คู่มือครู วิทยาศาสตร์ ม.3 เล่ม 1

หนว่ ยที่ 3 | คลนื่ และแสง 164 คมู่ อื ครูรายวชิ าพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี กิจกรรมท่ี 3.6 ภาพทีเ่ กิดจากกระจกเงาโคง้ เป็นอยา่ งไร แนวการจัดการเรียนรู้ ครดู ำเนินการดงั นี้ ก่อนการทำกจิ กรรม (5 นาท)ี 1. ให้นักเรียนอ่านชือ่ กิจกรรม จุดประสงค์ และวิธีดำเนินกิจกรรม และตรวจสอบความเข้าใจจากการอ่านโดยใช้คำถาม ดงั ต่อไปน้ี • กจิ กรรมน้เี กี่ยวกบั เร่ืองอะไร (ภาพท่เี กิดจากกระจกเงาโคง้ ) • กจิ กรรมน้มี จี ดุ ประสงค์อะไร (สงั เกตและบอกลักษณะภาพทีเ่ กิดจากกระจกเงาเว้าและกระจกเงานูน) • วิธีดำเนินกิจกรรมมีขั้นตอนโดยสรปุ อย่างไร (นำกระจกเงาเว้าส่องดูใบหนา้ ของตนเอง จากนั้นวางเทียนไขไว้หนา้ กระจกเงาเวา้ ทีร่ ะยะตา่ ง ๆ สงั เกตภาพท่เี กิดขน้ึ ในกระจกและบนฉาก ทำกิจกรรมแบบเดยี วกนั กบั กระจกเงานนู ) ครคู วรเขยี นขน้ั ตอนการทำกจิ กรรมโดยสรปุ บนกระดาน • นักเรียนต้องสังเกตหรือรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับอะไรบ้าง (ลักษณะภาพที่เกิดขึ้นในกระจกเงาโค้งและบนฉากเมื่อ วัตถอุ ยูห่ ่างจากกระจกในระยะตา่ ง ๆ) ระหว่างการทำกิจกรรม (25 นาที) 2. ครูควรเดินสังเกตการทำกิจกรรมของนักเรียนในแต่ละกลุ่มและให้คำแนะนำหรือตอบข้อสงสัยในประเด็นต่าง ๆ เช่น การจัดอุปกรณใ์ นกิจกรรม ควรวางกระจกเงาโค้งให้ตงั้ ฉากกับระนาบของพืน้ โต๊ะและควรจัดให้แนวกึ่งกลางกระจกเงา โค้งในระดับเดียวกันกับจุดกึ่งกลางของเปลวเทียน ลักษณะของภาพในกระจก การหาตำแหน่งภาพที่เกิดคมชัดที่สุด บนฉาก โดยเมอ่ื วางเทยี นไขทีจ่ ุดไฟหนา้ กระจกเงานนู แลว้ นำฉากมาวางด้านหน้ากระจก นักเรยี นจะสังเกตเห็นดวงไฟ วงกลมสสี ้มบนฉากขาว ดงั ภาพ โดยดวงไฟวงกลมสีส้มบนฉากขาวน้ไี ม่ถอื วา่ เป็นภาพของเทยี นไข ภาพเปลวเทยี นไข ไมใ่ ชภ่ าพเปลวเทียนไข สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

165 หน่วยท่ี 3 | คล่ืนและแสง คู่มือครูรายวิชาพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี หลังการทำกิจกรรม (20 นาที) 3. นักเรียนนำเสนอผลการทำกิจกรรม ตอบคำถามท้ายกิจกรรม และร่วมกันอภิปรายโดยใช้คำถามท้ายกิจกรรมเป็น แนวทางเพื่อให้ได้ข้อสรุปจากกิจกรรมว่า เมื่อวางวัตถุไว้หน้ากระจกเงาเว้าและกระจกเงานูน ภาพของวัตถุจะ เปลี่ยนไปขึ้นอยู่กับตำแหน่งของวัตถุ โดยภาพของวัตถุจากกระจกเงาเว้ามีทั้งภาพหัวตั้งและหัวกลับ ขนาดใหญ่กว่า เทา่ กบั หรอื เลก็ กวา่ วตั ถุ และมที ้ังทป่ี รากฏบนฉากและไม่ปรากฏบนฉาก สว่ นภาพจากกระจกเงานูนเป็นภาพหัวต้ังใน กระจกซง่ึ มีขนาดเลก็ กวา่ วัตถเุ สมอและไมป่ รากฏบนฉาก 4. ให้นักเรียนเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการหาตำแหน่งภาพที่เกิดจากกระจกเงาเว้าและกระจกเงานูน และการนำกระจก เงาเว้าและกระจกเงานูนมาประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวัน โดยอ่านเนื้อหาในหนังสือเรียนหน้า 126-131 และร่วมกัน อภิปรายโดยใช้โจทย์ชวนคิด และคำถามระหว่างเรียนเพื่อตรวจสอบความเข้าใจและเพื่อให้ได้ข้อสรุปว่า ภาพของ วัตถจุ ากกระจกเงาเว้ามีท้ังภาพหัวตั้งและหวั กลบั ขนาดใหญ่กว่า เท่ากับ หรอื เลก็ กวา่ วัตถุ และมีท้ังท่ีปรากฏบนฉาก และไม่ปรากฏบนฉาก ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของวัตถุ ส่วนภาพจากกระจกเงานูนเป็นภาพหวั ตัง้ ในกระจกซ่ึงมีขนาด เล็กกว่าวตั ถุเสมอและไม่ปรากฏบนฉาก เราสามารถหาตำแหน่งและลักษณะของภาพจากการเขียนแผนภาพรงั สีของ แสง โดยรังสสี ะท้อนตดั กันจะเกิดภาพ ถา้ รงั สีสะท้อนตดั กันจรงิ จะเกิดภาพจริง แต่ถา้ ตอ่ แนวรังสีสะท้อนให้ตัดกันจะ เกดิ ภาพเสมอื น สามารถประยุกตใ์ ชป้ ระโยชนจ์ ากกระจกเงาเวา้ และกระจกเงานนู ในชวี ิตประจำวนั ได้หลากหลาย 5. อาจตรวจสอบความเข้าใจของนักเรียนเกี่ยวกับการหาตำแหน่งและลักษณะของภาพที่เกิดจากกระจกเงาเว้าเพิ่มเติม โดยให้นักเรียนเขียนแผนภาพรังสีของแสงเมื่อวางวัตถุไว้หน้ากระจกเงาเว้าเป็นระยะ ทางมากกว่ารัศมีความโค้ง จากนัน้ จัดอปุ กรณค์ ลา้ ยกจิ กรรมที่ 3.6 เพ่ือสาธิตการหาตำแหนง่ ของภาพและตรวจสอบความถูกต้องของคำตอบของ นกั เรียน สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 3 | คลน่ื และแสง 166 ค่มู อื ครูรายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยคำถามชวนคดิ (หนา้ 130) ถ้าวางเทียนไขไว้หน้ากระจกเงาเว้าและกระจกเงานูน ดังภาพ เขียนแผนภาพรังสีของแสงเพื่อหาตำแหน่ง ชนดิ และลกั ษณะภาพของเทยี นไขไดอ้ ยา่ งไร 1. 3. C FV C FV 2. 4. C FV C FV แนวคำตอบ 3. 1. C FV C FV เกดิ ภาพจริง หัวกลับ ขนาดใหญ่กว่าวัตถุ เกิดภาพเสมือน หวั ตั้ง ขนาดเลก็ กวา่ วัตถุ 2. 4. C FV C FV เกดิ ภาพเสมือน หวั ต้งั ขนาดใหญ่กวา่ วตั ถุ เกดิ ภาพเสมือน หัวตง้ั ขนาดเลก็ กว่าวัตถุ สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

167 หน่วยท่ี 3 | คลืน่ และแสง ค่มู อื ครรู ายวชิ าพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยคำถามระหว่างเรยี น (หน้า 131) • ทนั ตแพทยใ์ ชก้ ระจกเงาเลก็ ๆ เพื่อสอ่ งดูฟนั ในปากของคนไข้ ภาพทเี่ หน็ มีขนาดใหญ่กว่าฟนั จริง นักเรียน คดิ วา่ กระจกดงั กลา่ วเปน็ กระจกชนิดใด เพราะเหตุใดทันตแพทย์จึงเลอื กใช้กระจกชนดิ นี้ แนวคำตอบ ภาพฟันที่เห็นในกระจกเงาของทันตแพทย์มีขนาดใหญ่กว่าฟันจริง แสดงว่ากระจกเงาดังกล่าว เป็นกระจกเงาเว้า ทันตแพทย์ต้องวางกระจกเงาเว้าให้อยู่ใกล้กับฟัน โดยให้กระจกอยู่ห่างจากฟันใกล้กว่า ความยาวโฟกัสของกระจกเงาเว้าจึงจะได้ภาพเสมือน หัวตัง้ ขนาดใหญ่ เพอ่ื มองเห็นภาพฟนั ได้ชัดเจน 6. ให้นกั เรยี นอา่ นเกร็ดนา่ รู้ อาคารสำนกั งาน Walkie Talkie หนา้ 132 เกย่ี วกบั ปญั หาทเ่ี กิดขน้ึ จากการสะท้อนแสง ของอาคารสำนักงาน Walkie Talkie และการแก้ปัญหาท่ีเกดิ ข้ึน ความรู้เพม่ิ เติมสำหรบั ครู สรปุ การเกดิ ภาพเมื่อวางวัตถไุ วห้ นา้ กระจกเงาโคง้ ทีร่ ะยะต่าง ๆ กระจกเงานนู ระยะวัตถุ การเขียนรังสีของแสง ลักษณะภาพ ภาพเสมือน เปน็ จุด ไกลมาก (ระยะอนนั ต)์ ภาพ FC ระยะตา่ ง ๆ ภาพเสมือน หัวตั้ง หนา้ กระจก ขนาดเล็กกวา่ วตั ถุทกุ ภาพ กรณี เงานนู FC ภาพ FC สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

ความรู้เพ่มิ เติมสำหรับครู กระจกเงาเว้า หน่วยท่ี 3 | คลน่ื และแสง 168 การเขียนรงั สีของแสง ระยะวัตถุ คู่มือครรู ายวชิ าพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี ไกลมาก ภาพ (ระยะอนันต์) CF ลกั ษณะภาพ ภาพจรงิ เปน็ จดุ มากกว่ารัศมี C ภาพ F ภาพจรงิ หัวกลบั ความโคง้ ขนาดเล็กกวา่ วตั ถุ CF เทา่ กบั รัศมี ภาพ ภาพจรงิ หัวกลับ ความโค้ง ขนาดเท่าวตั ถุ CF ภาพ มากกวา่ ภาพ ภาพจริง หัวกลับ ระยะโฟกัส ขนาดใหญ่กวา่ วตั ถุ แตน่ อ้ ยกว่า CF รศั มคี วามโคง้ ภาพเสมือน หวั ตั้ง ขนาดใหญ่กวา่ วตั ถุ นอ้ ยกวา่ ความยาว โฟกัส สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

169 หนว่ ยท่ี 3 | คล่นื และแสง ค่มู ือครรู ายวชิ าพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 7. ถา้ ครพู บว่านกั เรยี นมีแนวคิดคลาดเคล่ือนเกย่ี วกบั เร่ืองน้ี ให้ครูแก้ไขแนวคิดคลาดเคลื่อนดงั กลา่ ว โดยให้นักเรยี น รว่ มกันอภิปรายเพ่ือแก้ไขใหถ้ ูกต้อง ดังนี้ แนวคดิ คลาดเคลื่อน แนวคิดท่ีถูกตอ้ ง กระจกหรือวตั ถุพ้ืนผิวมนั วาวเทา่ น้นั ท่ีสามารถ เมื่อแสงตกกระทบพื้นผิวของวัตถุทุกชนิด แสงจะเกิดการสะท้อน สะท้อนแสงได้ (Primary Science Teaching ซึ่งทำให้เรามองเห็นวัตถุต่าง ๆ รอบตัว ทั้งวัตถุที่มีผิวมันวาวหรือ Trust, 2019) ผิวขรุขระ มนุษย์สามารถมองเห็นวัตถุในหอ้ งทีม่ ืดสนทิ ได้ถ้า มนุษย์ไม่สามารถมองเห็นวัตถุในห้องทีม่ ืดสนิทไดเ้ น่ืองจากไม่มี ปล่อยใหส้ ายตาชนิ กบั ความมืด (สสวท. 2562) แสงสะท้อนจากวตั ถุเขา้ สตู่ า แตใ่ นชีวิตประจำวันเราอาจรสู้ ึกว่า ถ้าเราปล่อยให้สายตาชินกับความมืด เราจะสามารถมองเห็น วัตถุรอบตัวได้ เพราะในความเป็นจริงแล้ว บริเวณนั้นยังมีแสง อยู่ ไมไ่ ด้เปน็ บริเวณท่ีมดื สนทิ อยา่ งที่เขา้ ใจ 8. เชื่อมโยงความรู้เกี่ยวกับการสะท้อนของแสงไปสู่การเรียนในเรื่องต่อไปเกี่ยวกับการหักเหของแสงโดยอาจใช้คำถาม เพื่อการอภิปราย เช่น เมื่อแสงตกกระทบผิวของวัตถุจะเกิดการสะท้อนแสง แต่ถ้าแสงตกกระทบวัตถุที่เป็นตัวกลาง โปร่งใสหรือตัวกลางโปร่งแสงแล้วแสงสามารถเคลื่อนที่เข้าไปในตัวกลางนั้น ๆ ได้ การเคลื่อนที่ของแสงจะเปลี่ยนไป หรือไม่ อยา่ งไร สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 3 | คลน่ื และแสง 170 คู่มือครูรายวชิ าพนื้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เรื่องท่ี 2 การหักเหของแสง แนวการจดั การเรยี นรู้ ครูดำเนนิ การดังน้ี 1. สาธิตกิจกรรมการมองเห็นภาพลูกศรที่เปลี่ยนไปเมื่อมองผ่าน น้ำและแก้วน้ำ ดังภาพ 3.31 จากนั้นให้นักเรียนอ่านเนื้อหานำ เรื่อง นักเรียนร่วมกันอภิปรายโดยใช้คำถามในหนังสือเรียน (นักเรียนตอบตามความเขา้ ใจ) 2. นักเรียนอ่านคำสำคัญ ทำกิจกรรมทบทวนความรู้ก่อนเรียน แล้วนำเสนอผลการทำกิจกรรม หากครูพบว่านักเรียนยังทำ กิจกรรมทบทวนความรู้กอ่ นเรียนไม่ถกู ต้อง ครูควรทบทวนหรือ แก้ไขความเข้าใจผิดของนักเรียน เพื่อให้นักเรียนมีความรู้ พื้นฐานที่ถูกต้องและเพียงพอที่จะเรียนเรื่องการหักเหของแสง ต่อไป เฉลยทบทวนความร้กู ่อนเรียน เติมคำเหล่านีล้ งในช่องว่างให้ถกู ต้อง (สามารถใชค้ ำซ้ำไดม้ ากกวา่ 1 ครงั้ ) ตัวกลางโปร่งใส ตวั กลางโปร่งแสง วัตถทุ บึ แสง 1. เม่ือแสงกระทบกระเบื้อง แสงไมส่ ามารถทะลุผ่านไปไดแ้ ต่จะเกดิ การสะท้อน กระเบื้องจึงจัดเปน็ วัตถุทึบแสง 2. เราสามารถมองเหน็ วตั ถุทอี่ ยู่หลงั กระจกใสได้อยา่ งชดั เจน กระจกใสจึงจัดเปน็ ตัวกลางโปร่งใส 3. แสงสามารถเคล่ือนท่ผี า่ น ตัวกลางโปร่งใส และ ตัวกลางโปร่งแสง แต่ไม่สามารถเคล่ือนที่ผา่ น วตั ถทุ ึบแสง ได้ 3. ตรวจสอบความรู้เดิมเกี่ยวกับการเขียนแผนภาพแสดงการเคลื่อนที่ของแสงที่แสดงการมองเห็นวัตถุที่อยู่ใต้น้ำของ นักเรียนโดยให้ทำกิจกรรม รู้อะไรบ้างก่อนเรียน ครูอาจให้นักเรยี นเขียนได้ตามความเข้าใจของตนเองโดยครูไมเ่ ฉลย คำตอบ และครูนำข้อมูลจากการตรวจสอบความรู้เดิมของนักเรียนนี้ไปใช้ประกอบการจัดการเรียนรู้ในขั้นตอนตอ่ ไป เมื่อนกั เรยี นเรยี นจบเรือ่ งนีแ้ ลว้ นกั เรยี นจะมคี วามรู้ความเข้าใจครบถ้วนตามจดุ ประสงคข์ องบทเรยี น สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

171 หนว่ ยท่ี 3 | คลืน่ และแสง ค่มู ือครูรายวชิ าพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ตัวอยา่ งแนวคดิ คลาดเคลื่อนท่ีอาจพบในเร่อื งนี้ • เรามองเหน็ วัตถุท่อี ยใู่ นน้ำได้เพราะแสงจากตาไปกระทบวตั ถุ (รังสขี องแสงพุ่งออกจากตาไปยังวตั ถ)ุ (Kaewkhong et al., 2010) 4. สาธิตการหักเหของแสงโดยฉายแสงให้เคลื่อนที่ผ่านจากอากาศเข้าไปใน แท่งพลาสติกให้นักเรียนสังเกตแนวการเคลื่อนที่ของแสง จากนั้นให้ นักเรียนอ่านเนื้อหาในหนังสือเรียนหน้า 134 เพื่อให้นักเรียนรู้จักรังสี ตกกระทบ เส้นแนวฉาก รังสีหักเห มุมตกกระทบ และมุมหักเห นอกจากนี้การสาธิตการหักเหของแสงจะช่วยให้นักเรียนคุ้นเคยกับ การจัดอุปกรณ์เพื่อให้นักเรียนสามารถทำกิจกรรมที่ 3.7 มุมหักเหมี ความสมั พันธ์กับมุมตกกระทบอย่างไร ไดง้ ่ายขน้ึ 5. นำเข้าสู่กิจกรรมที่ 3.7 มุมหักเหมีความสัมพันธ์กับมุมตกกระทบ อย่างไร โดยอาจใช้คำถามกระตนุ้ ความสนใจ เชน่ นกั เรยี นคิดว่าเม่ือแสง เกิดการหักเห มุมตกกระทบและมุมหักเหที่เกิดขึ้นมีความสัมพันธ์กัน หรอื ไม่ อยา่ งไร สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 3 | คลน่ื และแสง 172 คู่มือครูรายวิชาพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี กิจกรรมท่ี 3.7 มุมหักเหมคี วามสัมพันธ์กบั มุมตกกระทบอยา่ งไร แนวการจัดการเรียนรู้ ครดู ำเนินการดงั น้ี ตอนท่ี 1 การหักเหของแสง กอ่ นการทำกิจกรรม (10 นาที) 1. ให้นักเรียนอ่านชือ่ กิจกรรม จุดประสงค์ และวิธีดำเนินกิจกรรม และตรวจสอบความเข้าใจจากการอ่านโดยใช้คำถาม ดังต่อไปน้ี • กิจกรรมนเ้ี รียนเกย่ี วกับเรอ่ื งอะไร (การหักเหของแสง) • กิจกรรมนี้มจี ุดประสงคอ์ ะไร (สังเกตและวัดมมุ ตกกระทบและมมุ หักเห) • วธิ ีดำเนินกจิ กรรมมีขัน้ ตอนโดยสรุปอย่างไร (ฉายแสงใหต้ กกระทบแท่งพลาสติกสี่เหล่ียม วดั มุมตกกระทบและมุม หักเหเมือ่ แสงเคลอื่ นทีจ่ ากอากาศเขา้ สู่แท่งพลาสติกและจากแทง่ พลาสตกิ ออกสู่อากาศ) ครูควรเขียนขั้นตอนการทำกิจกรรมโดยสรปุ บนกระดาน • นักเรยี นตอ้ งสงั เกตหรือรวบรวมขอ้ มลู อะไรบ้าง (แนวการเคลอื่ นทข่ี องแสง มุมตกกระทบ และมุมหกั เห) ระหว่างการทำกิจกรรม (20 นาที) 2. ครูควรเดินสงั เกตการทำกจิ กรรมในแตล่ ะกลุ่มและให้คำแนะนำถา้ นักเรียนมีขอ้ สงสัยในประเด็นต่าง ๆ เช่น การจดั ไส้หลอดไฟฟ้าในกล่องแสงให้อยู่ในแนวดิ่งและขนานกับช่องแสง เพื่อให้ได้ลำแสงขนาดเล็ก การบันทึกแนวการ เคลื่อนที่ของแสง ควรให้นักเรยี นทำจุดตามแนวแสงอย่างน้อย 3 จุด แล้วจึงลากเส้นตรงเช่ือมจุดทัง้ 3 การวัดมุมตก กระทบและมุมหักเหต้องวดั เทียบกบั เส้นแนวฉากเท่านัน้ และครูควรรวบรวมข้อมูลจากการทำกิจกรรมของนักเรียน เพอื่ ใชเ้ ป็นข้อมูลประกอบการอภปิ รายภายหลังการทำกิจกรรม หลังการทำกิจกรรม (15 นาที) 3. ให้นกั เรียนตอบคำถามทา้ ยกิจกรรม จากนนั้ สุ่มนกั เรียนนำเสนอผลการทำกิจกรรม ร่วมกันอภปิ รายเพื่อให้ได้ข้อสรุป จากกิจกรรมว่า เมื่อแสงผ่านจากอากาศเข้าสู่แท่งพลาสติกและผ่านออกจากแท่งพลาสติกสู่อากาศจะเกิดการหักเห บริเวณรอยต่อระหว่างอากาศและแท่งพลาสติก ทำให้แนวรังสีของแสงเปลี่ยนไปจากแนวเดิม โดยเมื่อแสงเคลื่อนท่ี จากอากาศผ่านแท่งพลาสติก แสงจะเบนเข้าหาเส้นแนวฉากทำให้มุมหักเหมีค่าน้อยกว่ามุมตกกระทบ ในขณะที่เมื่อ แสงเคลอ่ื นท่ีจากแท่งพลาสติกออกสู่อากาศ แสงจะเบนออกจากเส้นแนวฉากทำใหม้ มุ หกั เหมคี ่ามากกว่ามมุ ตกกระทบ สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

173 หน่วยท่ี 3 | คล่นื และแสง คู่มือครรู ายวชิ าพนื้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ตอนท่ี 2 ความสัมพนั ธร์ ะหว่างมุมตกกระทบกับมมุ หักเห กอ่ นการทำกจิ กรรม (5 นาท)ี 4. ให้นักเรียนอ่านรายละเอียดกิจกรรมและร่วมกันอภิปรายเกี่ยวกับจุดประสงค์และวิธีดำเนินกิจกรรม และตรวจสอบ ความเขา้ ใจจากการอา่ นโดยใชค้ ำถามดังต่อไปนี้ • กจิ กรรมนเี้ กยี่ วกับเร่ืองอะไร (ความสมั พนั ธร์ ะหว่างมมุ ตกกระทบและมุมหกั เห) • กิจกรรมนี้มีจดุ ประสงค์อยา่ งไร (ออกแบบการทดลองและทดลองเพื่อระบุความสัมพนั ธร์ ะหวา่ งมุมตกกระทบและ มุมหักเห) • วิธีดำเนินกิจกรรมมีขั้นตอนโดยสรุปอย่างไร (ออกแบบการทดลอง ออกแบบตารางบันทึกผลการทดลอง ระบุตัวแปรที่ เกี่ยวขอ้ ง และดำเนนิ การทดลองเพ่ืออธบิ ายความสัมพันธร์ ะหวา่ งมุมตกกระทบและมุมหักเหของการหักเหของแสง) ครคู วรเขียนข้นั ตอนการทำกิจกรรมโดยสรุปบนกระดาน • นักเรียนต้องสังเกตหรือรวบรวมข้อมูลอะไรบ้าง (สังเกตและวัดมุมตกกระทบและมุมหักเหเมื่อแสงเคลื่อนที่จาก อากาศเข้าสู่พลาสติกและเคล่ือนท่ีออกจากแทง่ พลาสติกสู่อากาศ) ระหว่างการทำกจิ กรรม (15 นาที) 5. ครูควรเดินสังเกตการทำกิจกรรมในแต่ละกลุ่มและให้คำแนะนำถ้านักเรียนมีข้อสงสัยในประเด็นต่าง ๆ เช่น การ ตั้งสมมติฐาน การควบคุมและระบุตัวแปร ครูควรรวบรวมข้อมูลจากการทำกิจกรรมของนักเรียนเพื่อใช้เป็นข้อมูล ประกอบการอภปิ รายภายหลงั การทำกจิ กรรม หลังการทำกจิ กรรม (20 นาที) 6. ให้นักเรียนตอบคำถามท้ายกิจกรรม ครูสุ่มนักเรียนนำเสนอผลการทำกิจกรรม จากนั้นร่วมกันอภิปรายเพื่อให้ได้ ข้อสรุปจากกจิ กรรมว่า มมุ ตกกระทบมีความสัมพนั ธ์กับมุมหักเหโดยถา้ มุมตกกระทบมีค่าเพิ่มขึน้ มุมหักเหก็จะมีค่า เพิ่มข้ึน 7. ให้นักเรียนร่วมกันอภิปรายเกี่ยวกับการหักเหของแสงจากกิจกรรมที่ 3.7 ทั้ง 2 ตอน เพื่อให้ได้ข้อสรุปว่า เมื่อแสง ผ่านจากอากาศเข้าสู่แท่งพลาสติกหรือผ่านออกจากแท่งพลาสติกสู่อากาศจะเกิดการหักเหบริเวณรอยต่อระหว่าง อากาศและแท่งพลาสติก โดยเมื่อแสงเคลื่อนท่ีจากอากาศผ่านแท่งพลาสติก แสงจะเบนเข้าหาเส้นแนวฉากทำให้มุม หักเหมีค่าน้อยกว่ามุมตกกระทบ และเมื่อแสงเคลื่อนท่ีจากแท่งพลาสติกออกสู่อากาศ แสงจะเบนออกจาก เสน้ แนวฉากทำให้มมุ หักเหมีคา่ มากกวา่ มุมตกกระทบ กลา่ วคอื เม่ือมมุ ตกกระทบมีคา่ เพมิ่ ขน้ึ มุมหกั เหจะมีคา่ เพิ่มข้นึ สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 3 | คลืน่ และแสง 174 คมู่ ือครรู ายวิชาพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี 8. ให้นักเรียนเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการหักเหของแสงโดยอ่านเนื้อหาในหนังสือเรียนหน้า 136-137 และตอบคำถาม ระหว่างเรียนเพื่อตรวจสอบความเขา้ ใจ จากนน้ั รว่ มกนั อภปิ รายเพอ่ื ให้ได้ข้อสรุปว่า • เมอ่ื แสงทต่ี กกระทบบริเวณรอยต่อระหว่างตวั กลางจะเกดิ ท้ังการสะท้อนและการหกั เห โดยแสงบางสว่ นเม่ือ ตกกระทบผิววตั ถุจะสะทอ้ นกลับไปในตัวกลางเดิมและแสงบางสว่ นจะทะลุเข้าไปในอีกตวั กลางหนึ่ง • ถ้าแสงตกกระทบบริเวณรอยต่อระหว่างตัวกลางด้วยมุมตกกระทบที่ไม่ใช่ 0 องศา แล้วเคลื่อนที่ผ่านจาก ตัวกลางหน่ึงเข้าไปในอีกตวั กลางหน่ึง แนวการเคลือ่ นท่ีของแสงจะเบนไปจากแนวเดมิ • แสงมีการหกั เหเนื่องจากอัตราเรว็ ของแสงเปล่ียนไป • ถ้าแสงเคลื่อนที่จากตัวกลางที่แสงมีอัตราเร็วมากกว่าไปยังตัวกลางที่แสงมีอัตราเร็วน้อยกว่า รังสีหักเหจะ เบนเขา้ หาเส้นแนวฉาก ทำให้มุมหักเหมีคา่ น้อยกวา่ มมุ ตกกระทบ • ถ้าแสงเคลื่อนที่จากตัวกลางที่มีอัตราเร็วแสงน้อยกว่าไปยังตัวกลางที่มีอัตราเร็วแสงมากกว่า รังสีหักเหจะ เบนออกจากเส้นแนวฉาก ทำใหม้ มุ หกั เหมคี า่ มากกว่ามุมตกกระทบ 9. อาจให้นกั เรยี นทำการทดลองเสมือนเพ่ิมเติมโดยใช้โปรแกรมสำเร็จรูปในหนังสือเรียนหน้า 138 (ipst.me/10584) หรือ https://phet.colorado.edu/sims/html/bending-light/latest/bending-light_en.html ดังภาพ เพื่อขยายความรู้ เกี่ยวกับการหักเหของแสงในตัวกลางอื่น ๆ รวมทั้งกระตุ้นใหน้ ักเรยี นเปรียบเทียบค่ามุมหักเหที่ได้จากกิจกรรมที่ 3.7 กบั คา่ ทีไ่ ดจ้ ากการคำนวณในทฤษฎีดว้ ยโปรแกรมสำเรจ็ รูปนี้ สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

175 หนว่ ยท่ี 3 | คลนื่ และแสง คู่มอื ครรู ายวชิ าพนื้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความรเู้ พ่มิ เติมสำหรับครู ดัชนหี ักเหของแสง (index of refraction) ดัชนหี กั เหของแสงเป็นปรมิ าณที่บอกถึงอัตราเร็วของแสงในอากาศเทียบกับอัตราเรว็ ของแสงในตวั กลางหนงึ่ ๆ โดยถา้ ดชั นหี กั เหของแสงในตัวกลางน้นั มีค่ามาก แสดงว่าอัตราเรว็ ของแสงในตัวกลางน้ันจะมีค่าน้อย ในทาง ตรงกนั ขา้ มถ้าดัชนีหักเหของแสงในตัวกลางน้นั มีค่านอ้ ย อตั ราเร็วของแสงในตวั กลางน้นั จะมีค่ามาก เชน่ ตวั กลาง ดัชนีหักเห ความหมาย นำ้ 1.33 อัตราเร็วแสงในอากาศเปน็ 1.33 เทา่ ของอตั ราเร็วแสงในน้ำ แก้ว 1.52 อตั ราเร็วแสงในอากาศเป็น 1.52 เท่าของอัตราเร็วแสงในแก้ว เพชร 2.2 อัตราเรว็ แสงในอากาศเป็น 2.2 เทา่ ของอัตราเรว็ แสงในเพชร เฉลยคำถามระหว่างเรยี น (หน้า 138) • เมื่อฉายแสงเลเซอร์ไปยังแท่งพลาสติกใสทีว่ างบนน้ำแข็งโดย เลเซอร์ ทำมุมกับผิวแท่งพลาสติก ดังภาพ แสงจะเกิดการหักเห อากาศ อย่างไรบ้าง ให้วาดรูปแนวการเคลื่อนที่ของแสงโดยใช้ข้อมลู จากตาราง 3.1 ประกอบ แท่งพลาสตกิ น้ำแข็ง แนวคำตอบ น้ำแข็ง 1121 แท่งพลาสติก การหักเหครั้งที่ 1 แสงเคลื่อนที่จากอากาศสู่แท่งพลาสติก 31 เป็นการเคลื่อนท่ีจากตัวกลางที่แสงมีอัตราเร็วมากไปยัง ตัวกลางที่แสงมีอัตราเร็วน้อย รังสีหักเหจะเบนเข้าหา เสน้ แนวฉาก การหักเหครั้งที่ 2 แสงเคลื่อนที่จากแท่งพลาสติกสู่น้ำแข็ง เป็นการเคลื่อนท่ีจากตัวกลางที่แสงมีอัตราเร็วน้อยไปยัง ตัวกลางที่แสงมีอัตราเร็วมาก รังสีหักเหจะเบนออกจาก เส้นแนวฉาก การหักเหครัง้ ท่ี 3 แสงเคลอ่ื นทจ่ี ากน้ำแข็งออกสู่อากาศเปน็ การเคล่ือนที่จากตวั กลางทีแ่ สงมีอัตราเร็วน้อยไป ยังตวั กลางที่แสงมีอตั ราเร็วมาก รงั สีหักเหจะเบนออกจากเส้นแนวฉาก สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 3 | คลน่ื และแสง 176 คู่มอื ครูรายวชิ าพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 10. กระตุ้นความสนใจของนกั เรยี นเกี่ยวกับการมองเห็นวัตถุทอ่ี ยู่ในน้ำ โดยครูอาจสาธติ หรือใหน้ ักเรยี นดูวีดทิ ัศน์เก่ียวกับ การมองภาพเหรียญก้นภาชนะในหนังสือเรียนหน้า 140 (ipst.me/10585) จากนั้นให้นักเรียนร่วมกันอภิปรายว่า ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเกี่ยวข้องกับการหักเหของแสงอย่างไร ทำไมเมื่อรินน้ำลงในแก้วกระเบื้องจึงสามารถมองเห็น เหรียญท่อี ยู่กน้ ภาชนะได้ (นักเรียนตอบตามความเข้าใจของตนเองโดยครยู งั ไมเ่ ฉลยคำตอบ) 11. ทบทวนการเขียนรังสีของแสงเพื่อแสดงตำแหน่งภาพที่เกิดในกระจกเงาว่าภาพเกิดจากรังสีของแสงสะท้อนตัดกัน หรือตอ่ ใหไ้ ปตดั กนั จากนนั้ ให้นกั เรยี นร่วมกันอภปิ รายวธิ ีเขยี นรังสีของแสงเพอื่ แสดงตำแหน่งภาพของวัตถทุ ี่อยใู่ นน้ำ 12. ให้นักเรียนเรียนรู้เพิ่มเติม โดยอ่านเนื้อหาในหนังสือเรียนหน้า 139 และตอบคำถามระหว่างเรียนหน้า 140 เพื่อตรวจสอบความเข้าใจ จากนั้นร่วมกันอภิปรายเพื่อให้ได้ข้อสรุปว่า ภาพของวัตถุที่อยู่ใต้น้ำจะเป็นภาพเสมือน ซง่ึ เกิดจากการต่อรังสหี กั เหใหต้ ัดกัน โดยภาพจะอยู่ในตำแหน่งทไี่ มต่ รงกับตำแหน่งจริงของวตั ถุ เฉลยคำถามระหว่างเรยี น • ปลาจะมองเห็นผีเสื้อที่บินอยู่เหนือน้ำมีตำแหน่งเปลี่ยนไปจาก อากาศ ตำแหน่งจริงอย่างไร เขียนแผนภาพรังสีของแสงเพื่ออธิบายการ นำ้ มองเหน็ ภาพผีเส้ือของปลา แนวคำตอบ ปลามองเห็นผเี สื้อได้ต้องมแี สงจากผีเส้ือผ่านอากาศเขา้ สนู่ ำ้ แลว้ เขา้ สูต่ าของปลา เมือ่ แสงจากผเี สอ้ื เข้าสู่นำ้ จะเกิดการหกั เหโดยรงั สีหักเหจะเบนเข้าหาเสน้ แนวฉาก ถ้าต่อแนวรังสหี ักเห ใหต้ ัดกนั จะเกิดภาพของผเี สอ้ื ทีต่ ำแหน่งสูงกวา่ ตำแหน่งจริง ดังภาพ ทำให้ปลามองเห็นผีเส้ืออยูส่ ูง กวา่ ความจริง ภาพผเี สอื้ อากาศ ผเี สอื้ นำ้ สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

177 หน่วยที่ 3 | คลืน่ และแสง คมู่ อื ครูรายวิชาพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยคำถามระหว่างเรียน • ถา้ นักเรียนวางเหรียญลงไปในแกว้ กระเบ้อื งแล้วขยับมุมมองของตนเองจนขอบแก้วบงั เหรียญได้มดิ พอดี ทำใหไ้ มส่ ามารถมองเห็นเหรียญท่ีอยู่กน้ แกว้ ได้อีก จากนั้นคอ่ ย ๆ รินนำ้ ลงไปในแกว้ ภาพของเหรยี ญจะ คอ่ ย ๆ ปรากฏข้ึนมา ดังภาพ ปรากฏการณท์ ีเ่ กิดขึ้นเกีย่ วข้องกับการหักเหของแสงอย่างไร ก. วางเหรยี ญลงในแกว้ กระเบ้ือง ข. ขยับมุมมองจนไมส่ ามารถ ค. รินน้ำลงในแก้วกระเบอ้ื ง มองเหน็ เหรียญ ภาพเหรียญปรากฎ แนวคำตอบ เรามองเห็นเหรียญได้ต้องมีแสงจากเหรียญเข้าสู่ตา เมื่อยังไม่รินน้ำลงในแก้วเราไม่สามารถ มองเห็นเหรียญได้เนื่องจากขอบของแก้วกระเบ้ืองบังแสงจากเหรียญไว้ เมื่อรินน้ำลงในแกว้ กระเบ้ือง แสงจาก เหรียญจะผ่านจากนำ้ สู่อากาศแล้วหักเหโดยรังสีหักเหจะเบนออกจากเส้นแนวฉากแล้วเข้าสู่ตา ถ้าต่อแนวรังสี หกั เหให้เสมือนว่าตดั กัน จะเกดิ ภาพเสมอื นของเหรยี ญท่ีตำแหนง่ สงู กวา่ ตำแหนง่ จริง ดงั ภาพ ทำใหเ้ รามองเห็น เหรียญได้ น้ำ ภาพเหรยี ญ เหรยี ญ 13. นำเข้าสู่กิจกรรมที่ 3.8 การสะท้อนกลับหมดของแสงเป็นอย่างไร โดยอาจใช้คำถามกระตุ้นความสนใจ เช่น เมื่อแสง เคลื่อนที่จากตวั กลางที่มีอัตราเร็วแสงน้อยไปยังตัวกลางท่ีมีอัตราเร็วแสงมาก รังสีหกั เหจะเบนออกจากเส้นแนวฉากทำให้ มมุ หกั เหมคี ่ามากกว่ามุมตกกระทบ นักเรียนคดิ ว่าจะเกิดอะไรขึ้นถ้าเพิ่มขนาดของมุมตกกระทบให้มากข้ึนเร่ือย ๆ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 3 | คลืน่ และแสง 178 คู่มอื ครูรายวิชาพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี กิจกรรมท่ี 3.8 การสะทอ้ นกลับหมดของแสงเป็นอย่างไร แนวการจดั การเรียนรู้ ครูดำเนินการดังนี้ กอ่ นการทำกจิ กรรม (5 นาท)ี 1. ให้นักเรียนอ่านชือ่ กิจกรรม จุดประสงค์ และวิธีดำเนินกิจกรรม และตรวจสอบความเข้าใจจากการอ่านโดยใช้คำถาม ดงั ตอ่ ไปนี้ • กิจกรรมนี้เกี่ยวกบั เร่อื งอะไร (การสะทอ้ นกลับหมดของแสง) • กจิ กรรมน้มี ีจุดประสงคอ์ ะไร (สงั เกตและอธบิ ายการสะท้อนกลับหมดของแสง) • วิธีดำเนินกิจกรรมมีขั้นตอนโดยสรุปอย่างไร (ฉายแสงให้ตกกระทบจุดศูนย์กลางความโค้งของแท่งพลาสติกครึ่ง วงกลม เพิ่มขนาดของมุมตกกระทบจนมุมหักเหมีขนาด 90 องศา จากนั้นเพิ่มขนาดของมุมตกกระทบให้มากขึ้น อกี ) ครคู วรเขยี นขน้ั ตอนการทำกิจกรรมโดยสรปุ บนกระดาน นกั เรียนต้องสงั เกตหรือรวบรวมข้อมลู เกยี่ วกับอะไรบ้าง (สงั เกตและรวบรวมลักษณะของการหักเหของแสงและค่า มมุ ตกกระทบทที่ ำให้มมุ หักเหมีขนาด 90 องศา) ระหว่างการทำกจิ กรรม (25 นาที) 2. ครูควรเดนิ สงั เกตการทำกจิ กรรมในแต่ละกล่มุ และให้คำแนะนำถ้านกั เรยี นมีขอ้ สงสัยในประเด็นต่าง ๆ เช่น เพ่อื ให้ผล ของการจัดกิจกรรมไม่คลาดเคลื่อน นักเรียนต้องฉายแสงให้ตกกระทบจุดศูนย์กลางความโค้งของแท่งพลาสติกคร่ึง วงกลมพอดี นักเรียนควรบันทึกแนวการเคลือ่ นที่ของแสงโดยทำจุดตามแนวแสงอย่างนอ้ ย 3 จุด แล้วจึงลากเส้นตรง เชื่อมจุดทั้ง 3 แต่ในทางปฏิบัตินักเรียนอาจไม่สามารถฉายรังสีตกกระทบให้แสงหักเหขนานไปกับผิวตรงของแท่ง พลาสติกหรือมุมหักเหมขี นาด 90 องศา ได้พอดี ครคู วรแนะนำใหน้ ักเรยี นบันทึกค่ามุมตกกระทบท่ที ำให้มุมหักเหมีค่า ใกลเ้ คยี ง 90 องศา มากทสี่ ดุ หลังการทำกิจกรรม (20 นาที) 3. นักเรียนนำเสนอผลการทำกิจกรรม ตอบคำถามท้ายกิจกรรม และร่วมกันอภิปรายโดยใช้คำถามท้ายกิจกรรมเป็น แนวทางเพอื่ ใหไ้ ดข้ ้อสรปุ จากกิจกรรมว่า เมื่อฉายแสงให้เคลื่อนที่จากแท่งพลาสติกไปยงั อากาศจะเกิดการหักเหโดย มุมหักเหจะมีค่ามากกว่ามุมตกกระทบ เมื่อเพิ่มขนาดของมุมตกกระทบให้มากขึ้น มุมหักเหก็จะเพิ่มขึ้นด้วย จนกระทั่งมุมตกกระทบมีค่าค่าหนึ่งที่ทำให้มุมหักเหมีค่าเท่ากับ 90 องศา และถ้าเพิ่มมุมตกกระทบให้มากขึ้นอีก แสงจะไม่หกั เหออกสู่อากาศแต่จะสะท้อนกลบั ในแทง่ พลาสติกครงึ่ วงกลมนน้ั สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

179 หนว่ ยที่ 3 | คลืน่ และแสง คู่มือครูรายวชิ าพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี 4. ให้นกั เรียนเรยี นรู้เพิ่มเติมเก่ยี วกับการสะท้อนกลับหมด มุมวิกฤติ ปรากฏการณ์ท่เี ก่ยี วข้องกับการหักเหของแสง และ การประยุกตใ์ ช้ความรู้เก่ยี วกับการหักเหของแสงในชวี ิตประจำวัน โดยอา่ นเนอื้ หาในหนังสอื เรียนหนา้ 143-146 และ ร่วมกนั อภปิ รายโดยใชค้ ำถามระหวา่ งเรียนเพ่ือตรวจสอบความเขา้ ใจและเพ่ือให้สรปุ ได้ว่า • การสะท้อนกลับหมดของแสงเกดิ ข้ึนเม่ือแสงเคลือ่ นทจ่ี ากตัวกลางทีแ่ สงมีอัตราเร็วน้อยกวา่ ไปยังตวั กลางที่แสงมี อตั ราเรว็ มากกวา่ โดยมมุ ตกกระทบมีขนาดมากกว่ามุมวกิ ฤติ • มมุ วิกฤติคือมมุ ตกกระทบท่ีทำให้รงั สหี ักเหขนานไปกบั ผวิ รอยต่อของตวั กลาง หรือมุมหกั เหมีค่าเทา่ กบั 90 องศา • ความเขา้ ใจเก่ยี วกบั การสะท้อนกลบั หมดของแสงสามารถนำไปอธบิ ายปรากฏการณ์ทางธรรมชาติและสามารถ นำไปประยุกตใ์ ชใ้ นชีวิตประจำวนั ได้ ความรเู้ พม่ิ เติมสำหรบั ครู ในการทำกจิ กรรม 3.8 เราจะสังเกตพบว่าเมื่อแสงเคลือ่ นที่ผา่ นรอยตอ่ ระหวา่ งอากาศสู่พลาสติกท่ผี วิ ดา้ นโค้ง แนวการเคลอ่ื นท่ีของแสงจะไมเ่ ปลี่ยนแปลง ทัง้ น้เี พราะการฉายแสงใหต้ กกระทบจุดศนู ย์กลางความโค้งของแท่ง พลาสตกิ ครึ่งวงกลมเปน็ การฉายแสงทที่ ำให้มมุ ตกกระทบผิวโค้งเปน็ 0 องศา เฉลยคำถามระหว่างเรียน • ถ้าแสงเคลื่อนที่จากเพชรออกสู่อากาศ โดยมีมุมวิกฤติประมาณ 24.5 องศา แสงจะเกิดการสะท้อนกลับ หมดเมอ่ื ใด แนวคำตอบ เมื่อแสงเคลื่อนที่จากเพชรออกสู่อากาศ แสงจะเกิดการสะท้อนกลับหมดเมื่อมีมุมตกกระทบ มากกวา่ 24.5 องศา สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 3 | คลน่ื และแสง 180 คู่มือครูรายวิชาพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยคำถามระหว่างเรยี น • ถ้าแสงเคลื่อนที่จากตัวกลางที่แสงมีอัตราเร็วมากไปยังตัวกลางท่ีแสงมีอัตราเร็วน้อย แสงจะมีโอกาสเกิด การสะทอ้ นกลบั หมดหรือไม่ เพราะเหตุใด แนวคำตอบ ถ้าแสงเคลื่อนที่จากตัวกลางที่แสงมีอัตราเร็วมากไปยังตัวกลางที่แสงมีอัตราเร็วน้อย แสงจะไม่มี โอกาสเกิดการสะท้อนกลับหมด เพราะแสงจะเบนเข้าหาเส้นแนวฉาก ทำให้มุมหักเหมีค่าน้อยกว่ามุมตก กระทบเสมอ 5. เปิดโอกาสให้ทำกจิ กรรมเสรมิ หน้า 145 กิจกรรมเสริม การสะทอ้ นกลบั หมดในสายนำ้ โค้ง ตวั อยา่ งผลการทำกิจกรรมเสรมิ วัตถปุ ระสงค์ สังเกตการสะทอ้ นกลับหมดของแสงเลเซอร์ในสายนำ้ วัสดแุ ละอปุ กรณ์ วสั ดุท่ใี ชต้ อ่ กลมุ่ รายการ ปริมาณ/กลุ่ม 1. ปากกาเลเซอร์ 1 อนั 2. ขวดน้ำพลาสติก 1 ขวด 3. น้ำ 1 ขวด วธิ ีทำ เจาะขวดพลาสติกใหเ้ ป็นรูขนาดเล็ก เตมิ นำ้ ลงไปในขวดแลว้ ปลอ่ ยให้นำ้ ไหลออกตามรทู ีเ่ จาะ ฉายแสง เลเซอรใ์ ห้ตกกระทบขวดด้านตรงกนั ขา้ มกบั ที่เจาะรู จากนั้นขยบั มุมของแสงเลเซอร์ทตี่ กกระทบจนเกดิ การ สะทอ้ นกลับหมด ตัวอยา่ งความรู้ เมื่อฉายแสงเลเซอร์ให้ตกกระทบสายน้ำด้วยมุมที่เหมาะสม แสงเลเซอร์จะสะท้อนกลับหมดหลาย ๆ ครั้ง ในสายน้ำน้ัน จึงมองเห็นแสงเลเซอร์เคล่อื นท่ีเป็นแนวโคง้ ตามสายน้ำนนั้ 6. นำเข้าสู่กิจกรรมที่ 3.9 การกระจายของแสงเป็นอย่างไร โดยอาจใช้คำถามกระตุน้ ความสนใจ เช่น เมื่อแสงเกิดการ หักเหบริเวณรอยต่อระหว่างตัวกลาง 2 ชนิด ทำให้เห็นแนวการเคลื่อนที่ของแสงเบนไปจากแนวการเคลื่อนที่เดิม นักเรยี นคดิ ว่าแสงสีต่างกันทีม่ คี วามยาวคลนื่ แตกตา่ งกัน จะเกิดการหกั เหเหมอื นหรือแตกต่างกนั หรือไม่ สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

181 หนว่ ยท่ี 3 | คลนื่ และแสง ค่มู อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี กิจกรรมที่ 3.9 การกระจายของแสงเป็นอย่างไร แนวการจัดการเรยี นรู้ ครูดำเนนิ การดังนี้ กอ่ นการทำกจิ กรรม (5 นาท)ี 1. ให้นักเรียนอ่านชือ่ กิจกรรม จุดประสงค์ และวิธีดำเนินกิจกรรม และตรวจสอบความเข้าใจจากการอ่านโดยใช้คำถาม ดงั ตอ่ ไปน้ี • กจิ กรรมน้ีเกีย่ วกับเรือ่ งอะไร (การกระจายของแสงเมื่อแสงผา่ นปริซมึ ) • กิจกรรมน้มี จี ดุ ประสงค์อะไร (สงั เกตและอธบิ ายการกระจายของแสง) • วธิ ีดำเนนิ กิจกรรมมีข้ันตอนโดยสรุปอย่างไร (ฉายแสงให้ตกกระทบปริซึมสามเหลย่ี ม สงั เกตการหักเหของแสงทเ่ี กิดขน้ึ ) ครคู วรเขียนบนั ทกึ ขน้ั ตอนการทำกิจกรรมโดยสรปุ บนกระดาน • นักเรียนตอ้ งสงั เกตหรือรวบรวมข้อมูลเก่ียวกับอะไรบา้ ง (สงั เกตและรวบรวมขอ้ มลู เกีย่ วกับแนวของรงั สีตกกระทบ แนวรังสีหกั เห และสิ่งท่ีปรากฏบนฉาก) ระหวา่ งการทำกจิ กรรม (25 นาที) 2. ครูควรเดนิ สังเกตการทำกิจกรรมในแต่ละกลุ่มและให้คำแนะนำถ้านักเรียนมีข้อสงสัยในประเดน็ ต่าง ๆ เช่น ควรฉาย แสงใหเ้ กดิ การหักเหภายในแท่งปรซิ ึม 2 ครัง้ เพอ่ื ให้แสงแต่ละสแี ยกออกจากกนั ชัดเจน ครูควรรวบรวมข้อมลู จากการ ทำกิจกรรมของนักเรยี นเพือ่ ใชเ้ ปน็ ข้อมลู ประกอบการอภิปรายหลังการทำกจิ กรรม หลงั การทำกจิ กรรม (20 นาที) 3. นักเรียนนำเสนอผลการทำกิจกรรม ตอบคำถามท้ายกิจกรรม จากนั้นร่วมกันอภิปรายโดยใช้คำถามท้ายกิจกรรมเปน็ แนวทางเพื่อให้ได้ข้อสรุปจากกิจกรรมว่า เมื่อฉายแสงให้ตกกระทบปริซึมสามเหลี่ยม แสงจะเกิดการหักเหโดยแสง แต่ละสีจะเกิดการหักเหด้วยมุมที่แตกต่างกัน ทำให้แสงแต่ละสีแยกออกจากกันและปรากฏเป็นสีต่าง ๆ เรียงกันบน ฉากขาว สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 3 | คลื่นและแสง 182 คู่มอื ครรู ายวิชาพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี 4. ให้นักเรียนเรียนรู้เพิม่ เติมเก่ียวกับการกระจายของแสงและปรากฏการณ์ท่ีเกีย่ วข้องกับการกระจายของแสง โดยอ่าน เน้ือหาในหนงั สอื เรยี นหน้า 148-150 และตอบคำถามระหวา่ งเรียนเพื่อตรวจสอบความเข้าใจ จากนัน้ ร่วมกนั อภปิ ราย เพ่ือใหไ้ ด้ข้อสรปุ ว่า เมอ่ื ฉายแสงเข้าสู่ปริซมึ แสงจะเกดิ การหักเห 2 ครงั้ โดยครั้งแรกเกดิ เมอ่ื แสงเคลื่อนที่จากอากาศ เข้าสู่ปริซึมและครั้งที่สองเมื่อแสงเคลื่อนที่จากปริซึมออกสู่อากาศ ทำให้เกิดการกระจายของแสงเป็นแสงสีต่าง ๆ เรยี กว่าสเปกตรัมของแสง เนือ่ งจากแสงแต่ละสีเคล่ือนท่ีในปริซึมดว้ ยอัตราเร็วท่ีแตกต่างกันจึงหักเหไม่เท่ากันจนแยก ออกจากกนั เราสามารถใช้ความรู้เรื่องการกระจายแสงไปอธิบายปรากฏการณ์ทางธรรมชาติได้ เช่น การเกดิ รงุ้ 5. อาจใหน้ ักเรียนทำการทดลองเสมอื นจรงิ โดยใช้โปรแกรมสำเรจ็ รูป https://phet.colorado.edu/sims/html/bending-light/latest/bending-light_en.html ดังภาพ เพ่ือขยาย ความรูเ้ ก่ียวกับการหกั เหของแสงสีต่าง ๆ ในตัวกลางอนื่ ๆ และปริซึมรปู ทรงอ่นื ๆ เฉลยคำถามระหว่างเรยี น • แสงสีใดเคลอื่ นทใี่ นปริซึมไดเ้ ร็วทส่ี ุด แนวคำตอบ เมื่อแสงเคลอื่ นทจี่ ากอากาศเข้าสู่ปรึซึมหรือจากตัวกลางทแ่ี สงมีอตั ราเร็วมากไปยังตัวกลางท่ีแสง มอี ตั ราเร็วนอ้ ย มุมหักเหจะเล็กกว่ามุมตกกระทบ จากการสังเกตพบว่าแสงสีม่วงมมี ุมหักเหน้อยที่สดุ แสดงว่า แสงสีม่วงมีอัตราเร็วน้อยที่สุดในปริซึม ส่วนแสงสีแดงมีมุมหักเหมากที่สุด แสงสีแดงจึงมีอัตราเร็วสูงสุดใน ปริซมึ ดังภาพ แดง ม่วง 6. นำเข้าสู่กจิ กรรมที่ 3.10 การหักเหของแสงขนานเมอื่ ผา่ นเลนสเ์ ป็นอย่างไร โดยอาจให้นักเรยี นสังเกตและทำความ รู้จกั กับเลนส์นูนและเลนสเ์ วา้ ของจริง พร้อมทง้ั อ่านหนงั สือเรยี นในหนา้ 150 จากนั้นใชค้ ำถามกระตนุ้ ความสนใจว่า การหกั เหของแสงผ่านเลนส์นูนและเลนส์เว้าจะมลี ักษณะอยา่ งไร สถาบันสง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

183 หน่วยที่ 3 | คล่นื และแสง คู่มอื ครรู ายวิชาพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี กิจกรรมท่ี 3.10 การหกั เหของแสงขนานเมื่อผา่ นเลนสเ์ ปน็ อยา่ งไร แนวการจดั การเรยี นรู้ ครูดำเนนิ การดงั น้ี ก่อนการทำกิจกรรม (5 นาท)ี 1. ให้นักเรียนอ่านชื่อกิจกรรม จุดประสงค์ และวิธีดำเนินกิจกรรม และตรวจสอบความเข้าใจจากการอ่านโดยใช้คำถาม ดงั ต่อไปน้ี • กจิ กรรมน้เี กีย่ วกับเรื่องอะไร (การหักเหของแสงขนานเม่ือผ่านเลนสน์ ูนและเลนส์เวา้ ) • กจิ กรรมนี้มีจุดประสงค์อะไร (สงั เกตและอธิบายการหักเหของแสงขนานทผ่ี า่ นเลนสน์ ูนและเลนสเ์ ว้า) • วิธดี ำเนนิ กิจกรรมมีขัน้ ตอนโดยสรปุ อย่างไร (ฉายแสงขนานให้ตกกระทบเลนส์นนู และเลนสเ์ ว้า สงั เกตการหักเห ของแสงทีเ่ กดิ ขึน้ ) ครูควรเขยี นขั้นตอนการทำกจิ กรรมโดยสรุปบนกระดาน • นกั เรียนต้องสังเกตหรอื รวบรวมข้อมูลเก่ยี วกบั อะไรบ้าง (แนวของรงั สีตกกระทบและรงั สหี ักเห) ระหว่างการทำกจิ กรรม (25 นาที) 2. ครคู วรเดินสงั เกตการทำกจิ กรรมในแต่ละกลุ่มและให้คำแนะนำถ้านกั เรียนมีข้อสงสัยในประเด็นต่าง ๆ เช่น หากแสง ที่ออกจากกล่องแสงไม่ขนานหรือไม่คมชัด ให้ปรับหมุนหลอดไฟฟ้าด้านในกล่องแสงให้ไส้หลอดไฟอยู่ในระนาบ เดียวกับพื้นโต๊ะ การบันทึกแนวการเคลื่อนที่ของแสง ควรให้นักเรียนทำจุดตามแนวแสงอย่างน้อย 3 จุด แล้วจึง ลากเสน้ ตรงเช่อื มทั้ง 3 จุด หลงั การทำกจิ กรรม (20 นาที) 3. นักเรียนนำเสนอผลการทำกิจกรรม ตอบคำถามท้ายกิจกรรม และร่วมกันอภิปรายโดยใช้คำถามท้ายกิจกรรมเป็น แนวทางเพื่อใหไ้ ด้ข้อสรุปจากกิจกรรมว่า เมื่อฉายแสงขนานกับเส้นตรงเสน้ ที่ 2 ให้ตกกระทบเลนสน์ นู แสงจะหักเห ไปรวมกันท่ีจุดจุดหนึ่งบนเส้นตรงที่ 2 หลังเลนส์ แต่ถ้าฉายแสงขนานกับเส้นตรงเส้นที่ 2 ให้ตกกระทบเลนส์เว้า แสงหักเหกระจายออกจากกัน เมื่อต่อแนวรังสีหักเหจากเลนส์เว้า แนวรังสีที่ต่อออกไปจะตัดกันที่ตำแหน่งหนึ่งบน เสน้ ตรงที่ 2 หน้าเลนส์ หมายเหตุ ด้านหนา้ เลนส์คอื ด้านทีแ่ สงตกกระทบเลนส์ ส่วนด้านหลงั เลนส์คอื ด้านทแี่ สงหกั เหออกจากเลนส์ สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 3 | คลน่ื และแสง 184 คูม่ อื ครูรายวชิ าพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี 4. ให้นกั เรียนเรยี นรู้เพ่ิมเตมิ เกย่ี วกับเลนสแ์ ละส่วนประกอบของเลนส์นนู และเลนสเ์ วา้ โดยอา่ นเนื้อหาในหนงั สือเรยี น หนา้ 152 จากนน้ั ร่วมกนั อภิปรายเพ่อื ใหไ้ ด้ข้อสรุปว่า • เลนส์นนู มลี ักษณะหนาบริเวณตรงกลางของเลนสแ์ ละบางตรงบรเิ วณขอบ เลนสน์ ูนทำหน้าทรี่ วมแสง • เลนส์เวา้ มีลกั ษณะบางตรงกลางของเลนสแ์ ละหนาตรงขอบ เลนส์เวา้ ทำหน้าท่กี ระจายแสง • เม่ือแสงตกกระทบกบั เลนส์นูนและเลนส์เว้าโดยแนวรงั สที ่ีตกกระทบผ่านจุดกง่ึ กลางเลนส์ แนวการเคล่อื นท่ีของ แสงจะไมเ่ ปล่ียนแปลง • ถ้าแสงขนานกับเสน้ แกนมขุ สำคัญตกกระทบเลนส์นนู ทีต่ ำแหนง่ อ่ืน ๆ รังสีของแสงจะหกั เหไปตัดกันที่จุดโฟกสั 5. นำเข้าสู่กิจกรรมที่ 3.11 ภาพที่เกิดจากเลนส์นูนเป็นอย่างไร โดยอาจให้นักเรียนใช้แว่นขยายส่องดูเส้นลายมือของ ตนเอง เลื่อนแว่นขยายเข้าและออกจากมือแล้วสังเกตภาพที่เกิดขึ้น จากนั้นใช้คำถามกระตุ้นความสนใจ เช่น แว่น ขยายเป็นเลนส์นนู หรือเลนสเ์ วา้ ภาพเสน้ ลายมอื เม่ือมองผ่านแวน่ ขยายแตกต่างจากเสน้ ลายมอื จริงอย่างไร และเขียน แผนภาพรงั สขี องแสงเพื่อระบตุ ำแหน่งภาพได้อย่างไร สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

185 หน่วยที่ 3 | คลน่ื และแสง ค่มู อื ครูรายวชิ าพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กิจกรรมท่ี 3.11 ภาพท่ีเกดิ จากเลนสน์ นู เป็นอยา่ งไร แนวการจดั การเรียนรู้ ครดู ำเนินการดังน้ี กอ่ นการทำกิจกรรม (5 นาท)ี 1. ให้นักเรียนอ่านชื่อกิจกรรม จุดประสงค์ และวิธีดำเนินกิจกรรม และตรวจสอบความเข้าใจจากการอ่านโดยใช้คำถาม ดงั ต่อไปนี้ • กิจกรรมนเ้ี กยี่ วกับเร่ืองอะไร (ภาพทีเ่ กดิ จากเลนส์นนู ) • กจิ กรรมนม้ี ีจุดประสงค์อะไร (สังเกตและบรรยายภาพทเ่ี กิดจากเลนส์นูน) • วิธีดำเนินกิจกรรมมีขั้นตอนโดยสรุปอย่างไร (หาความยาวโฟกัสของเลนส์นูน จุดเทียนไขวางหน้าเลนส์นูนท่ี ตำแหน่งต่าง ๆ สังเกตภาพเมือ่ มองผ่านเลนส์นนู และภาพที่ปรากฏบนฉาก) ครคู วรเขียนขัน้ ตอนการทำกิจกรรมโดยสรุปบนกระดาน • นักเรียนต้องสังเกตหรือรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับอะไรบ้าง (สังเกตและรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับระยะวัตถุ ระยะภาพ ลกั ษณะของภาพเมื่อมองผา่ นเลนส์และลักษณะของภาพที่ปรากฏบนฉาก) ระหวา่ งการทำกิจกรรม (25 นาที) 2. ครูควรเดินสังเกตการทำกิจกรรมในแต่ละกลุ่มและให้คำแนะนำถ้านักเรียนมีข้อสงสัยในประเด็นต่าง ๆ เช่น การ สังเกตภาพที่ปรากฏบนฉาก โดยเมื่อวางเทียนไขที่จุดไฟหน้าเลนส์นูนที่ระยะน้อยกว่า f แล้วนำฉากมาวางด้านหลัง เลนส์ นักเรียนจะสังเกตเห็นดวงไฟวงกลมสีส้มบนฉากขาว โดยดวงไฟวงกลมสีส้มบนฉากขาวนี้ไม่ถือว่าเป็นภาพของ เทียนไข ดงั น้นั เมือ่ วางเทยี นไขทจี่ ุดไฟหนา้ เลนส์นนู ท่ีระยะน้อยกว่า f จงึ ไม่สามารถหาระยะภาพได้ ภาพเทียนไขหวั กลับ ภาพดวงไฟวงกลมสสี ้ม (ไม่ใช่ภาพเทียนไข) สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 3 | คลนื่ และแสง 186 คู่มือครรู ายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี หลงั การทำกจิ กรรม (20 นาที) 3. ให้นักเรียนนำเสนอผลการทำกิจกรรม ตอบคำถามท้ายกิจกรรม และร่วมกันอภิปรายโดยใช้คำถามท้ายกิจกรรมเป็น แนวทางเพื่อใหไ้ ดข้ อ้ สรปุ จากกจิ กรรมวา่ เมื่อวางเทียนไขไว้ทต่ี ำแหน่งต่าง ๆ หน้าเลนสน์ ูน ลักษณะของภาพเทียนไข ทม่ี องเห็นจะข้ึนอยู่กับตำแหน่งของเทียนไข ซึ่งอาจเปน็ ภาพหวั กลบั ทีป่ รากฏบนฉากรับภาพทม่ี ีท้ังภาพขนาดใหญ่กว่า หรอื เล็กกวา่ เทียนไข หรอื อาจเป็นภาพหวั ตัง้ ขนาดใหญซ่ ึ่งไม่สามารถเกดิ บนฉากได้ 4. ให้นกั เรยี นเรียนรเู้ พ่ิมเตมิ เกี่ยวกับการใช้แผนภาพรังสีของแสงแสดงการเกิดภาพจากเลนส์ โดยอ่านเน้ือหาในหนังสือ เรยี นหน้า 154-156 และรว่ มกันอภิปรายโดยใช้คำถามระหว่างเรยี นและโจทย์ชวนคิดเพ่ือตรวจสอบความเข้าใจและ เพื่อใหส้ รปุ ได้วา่ ภาพจากเลนส์เกดิ จากรงั สีหักเหตัดกันหรือต่อแนวรังสใี หต้ ัดกัน โดยถ้ารังสีหกั เหตัดกันจรงิ จะเกดิ ภาพจริง แตถ่ ้าต่อแนวรงั สหี ักเหให้ตดั กันจะเกิดภาพเสมือน 5. อาจใหน้ ักเรียนทำการทดลองเสมอื นจริงโดยใชโ้ ปรแกรมสำเร็จรปู ในหนงั สือเรยี นหน้า 156 (ipst.me/10589) หรือ https://phet.colorado.edu/sims/geometric-optics/geometric-optics_en.html ดังภาพ เพ่อื ขยายความรู้เก่ยี วกับการเกดิ ภาพจากเลนสน์ ูน เฉลยคำถามระหวา่ งเรียน • กระจกเงาและเลนสม์ ีหลกั การทำงานเหมอื นหรือแตกตา่ งกันอย่างไร แนวคำตอบ กระจกเงาและเลนส์มหี ลักการทำงานแตกต่างกันโดยภาพจากกระจกเงาเกิดจากการ สะท้อนของแสง ในขณะทภี่ าพจากเลนส์เกดิ จากการหักเหของแสง สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

187 หน่วยท่ี 3 | คล่ืนและแสง คู่มอื ครรู ายวชิ าพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยคำถามชวนคดิ (หน้า 156) • ถา้ วางวตั ถุไว้หน้าเลนส์นูนและเลนสเ์ วา้ ดังภาพ ภาพทเ่ี กิดข้นึ จะมีลักษณะอยา่ งไรและเกดิ ที่ตำแหนง่ ใด 1. 3. วตั ถุ F O F วัตถุ F O F 2. 4. F วัตถุ O F วตั ถุ F O F แนวคำตอบ 3. 1. ภาพ ภาพ วัตถุ F O F F OF ภาพเสมือน หวั ตั้ง ขนาดเลก็ กว่าวตั ถุ ภาพจรงิ หัวกลบั ขนาดใหญ่กวา่ วัตถุ 4. 2. ภาพ ภาพ วัตถุ F O F F วัตถุ O F ภาพเสมอื น หัวตงั้ ขนาดเลก็ กว่าวัตถุ ภาพเสมือน หัวต้งั ขนาดใหญ่กวา่ วตั ถุ สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 3 | คลื่นและแสง 188 คมู่ ือครรู ายวชิ าพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี 6. ให้นกั เรยี นเรยี นรูเ้ พม่ิ เติมจากอา่ นเนื้อหาในหนงั สือเรียนหนา้ 157-159 เกี่ยวกับการประยุกต์ใช้เลนสน์ ูนและเลนส์เว้า ในชีวิตประจำวัน จากนั้นรว่ มกันอภิปรายเพ่ือให้สรุปได้ว่า เลนส์นูนทำหน้าที่รวมแสงและเลนสเ์ ว้าทำหน้าทีก่ ระจาย แสงและทำให้เกิดภาพที่มีลักษณะแตกต่างกัน เราสามารถนำเลนส์นูนและเลนส์เว้าไปประยุกต์ใช้ในการทำงานของ ทศั นอุปกรณ์ทห่ี ลากหลาย เชน่ แวน่ ขยาย กล้องจุลทรรศน์ แวน่ สายตา 7. อาจมอบหมายให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้เลนส์นูนและเลนส์เว้าในทัศนอุปกรณ์อื่น ๆ จากนัน้ นำเสนอในรูปแบบตา่ ง ๆ ทน่ี า่ สนใจ เชน่ แผน่ พบั โปสเตอร์ วีดิทศั น์ ภาพเคล่อื นไหว 8. ใหน้ ักเรยี นอา่ นเกรด็ นา่ รู้ เลสกิ ในหนังสอื เรยี นหนา้ 159 เก่ียวกับการทำเลสกิ เพอื่ แก้ปัญหาความบกพรอ่ งทางสายตา ความรู้เพมิ่ เติมสำหรับครู สรปุ การเกิดภาพเมอื่ วางวตั ถไุ วห้ น้าเลนส์ทร่ี ะยะตา่ ง ๆ เลนสน์ ูน ระยะวตั ถุ การเขยี นรังสีของแสง ลักษณะภาพ ภาพจริง เปน็ จดุ ไกลมาก (ระยะอนนั ต)์ มากกว่า 2f ภาพจริง หัวกลับ เทา่ กบั 2f ขนาดเล็กกว่าวตั ถุ ระหวา่ ง f ถึง 2f น้อยกวา่ f ภาพจรงิ หัวกลับ ขนาดเทา่ กับวตั ถุ ภาพจรงิ หวั กลับ ขนาดใหญก่ วา่ วตั ถุ ภาพเสมือน หัวต้งั ขนาดใหญ่กว่าวตั ถุ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

189 หนว่ ยท่ี 3 | คลื่นและแสง คมู่ อื ครูรายวิชาพนื้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความร้เู พิ่มเติมสำหรบั ครู เลนส์เวา้ ลกั ษณะภาพ การเขยี นรังสขี องแสง ภาพเสมอื น เป็นจุด ระยะวตั ถุ ไกลมาก ภาพเสมอื น หัวต้ัง (ระยะอนันต)์ ขนาดเล็กกว่าวตั ถุ มากกว่า 2f ภาพเสมอื น หัวตง้ั เทา่ กับ 2f ขนาดเล็กกว่าวตั ถุ ระหว่าง f ถงึ 2f ภาพเสมือน หัวตงั้ ขนาดเลก็ กวา่ วตั ถุ น้อยกว่า f ภาพเสมอื น หวั ตง้ั ขนาดเลก็ กว่าวตั ถุ สถาบันสง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 3 | คลนื่ และแสง 190 คู่มือครูรายวชิ าพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี 9. ถ้าครูพบว่านักเรียนมีแนวคิดคลาดเคลื่อนเกี่ยวกับการหักเหของแสง ให้ครูแก้ไขแนวคิดคลาดเคลือ่ นดังกล่าว โดยให้ นักเรยี นร่วมกนั อภปิ รายเพือ่ แกไ้ ขให้ถูกต้อง เช่น แนวคิดคลาดเคลือ่ น แนวคดิ ท่ถี กู ต้อง เรามองเห็นวัตถุทอ่ี ยู่ในน้ำได้เพราะแสง เรามองเห็นวัตถุที่อยู่ในน้ำได้เพราะแสงจากวัตถุที่อยู่ในน้ำไป จากตาไปกระทบวัตถุ (รังสีของแสงพงุ่ กระทบตา (รงั สขี องแสงพ่งุ ออกจากวัตถุไปยังตา) ออกจากตาไปยังวตั ถุ (Kaewkhong et al., 2010) 10. เชือ่ มโยงไปส่กู ารเรยี นในเร่ืองต่อไปเก่ยี วกบั ความสว่างโดยใช้คำถาม เชน่ ความสวา่ งคอื อะไร มผี ลตอ่ การทำงานของ ดวงตาหรือไม่ อย่างไร สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

191 หนว่ ยท่ี 3 | คล่ืนและแสง ค่มู ือครูรายวชิ าพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี เร่อื งท่ี 3 ความสวา่ ง แนวการจัดการเรยี นรู้ ครูดำเนนิ การดงั นี้ 1. ให้นักเรียนสังเกตภาพนำเรื่อง อ่านเนื้อหานำเรื่อง และ ร่วมกนั อภปิ รายตามแนวใช้คำถามดงั ต่อไปน้ี • ลักซ์เป็นหน่วยวัดปริมาณใด (ความสว่างของพื้นผิวท่ี แสงตกกระทบ) • โคมไฟที่ใช้ในห้องผา่ ตัดควรเปน็ โคมไฟที่ให้ความสว่างท่ี พื้นผิวมากกว่าหรือน้อยกว่าโคมไฟที่ใช้อ่านหนังสือ เพราะเหตุใด (โคมไฟที่ใช้ในห้องผ่าตัดควรทำให้เกิด ความสว่างที่พื้นผิวมากกว่าเพราะแพทย์จำเป็นต้องใช้ ความสว่างที่มากจนสามารถเห็นรายละเอียดสิ่งที่จะ ผ่าตัดไดช้ ดั เจน) 2. นักเรียนอ่านคำสำคัญ ทำกิจกรรมทบทวนความรู้ก่อน เรียน จากนั้นนำเสนอผลการทำกิจกรรม หากครูพบว่า นักเรียนยังทำกิจกรรมทบทวนความรู้ก่อนเรียนไม่ถูกต้อง ครูควรทบทวนหรือแก้ไขความเข้าใจผิดของนักเรียน เพื่อให้ นกั เรยี นมีความรู้พ้ืนฐานที่ถูกต้องและเพียงพอที่จะเรียนเร่ือง ความสวา่ งตอ่ ไป เฉลยทบทวนความรู้กอ่ นเรยี น เขยี นเคร่อื งหมาย √ หนา้ การกระทำทไี่ มเ่ ป็นอนั ตรายต่อดวงตา และเขียนเคร่อื งหมาย X หนา้ การกระทำท่เี ปน็ อันตรายตอ่ ดวงตา  1. มองดวงอาทติ ย์ด้วยตาเปลา่ ในเวลากลางวนั  2. สงั เกตปรากฏการณ์สุริยุปราคาโดยใช้ฟลิ ์มเอกซเรย์  3. ดโู ทรทศั นใ์ นหอ้ งมืด  4. สวมแว่นตากันแดดเมื่ออยู่กลางแจง้  5. อ่านข้อความหรือเล่นเกมในโทรศัพทเ์ คลอ่ื นท่ีและแท็บเลต็ เปน็ เวลานาน ๆ สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 3 | คล่นื และแสง 192 คูม่ ือครูรายวชิ าพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 3. ตรวจสอบความรู้เดิมของนกั เรียนเกี่ยวกับความสวา่ งโดยให้ทำกิจกรรม รู้อะไรบ้างก่อนเรียน ครูอาจให้นักเรียนเขยี น ได้ตามความเข้าใจของตนเองโดยครูยังไม่เฉลยคำตอบแต่นำข้อมูลจากการตรวจสอบความรู้เดิมของนักเรียนไปใช้ใน การจัดการเรยี นร้ใู นขัน้ ต่อไป เมือ่ นกั เรียนเรยี นจบเรื่องนแ้ี ลว้ นกั เรียนจะมีความรู้ความเขา้ ใจครบถ้วนตามจุดประสงค์ ของบทเรียน ตวั อยา่ งแนวคิดคลาดเคลื่อนทอี่ าจพบในเรือ่ งนี้ - 4. นำเข้าสู่กิจกรรมที่ 3.12 ความสว่างที่เหมาะสมกับกิจกรรมต่าง ๆ ควรมีค่าเท่าใด โดยให้นักเรียนดาวน์โหลดและ ลองใช้แอปพลิเคชันวัดความสว่างในสมาร์ตโฟน จากนั้นใช้คำถามกระตุ้นความสนใจ เช่น เมื่ออ่านหนังสือในห้องท่ี ปริมาณแสงไม่เพียงพอเป็นเวลานาน ๆ นักเรียนจะรู้สึกอย่างไร การจัดความสว่างของสถานที่ให้เหมาะกับกิจกรรม ของสถานที่นั้น ๆ จะทำให้เรามองเห็นสิ่งต่าง ๆ รอบตัวได้อย่างชัดเจน เกิดความสบายตา นักเรียนทราบหรือไม่ว่า ความสว่างทเี่ หมาะกับกิจกรรมในแตล่ ะสถานทค่ี วรมีคา่ เทา่ ใด สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

193 หน่วยที่ 3 | คลืน่ และแสง คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กิจกรรมท่ี 3.12 ความสว่างทเี่ หมาะสมกับกิจกรรมตา่ ง ๆ ควรมคี า่ เท่าใด แนวการจดั การเรียนรู้ ครดู ำเนนิ การดังน้ี กอ่ นการทำกจิ กรรม (5 นาท)ี 1. ให้นักเรียนอ่านชือ่ กิจกรรม จุดประสงค์ และวิธีดำเนินกิจกรรม และตรวจสอบความเข้าใจจากการอ่านโดยใช้คำถาม ดงั ต่อไปนี้ • กจิ กรรมนเ้ี กี่ยวกบั เรอื่ งอะไร (ความสวา่ งท่ีพ้ืนผิวในสถานท่ีที่ใชท้ ำกิจกรรม) • กจิ กรรมนมี้ จี ดุ ประสงคอ์ ะไร (สำรวจความสวา่ งของสถานที่และนำเสนอแนวทางการจัดความสวา่ งใหเ้ หมาะกับ กจิ กรรม) • วธิ ดี ำเนินกิจกรรมมีขน้ั ตอนโดยสรปุ อย่างไร (สบื คน้ ข้อมูลความสวา่ งท่ีเหมาะสมกบั กจิ กรรมในสถานทีต่ า่ ง ๆ สำรวจความสวา่ งของสถานท่ีต่าง ๆ เช่น โรงเรยี น บา้ น และนำเสนอแนวทางการจดั ความสวา่ งใหเ้ หมาะสม) ครคู วรเขยี นขน้ั ตอนการทำกิจกรรมโดยสรปุ บนกระดาน • นักเรียนต้องสังเกตหรือรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับอะไรบ้าง (ความสว่างที่เหมาะกับกิจกรรมในสถานที่ต่าง ๆ และ ความสวา่ งของสถานท่ีต่าง ๆ) ระหวา่ งการทำกจิ กรรม (25 นาที) 2. ครคู วรเดินสงั เกตการทำกจิ กรรมในแต่ละกลุ่มและให้คำแนะนำหรือตอบข้อสงสัยในประเดน็ ตา่ ง ๆ เช่น แหล่งข้อมูล สำหรับการสืบคน้ วธิ ีการใชแ้ อปพลิเคชนั วดั ความสวา่ งในสมาร์ตโฟน แนวทางการวเิ คราะหแ์ ละจัดกระทำข้อมลู และ ครคู วรรวบรวมขอ้ มูลจากการทำกิจกรรมของนักเรยี นเพ่ือใช้เป็นข้อมลู ประกอบการอภิปรายภายหลังการทำกจิ กรรม ห3.ลงั การทำกจิ กรรม (20 นาที) 3. นักเรียนนำเสนอผลการทำกิจกรรม ตอบคำถามท้ายกิจกรรม และร่วมกันอภิปรายโดยใช้คำถามท้ายกิจกรรมเป็น แนวทางเพื่อให้ได้ข้อสรุปจากกิจกรรมว่า ในชีวิตประจำวัน เราทำกิจกรรมที่หลากหลายในสถานที่ต่าง ๆ ซึ่งต้อง อาศยั ความสว่างที่เหมาะสมแตกตา่ งกัน ดังน้ันการจดั ความสว่างใหเ้ หมาะกับกิจกรรมจงึ มคี วามสำคญั อยา่ งยิ่ง สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หน่วยที่ 3 | คล่นื และแสง 194 คู่มอื ครรู ายวิชาพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 4. ให้นกั เรียนเรียนรูเ้ พิ่มเตมิ โดยอา่ นเน้ือหาในหนังสือเรยี นหน้า 163 จากน้นั ร่วมกนั อภิปรายเพื่อตรวจสอบความเข้าใจ และเพื่อให้สรุปได้ว่า ในชีวิตประจำวันเราทำกิจกรรมที่หลากหลายในสถานที่ต่าง ๆ ซึ่งแต่ละสถานที่ต้องมีปริมาณ แสงที่ทำให้เกิดความสว่างบนพื้นที่เหมาะสมกับการทำกิจกรรมนั้น ๆ ถ้าความสว่างไม่เหมาะสมก็จะส่งผลต่อการ ทำงานของดวงตาของเราได้ ความรูเ้ พม่ิ เติมสำหรบั ครู การดแู ลดวงตาเมือ่ ใช้โทรศพั ท์เคล่อื นท่ีหรอื คอมพวิ เตอร์ ในขณะที่เราใช้โทรศัพทเ์ คล่ือนท่ีหรือคอมพิวเตอร์ จอของโทรศัพท์เคล่อื นทห่ี รอื คอมพิวเตอร์กจ็ ะทำหน้าที่ เป็นแหล่งกำเนิดแสง ทำให้แสงปริมาณหนึ่งเข้าไปตกกระทบเรตินาในดวงตา ถ้าปริมาณแสงที่เข้าไปในดวงตา มากเกินไปอาจทำให้เรตินาซึ่งมีเซลล์ประสาทรับแสงเสียหายได้ การมองจอภาพนาน ๆ จึงทำให้กล้ามเนื้อรอบ ดวงตาจึงทำงานหนักเพราะต้องปรับขนาดของรมู ่านตาใหเ้ ล็กลงเพ่ือลดปริมาณแสงท่ีเข้าไปในตา นอกจากน้ีการ จ้องหน้าจอเป็นเวลานานจะทำให้มีการกระพริบตาน้อยลง ส่งผลให้เกิดอาการตาแห้ง แสบตา ปวดเบ้าตา มอง ภาพได้ไม่ชัดเจน ซึ่งอาจนำไปสู่การเสื่อมของเรตินาและกล้ามเนื้อรอบดวงตาเร็วขึ้น ดังนั้นคนที่ใช้คอมพิวเตอร์ แท็บเลต และโทรศัพท์เคลื่อนที่จึงควรปรับปริมาณแสงหน้าจอให้เหมาะสม และหากต้องใช้อุปกรณ์เหล่านี้ ติดต่อกันเป็นเวลานานก็ควรพักสายตาบ่อย ๆ เพื่อบรรเทาความเมื่อยล้าของกล้ามเนื้อรอบดวงตาและช่วย ถนอมเรตนิ าอีกดว้ ย ความรูเ้ พ่ิมเติมสำหรบั ครู อัตราการใหพ้ ลงั งานแสง (luminous flux) และความสวา่ ง (illuminance) แหล่งกำเนิดแสงจะให้พลังงานแสงออกมา เราบรรยายการใหพ้ ลังงานแสงของแหล่งกำเนดิ แสงด้วยอัตรา การให้พลังงานแสง มีหน่วยเป็น ลูเมน เช่น หลอดฟลูออเรสเซนต์ท่ีมกี ำลัง 40 วัตต์ มีอัตราการให้พลังงานแสง เท่ากับ 2,200 ลูเมน ส่วนความสว่างเป็นการบรรยายถึงพลังงานแสงที่ตกกระทบบนพื้นที่หนึ่ง ๆ เช่น ถ้าหลอด ฟลูออเรสเซนต์ที่มีกำลัง 40 วัตต์ มีอัตราการให้พลังงานแสงเท่ากับ 2,200 ลูเมนส่องลงบนพื้นห้องขนาด 4 ตารางเมตร จะทำให้เกดิ ความสวา่ งบนพ้ืนหอ้ ง เทา่ กบั 2,200 / 4 = 550 ลเู มนต่อตารางเมตร หรือ 550 ลักซ์ เราจะพบวา่ ถ้าพิจารณาที่แหล่งกำเนิดแสง เช่น หลอดไฟฟ้า เราจะระบุเป็นอัตราการให้พลังงานแสง แต่ ถา้ พิจารณาปริมาณแสงบนพน้ื ผิวหน่ึง ๆ เราจะระบเุ ป็นค่าความสวา่ ง 5. รว่ มกนั สรปุ หวั ขอ้ เรือ่ งแสง จากนน้ั นักเรียนทำกิจกรรมตรวจสอบตนเอง เพ่อื สรปุ ความรูท้ ่ีได้เรยี นรู้จากบทเรยี น โดย การเขยี นบรรยาย วาดภาพ หรอื เขียนผังมโนทัศนส์ ิ่งท่ไี ดเ้ รียนรูจ้ ากบทเรียนเร่ืองแสง สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

195 หนว่ ยที่ 3 | คล่ืนและแสง คมู่ อื ครรู ายวิชาพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ตัวอย่างผงั มโนทัศนใ์ นบทเรยี นเรือ่ งแสง 6. นักเรียนนำเสนอผังมโนทัศน์สรุปความรู้ที่ได้จากบทเรียน โดยอาจออกแบบให้นักเรียนนำเสนอเป็นกลุ่มย่อยและ อภิปรายภายในกลุ่ม จากนั้นอภิปรายร่วมกันในชั้นเรียน หรือจัดแสดงผลงานเพื่อร่วมพิจารณาให้ความเห็น และ ร่วมกันอภิปรายสรุปความรูท้ ไี่ ด้จากบทเรียน 7. ให้นักเรียนทำกิจกรรมท้ายบท สร้างโพรเจกเตอร์อย่างง่ายด้วยตัวเองได้อย่างไร และตอบคำถามท้ายกิจกรรม จากน้ันใชค้ ำถามสำคัญของบทเรียน เพื่อใหน้ ักเรียนร่วมกนั อภิปราย โดยนักเรียนควรตอบคำถามสำคัญดังกล่าวได้ดัง ตัวอยา่ ง สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 3 | คล่นื และแสง 196 คมู่ ือครรู ายวชิ าพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยคำถามสำคญั ของบท (หนา้ 103) 1. การสะท้อนของแสงและการหกั เหของแสงเกี่ยวข้องกับชีวติ ประจำวนั อยา่ งไร แนวคำตอบ การสะท้อนของแสงเกิดขึ้นเมื่อแสงตกกระทบผิวของวัตถใุ ด ๆ และเมื่อแสงสะท้อนเข้าตาทำให้ เรามองเห็นวัตถุต่าง ๆ รอบตัว รวมทั้งทำให้เกิดภาพในกระจกเงาราบ กระจกเงานูน และกระจกเงาเว้า และ ทศั นอุปกรณ์อื่น ๆ สว่ นการหักเหของแสงเกดิ ข้นึ เม่ือแสงเคล่ือนที่ผา่ นตัวกลางหน่ึงไปยังอีกตัวกลางหน่งึ ทำให้ มองเห็นวัตถุต่างไปจากตำแหน่งจริง เกิดการกระจายของแสง เกิดรุ้ง และเกิดปรากฏการณม์ ิราจ เราสามารถ นำความรเู้ ร่ืองการหกั เหของแสงไปประยุกต์ใช้ในเทคโนโลยีเส้นใยนำแสง การเจยี ระไนเพชร และทศั นอุปกรณ์ อน่ื ๆ 2. การจดั ความสวา่ งของสถานที่ตา่ ง ๆ ใหเ้ หมาะสมกับกจิ กรรมมคี วามสำคัญอยา่ งไร แนวคำตอบ การจัดความสว่างให้เหมาะกับกิจกรรมในสถานที่นั้น ๆ มีความสำคัญต่อประสิทธิภาพการ ทำงาน เช่น การจัดความสวา่ งท่เี หมาะกับห้องผ่าตัดชว่ ยให้การผา่ ตัดประสบความสำเร็จ ในทางตรงกันข้ามถ้า ความสว่างไม่เหมาะก็อาจส่งผลต่อการทำงานของดวงตา เช่น ถ้าความสว่างมากเกินไปอาจทำให้ตาพร่ามัว ในขณะทค่ี วามสว่างนอ้ ยเกนิ ไปอาจทำใหเ้ กิดความเมื่อยล้าจากการเพ่งมองมากเกนิ ไป 8. ให้นักเรียนตรวจสอบความรู้ของตนเองด้านทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ที่ได้ทำในบทเรียนนี้ จากนั้นอ่าน สรปุ ทา้ ยบท ทำแบบฝึกหดั ท้ายบท อา่ นวิทยาศาสตร์กบั ชีวติ และทำแบบฝกึ หดั ทา้ ยหนว่ ย เฉลยคำถามสำคญั ของหน่วย • คล่นื ส่งผา่ นพลังงานจากทหี่ นง่ึ ไปยังอีกท่หี นง่ึ ได้อย่างไร แนวคำตอบ คลน่ื กลสง่ ผ่านพลังงานจากท่ีหน่ึงไปยังอีกท่หี นง่ึ โดยการถ่ายโอนพลังงานผ่านตัวกลางต่อเน่ืองกัน ไปเป็นทอด ๆ โดยอนภุ าคตวั กลางไม่ได้เคล่ือนท่ีไปด้วย ส่วนคลื่นแมเ่ หล็กไฟฟา้ สามารถสง่ ผา่ นพลังงานจากท่ี หนงึ่ ไปยงั อกี ท่หี น่งึ โดยไม่อาศัยตัวกลาง แตจ่ ะอาศัยการเหนยี่ วนำสนามแม่เหลก็ และสนามไฟฟา้ ต่อเน่ืองกันไป เปน็ ทอด ๆ • แสงส่งผลต่อชีวิตประจำวันของเราอย่างไร แนวคำตอบ แสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่อยู่ในช่วงความถี่ท่ีสามารถมองเห็นได้และทำให้มองเห็นวัตถุเมื่อมี แสงจากวัตถุนั้น ๆ เข้าตา เมื่อแสงตกกระทบพื้นผิววัตถุจะเกิดการสะท้อนและเมื่อแสงเคลื่อนที่ผ่านตัวกลาง ตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปจะเกิดการหักเหซึ่งทำให้เกิดปรากฏการณ์ทางแสง เช่น มิราจ รุ้ง นอกจากนี้เรายังนำ ความเขา้ ใจเก่ยี วกบั พฤติกรรมของแสงมาประยุกตใ์ ชใ้ นการสร้างทศั นอุปกรณ์ เช่น กระจกเงา เลนส์ แวน่ ขยาย กลอ้ งจลุ ทรรศน์ เส้นใยนำแสง สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

197 หน่วยท่ี 3 | คล่นื และแสง คมู่ ือครูรายวชิ าพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยกจิ กรรมและแบบฝึกหดั ของบทท่ี 2 สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 3 | คลน่ื และแสง 198 คมู่ ือครูรายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กจิ กรรมท่ี 3.3 ความสมั พนั ธ์ระหว่างมมุ ตกกระทบและมมุ สะท้อนเปน็ อย่างไร นักเรียนจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างมุมตกกระทบและมุมสะท้อนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของก ฎการ สะท้อนของแสงและฝึกทักษะการออกแบบการทดลอง การควบคุมตัวแปร และการทดลองเพื่ออธิบายความสัมพันธ์ ระหวา่ งมุมตกกระทบและมมุ สะท้อน จุดประสงค์ ออกแบบการทดลอง ทดลอง และอธิบายความสมั พันธร์ ะหว่างมุมตกกระทบและมุมสะท้อนของ การสะท้อนของแสง เวลาที่ใช้ใน การทำกิจกรรม 50 นาที วสั ดแุ ละอุปกรณ์ วัสดทุ ่ีใชต้ ่อกล่มุ รายการ จำนวน/กลุม่ 1 ตวั 1. หมอ้ แปลงไฟฟ้าโวลตต์ ํ่า 1 กล่อง 2. กล่องแสงพรอ้ มหลอดไฟฟ้า 1 แผ่น 3. แผน่ ช่องแสง 1 ช่อง 2 เสน้ 4. สายไฟฟ้า 1 บาน 5. กระจกเงาราบ 1 แผน่ 6. กระดาษขาว 1 ก้อน 7. ดินนำ้ มนั 1 อนั 8. ไมบ้ รรทัดวดั มุม 1 อนั 9. อปุ กรณ์อ่นื ๆ ตามทีไ่ ดอ้ อกแบบไว้ เชน่ แหลง่ กำเนิดแสงเลเซอร์ การเตรยี มตัว ครคู วรตรวจสอบหม้อแปลงไฟฟา้ โวลต์ต่ํา กล่องแสง และสายไฟฟา้ ใหอ้ ยใู่ นสภาพพร้อมใช้งาน ล่วงหนา้ สำหรับครู สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

199 หนว่ ยที่ 3 | คลน่ื และแสง คู่มือครรู ายวิชาพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี ขอ้ เสนอแนะ • ควรให้นักเรียนทำความเข้าใจองค์ประกอบต่าง ๆ ที่จะใช้ศึกษาเกี่ยวกับการสะท้อนของแสง ในการทำกิจกรรม ไดแ้ ก่ รงั สีตกกระทบ รงั สสี ะท้อน เสน้ แนวฉาก มมุ ตกกระทบ และมมุ สะทอ้ นก่อนให้นักเรียน ออกแบบการทดลอง • ควรทบทวนวธิ ีวดั มุมโดยใช้ไม้บรรทัดวัดมุมและให้นักเรียนฝึกวดั มุมตา่ ง ๆ กอ่ นทำกจิ กรรม • ให้นักเรียนทำความเข้าใจวิธีการใช้หม้อแปลงไฟฟ้าโวลต์ต่ำและการต่อกล่องแสงก่อนเริ่ม การทดลอง (เกร็ดนา่ รู้ การตอ่ กลอ่ งแสง หน้า 109) • สามารถใช้แหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์ในการทำกิจกรรมได้ โดยให้ฉายแสงเลเซอร์ผ่านแท่งแก้ว ดังภาพ จะไดแ้ นวเส้นของแสงเลเซอร์ ซ่ึงจะชว่ ยให้สังเกตผลการทดลองได้งา่ ยขึน้ ภาพการฉายแสงเลเซอร์ธรทำให้เห็นแสง ภาพการฉายแสงเลเซอรผ์ า่ นแท่งแก้วคนสาร เลเซอร์เปน็ จุด จะทำให้เห็นลำแสงเลเซอรเ์ ป็นเสน้ • ควรจัดหอ้ งใหม้ ดื เพือ่ ใหส้ ังเกตผลการทำกิจกรรมไดช้ ัดเจนข้นึ • วธิ ีนำเสนอผลงานการทำกจิ กรรมเปน็ สว่ นหนง่ึ ของการฝึกทักษะการส่ือสาร ซงึ่ เป็นทกั ษะแห่ง ศตวรรษท่ี 21 เพื่อการแลกเปล่ียนเรยี นรู้นน้ั ให้พิจารณาความเหมาะสมโดยขนึ้ อยู่กับจำนวน กลุ่มนักเรียน ครูอาจสุ่มเลือกบางกลุ่มนำเสนอผผลงานหน้าชั้นเรียนโดยใช้เครื่องขยายภาพ 3 มติ ิ (Visualizer) กรณที ่ชี ้นั เรยี นมจี ำนวนกลุ่มมาก อาจให้ทุกกลุ่มติดแสดงผลงานไว้บนผนัง รอบห้องเรยี นและนกั เรยี นทุกคนเดินศกึ ษา (gallery walk) เพอื่ ใหน้ ักเรียนได้เห็นผลงานของ ทุกกลุม่ จากนัน้ นำข้อมลู มาอภปิ รายสรุป • ครูควรให้คำแนะนำหรืออภิปรายการออกแบบตารางบันทึกผลการทำกิจกรรมร่วมกับ นักเรียนในแต่ละกลุ่ม เพื่อปรับปรุงตารางบันทึกผลให้สามารถบันทึกข้อมูลได้ครบถ้วนและ เขา้ ใจไดง้ ่าย • วิธีบันทึกแนวการเคลื่อนที่ของแสง อาจใช้ดินสอจุดกลางแนวแสงอย่างน้อย 3 จุด แล้วจึง ลากเสน้ เชอื่ มต่อจดุ ทง้ั สาม สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 3 | คลน่ื และแสง 200 คู่มือครรู ายวิชาพนื้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ส่ือการเรยี นร/ู้ • หนงั สือเรียนรายวชิ าพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระดบั มธั ยมศึกษาปีท่ี 3 เลม่ 1 สสวท. แหล่งเรยี นรู้ ตัวอย่างผลการทำกจิ กรรม คำถาม เมอื่ แสงตกกระทบกระจกเงาราบ มุมตกกระทบมีความสมั พันธ์กบั มุมสะทอ้ นหรือไม่ สมมติฐาน มมุ ตกกระทบมีความสัมพนั ธก์ ับมมุ สะท้อนโดยเมือ่ มุมตกกระทบมีค่าเพิ่มข้ึน มุมสะท้อนจะมคี า่ เพิม่ ขึน้ ตวั แปรตน้ : มุมตกกระทบ ตวั แปรตาม : มุมสะท้อน ตวั แปรควบคุม : แหล่งกำเนิดแสง แผน่ สะท้อนแสง ตวั อยา่ งวิธกี ารดำเนินการทดลอง วิธีที่ 1 1. ใช้ดินสอขีดเส้นบนกระดาษขาวเปน็ แนวการวางกระจกเงาราบและขีดเส้นประให้ตง้ั ฉากกบั แนวการวาง กระจกทีจ่ ุด A ดงั ภาพ 2. ขดี เสน้ ตรงใหท้ ำมุมกบั เสน้ ตัง้ ฉาก 30 45 และ 60 องศาตามลำดับ 3. วางกระจกเงาราบตามแนวท่ีขีดเสน้ ไวใ้ นข้อ 1 4. จดั กล่องแสงใหแ้ นวแสงตกกระทบตรงกบั แนวเสน้ ที่ขีดไว้ โดยทำมมุ ตกกระทบเทา่ กับ 60 องศา แลว้ ลากเส้นตามแนวรงั สีสะทอ้ น วัดมมุ สะท้อน 5. ทำข้อ 4 ซำ้ โดยเปลี่ยนมุมตกกระทบเปน็ 45 และ 30 องศา ตัวอย่างวธิ กี ารดำเนนิ การทดลอง วธิ ที ี่ 2 1. ใช้ดนิ สอขีดเส้นบนกระดาษขาวเปน็ แนวการวางกระจกเงาราบและขีดเสน้ ประให้ต้ังฉากกบั แนวการวาง กระจกที่จดุ A ดังภาพ 2. วางกระจกเงาราบตามแนวท่ีขดี เสน้ ไว้ในข้อ 1 3. จัดกล่องแสงใหแ้ สงตกกระทบกระจกเงาราบที่จดุ A บันทึกแนวรงั สีตกกระทบและรงั สีสะท้อน วดั มุมตก กระทบและมุมสะทอ้ น 4. ทำขอ้ 3 ซำ้ อีก 2 ครัง้ โดยเปลีย่ นมุมทแ่ี สงตกกระทบกระจกเงาราบ สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

201 หนว่ ยที่ 3 | คล่นื และแสง ค่มู อื ครรู ายวิชาพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ตวั อย่างผลการทำกิจกรรม ผลการทำกิจกรรรม ตารางบนั ทึกผลการทดลองตามการทดลองวธิ ีท่ี 1 มุมสะท้อน (องศา) มมุ ตกกระทบ (องศา) 30.0 45.0 30.0 60.0 45.0 60.0 ตารางบันทึกผลการทดลองตามการทดลองวิธที ่ี 2 มมุ สะท้อน (องศา) มมุ ตกกระทบ (องศา) 26.5 43.0 26.5 67.5 43.0 67.5 หมายเหตุ มมุ สะท้อนทว่ี ัดไดจ้ ริงอาจมีค่าแตกต่างจากตารางบันทกึ ผลนี้เล็กน้อยซึง่ อาจเกิดจากความ คลาดเคลื่อนในการจัดอุปกรณ์หรือความคลาดเคล่ือนจากการวัด สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 3 | คลืน่ และแสง 202 คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยคำถามทา้ ยกจิ กรรม 1. ผลการทดลองเหมือนหรือแตกตา่ งจากสมมติฐานที่ตั้งไว้หรอื ไม่ อยา่ งไร แนวคำตอบ ตอบตามผลทีไ่ ด้จากการทดลอง เช่น เหมือนกับสมมตฐิ านที่ตัง้ ไว้ โดยเมื่อมุมตกกระทบมคี ่า เพม่ิ ขนึ้ มมุ สะทอ้ นจะมีค่าเพิ่มขน้ึ 2. เมื่อมุมตกกระทบมีขนาดเปล่ียนไป ขนาดของมุมสะทอ้ นจะเปลย่ี นแปลงหรือไม่ อย่างไร แนวคำตอบ เปลีย่ นแปลง โดยเมือ่ มุมตกกระทบมคี ่าเพิ่มข้ึน มุมสะท้อนจะมีค่าเพม่ิ ข้ึน 3. จากกจิ กรรม สรปุ ไดว้ ่าอยา่ งไร แนวคำตอบ เมือ่ ฉายแสงตกกระทบกระจกเงาราบจะเกดิ การสะท้อนของแสง มมุ ตกกระทบและ มุมสะท้อนมีความสมั พนั ธ์กันโดยมุมตกกระทบเทา่ กบั มุมสะท้อนเสมอ สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

203 หนว่ ยท่ี 3 | คลืน่ และแสง คู่มอื ครูรายวิชาพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กิจกรรมที่ 3.4 ภาพที่เกดิ จากแผ่นสะท้อนแสงผวิ ราบมีลกั ษณะอย่างไร นกั เรียนจะได้เรียนรู้เกีย่ วกบั ลักษณะของภาพท่ีเกิดจากแผ่นสะท้อนแสงผวิ ราบท้ังขนาดและ http://ipst.me/9508 ตำแหนง่ ของภาพในแผ่นสะท้อนแสงผวิ ราบเทียบกับขนาดและตำแหนง่ ของวตั ถุหน้าแผ่นสะท้อนแสง ผิวราบ จดุ ประสงค์ 1. สงั เกตและบอกลักษณะของภาพที่เกิดจากแผ่นสะท้อนแสงผิวราบ 2. บอกความสมั พนั ธร์ ะหว่างระยะวตั ถกุ ับระยะภาพ เวลาท่ีใชใ้ น การทำกจิ กรรม 50 นาที วัสดแุ ละอุปกรณ์ วสั ดุทใี่ ช้ตอ่ กล่มุ รายการ จำนวน/กลมุ่ 1 ชุด 1. ชุดศกึ ษาความสัมพันธร์ ะหวา่ งระยะวัตถุกับระยะภาพ 2 ตวั 2. เขม็ หมดุ 1 ก้อน 3. ดนิ นำ้ มนั การเตรียมตวั -ไม่ม-ี ล่วงหนา้ สำหรบั ครู ข้อเสนอแนะ • ใช้ดินน้ำมันท่ีปกั เขม็ หมดุ เปน็ ก้อนละสีและป้นั ให้มขี นาดเท่า ๆ กนั เพื่อใหง้ า่ ยต่อการสังเกต ในการทำกิจกรรม • การตรวจสอบว่าตำแหน่งของภาพในแผ่นสะท้อนแสงซ้อนทับกับตำแหน่งของวัตถุหลังแผ่น สะทอ้ นแสงหรอื ไม่ ทำได้โดยเปลย่ี นมุมมองของผสู้ งั เกตไปทางซา้ ย-ขวาเล็กน้อยแล้วสังเกตว่า ภาพในแผน่ สะท้อนแสงแยกออกจากตำแหน่งของวัตถุหลังแผ่นสะท้อนแสงหรือไม่ ถ้าไม่แยก ออกจากกนั แสดงว่าซอ้ นทบั กันพอดี สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

ส่อื การเรยี นร้/ู หน่วยที่ 3 | คลนื่ และแสง 204 แหล่งเรยี นรู้ ค่มู ือครรู ายวชิ าพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี • หนังสือเรยี นรายวชิ าพนื้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระดับมัธยมศกึ ษาปที ี่ 3 เลม่ 1 สสวท. ตวั อย่างผลการทำกิจกรรม ตารางบันทกึ ผลการทดลอง ระยะภาพ (ช่อง) ขนาดของภาพเข็มหมดุ ระยะวตั ถุ (ชอ่ ง) 5 ขนาดเทา่ กับเข็มหมุดหน้าแผ่นพลาสตกิ 5 2 ขนาดเท่ากบั เข็มหมุดหนา้ แผ่นพลาสติก 2 7 ขนาดเทา่ กับเข็มหมุดหน้าแผ่นพลาสตกิ 7 เฉลยคำถามท้ายกิจกรรม 1. ขนาดของวัตถแุ ละขนาดของภาพมคี วามสัมพันธ์กนั หรอื ไม่ อยา่ งไร แนวคำตอบ ขนาดของวัตถุและขนาดของภาพมีความสัมพนั ธ์กนั โดยขนาดของภาพมีขนาดเทา่ กับขนาดของวัตถุ 2. ระยะวตั ถแุ ละระยะภาพมีความสัมพนั ธ์กนั หรือไม่ อยา่ งไร แนวคำตอบ ระยะวตั ถุและระยะภาพมคี วามสัมพนั ธ์กนั โดยระยะภาพมคี า่ เทา่ กับระยะวตั ถุ 3. จากกจิ กรรม สรปุ ไดว้ า่ อยา่ งไร แนวคำตอบ เม่ือวางวัตถไุ ว้หนา้ แผน่ พลาสติกสะทอ้ นแสงจะเกิดภาพหลงั แผน่ พลาสติกโดยขนาด ของภาพมีขนาดเท่ากบั ขนาดของวัตถุ และระยะภาพมคี า่ เทา่ กับระยะวตั ถุเสมอ สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

205 หนว่ ยที่ 3 | คลื่นและแสง ค่มู อื ครรู ายวิชาพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กิจกรรมที่ 3.5 การสะทอ้ นของแสงจากแผน่ สะท้อนแสงผวิ โคง้ เป็นอยา่ งไร นักเรียนจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับสมบัติของกระจกเงาเว้าและกระจกเงานูนจากการสังเกตและ เปรยี บเทยี บแนวการสะทอ้ นของแสงจากแผ่นสะท้อนแสงผิวโคง้ นูนและแผน่ สะท้อนแสงผิวโค้งเว้า http://ipst.me/9510 จุดประสงค์ สังเกตและอธบิ ายการสะท้อนแสงจากแผน่ สะทอ้ นแสงผวิ โคง้ เว้าและผิวโคง้ นนู 50 นาที เวลาที่ใชใ้ น การทำกิจกรรม วัสดทุ ี่ใช้ตอ่ กล่มุ รายการ วัสดุและอุปกรณ์ 1. แผ่นสะท้อนแสงผวิ โคง้ 2. หมอ้ แปลงไฟฟา้ โวลต์ตํ่า จำนวน/กลุ่ม 3. กล่องแสงพรอ้ มหลอดไฟฟ้า 1 แผน่ 4. สายไฟฟ้า 1 หม้อ 5. แผ่นช่องแสง 3 ชอ่ ง 1 กลอ่ ง 2 เสน้ 1 แผน่ การเตรยี มตัว ควรตรวจสอบหมอ้ แปลงไฟฟ้าโวลตต์ ํา่ กล่องแสง และสายไฟฟ้าให้อย่ใู นสภาพพรอ้ มใช้งาน ล่วงหน้าสำหรับครู ข้อเสนอแนะ • ควรจัดหอ้ งให้มดื เพื่อใหส้ งั เกตผลการทำกิจกรรมได้ชดั เจนข้ึน ในการทำกิจกรรม • วธิ ีการบนั ทึกแนวการเคลอื่ นท่ีของแสง ควรใช้ดนิ สอจดุ ตามแนวแสงอย่างนอ้ ย 3 จดุ แล้วจงึ ลากเสน้ เช่อื มต่อจดุ ทง้ั สาม • สามารถใชแ้ หล่งกำเนดิ แสงเลเซอรใ์ นการทำกจิ กรรมได้ โดยให้ฉายแสงเลเซอรผ์ า่ นแท่งแกว้ สถาบันสง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

สอ่ื การเรียนรู/้ หนว่ ยที่ 3 | คลื่นและแสง 206 แหลง่ เรียนรู้ ค่มู อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี • หนังสือเรียนรายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระดบั มัธยมศกึ ษาปีท่ี 3 เล่ม 1 สสวท. ตัวอย่างผลการทำกจิ กรรม เสน้ ที่ 2 เสน้ ท่ี 2 เส้นที่ 1 เสน้ ท่ี 1 การสะท้อนแสงบนแผ่นสะท้อนแสงผิวโค้งเวา้ การสะท้อนแสงบนแผ่นสะท้อนแสงผิวโคง้ นนู สถาบันสง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

207 หน่วยที่ 3 | คลืน่ และแสง ค่มู อื ครูรายวชิ าพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยคำถามทา้ ยกิจกรรม 1. เมอ่ื ฉายลำแสงขนานกับเส้นตรงเสน้ ท่ี 2 ให้ตกกระทบแผน่ สะทอ้ นแสงผิวโค้งเว้าและผวิ โคง้ นนู ลำแสง สะทอ้ นท่เี กดิ ขึน้ เปน็ อย่างไร เหมอื นหรือแตกตา่ งกนั อย่างไร แนวคำตอบ เมอื่ ฉายลำแสงขนานกบั เส้นตรงเสน้ ท่ี 2 ใหต้ กกระทบแผ่นสะท้อนแสงผิวโคง้ เว้าและผิวโคง้ นูน ลำแสงสะท้อนทีเ่ กิดข้นึ จะแตกต่างกัน โดยแสงสะท้อนจากแผน่ สะท้อนแสงผิวโค้งเวา้ จะไปรวมกนั และตดั กนั ท่ี จุดจดุ หนึง่ ด้านหนา้ แผน่ สะท้อนแสงผิวโค้งเว้า ส่วนแสงสะท้อนจากแผน่ สะท้อนแสงผิวโคง้ นูนจะกระจายออก 2. เมอ่ื ต่อแนวรังสสี ะทอ้ นจากแผน่ สะท้อนแสงผิวโคง้ นนู แนวรงั สีทตี่ ่อออกจะไปตดั กนั หรือไม่ อยา่ งไร แนวคำตอบ เม่ือต่อแนวรงั สีสะท้อนจากแผน่ สะทอ้ นแสงผิวโค้งนนู แนวรงั สที ต่ี อ่ ออกไปทางด้านหนา้ แผ่น สะท้อนแสงผวิ โคง้ นูนจะไมต่ ดั กัน แตแ่ นวรังสีสะท้อนที่ต่อไปทางด้านหลงั แผ่นสะทอ้ นแสงผิวโค้งนูนจะตัดกันท่ี จดุ จดุ หนงึ่ ด้านหลงั แผน่ สะท้อนแสงผิวโคง้ นนู 3. จากกจิ กรรม สรปุ ได้วา่ อย่างไร แนวคำตอบ เมอ่ื ฉายแสงขนานกับเสน้ ท่ี 2 ใหต้ กกระทบแผน่ สะท้อนแสงผิวโคง้ เว้า แสงสะท้อนจะไปรวมกันที่ จุดจุดหนึ่งด้านหน้าแผ่นสะท้อนแสงผิวโค้งเว้า ในขณะที่เมื่อฉายแสงขนานกับเส้นที่ 2 ให้ตกกระทบแผ่น สะทอ้ นแสงผิวโค้งนนู แสงสะท้อนจะกระจายออก แต่เม่ือต่อแนวแสงสะท้อนออกไปทางด้านหลังแผ่นสะท้อน แสงผิวโค้งนนู แนวแสงที่ต่อออกไปจะไปรวมกันที่จุดจดุ หนงึ่ ดา้ นหลงั แผน่ สะท้อนแสงผิวโค้งนูนน้ัน สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 3 | คลน่ื และแสง 208 ค่มู ือครรู ายวิชาพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี กิจกรรมท่ี 3.6 ภาพทเ่ี กิดจากกระจกเงาโค้งเปน็ อยา่ งไร นักเรียนจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับภาพที่เกิดจากแผ่นสะท้อนแสงผิวโค้งนูนและแผ่นสะท้อนแสง http://ipst.me/9509 ผิวโค้งเว้า โดยเปรียบเทียบขนาด ลักษณะภาพ และการเกิดภาพบนฉากที่เกิดจากกระจกเงานูนและ กระจกเงาเว้าเม่ือวางวตั ถุไว้ที่ตำแหน่งต่าง ๆ หน้ากระจก จดุ ประสงค์ สงั เกตและบอกลักษณะภาพทเ่ี กิดจากกระจกเงาเวา้ และกระจกเงานนู 50 นาที เวลาท่ีใช้ใน การทำกจิ กรรม วสั ดุทใ่ี ชต้ อ่ กลมุ่ รายการ วสั ดุและอุปกรณ์ 1. กระจกเงาเว้า ความยาวโฟกัส 10 cm 2. กระจกเงานูน ความยาวโฟกัส 10 cm จำนวน/กลมุ่ 3. เทยี นไข 1 บาน 4. ไมข้ ีดไฟ 1 บาน 5. ดนิ น้ำมัน 2 เล่ม 6. ไมบ้ รรทดั 1 กล่อง 7. ฉากขาว เช่น กระดาษ A4 กระดาษไข 2 ก้อน 1 อนั 1 แผ่น การเตรยี มตัว -ไมม่ -ี ล่วงหน้าสำหรับครู ขอ้ เสนอแนะ • ควรจัดหอ้ งให้มดื เพ่ือให้สังเกตผลการทำกจิ กรรมไดช้ ัดเจนขึ้น ในการทำกจิ กรรม • ครูควรใหค้ ำแนะนำหรืออภปิ รายการออกแบบตารางบนั ทึกผลการทำกิจกรรมร่วมกับ นกั เรียนแต่ละกลมุ่ เพ่อื ปรับปรงุ ตารางบันทึกผลให้สามารถบนั ทกึ ข้อมลู ได้ครบถ้วนและเขา้ ใจ ไดง้ า่ ย • เม่อื วางเทยี นไขทจ่ี ดุ ไฟหนา้ กระจกเงานูนแลว้ นำฉากมาวางดา้ นหนา้ กระจก นักเรยี นจะ สังเกตเห็นดวงไฟวงกลมสีสม้ บนฉากขาว โดยดวงไฟวงกลมสสี ม้ บนฉากขาวนไ้ี ม่ถอื ว่าเป็น ภาพของเทยี นไข สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

209 หนว่ ยที่ 3 | คลนื่ และแสง คู่มอื ครรู ายวิชาพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี • หลังจากทำกิจกรรมเสร็จแล้วครูอาจสาธิตการหาตำแหน่งภาพทีป่ รากฏบนฉากเมื่อวางวัตถุไว้ หน้ากระจกเงาเว้าที่ระยะมากกว่ารัศมีความโค้ง โดยบิดกระจกให้เอียงไปทางขวาหรือซ้าย เล็กน้อย จากนั้นวางฉากขาวระหว่างเทียนไขกับกระจกเงาเว้าโดยวางฉากไม่ให้บังแสง เทยี นไขเพอ่ื ให้รบั กับภาพทีส่ ะทอ้ นมาจากกระจกเงาเว้า สือ่ การเรยี นรู้/ • หนงั สอื เรยี นรายวชิ าพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระดับมัธยมศกึ ษาปีที่ 3 เล่ม 1 สสวท. แหล่งเรยี นรู้ ตวั อย่างผลการทำกิจกรรม ตารางท่ี 1 ผลการสังเกตลักษณะใบหน้าตนเองเมือ่ มองผ่านกระจกเงาเวา้ และกระจกเงานูนที่ระยะต่าง ๆ ระยะหา่ งจากใบหน้าถึงกระจก ลกั ษณะภาพ กระจกเงาเว้า กระจกเงานูน ไกลสดุ แขน หวั กลบั ขนาดเล็ก หัวตง้ั ขนาดเล็ก ใกล้เข้ามา หัวกลับ ขนาดใหญ่ หัวตง้ั ขนาดเล็ก ใกลม้ ากจนชิดใบหน้า หวั ต้ัง ขนาดใหญ่ หวั ตงั้ ขนาดเล็ก ตารางที่ 2 ผลการสังเกตภาพในกระจกและบนฉากเมอ่ื นำเทยี นไขวางไวห้ น้ากระจกเงาเว้าที่ระยะต่าง ๆ ตำแหน่งของเทียนไข ลักษณะภาพ เมื่อมองในกระจกเงาเว้า บนฉาก มากกวา่ f แตไ่ มเ่ กนิ 2f หวั กลบั ขนาดใหญก่ ว่าวตั ถุ หัวกลบั ขนาดใหญก่ ว่าวัตถุ น้อยกว่า f หัวต้ัง ขนาดใหญ่กวา่ วัตถุ ไม่เกิดภาพบนฉาก ตารางท่ี 3 ผลการสงั เกตภาพในกระจกและบนฉากเมื่อนำเทียนไขวางไว้หน้ากระจกเงานูนทรี่ ะยะต่าง ๆ ตำแหนง่ ของเทียนไข ลกั ษณะภาพ มากกว่า f แตไ่ ม่เกิน 2f เมอื่ มองในกระจกเงานูน บนฉาก นอ้ ยกว่า f หัวต้ัง ขนาดเล็กกว่าวตั ถุ ไม่เกิดภาพบนฉาก หวั ตั้ง ขนาดเล็กกว่าวตั ถุ ไม่เกิดภาพบนฉาก สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 3 | คลนื่ และแสง 210 คมู่ ือครูรายวิชาพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยคำถามท้ายกจิ กรรม 1. เมื่อใช้กระจกเงาเว้าและกระจกเงานูนส่องดูใบหน้าของตนเองโดยให้กระจกอยู่ห่างจากใบหน้าในระยะ ต่าง ๆ ภาพทเ่ี ห็นแตกต่างกนั หรอื ไม่ อย่างไร แนวคำตอบ ภาพที่เห็นเมื่อใช้กระจกเงาเว้าและกระจกเงานูนสอ่ งดูใบหนา้ ของตนเองที่ระยะห่างจากกระจก ต่าง ๆ จะแตกต่างกัน โดยภาพใบหน้าที่ปรากฏจากกระจกเงาเว้าจะมีทั้งภาพหัวตั้งและหัวกลับ และมีทั้ง ขนาดที่ใหญก่ ว่าหรอื เลก็ กวา่ ใบหน้าจรงิ ส่วนภาพใบหนา้ ท่ีปรากฏจากกระจกเงานูนจะเป็นภาพหวั ตง้ั ขนาดเล็ก กวา่ ใบหน้าจรงิ เสมอ 2. เมื่อวางเทียนไขไว้หน้ากระจกเงาเว้าและกระจกเงานูนที่ระยะห่างจากกระจกต่าง ๆ กัน ภาพที่เกิดขึ้นใน กระจกมีลักษณะแตกต่างกนั หรอื ไม่ อยา่ งไร แนวความคิด แตกตา่ งกนั โดยภาพเทียนไขท่ีปรากฏจากกระจกเงาเว้าจะมีทัง้ ภาพหวั ตง้ั และหวั กลับ และมีท้ัง ขนาดที่ใหญ่กว่าหรือเล็กกว่าใบหน้าจริง ส่วนภาพเทียนไขที่ปรากฏจากกระจกเงานูนจะเป็นภาพหัวตั้งขนาด เล็กกวา่ เทยี นไขเสมอ 3. เมื่อวางเทียนไขไว้หน้ากระจกเงาเว้าและกระจกเงานูนที่ระยะห่างจากกระจกต่าง ๆ กัน จะมีภาพปรากฏ บนฉากหรอื ไม่ แนวความคิด เมื่อวางเทียนไขหน้ากระจกเงาเว้าที่ระยะห่างมากกว่าความยาวโฟกัส ภาพของเทียนไขจะ สามารถปรากฏบนฉากได้แต่ภาพเทียนไขจะไม่ปรากฏบนฉากเมื่อวางเทียนไขไว้หนา้ กระจกเงาเว้าที่ระยะห่าง น้อยกว่าความยาวโฟกัส ขณะที่เมื่อวางเทียนไขหน้ากระจกเงานูน ภาพของเทียนไขจะไม่สามารถปรากฏบน ฉากได้ 4. จากกจิ กรรม สรปุ ได้ว่าอย่างไร แนวคำตอบ ภาพจากกระจกเงาเว้ามีทัง้ ท่ีเกิดในกระจกและเกิดบนฉาก ซึ่งมีทัง้ ภาพหวั ตั้งและหัวกลับ และมี ท้ังขนาดทีใ่ หญ่กว่าหรือเล็กกว่าวัตถุ ส่วนภาพจากกระจกเงานูนเป็นภาพทีเ่ กิดในกระจกแต่ไม่เกิดบนฉาก เป็น ภาพหวั ตง้ั ในกระจกขนาดเล็กกว่าวัตถุ สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

211 หนว่ ยที่ 3 | คล่ืนและแสง ค่มู ือครรู ายวิชาพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กจิ กรรมท่ี 3.7 มมุ หกั เหมคี วามสัมพนั ธก์ บั มุมตกกระทบอยา่ งไร นักเรียนจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างมุมตกกระทบและมุมหักเห และฝึกทักษะการ http://ipst.me/9512 ทำการทดลองผ่านการออกแบบการทดลอง ระบุและควบคุมตัวแปร และทดลองเพื่ออธิบายความสัมพันธ์ ระหว่างมมุ ตกกระทบและมุมหักเห จดุ ประสงค์ ทดลองและอธบิ ายความสมั พันธ์ระหวา่ งมมุ ตกกระทบและมมุ หักเหเมื่อแสงเคลื่อนท่ีผา่ นตัวกลาง ตา่ งชนดิ กนั เวลาทใี่ ช้ใน การทำกจิ กรรม 1 ช่ัวโมง 25 นาที วัสดแุ ละอุปกรณ์ วสั ดทุ ่ีใชต้ ่อกล่มุ รายการ จำนวน/กลมุ่ 1 หม้อ 1. หมอ้ แปลงไฟฟา้ โวลตต์ ํ่า 1 กลอ่ ง 2. กลอ่ งแสงพร้อมหลอดไฟฟา้ 2 เส้น 3. สายไฟฟา้ 1 แผน่ 4. แผน่ ชอ่ งแสง 1 ชอ่ ง 1 อนั 5. แทง่ พลาสติกรปู สเี่ หลีย่ ม 1 แผ่น 6. กระดาษขาว 1 อัน 7. ไม้บรรทัด 1 อนั 8. ไมบ้ รรทัดวดั มุม ตอนท่ี 1 การหกั เหของแสง การเตรยี มตัว -ไม่ม-ี ล่วงหน้าสำหรับครู ขอ้ เสนอแนะ • ควรให้นักเรียนทำความเข้าใจเกี่ยวกับรังสีตกกระทบ รังสีหักเห เส้นแนวฉาก มุมตกกระทบ ในการทำกจิ กรรม และมุมหักเห กอ่ นให้นกั เรียนออกแบบการทดลอง • ควรจัดหอ้ งใหม้ ดื เพื่อใหส้ งั เกตผลการทำกิจกรรมได้ชดั เจนขึ้น สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

ส่อื การเรียนร/ู้ หน่วยที่ 3 | คลน่ื และแสง 212 แหลง่ เรียนรู้ คมู่ ือครรู ายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี • แท่งพลาสติกรูปสี่เหลยี่ มใสมดี ้านหนึ่งเป็นดา้ นใสและอีกด้านหนงึ่ เป็นด้านขุ่น ควรวางด้านขุ่น ไวบ้ นกระดาษขาวจะช่วยให้สงั เกตแนวแสงได้ชัดเจนข้นึ • ครูควรให้คำแนะนำหรืออภิปรายการออกแบบตารางบันทึกผลการทำกิจกรรมร่วมกับ นักเรียนแต่ละกลุ่ม เพื่อปรับปรุงตารางบันทึกผลให้สามารถบันทึกข้อมูลได้ครบถ้วนและ เข้าใจได้งา่ ย • สามารถใชแ้ หลง่ กำเนิดแสงเลเซอรใ์ นการทำกิจกรรมได้ โดยให้ฉายแสงเลเซอรผ์ ่านแทง่ แกว้ • การบันทึกแนวการเคลื่อนที่ของแสง ควรให้นักเรียนทำจุดตามแนวแสงอย่างน้อย 3 จุด แล้ว จงึ ลากเสน้ ตรงเชือ่ มจุดต่าง ๆ • หนงั สอื เรยี นรายวชิ าพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระดบั มธั ยมศึกษาปีที่ 3 เลม่ 1 สสวท. • ส่อื ดิจทิ ัล https://phet.colorado.edu/sims/html/bending-light/latest/bending-light_en.html ตวั อย่างผลการทำกิจกรรม 300 300 ตาราง ผลการวดั มมุ ตกกระทบและมุมหักเหเม่ือฉายแสงผ่านแท่งพลาสติก การเคลื่อนทข่ี องแสง มมุ ตกกระทบ (องศา) มมุ หักเห (องศา) 20.0 อากาศเข้าส่แู ทง่ พลาสติกใส 30.0 30.0 แทง่ พลาสติกใสออกสอู่ ากาศ 20.0 สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

213 หน่วยท่ี 3 | คลื่นและแสง คู่มอื ครูรายวิชาพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยคำถามทา้ ยกจิ กรรม 1. เมื่อจัดแสงให้ตกกระทบด้านข้างของแท่งพลาสติก แสงที่เคลื่อนที่ภายในแท่งพลาสติกมีแนวการเคลื่อนท่ี เปลยี่ นแปลงไปหรือไม่ อยา่ งไร แนวคำตอบ แสงทีเ่ คลื่อนที่ภายในแท่งพลาสติกมีแนวการเคล่ือนทีเ่ ปลี่ยนแปลงไป โดยจะเบนเข้าหาเส้นแนว ฉาก 2. ณ ตำแหนง่ ท่แี สงเคล่อื นท่ีจากอากาศเข้าสแู่ ทง่ พลาสตกิ มมุ ตกกระทบและมมุ หกั เหแตกต่างกันอย่างไร แนวคำตอบ เม่ือแสงเคลอ่ื นท่ีจากอากาศเข้าสแู่ ท่งพลาสติก มมุ ตกกระทบมคี ่ามากกว่ามมุ หกั เห 3. ณ ตำแหน่งทแี่ สงเคล่ือนที่จากแท่งพลาสติกออกส่อู ากาศ มมุ ตกกระทบและมมุ หกั เหแตกตา่ งกนั อยา่ งไร แนวคำตอบ เม่อื แสงเคลื่อนทจ่ี ากแทง่ พลาสตกิ ออกสู่อากาศ มมุ ตกกระทบเลก็ กวา่ มุมหักเห 4. เมื่อแสงเคลื่อนที่จากอากาศผ่านแท่งพลาสติกและจากแท่งพลาสติกออกสู่อากาศ การหักเหของแสง แตกต่างกนั อยา่ งไร แนวคำตอบ เมอื่ แสงเคลื่อนที่จากอากาศผ่านแท่งพลาสติกและจากแท่งพลาสติกออกสู่อากาศ การหักเหของ แสงจะแตกต่างกัน โดยเมื่อแสงเคลื่อนที่จากอากาศผ่านแท่งพลาสติก แสงจะเบนเข้าหาเส้นแนวฉากทำใหม้ ุม หักเหเล็กกว่ามุมตกกระทบ ในขณะที่เมื่อแสงเคลื่อนที่จากแท่งพลาสติกออกสู่อากาศ แสงจะเบนออกจาก เส้นแนวฉากทำให้มมุ หักเหใหญ่กวา่ มุมตกกระทบ 5. จากกิจกรรมตอนที่ 1 สรปุ ได้ว่าอย่างไร แนวคำตอบ เมื่อแสงเคลื่อนที่จากอากาศเข้าสู่แท่งพลาสติกหรือออกจากแท่งพลาสติกสู่อากาศจะเกิด การหักเหบริเวณรอยต่อระหว่างอากาศและแท่งพลาสติก โดยเมื่อแสงเคลื่อนที่จากอากาศเข้าสู่แท่งพลาสติก แสงจะเบนเข้าหาเส้นแนวฉากทำให้มุมหักเหเล็กกว่ามุมตกกระทบ ในขณะที่เมื่อแสงเคลื่อนที่จากแท่ง พลาสติกออกสอู่ ากาศ แสงจะเบนออกจากเส้นแนวฉาก ทำให้มุมหกั เหใหญก่ ว่ามุมตกกระทบ สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี