างกนั 5. เขียนแผนภาพรังสีของแสงเมื่อผา่ นตัวกลางโปร่งใสท่แี ตกต่างกัน 6. อธบิ ายการกระจายของแสงเม่ือผ่านปรซิ มึ 7. อธิบายและเขยี นแผนภาพรังสขี องแสงแสดงการเกิดภาพท่ีเกดิ จากเลนส์นูนและเลนส์เว้า 8. บอกการประยุกต์ใช้เลนสน์ ูนและเลนสเ์ วา้ ในชวี ิตประจำวัน 9. อธิบายปรากฏการณ์ทางแสงโดยอาศยั หลกั การสะท้อนและการหักเหของแสง 10. วัดความสว่างของพนื้ ผิวโดยใชอ้ ปุ กรณว์ ัดความสว่าง 11. อธิบายผลของความสวา่ งทีม่ ตี ่อดวงตา 12. วเิ คราะห์สถานการณ์ปญั หาและเสนอแนะการจัดความสว่างของสถานท่ตี ่าง ๆ ใหเ้ หมาะสมใน การทำกิจกรรม สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

141 หนว่ ยท่ี 3 | คล่ืนและแสง คู่มอื ครูรายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ภาพรวมการจดั กิจกรรมการเรียนรู้ จุดประสงค์ แนวความคิดต่อเนอ่ื ง กจิ กรรม รายการประเมนิ การเรยี นรูข้ องบทเรียน 1. ทดลองเพอ่ื อธิบายกฎ 1. แสงเปน็ คลน่ื ความถี่ชว่ งหนงึ่ ของ กจิ กรรมท่ี 3.3 1. ระบุรงั สีตกกระทบ คล่นื แมเ่ หลก็ ไฟฟ้า ความสัมพันธ์ รงั สสี ะทอ้ น เสน้ แนวฉาก การสะท้อนของแสง ระหวา่ งมมุ ตก มมุ ตกกระทบ และ 2. แสงเคลอ่ื นที่เปน็ เส้นตรงใน กระทบและมุม มมุ สะท้อนของการ ตวั กลางเดียวกนั สะท้อนเปน็ อย่างไร สะทอ้ นของแสง 3. เมื่อแสงตกกระทบวัตถจุ ะเกิด 2. ออกแบบการทดลอง การสะท้อน เรียกเส้นทลี่ าก และอธบิ ายกฎการ ตัง้ ฉากกบั ผิวสะท้อน ณ จุดท่เี กดิ สะท้อนของแสง การสะท้อนวา่ เส้นแนวฉาก มุมท่ี รงั สตี กกระทบทำกับเส้นแนวฉาก เรยี กวา่ มมุ ตกกระทบ และมุมที่ รงั สีสะท้อนทำกบั เส้นแนวฉาก เรยี กว่า มุมสะท้อน 4. เม่อื แสงตกกระทบวตั ถจุ ะเกิดการ สะท้อนซ่ึงเป็นไปตามกฎการ สะท้อนของแสง โดยรงั สี ตกกระทบ เสน้ แนวฉาก รงั สสี ะทอ้ นอย่ใู นระนาบเดยี วกนั และมมุ ตกกระทบเทา่ กับ มมุ สะท้อน สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หน่วยที่ 3 | คล่นื และแสง 142 คมู่ ือครูรายวชิ าพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จุดประสงค์ แนวความคิดตอ่ เน่ือง กิจกรรม รายการประเมิน การเรยี นรู้ของบทเรียน 2. อธิบายและเขียน 1. แสงเคลอื่ นทจ่ี ากวัตถุทุกทิศทาง กิจกรรมที่ 3.4 1. อธบิ ายการเกิดภาพจาก เมือ่ ตกกระทบกระจกเงาราบจะ ภาพที่เกิดจากแผน่ กระจกเงาราบ แผนภาพรงั สขี องแสง เกิดการสะท้อน และถา้ ต่อแนว สะทอ้ นแสงผิวราบ แสดงการเกิดภาพท่ี รงั สีสะทอ้ นให้เสมือนตัดกันหลัง มีลกั ษณะอย่างไร 2. เขยี นแผนภาพรังสขี อง เกดิ จากกระจกเงาราบ กระจกจะเกิดภาพเสมือน แสงแสดงการเกดิ ภาพ และกระจกเงาโค้ง ของกระจกเงาราบ 3. บอกการประยุกตใ์ ช้ 2. ภาพจากกระจกเงาราบมีขนาดเทา่ กระจกเงาราบและ วัตถุ ระยะภาพเท่ากับระยะวัตถุ 3. บอกการประยุกตใ์ ช้ กระจกเงาโค้งใน จงึ นิยมใช้กระจกเงาราบเพื่อส่องดู กระจกเงาราบใน ชีวติ ประจำวัน ตวั เองและช่วยในการแต่งตวั ชีวติ ประจำวนั 3. กระจกเงาโคง้ คือกระจกเงาท่ีผวิ กิจกรรมที่ 3.5 1. อธิบายการสะทอ้ นของ สะทอ้ นมลี ักษณะโค้ง โดยกระจก การสะท้อนของ แสงขนานที่ขนานกบั เงาเว้าจะใช้ผวิ โค้งเว้าเป็นผวิ แสงจากแผ่น แกนมุขสำคัญเมื่อตก สะท้อนแสง ส่วนกระจกเงานูนจะ สะท้อนแสงผิวโค้ง กระทบกระจกเงาเวา้ ใช้ผิวโค้งนนู เป็นผิวสะทอ้ นแสง เป็นอย่างไร และกระจกเงานูน 4. แสงตกกระทบที่จุดใด ๆ บน กระจกเงาโคง้ จะเกิดการสะท้อน ซง่ึ เป็นไปตามกฎการสะท้อน 5. ถ้าแสงขนานทขี่ นานกบั แกนมุข สำคัญตกกระทบกระจกเงาเว้า แสงสะท้อนจะไปรวมกันท่ีจดุ จดุ หนงึ่ เรียกว่าจุดโฟกัสของ กระจกเงาเว้า 6. ถ้าแสงขนานท่ขี นานกับแกนมุข สำคญั ตกกระทบกระจกเงานูน แสงสะท้อนจะไม่ไดต้ ัดกันแต่ถา้ ลากเสน้ ตามแนวรังสสี ะทอ้ น ต่อไปยังดา้ นหลังของ กระจกเงานนู พบวา่ จะตัดกันท่ีจดุ จดุ หน่งึ เรียกวา่ จุดโฟกัสเสมือน ของกระจกเงานนู สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

143 หนว่ ยท่ี 3 | คลนื่ และแสง คมู่ ือครรู ายวชิ าพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี จุดประสงค์ แนวความคดิ ต่อเน่ือง กิจกรรม รายการประเมนิ การเรยี นรูข้ องบทเรียน 1. อธบิ ายการเกดิ ภาพจาก 7. แสงเคล่อื นทจ่ี ากวัตถุทุกทิศทาง กิจกรรมท่ี 3.6 กระจกเงาเวา้ และกระจก เมอ่ื ตกกระทบกระจกเงาโค้งจะ ภาพท่เี กิดจาก เงานูน เกดิ การสะท้อน โดยภาพจาก กระจกเงาโค้งเป็น กระจกเงาโค้งเกิดจากรังสสี ะทอ้ น อยา่ งไร 2. เขียนแผนภาพรงั สีของ ตดั กันหรอื ต่อแนวรงั สสี ะทอ้ นให้ แสงแสดงการเกิดภาพ ตัดกนั โดยถา้ รังสสี ะทอ้ นตดั กัน จากกระจกเงาเว้าและ จริงจะเกิดภาพจรงิ แต่ถา้ ต่อแนว กระจกเงานูน รังสสี ะทอ้ นให้ไปตดั กนั จะเกิด ภาพเสมอื น 3. บอกการประยุกตใ์ ช้ กระจกเงาเวา้ และกระจก 8. ภาพจากกระจกเงาเว้าจะเป็นได้ เงานนู ในชวี ติ ประจำวัน ท้ังภาพจรงิ และภาพเสมือน โดย จะเกดิ ภาพจริงเมื่อวตั ถุอย่หู ่าง จากกระจกมากกว่าความยาว โฟกสั และจะเกดิ ภาพเสมอื นเม่ือ วตั ถุอย่หู า่ งจากกระจกน้อยกว่า ความยาวโฟกสั 9. ภาพจากกระจกเงานนู จะเป็น ภาพเสมอื นหวั ต้งั ขนาดเลก็ กวา่ วัตถเุ สมอ 10.กระจกเงาเว้าทำหนา้ ท่ีรวมแสงซง่ึ สามารถนำมาประยุกต์เป็น ส่วนประกอบสำคญั ในอุปกรณ์หรอื เคร่ืองมือตา่ ง ๆ เพ่ือใช้ใน ชวี ิตประจำวันได้ เช่น ใชเ้ ปน็ ส่วนประกอบในกล้องจลุ ทรรศน์ เพ่ือรวมแสงไปให้ตกที่แผ่นสไลด์ ใช้ทำเตาสุริยะเพ่ือรวมแสงและ พลังงานความร้อน ใช้ทำกล้อง โทรทรรศน์ชนิดสะท้อนแสง นอกจากนี้สมบตั ิอย่างหน่ึงของ สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 3 | คลืน่ และแสง 144 คูม่ อื ครรู ายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จุดประสงค์ แนวความคดิ ตอ่ เนื่อง กจิ กรรม รายการประเมิน การเรยี นร้ขู องบทเรียน กระจกเงาเว้าคือ เม่ือนำมาส่องดู กจิ กรรมท่ี 3.7 1. อธบิ ายการหกั เหของแสง 4. อธบิ ายการหกั เหของ วัตถใุ กล้ ๆ โดยใหร้ ะยะวัตถนุ ้อย มมุ หกั เหมี เม่ือแสงเคล่ือนที่ผา่ น แสงและการสะท้อน กว่าความยาวโฟกสั แล้ว จะได้ ความสัมพนั ธก์ ับมมุ ตวั กลางโปรง่ ใสท่ี กลับหมดเมื่อแสง ภาพเสมือน หวั ตั้ง ขนาดใหญ่กวา่ ตกกระทบอย่างไร แตกต่างกัน เคล่ือนทผี่ า่ นตวั กลาง วัตถุ จึงมักนำมาใช้ทำกระจก โปร่งใสทแ่ี ตกตา่ งกัน แต่งหน้า และกระจกสำหรับ 2. เขยี นแผนภาพรังสีของ ทนั ตแพทย์เพื่อตรวจฟนั แสงเม่ือผา่ นตัวกลาง 5. เขียนแผนภาพรงั สีของ 11.ภาพที่เกิดจากกระจกเงานนู เป็น โปร่งใสที่แตกตา่ งกนั แสงเม่อื ผ่านตวั กลาง ภาพเสมือนหัวตั้ง ขนาดเล็กกว่า โปรง่ ใสทีแ่ ตกต่างกัน วัตถเุ สมอ ทำให้ช่วยเพมิ่ ขอบเขต การมองเห็นภาพในกระจกใหก้ ว้าง ขนึ้ จึงมักนำกระจกเงานูนมาใช้ ประโยชนโ์ ดยติดกับรถยนต์ รถจักรยานยนต์ เพื่อใหส้ ามารถ มองเห็นภาพทางด้านหลังและ ด้านข้างของรถ นอกจากน้ีกระจก เงานูนยังใชต้ ดิ ตั้งบริเวณทางเลี้ยว เพ่ือชว่ ยให้มองเหน็ รถยนต์ท่ีวิ่ง สวนทางมาหรือติดตั้งกระจกเงานนู ในร้านค้าเพ่ือให้สามารถเหน็ ภาพ ภายในร้านค้าในมุมกว้างข้นึ 1. เมือ่ แสงเคลื่อนทจ่ี ากตวั กลาง โปรง่ ใสหนึ่งไปยังตัวกลางโปร่งใส อีกตวั กลางหน่ึง ณ จุดทแี่ สงตก กระทบบริเวณรอยต่อระหวา่ ง ตัวกลางท้งั สองน้นั แสงจะเกิด การหักเหและแสงบางส่วนจะเกิด การสะท้อน 2. เสน้ ตรงทีต่ ั้งฉากกับผิวรอยต่อ ระหว่างตัวกลางทง้ั สอง ณ จดุ ที่ แสงตกกระทบเรยี กวา่ เส้นแนว สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

145 หนว่ ยที่ 3 | คล่ืนและแสง คูม่ อื ครรู ายวชิ าพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จุดประสงค์ แนวความคดิ ต่อเนือ่ ง กจิ กรรม รายการประเมิน การเรยี นรู้ของบทเรียน 1. อธิบายการสะท้อนกลับ ฉาก เรียกรังสีของแสงทีต่ ก หมดของแสง กระทบว่า รังสีตกกระทบ โดยมมุ ทร่ี ังสีตกกระทบทำมุมกบั เส้นแนว ฉากเป็นมุมตกกระทบ เมื่อแสง ผ่านเขา้ ไปยังอีกตวั กลางหน่งึ เรียกรงั สขี องแสงนัน้ ว่า รังสหี ักเห โดยมุมทรี่ งั สีหกั เหทำมุมกบั เสน้ แนวฉากเรียกมมุ หกั เห 3. เมอ่ื แสงเคลื่อนทจี่ ากตวั กลางที่ แสงมีอัตราเรว็ มากไปยังตวั กลาง ท่แี สงมีอตั ราเรว็ นอ้ ย รงั สีหกั เห จะเบนเขา้ หาเส้นแนวฉาก ทำให้ มมุ หกั เหเลก็ กว่ามมุ ตกกระทบ 4. เมื่อแสงเคลื่อนท่ีจากตัวกลางที่ แสงมอี ตั ราเรว็ น้อยไปยังตัวกลาง ทแี่ สงมีอตั ราเร็วมาก รังสีหักเหจะ เบนออกจากเส้นแนวฉาก ทำให้ มุมหักเหใหญ่มุมตกกระทบ 5. เมอ่ื แสงเคล่ือนทีจ่ ากตัวกลางที่ กิจกรรมท่ี 3.8 แสงมอี ตั ราเรว็ น้อยไปยังตวั กลาง การสะท้อนกลบั ท่ีแสงมีอตั ราเรว็ มาก ด้วยมุมตก หมดของแสงเป็น กระทบคา่ หนึ่งแล้วทำให้มุมหักเห อยา่ งไร มขี นาดเท่ากบั 90 องศา เรยี กมุม ตกกระทบน้วี ่า มุมวิกฤติ 6. เมอ่ื แสงตกกระทบตวั กลาง โปรง่ ใสด้วยมมุ กระทบที่ใหญ่กวา่ มมุ วิกฤติจะเกิดการสะท้อนกลับ หมดในตวั กลางที่แสงตกกระทบ 7. การหักเหของแสงเมอ่ื แสงผ่าน ตัวกลางตา่ งชนดิ กันทำให้มองเห็น สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 3 | คลื่นและแสง 146 คู่มอื ครูรายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี จุดประสงค์ แนวความคดิ ต่อเนอื่ ง กิจกรรม รายการประเมิน การเรียนรูข้ องบทเรยี น วัตถอุ ยู่ในตำแหน่งท่ีต่างไปจาก 6. อธบิ ายการกระจาย ของแสงเมือ่ ผ่านปริซึม ตำแหนง่ จริงของวตั ถุน้นั 7. อธิบายปรากฏการณ์ 8. มริ าจเป็นปรากฏการณ์เกดิ ภาพ ทางแสงโดยอาศยั หลกั การสะท้อนและ ลวงตาซง่ึ เกดิ จากการหักเหของ การหกั เหของแสง แสงผ่านชนั้ ของอากาศที่มคี วาม 8. อธบิ ายและเขียน แผนภาพรังสขี องแสง หนาแนน่ ต่างกัน ทำใหแ้ สงหักเห แสดงการเกิดภาพท่ี เกดิ จากเลนส์นนู และ อย่างต่อเนอ่ื งเป็นเส้นโคง้ เลนส์เวา้ 1. เมื่อแสงผ่านปรซิ ึมจะเกดิ กจิ กรรมที่ 3.9 1. อธบิ ายการกระจายของ 9. บอกการประยุกตใ์ ช้ เลนส์นนู และเลนส์เวา้ การหักเหโดยแสงแต่ละสีหกั เหได้ การกระจายของ แสงเม่ือผ่านปรซิ ึม ในชีวติ ประจำวนั ไม่เทา่ กัน ทำให้แสงแต่ละสี แสงเปน็ อยา่ งไร 10.อธิบายปรากฏการณ์ ทางแสงโดยอาศยั กระจายออกเป็นแสงสตี า่ ง ๆ หลกั การสะท้อนและ การหักเหของแสง เรียกว่า สเปกตรัมของแสง 2. รุ้งเกิดจากการทแ่ี สงหักเหผา่ น หยดน้ำในอากาศ เกิดการ กระจายของแสง ทำใหเ้ รา มองเห็นแสงสตี ่าง ๆ 1. เลนส์ คอื ตวั กลางโปร่งใสท่ีทำ กจิ กรรมท่ี 3.10 1. อธบิ ายการหักเหของแสง หน้าท่ีรวมแสงหรอื กระจายแสง การหกั เหของแสง ขนานที่ผ่านเลนส์นูนและ แบง่ เป็นเลนสน์ ูนและเลนส์เว้า ขนานเม่ือผา่ นเลนส์ เลนสเ์ วา้ 2. เลนสน์ ูนมีลกั ษณะหนาบริเวณ เป็นอย่างไร 2. บอกการประยุกต์ใช้ ส่วนกลางของเลนสแ์ ละบางที่ เลนสน์ นู และเลนสเ์ วา้ บริเวณขอบ ส่วนเลนสเ์ วา้ มี ลักษณะหนาบริเวณขอบของ เลนส์และบางบรเิ วณสว่ นกลาง ของเลนส์ 3. เลนส์นนู ทำหน้าท่รี วมแสง ถ้าแสง ขนานท่ีขนานกับแกนมขุ สำคัญตก กระทบเลนสน์ นู แสงขนานจะ หกั เหและไปตัดกันที่จดุ หนงึ่ อีก ด้านหนง่ึ ของเลนส์บน สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

147 หนว่ ยท่ี 3 | คลน่ื และแสง คูม่ ือครรู ายวิชาพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จุดประสงค์ แนวความคิดตอ่ เน่อื ง กิจกรรม รายการประเมนิ การเรียนรขู้ องบทเรยี น แกนมขุ สำคัญ เรยี กวา่ จดุ โฟกัส ของเลนส์นนู ระยะทางจาก จดุ ก่ึงกลางเลนส์ถึงจดุ โฟกสั เรียกว่า ความยาวโฟกัส 4. เลนส์เว้าทำหนา้ ทกี่ ระจายแสง ถา้ แสงขนานท่ีขนานกับแกนมุข สำคญั ตกกระทบเลนสเ์ ว้า แสงจะ หักเหออกจากกันทำใหไ้ ม่ตัดกนั แต่ถา้ ต่อแนวของรงั สขี องแสง หกั เหออกมาดา้ นหน้าเลนส์ จะ พบวา่ แนวเหลา่ นีจ้ ะไปตดั กนั ทจ่ี ดุ หน่ึงบนแกนมุขสำคัญ เรยี กวา่ จดุ โฟกัสของเลนสเ์ ว้า ระยะทาง จากจุดกงึ่ กลางเลนสถ์ งึ จดุ โฟกัส เรียกวา่ ความยาวโฟกัส 5. ถา้ วางวตั ถุไว้หนา้ เลนสน์ นู ที่ กิจกรรมที่ 3.11 1. อธบิ ายการเกิดภาพท่ี ตำแหนง่ ต่าง ๆ ภาพทีเ่ กิดขึน้ อาจ ภาพทเี่ กดิ จากเลนส์ เกิดจากเลนส์นนู และ เป็นไดท้ งั้ ภาพจริง หวั กลบั ขนาด นนู เป็นอย่างไร เลนส์เว้า เล็กกว่า เทา่ กับ หรือใหญ่กวา่ 2. เขียนแผนภาพรังสขี อง วัตถุ และอาจเป็นภาพเสมือน หวั แสงแสดงการเกิดภาพที่ ตั้งทม่ี ขี นาดใหญ่กว่าวัตถุ ทง้ั นี้ เกิดจากเลนส์นนู และ ข้นึ อยกู่ ับตำแหนง่ ของวัตถุ เลนสเ์ วา้ 6. ถา้ วางวัตถไุ ว้หน้าเลนสเ์ วา้ ท่ี 3. อธิบายการแกไ้ ขความ ตำแหนง่ ต่าง ๆ ภาพที่เกิดขน้ึ จะ บกพร่องทางสายตาโดย เป็นภาพเสมอื น หัวตง้ั และมี ใช้เลนส์ ขนาดเลก็ กว่าวัตถุเสมอ 7. เราสามารถมองเหน็ วตั ถุได้ เนอ่ื งจากมแี สงจากวตั ถุเขา้ ตาโดย เม่อื แสงผ่านกระจกตาจะเกดิ การ หกั เหและจะมีการหักเหอกี คร้ังที่ สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 3 | คลน่ื และแสง 148 ค่มู อื ครูรายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี จุดประสงค์ แนวความคิดตอ่ เน่ือง กิจกรรม รายการประเมิน การเรยี นรขู้ องบทเรยี น เลนส์ตาซ่ึงเป็นเลนส์นูน ทำให้ 1. วัดความสว่างของพน้ื ผิว 10.วัดความสวา่ งของ แสงรวมกนั ท่เี รตนิ าจากน้นั เรตนิ า โดยใชอ้ ุปกรณว์ ัด พื้นผวิ โดยใช้อุปกรณ์ จะสง่ สญั ญาณไปให้สมองตีความ ความสว่าง วัดความสว่าง 8. ความบกพรอ่ งทางสายตา เช่น สายตาสนั้ และสายตายาว เป็น 2. อธบิ ายผลของความ 11.อธบิ ายผลของความ เพราะตำแหนง่ ท่ีเกดิ ภาพไม่ได้อยู่ สวา่ งทม่ี ีต่อดวงตา สว่างท่มี ตี อ่ ดวงตา ทเ่ี รตนิ าพอดี จงึ ต้องใชเ้ ลนส์เพอ่ื ชว่ ยแก้ไขให้มองเห็นเหมือนคน 3. เสนอแนะการจดั ความ 12.วิเคราะห์สถานการณ์ สายตาปกติโดยคนสายตาสั้นใช้ สว่างของสถานท่ีตา่ ง ๆ ปัญหาและเสนอแนะ เลนสเ์ ว้า สว่ นคนสายตายาวใช้ ให้เหมาะสมในการทำ การจดั ความสวา่ งของ เลนส์นนู กิจกรรม สถานท่ีตา่ ง ๆ ให้ 1. เม่ือแสงตกกระทบวตั ถบุ นผวิ วัตถุ กจิ กรรมที่ 3.12 เหมาะสมในการทำ ตา่ ง ๆ จะทำให้เกดิ ความสวา่ งบน ความสวา่ งที่ กจิ กรรม วตั ถุน้นั เหมาะสมกับ 2. ความสวา่ งบนพื้นทีร่ บั แสงหน่ึง ๆ กจิ กรรมตา่ ง ๆ มีหนว่ ยเปน็ ลักซ์ โดยอปุ กรณ์ท่ี ควรมีคา่ เทา่ ใด ใช้วดั ความสว่างเรียกว่า ลกั ซม์ เิ ตอร์ 3. ในชวี ิตประจำวันเราทำกจิ กรรม หลายอยา่ งในสถานท่ตี ่าง ๆ ท่ี ตอ้ งการความสวา่ งแตกตา่ งกัน 4. ความสว่างมผี ลต่อดวงตามนุษย์ การใชส้ ายตาในสภาพแวดล้อมที่ มีความสว่างไมเ่ หมาะสมจะเป็น อนั ตรายต่อดวงตา เช่น การดู วัตถุในท่มี ีความสว่างมากหรือ นอ้ ยเกนิ ไป การจ้องดหู น้าจอภาพ เปน็ เวลานาน 5. ความรูเ้ กยี่ วกบั ความสวา่ ง สามารถนำมาใชจ้ ดั ความสว่าง สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

149 หน่วยท่ี 3 | คลน่ื และแสง คู่มือครูรายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จดุ ประสงค์ แนวความคดิ ตอ่ เน่ือง กจิ กรรม รายการประเมนิ การเรียนรขู้ องบทเรยี น ของสถานทตี่ า่ ง ๆ ให้เหมาะสม กับการทำกจิ กรรม เชน่ การจัด ความสวา่ งในหอ้ งเรียนที่ เหมาะสมสำหรับการอ่านหนังสอื สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 3 | คล่นื และแสง 150 คู่มือครูรายวชิ าพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี ทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตรแ์ ละทักษะแหง่ ศตวรรษท่ี 21 ท่คี วรจะได้จากบทเรียน ทกั ษะ เร่ืองที่ 1 2 3 ทา้ ยบท ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์   การสงั เกต  การวัด การจำแนกประเภท  การหาความสมั พันธ์ระหวา่ งสเปซกับสเปซ และสเปซกับเวลา    การใช้จำนวน การจัดกระทำและสือ่ ความหมายขอ้ มลู   การลงความเห็นจากขอ้ มลู  การพยากรณ์  การตง้ั สมมตฐิ าน  การกำหนดนยิ ามเชิงปฏิบตั กิ าร  การกำหนดและควบคมุ ตัวแปร  การทดลอง  การตคี วามหมายข้อมลู และลงขอ้ สรปุ   การสรา้ งแบบจำลอง  ทกั ษะแห่งศตวรรษที่ 21 ด้านการคดิ อย่างมีวิจารณญาณและการแก้ปญั หา   ดา้ นการสอื่ สาร สารสนเทศและการร้เู ทา่ ทันสื่อ   ดา้ นความรว่ มมอื การทำงานเป็นทมี และภาวะผู้นำ   ด้านการสรา้ งสรรค์และนวตั กรรม   ด้านคอมพิวเตอรแ์ ละเทคโนโลยสี ารสนเทศและการสอ่ื สาร    ด้านการทำงาน การเรยี นรู้ และการพึง่ ตนเอง   สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

151 หนว่ ยท่ี 3 | คลื่นและแสง ค่มู อื ครรู ายวชิ าพนื้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี การนำเข้าสหู่ นว่ ยการเรยี นรู้ ครดู ำเนินการดังนี้ 1. เชื่อมโยงเข้าสู่บทที่ 2 แสง โดยให้นักเรียนสังเกตภาพนำบท อ่านเนื้อหานำบท จากนั้นร่วมกันอภิปรายตามแนวคำถาม ดังตอ่ ไปนี้ • ภาพทเ่ี ห็นเปน็ ภาพอะไร (ดวงอาทติ ยก์ ำลงั ข้นึ ท่ีภชู ้ีฟ้า) • แสงเป็นคลื่นประเภทใด (คล่นื แมเ่ หลก็ ไฟฟา้ ) • ข้อความที่กล่าวว่าเรามองเห็นภาพในอดีตของดวง อาทิตย์เมื่อ 8 นาที ที่ผ่านมา หมายความว่าอย่างไร (เรามองเห็นดวงอาทิตย์ได้เมื่อแสงจากดวงอาทิตย์ เคลื่อนที่เข้าสู่ตาเรา ซึ่งกว่าแสงนั้นจะมาถึงโลกต้องใช้ เวลาประมาณ 8 นาที ดังนั้น แสงที่มาถึงเราแล้วทำให้ เราเห็นดวงอาทติ ยค์ ือแสงท่เี กิดขึน้ เมอื่ 8 นาทที ่แี ล้ว) • แสดงวิธีการคำนวณหาเวลาที่แสงใช้เคลื่อนท่ีจากดวง อาทิตย์ถึงโลกได้อย่างไร (หาเวลาที่แสงใช้เคลื่อนที่จาก ดวงอาทิตย์ถึงโลกได้โดยแสงเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว ประมาณ 3 x 108 เมตรตอ่ วินาที และโลกซงึ่ อยู่หา่ งดวงอาทติ ยเ์ ป็นระยะทางประมาณ 150 ลา้ นกิโลเมตร จาก อตั ราเรว็ = ระยะทาง/เวลา เวลา = ระยะทาง/อตั ราเรว็ เวลา = 150 x 106 x 103 เมตร/ 3 x 108 เมตรตอ่ วนิ าที เวลาทีแ่ สงเคลอื่ นที่จากดวงอาทิตยถ์ ึงโลก คือ = 500 วนิ าที หรอื 8.3 นาท)ี • นักเรียนรู้จักปรากฏการณ์ใดบ้างที่เกี่ยวข้องกับแสง (นักเรียนตอบตามประสบการณ์ของตนเอง เช่น การมองเห็น วตั ถุ ภาพในกระจก ร้งุ ) 2. นักเรียนอ่านคำถามนำบท จุดประสงค์การเรียนรู้ของบทเรียน เพื่อให้นักเรียนทราบขอบเขตเนื้อหาและเป้าหมาย การเรียนรู้ในบทเรียน เช่น นักเรียนจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับการสะท้อนของแสง การหักเหของแสง ปรากฏการณ์ท่ี เกี่ยวข้องกับการสะท้อนของแสงและการหักเหของแสง การใช้ประโยชน์จากการสะท้อนของแสงและการหักเหของ แสง และความสว่าง สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 3 | คลืน่ และแสง 152 คมู่ อื ครรู ายวิชาพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี เรอ่ื งท่ี 1 การสะทอ้ นของแสง แนวการจัดการเรียนรู้ ครดู ำเนนิ การดงั นี้ 1. ให้นักเรียนสังเกตภาพนำเรื่อง อ่านเนื้อหานำเรื่องและ ร่วมกนั อภปิ รายตามแนวคำถามดังนี้ • นักเรียนคิดว่าความเสียหายที่เกิดขึ้นกับวัตถุสิ่งของต่าง ๆ ที่อยู่ตรงข้ามอาคารวอล์กกี ทอล์กกีมีสาเหตุมาจากอะไร เกี่ยวข้องกับอาคารวอล์กกี ทอล์กกี หรือไม่ อย่างไร (นักเรยี นตอบตามความเข้าใจ) 2. ใหน้ ักเรยี นอ่านคำสำคัญ ทำกจิ กรรมทบทวนความรู้ก่อนเรียน จากนั้นนำเสนอผลการทำกิจกรรม หากครูพบว่านักเรียนยัง ทำกิจกรรมทบทวนความรู้ก่อนเรียนไม่ถูกต้อง ครูควร ทบทวนหรือแก้ไขความเข้าใจผิดของนักเรียน เพื่อให้ นักเรียนมคี วามรู้พืน้ ฐานที่ถกู ตอ้ งและเพียงพอที่จะเรียนเร่ือง การสะทอ้ นของแสงตอ่ ไป เฉลยทบทวนความรู้ก่อนเรยี น 1. เขยี นเคร่ืองหมาย √ หน้าข้อความทถี่ กู ต้อง และเขยี นเครือ่ งหมาย X หนา้ ขอ้ ความทีไ่ ม่ถกู ตอ้ ง  1. การมองเหน็ วตั ถุที่เปน็ แหล่งกำเนดิ แสงเพราะมแี สงจากวตั ถุน้ันเขา้ สูต่ าโดยตรง  2. การมองเห็นวตั ถทุ ไ่ี มใ่ ช่แหล่งกำเนิดแสง ต้องมีแสงจากแหลง่ กำเนิดแสงไปตกกระทบวัตถแุ ลว้ สะทอ้ นเข้าตาเรา 2. จากภาพ มมุ A มุม B และมมุ C มคี า่ เท่าใดตามลำดบั C AB มุม A = 60 องศา มุม B = 120 องศา มุม C = 30 องศา สถาบันสง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

153 หน่วยที่ 3 | คล่ืนและแสง คู่มือครูรายวชิ าพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 3. ตรวจสอบความรู้เดิมของนักเรียนเกี่ยวกับการสะท้อนของแสงโดยให้ทำกิจกรรม รู้อะไรบ้างก่อนเรียน ครูอาจให้ นักเรียนเขียนตามความเข้าใจของตนเอง โดยครูยังไม่เฉลยคำตอบแต่ครูนำข้อมูลจากการตรวจสอบความรู้เดิมของ นกั เรียนไปใช้ประกอบการจัดการเรียนรู้ในขัน้ ต่อไป เมื่อนักเรยี นเรยี นจบเรื่องนแ้ี ล้ว นกั เรียนจะมคี วามรู้ ความเข้าใจ ครบถ้วนตามจดุ ประสงคข์ องบทเรยี น ตัวอย่างแนวคดิ คลาดเคล่อื นท่ีอาจพบในเรือ่ งน้ี • กระจกหรือวัตถุพืน้ ผิวมันวาวเท่าน้ันท่สี ามารถสะท้อนแสงได้ (Primary Science Teaching Trust, 2019) • มนษุ ยส์ ามารถมองเหน็ วตั ถุในห้องทม่ี ืดสนทิ ได้ถ้าปลอ่ ยให้สายตาชนิ กบั ความมืด (สสวท., 2562) 4. สาธติ การสะทอ้ นของแสงโดยจัดหอ้ งให้มืดแลว้ ฉายแสงจากชุดกล่องแสงหรือปากกาเลเซอร์ท่ีฉายแสงผา่ นแท่งแก้วคน สารใหต้ กกระทบกระจกเงาราบ ดังภาพ จากนัน้ ให้นกั เรียนอ่านเนื้อหาในหนังสือเรียนหน้า 106-107 เพื่อให้นักเรียน สังเกตการสะท้อนของแสงเมื่อแสงตกกระทบกระจกเงาราบ ให้นักเรียนรูจ้ กั รงั สีตกกระทบ เส้นแนวฉาก รังสีสะท้อน มุมตกกระทบ และมุมสะท้อน เพื่อใช้ในการศึกษาการสะท้อนของแสง อีกทั้งการสาธิตการสะท้อนของแสงจะช่วยให้ นกั เรยี นคุ้นเคยกบั การจดั อปุ กรณเ์ พ่อื ใหน้ ักเรยี นทำกจิ กรรมที่ 3.3 ไดง้ า่ ยขน้ึ ภาพ ชุดอปุ กรณ์กลอ่ งแสง ภาพ การฉายเลเซอรแ์ สงผ่านแท่งแกว้ คนสาร ภาพ การสาธิตการสะท้อนของแสง สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 3 | คลื่นและแสง 154 คมู่ ือครรู ายวิชาพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 5. ตรวจสอบความเข้าใจเกี่ยวกับรังสีตกกระทบ เส้นแนวฉาก รังสีสะท้อน มุมตกกระทบ และมุมสะท้อนโดยใช้คำถาม ระหว่างเรยี นหน้า 107 เฉลยคำถามระหว่างเรียน (หนา้ 107) 12 30° • จากภาพ รงั สหี มายเลข 1 และ 2 คอื รงั สีอะไร ทราบไดอ้ ยา่ งไร แนวคำตอบ รังสีหมายเลข 1 คือรังสีตกกระทบ รังสีหมายเลข 2 คือรังสีสะท้อน ทราบได้จากหัวลูกศร โดย รังสีหมายเลข 1 หัวลูกศรชี้เข้าหากระจกเงาราบแสดงว่าเป็นรังสีตกกระทบ รังสีหมายเลข 2 หัวลูกศรชี้ออก จากกระจกเงาราบแสดงวา่ เป็นรงั สีสะท้อน 12 • จากภาพ มุมสะท้อนคอื หมายเลขใด ทราบได้อย่างไร แนวคำตอบ หมายเลข 1 คือมมุ สะทอ้ นเพราะเป็นมุมทีร่ งั สีสะทอ้ นทำกับเสน้ แนวฉาก 6. นำเข้าสู่กิจกรรมที่ 3.3 ความสัมพันธ์ระหว่างมุมตกกระทบและมุมสะท้อนเป็นอย่างไร โดยอาจใช้คำถามกระตุ้น ความสนใจ เช่น นักเรียนคิดว่าถ้าแสงตกกระทบตั้งฉากกับผิวสัมผัส แนวของรังสีตกกระทบ เส้นแนวฉาก และรังสี สะท้อนเป็นอย่างไร และถ้ามุมตกกระทบเปลี่ยนไป มุมสะท้อนจะเปลี่ยนแปลงหรือไม่ มุมสะท้อนมีความสัมพันธ์กับ มมุ ตกกระทบอย่างไร สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

155 หนว่ ยท่ี 3 | คลืน่ และแสง คูม่ อื ครรู ายวิชาพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กจิ กรรมที่ 3.3 ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งมุมตกกระทบและมมุ สะท้อนเป็นอย่างไร แนวการจัดการเรียนรู้ ครดู ำเนนิ การดังนี้ กอ่ นการทำกิจกรรม (10 นาที) 1. ให้นักเรียนอ่านชื่อกิจกรรม จุดประสงค์ และวิธีดำเนินกิจกรรม และตรวจสอบความเข้าใจจากการอ่านโดยใช้คำถาม ดงั ต่อไปน้ี • กจิ กรรมนีเ้ กี่ยวกบั เรอื่ งอะไร (ความสัมพันธ์ระหวา่ งมุมตกกระทบและมุมสะท้อน) • กิจกรรมนี้มจี ุดประสงคอ์ ะไร (ออกแบบการทดลอง ทดลอง และอธิบายความสัมพนั ธร์ ะหว่างมุมตกกระทบและมุม สะทอ้ นของการสะทอ้ นของแสง) • วิธีดำเนินกิจกรรมมีขั้นตอนโดยสรุปอย่างไร (ออกแบบการทดลอง ระบุตัวแปรที่เกี่ยวข้อง ออกแบบตารางบันทึกผล การทดลอง และดำเนินการทดลองเพื่ออธิบายความสัมพันธ์ระหว่างมุมตกกระทบและมุมสะท้อนของการสะท้อนของ แสง) ครูควรเขียนขัน้ ตอนการทำกจิ กรรมโดยสรุปบนกระดาน • นกั เรียนต้องสังเกตหรือรวบรวมข้อมลู เกย่ี วกับอะไรบ้าง (สังเกต วดั และบนั ทกึ ขนาดของมุมตกกระทบและขนาด ของมมุ สะท้อน) ระหว่างการทำกจิ กรรม (25 นาที) 2. ครูควรเดินสังเกตการทำกิจกรรมของนักเรียนแต่ละกลุ่มและให้คำแนะนำหรือตอบข้อสงสัยในประเด็นต่าง ๆ เช่น การต่อหม้อแปลงไฟฟ้าโวลต์ตำ่ แนวทางการวิเคราะห์และจัดกระทำข้อมูล และครูควรรวบรวมข้อมูลจากการทำกิจกรรม ของนกั เรียนเพื่อใช้เป็นข้อมลู ประกอบการอภปิ รายภายหลังการทำกิจกรรม หลังการทำกิจกรรม (15 นาที) 3. ส่มุ ให้นกั เรยี นนำเสนอผลการทำกจิ กรรม ตอบคำถามทา้ ยกิจกรรม และรว่ มกันอภปิ รายโดยใชค้ ำถามท้ายกจิ กรรม เปน็ แนวทางเพอ่ื ให้ได้ขอ้ สรุปจากกิจกรรมว่า • เม่อื แสงตกกระทบกระจกเงาราบจะเกดิ การสะทอ้ นของแสงที่ผวิ ของกระจกเงาราบน้นั • ถ้าขนาดของมุมตกกระทบเพิ่มขึ้น ขนาดของมุมสะท้อนก็จะเพิ่มขึ้นด้วย โดยขนาดของมุมตกกระทบจะ เทา่ กบั ขนาดของมุมสะทอ้ นเสมอ สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 3 | คลน่ื และแสง 156 คู่มอื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 4. ให้นกั เรยี นเรียนรูเ้ พ่ิมเติมเก่ยี วกบั กฎการสะท้อนของแสงโดยอา่ นเน้ือหาในหนังสือเรียนหน้า 110-112 และตอบ คำถามระหว่างเรียนหน้า 111-112 เพอ่ื ตรวจสอบความเข้าใจ จากน้ันร่วมกันอภิปรายเพ่ือใหไ้ ดข้ ้อสรุปว่า การ สะท้อนของแสงจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของวัตถุทุกชนิดทั้งที่เรียบ มันวาว หรือขรุขระ โดยการสะท้อนของแสงจะ เปน็ ไปตามกฎการสะท้อนของแสงท่ีกล่าวว่า 1. รังสตี กกระทบ เสน้ แนวฉาก และรังสีสะท้อนอยู่ในระนาบเดียวกัน 2. มุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อน ณ ตำแหนง่ ที่แสงตกกระทบ เฉลยคำถามระหวา่ งเรยี น • เมื่อฉายลำแสงเล็ก ๆ ให้ตกกระทบกระจกเงาราบ โดยรังสีตกกระทบทำมุมกับกระจกเงาราบ ดังภาพ ก) และ ข) เขียนเส้นแนวฉากและรังสีสะท้อนเมื่อแสงกระทบกระจกแต่ละบานได้อย่างไร และมุมตกกระทบ และมุมสะท้อนของกระจกแต่ละบานมคี ่าเทา่ ใด ก) กระจกเงาราบ ข) กระจกเงาราบ 2 บานท่ีทำมมุ กัน 45 องศา รงั สีตกกระทบ รงั สีตกกระทบ 70° 45° 70° กระจกเงาราบ กระจกเงาราบบานที่ 1 แนวคำตอบ มุมตกกระทบเป็นมุมระหว่างรังสีตกกระทบกับเส้นแนวฉาก ส่วนมุมสะท้อนเป็นมุมระหว่างรังสี สะทอ้ นกับเส้นแนวฉาก ก) รงั สสี ะท้อน เสน้ แนวฉาก รงั สตี กกระทบ 20° 20° 70° กระจกเงาราบ จากภาพ มมุ ตกกระทบเทา่ กบั 20 องศา มมุ สะทอ้ นเท่ากับ 20 องศา สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

157 หนว่ ยที่ 3 | คลืน่ และแสง ค่มู อื ครูรายวชิ าพนื้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยคำถามระหวา่ งเรียน ข) 90° - 65° = 25° 25° 180° - 45° - 70° = 65° 1 23 รงั สตี กกระทบ 20°20° รังสีสะท้อน 45° 70° 70° กระจกเงาราบบานท่ี จากภาพ มุมตกกระทบกระจกเงาราบบานท่ี 1 เทา่ กับ 20 องศา มุมสะท้อนกระจกเงาราบบานท่ี 1 เท่ากับ 20 องศา จากน้ันรงั สสี ะทอ้ นจากกระจกเงาราบบานท่ี 1 จะตกกระทบกระจกเงาราบบานท่ี 2 พิจารณากระจกเงาราบบานท่ี 2 มุมที่ 1 หาได้จาก มุมภายในของรูปสามเหลี่ยมรวมกันได้ 180 องศา ดังนั้น มุมที่ 1 เท่ากับ 180 – 45 - 70 = 65 องศา มุมท่ี 2 ซ่งึ เปน็ มุมตกกระทบของกระจกเงาราบบานที่ 2 เท่ากับ 90 - 65 = 25 องศา ดังนน้ั มุมตกกระทบกระจกบานท่ี 2 เท่ากบั 25 องศา มมุ สะทอ้ นกระจกบานที่ 2 เทา่ กบั 25 องศา • เพราะเหตุใดภาพสะท้อนของภูเขาที่เกิดจากการสะท้อนที่ผิวน้ำเมื่อผิวน้ำเรียบและนิ่งจะคมชัดมากกว่า การสะท้อนทีผ่ ิวน้ำเม่อื ผิวน้ำไมเ่ รียบและมรี ะลอกคลน่ื ภาพผวิ นำ้ เรยี บและน่งิ ภาพผวิ นำ้ ไม่เรยี บและมรี ะลอกคลืน่ แนวคำตอบ การสะท้อนของแสงที่ผิวน้ำเมื่อผิวน้ำเรียบและนิ่งทำให้ได้แสงสะท้อนที่เป็นระเบียบ เราจึง มองเห็นภาพสะท้อนของภูเขาคมชัด ในขณะทก่ี ารสะท้อนของแสงท่ผี วิ น้ำเม่ือผวิ น้ำมีระลอกคลื่น ไม่เรียบและ นิง่ มีผลทำใหไ้ ด้แสงสะทอ้ นที่ไมเ่ ป็นระเบยี บ จึงมองเหน็ ภาพสะทอ้ นของภเู ขาไม่คมชัด 5. นำเข้าสู่กิจกรรมที่ 3.4 ภาพที่เกิดจากแผ่นสะท้อนแสงผิวราบมีลักษณะอย่างไร โดยอาจใช้คำถามกระตุ้น ความสนใจ เช่น การที่เรามองเห็นสิ่งต่าง ๆ ที่ไม่ใช่แหล่งกำเนิดแสงได้ จะต้องมีแสงตกกระทบที่วัตถุนั้นแล้วสะท้อนออก จากผิววัตถุนั้น ๆ เข้าสู่ตา ซึ่งการสะท้อนจะเป็นไปตามกฎการสะท้อนของแสงเสมอ แล้วการที่เราส่องกระจกเงาราบแล้ว มองเหน็ ภาพสะท้อนของตัวเราเองในกระจกเงาราบนั้นเปน็ ไปตามกฎการสะท้อนของแสงหรือไม่ อยา่ งไร สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 3 | คล่ืนและแสง 158 คูม่ ือครูรายวิชาพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี กิจกรรมท่ี 3.4 ภาพทเี่ กิดจากแผน่ สะท้อนแสงผวิ ราบมลี ักษณะอย่างไร แนวการจัดการเรยี นรู้ ครดู ำเนนิ การดังน้ี ก่อนการทำกิจกรรม (5 นาท)ี 1. ให้นักเรียนอ่านชื่อกิจกรรม จุดประสงค์ และวิธีดำเนินกิจกรรม และตรวจสอบความเข้าใจจากการอ่านโดยใช้คำถาม ดังตอ่ ไปนี้ • กจิ กรรมนเ้ี ก่ยี วกับเรือ่ งอะไร (ภาพทเี่ กดิ จากแผน่ สะท้อนแสงผวิ ราบ) • กิจกรรมนี้มีจุดประสงค์อะไร (สังเกตและบอกลักษณะของภาพที่เกิดจากแผ่นสะท้อนแสงผิวราบและบอก ความสมั พนั ธร์ ะหว่างระยะวัตถุกบั ระยะภาพ) • วิธีดำเนินกิจกรรมมีขั้นตอนโดยสรุปอย่างไร (วางเข็มหมุดบนตารางของชุดศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างระยะวัตถุ กับระยะภาพด้านใดด้านหนึ่ง และวางเข็มหมุดตัวท่ี 2 ด้านหลังแผ่นพลาสตกิ สะท้อนแสงผิวราบ โดยให้เข็มหมดุ ตัวที่ 2 ซ้อนทับกับภาพของเข็มหมดุ ตวั ที่ 1 ในแผ่นพลาสตกิ วัดระยะห่างจากแผน่ พลาสติกสะทอ้ นแสงผิวราบถึง เขม็ หมดุ ตัวที่ 1 และเขม็ หมดุ ตวั ท่ี 2) ครคู วรเขยี นขัน้ ตอนการทำกิจกรรมโดยสรปุ บนกระดาน • นักเรียนต้องสังเกตหรือรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับอะไรบ้าง (ลักษณะภาพของเข็มหมุด ขนาดของภาพ ขนาดวัตถุ ระยะภาพ ระยะวตั ถ)ุ ระหว่างการทำกิจกรรม (25 นาที) 2. ครูควรเดินสังเกตการทำกิจกรรมของนักเรียนแต่ละกลุ่มและให้คำแนะนำหรือตอบข้อสงสัยในประเด็นต่าง ๆ เช่น การตรวจสอบการวางตำแหน่งเข็มหมุดตวั ที่ 2 ให้ซ้อนทับกับภาพของเข็มหมุดตวั ท่ี 1 ในแผ่นพลาสตกิ สะท้อนแสงผิว ราบ การวัดระยะวัตถุและระยะภาพ และครูควรรวบรวมข้อมูลจากการทำกิจกรรมของนักเรียนเพื่อใช้เป็นข้อมูล ประกอบการอภิปรายภายหลงั การทำกิจกรรม หลังการทำกจิ กรรม (20 นาที) 3. สุ่มให้นักเรียนนำเสนอผลการทำกิจกรรม ตอบคำถามท้ายกิจกรรม และร่วมกันอภิปรายโดยใช้คำถามท้ายกิจกรรม เป็นแนวทางเพือ่ ใหไ้ ด้ข้อสรุปจากกจิ กรรมวา่ เมอื่ วางวตั ถไุ ว้หนา้ แผน่ พลาสติกสะท้อนแสงผวิ ราบจะเกิดภาพในแผ่น พลาสติกสะท้อนแสงผิวราบนั้น โดยเมื่อเปลี่ยนตำแหน่งของวัตถุหน้าแผ่นพลาสติกสะท้อนแสงผิวราบ ตำแหน่งของ ภาพก็จะเปลี่ยนแปลงไปโดยระยะภาพจะเท่ากับระยะวัตถุ และภาพที่เกิดจากการสะท้อนแสงของแผ่นพลาสติก สะทอ้ นแสงผวิ ราบจะมขี นาดของภาพเท่ากบั ขนาดของวตั ถุเสมอ สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

159 หน่วยที่ 3 | คลื่นและแสง คมู่ ือครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 4. ให้นักเรียนเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการหาตำแหนง่ ของภาพในกระจกเงาราบ การมองเหน็ ภาพในกระจกเงาราบ และ การประยุกต์ใช้ความรู้เกี่ยวกับการสะท้อนของแสงในกระจกเงาราบ โดยอ่านเนื้อหาในหนังสือเรียนหน้า 114-120 รวมทั้งศึกษาแอนิเมชันแสดงการเขียนแผนภาพรังสีของแสงเพื่อหาตำแหน่งของภาพในกระจกเงราบ หน้า 116 (ipst.me/10579) และตอบคำถามชวนคิดเพื่อตรวจสอบความเข้าใจ จากนั้นร่วมกันอภิปรายเพื่อให้ได้ข้อสรุปว่า เมื่อวางวัตถุไว้หน้าแผ่นสะท้อนแสงผิวราบ เช่น กระจกเงาราบ จะเกิดภาพในแผ่นสะท้อนแสงผิวราบนั้น โดยระยะ ภาพเทา่ กบั ระยะวัตถุและขนาดภาพเทา่ กับขนาดวัตถุ สามารถหาตำแหน่งและลักษณะภาพของวัตถุได้จากการเขียน แผนภาพรังสีของแสงโดยให้แสงจากวัตถตุ กกระทบกระจกเงาราบอยา่ งน้อย 2 แนว แสงตกกระทบจะเกิดการสะท้อน ได้รังสีสะท้อน และถ้าต่อแนวรังสีสะท้อนให้ตัดกันจะเกิดภาพในกระจกเงาราบ ภาพที่เกิดขึ้นในกระจกเงาราบ เป็น ภาพเสมอื น ซง่ึ เราสามารถใชป้ ระโยชนจ์ ากกระจกเงาราบโดยนำมาประยกุ ตใ์ ช้ได้หลากหลาย เฉลยคำถามชวนคดิ (หนา้ 118) เขียนรังสขี องแสงเพอื่ หาตำแหนง่ และลกั ษณะภาพทเ่ี กิดขน้ึ เม่อื วางเทียนไขไว้หน้ากระจกเงาราบ ดงั ภาพ แนวคำตอบ การเขยี นแผนภาพรงั สีของแสง แสดงการเกดิ ภาพเปลวไฟ ภาพเทยี นไข เทยี นไข การเขียนแผนภาพรังสขี องแสง แสดงการเกดิ ภาพฐานเทยี นไข สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 3 | คลนื่ และแสง 160 คมู่ อื ครูรายวชิ าพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 5. อาจทดสอบความเข้าใจของนักเรียนเพิ่มเติมจากการเลน่ เกมยิงเป้า โดยติดเปา้ หมายไว้บนผนังด้านหน่ึงของห้องและ ตดิ กระจกเงาราบขนาดเล็ก (ประมาณ 15 เซนตเิ มตร x 15 เซนติเมตร) ไว้บนผนังอีกดา้ นหน่ึง จากน้นั ใหน้ กั เรยี นส่อง แสงเลเซอร์กระทบกระจกเงาราบท่ีตดิ ไวเ้ พือ่ ใหส้ ะท้อนไปยังเป้าหมายโดยไมม่ ีการเคลื่อนมือ ดังภาพ เปา้ หมาย กระจกเงาราบ ในการทำกิจกรรมนักเรียนอาจจะเริ่มต้นด้วยการลองผิดลองถูก แต่ในที่สุดจะพบว่าการยิงแสงเลเซอร์ไปกระทบ กระจกเงาราบทีต่ ิดไว้เพื่อใหส้ ะท้อนไปยงั เป้าหมาย นกั เรียนจะต้องมองเหน็ ภาพเป้าหมายในกระจกเงาราบก่อน แล้ว จึงยิงแสงเลเซอร์ไปยังภาพของเป้าหมายในกระจกเงาราบนั้น เนื่องจากภาพเป้าหมายที่เรามองเห็นในกระจกเงาราบ เกิดจากแสงจากเป้าหมายสกระทบกระจกเงาราบแล้วสะท้อนเข้าสู่ตาเราเป็นเส้นตรง เราจึงต้องยิงแสงเลเซอร์ย้อน เส้นทางการเคลือ่ นทขี่ องแสงน้ันกลับไปยังเป้าหมาย 6. นำเข้าสู่กิจกรรมที่ 3.5 การสะท้อนของแสงจากแผ่นสะท้อนแสงผิวโค้งเป็นอย่างไร โดยให้นักเรียนดูภาพ 3.22 กระจกที่ทำให้มองเหน็ ภาพตา่ งไปจากวัตถจุ ริง จากนั้นอาจใชค้ ำถามกระตุ้นความสนใจ เช่น ในบางครัง้ เราอาจเคยได้ ยินว่ากระจกที่ใช้ในการแต่งตัวบางบานทำให้เห็นภาพของตนเองผอมลง อ้วนขึ้น เตี้ยลง หรือสูงขึ้น นักเรียนคิดว่า เหตกุ ารณด์ งั กลา่ วเป็นไปไดห้ รือไม่ เพราะเหตุใด สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

161 หน่วยท่ี 3 | คล่นื และแสง คูม่ อื ครูรายวชิ าพนื้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กิจกรรมท่ี 3.5 การสะทอ้ นของแสงจากแผน่ สะทอ้ นแสงผวิ โคง้ เป็นอยา่ งไร แนวการจัดการเรยี นรู้ ครูดำเนินการดังน้ี กอ่ นการทำกิจกรรม (5 นาท)ี 1. ให้นักเรียนอ่านชือ่ กิจกรรม จุดประสงค์ และวิธีดำเนินกิจกรรม และตรวจสอบความเข้าใจจากการอ่านโดยใช้คำถาม ดังตอ่ ไปน้ี • กจิ กรรมนี้เกย่ี วกับเรอ่ื งอะไร (การสะทอ้ นแสงจากแผน่ สะท้อนแสงผิวโค้ง) • กิจกรรมน้มี จี ดุ ประสงค์อะไร (สงั เกตและอธบิ ายการสะทอ้ นแสงจากแผน่ สะท้อนแสงผิวโคง้ เว้าและผิวโคง้ นนู ) • วิธีดำเนินกิจกรรมมีขัน้ ตอนโดยสรุปอย่างไร (ฉายลำแสงขนาน 3 ลำแสงให้ตกกระทบกับผิวโค้งเว้าและผิวโค้งนูน จากนัน้ สงั เกตการสะท้อนของแสง) ครูควรเขยี นขัน้ ตอนการทำกจิ กรรมโดยสรปุ บนกระดาน • นักเรียนต้องสังเกตหรือรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับอะไรบ้าง (ลักษณะของแสงสะท้อน แนวและการต่อแนวของแสง สะทอ้ น) ระหวา่ งการทำกิจกรรม (25 นาที) 2. ครูควรเดินสงั เกตการทำกจิ กรรมของนกั เรียนในแต่ละกลุ่มและใหค้ ำแนะนำหรือตอบข้อสงสยั ในประเดน็ ต่าง ๆ เชน่ วธิ ีการบนั ทึกแนวการเคลื่อนที่ของแสง ควรใชด้ ินสอจุดตามแนวแสงอย่างน้อย 3 จุด แลว้ จงึ ลากเส้นเช่ือมจุดท้ังสาม และครูควรรวบรวมข้อมูลจากการทำกิจกรรมของนักเรียนเพื่อใช้เป็นข้อมูลประกอบการอภิปราย ภายหลังการทำ กจิ กรรม หลังการทำกิจกรรม (20 นาที) 3. สุม่ ใหน้ กั เรียนนำเสนอผลการทำกจิ กรรม ตอบคำถามท้ายกิจกรรม จากนั้นร่วมกันอภิปรายโดยใช้คำถามท้ายกจิ กรรมเป็น แนวทางเพื่อให้ได้ข้อสรุปจากกิจกรรมว่า เมื่อฉายแสงขนานให้ตกกระทบแผ่นสะท้อนแสงผิวโค้งเว้า แสงสะท้อนจะไป รวมกันท่ีจุดจุดหนึ่ง ในขณะที่เมื่อฉายแสงขนานให้ตกกระทบผิวโค้งนูน แสงสะท้อนจะกระจายออก แต่เมื่อต่อแนวแสง สะทอ้ นออกไปด้านหลงั แผน่ สะท้อนแสงผวิ โค้งนูน แนวแสงทตี่ อ่ ออกไปจะไปรวมกันท่ีจุดจุดหนึ่ง สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 3 | คลืน่ และแสง 162 คมู่ อื ครรู ายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี 4. ให้นักเรียนเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับองค์ประกอบของกระจกเงาเว้าและกระจกเงานูน โดยอ่านเนื้อหาในหนังสือเรียน หน้า 122-123 และตอบคำถามระหว่างเรียนเพื่อตรวจสอบความเขา้ ใจ จากนั้นร่วมกันอภิปรายเพื่อให้ได้ข้อสรปุ ว่า กระจกเงาเว้าเป็นกระจกเงาที่ใช้ผิวโค้งเว้าเปน็ ผิวสะท้อนแสง ส่วนกระจกเงานูนเป็นกระจกเงาที่ใช้ผิวโค้งนูนเป็นผวิ สะท้อนแสง ถา้ ลำแสงขนานกับแกนมุขสำคัญตกกระทบกระจกเงาเวา้ แสงสะทอ้ นจะไปรวมกันท่ีจุดจุดหนึ่ง เรียกว่า จุดโฟกัส และถ้าลำแสงขนานตกกระทบกระจกเงานูน แสงสะท้อนจะกระจายออก โดยแนวของแสงสะท้อนที่ต่อ ออกไปด้านหลังของกระจกจะตดั กนั ท่ีจดุ จดุ หนึง่ เรยี กว่าจุดโฟกัสเสมอื น เฉลยคำถามระหวา่ งเรียน • ฉายลำแสงเล็ก ๆ ตกกระทบผิวสะท้อนแสงผิวโค้งแบบต่าง ๆ ดังภาพ เขียนเส้นแนวฉาก แนวรังสี สะทอ้ นในแต่ละกรณีไดอ้ ยา่ งไร และมมุ ตกกระทบและมมุ สะท้อนมคี ่าเท่าใด รังสตี กกระทบ เส้นสมั ผสั ผิวโคง้ 40° รงั สตี กกระทบ เส้นสมั ผสั ผิวโคง้ 40° แนวคำตอบ เสน้ แนวฉากคือเสน้ ท่ลี ากตั้งฉากกับผิวสะทอ้ น ณ จดุ ที่แสงตกกระทบ ลากเส้นแนวฉากดว้ ย เสน้ ประ ดงั ภาพ มุมตกกระทบคือมุมท่รี งั สีตกกระทบทำกับเสน้ แนวฉาก ตามภาพทงั้ สอง มุมตกกระทบเท่ากับ 50o จากกฎการสะท้อน มุมตกกระทบมีขนาดเท่ากบั มุมสะทอ้ น ดงั นั้นมุมสะทอ้ นก็มขี นาด 50o เสน้ แนวฉาก รงั สีสะท้อน รังสตี กกระทบ เส้นสมั ผสั ผิวโค้ง 50° 50° 40° 40° สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

163 หนว่ ยที่ 3 | คลื่นและแสง คมู่ อื ครูรายวิชาพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยคำถามระหวา่ งเรียน เสน้ แนวฉาก รังสีสะทอ้ น 50° 50° 40° 40° รังสีตกกระทบ เส้นสมั ผสั ผวิ โค้ง 5. นำเข้าสู่กิจกรรมที่ 3.6 ภาพที่เกิดจากกระจกเงาโค้งเป็นอย่างไร โดยอาจให้นักเรียนใช้แผ่นพลาสติกสะท้อนแสง ผิวราบหรือแผ่นโลหะสะท้อนแสงผิวราบส่องดูภาพใบหน้าของตนเอง จากนั้นบิดแผ่นพลาสติกหรือแผ่นโลหะให้ โค้งงอเล็กน้อย สังเกตภาพที่เกดิ ขึน้ พร้อมใช้คำถามกระตุน้ ความสนใจ เช่น ในบางครั้งเราอาจเคยไดย้ ินว่ากระจกที่ ใช้ในการแต่งตัวบางบานทำให้เห็นภาพของตนเองผอมลง อ้วนขึ้น เตี้ยลง หรือสูงขึ้น นักเรียนคิดว่าเหตุการณ์ ดังกลา่ วเป็นไปไดห้ รือไม่ เพราะเหตุใด สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี