คู่มือครู วิทยาศาสตร์ ม.3 เล่ม 1

หน่วยท่ี 3 | คลน่ื และแสง 214 คมู่ ือครรู ายวิชาพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ตอนท่ี 2 ความสัมพนั ธร์ ะหว่างมุมตกกระทบและมุมหักเห การเตรียมตัว -ไม่ม-ี ลว่ งหน้าสำหรับครู ข้อเสนอแนะ • ควรจดั หอ้ งใหม้ ดื เพ่ือใหส้ งั เกตผลการทำกิจกรรมได้ชดั เจนขึน้ ในการทำกิจกรรม • สามารถใชแ้ หล่งกำเนดิ แสงเลเซอร์ในการทำกจิ กรรมได้ โดยใหฉ้ ายแสงเลเซอร์ผา่ นแท่งแก้ว • ครูควรให้นักเรียนนำเสนอและอภิปรายการออกแบบการทดลองก่อนให้นักเรียนเริ่มการ ทดลองจริง ส่ือการเรยี นร/ู้ • หนังสือเรียนรายวชิ าพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระดบั มธั ยมศกึ ษาปที ี่ 3 เล่ม 1 สสวท. แหลง่ เรียนรู้ • สอ่ื ดิจทิ ลั https://phet.colorado.edu/sims/html/bending-light/latest/bending-light_en.html ตัวอย่างผลการทำกิจกรรม คำถาม เมือ่ แสงเกิดการหกั เห มมุ ตกกระทบมคี วามสัมพนั ธ์กับมมุ หักเหอย่างไร สมมติฐาน มมุ ตกกระทบมคี วามสัมพนั ธก์ ับมมุ หักเหโดยเมื่อมุมตกกระทบมคี า่ เพิ่มขึน้ มุมหกั เหจะมีคา่ เพ่ิมขนึ้ ตัวแปรต้น : มุมตกกระทบ ตัวแปรตาม : มุมหักเห ตัวแปรควบคมุ : แหลง่ กำเนิดแสง แทง่ พลาสตกิ ใส ตัวอย่างวิธีการดำเนนิ การทดลอง 1. ใช้ดินสอลากเสน้ ตามขอบแท่งพลาสตกิ จากนั้นจดั ให้แสงจากกลอ่ งแสงตกกระทบด้านข้างแทง่ พลาสตกิ ดว้ ย มมุ ตกกระทบเป็น 30 องศา 2. ใช้ดินสอจุดตามแนวแสงที่ตกกระทบแทง่ พลาสติกและแนวทแ่ี สงออกจากแท่งพลาสติก 3. ยกแท่งพลาสตกิ ออกแล้วลากเสน้ ตามแนวแสงท่ีตกกระทบแทง่ พลาสติก แนวทแ่ี สงออกจากแทง่ พลาสติก และ แนวแสงในแทง่ พลาสติก 4. ลากเส้นแนวฉาก ณ ตำแหน่งท่แี สงหักเหเคลื่อนท่ีเขา้ สูแ่ ท่งพลาสตกิ และหกั เหออกจากแทง่ พลาสตกิ สู่อากาศ วดั มมุ ตกกระทบและมุมหักเห 5. ทำขอ้ 1-4 ซ้ำ โดยเปล่ยี นมุมตกกระทบแทง่ พลาสติกเปน็ 45 และ 60 องศา สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

215 หนว่ ยท่ี 3 | คลนื่ และแสง คูม่ อื ครรู ายวชิ าพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ตัวอยา่ งผลการทำกจิ กรรม ตาราง มุมตกกระทบและมุมหักเหเมอ่ื ฉายแสงผ่านแท่งพลาสติกดว้ ยมุมตกกระทบตา่ ง ๆ การทดลองครั้งที่ แสงเคลอ่ื นที่จากอากาศเขา้ ส่แู ท่ง แสงเคลือ่ นท่จี ากแทง่ พลาสตกิ ออกสู่ พลาสติก อากาศ มมุ ตกกระทบ มุมหกั เห (องศา) มุมตกกระทบ มุมหักเห (องศา) (องศา) (องศา) 1 0.0 0.0 0.0 0.0 2 30.0 20.0 20.0 30.0 3 45.0 28.0 28.0 45.0 4 60.0 35.0 35.0 60.0 เฉลยคำถามท้ายกิจกรรม 1. ผลการทดลองเหมอื นหรือแตกตา่ งจากสมมตฐิ านที่ต้ังไวห้ รือไม่ อย่างไร แนวคำตอบ ตอบตามผลการทดลองของนักเรียน เช่น ผลการทดลองเหมือนกบั สมมตฐิ าน คือมุมตกกระทบมี ความสมั พันธ์กับมมุ หักเห โดยเม่ือมุมตกกระทบมีค่าเพิ่มขึ้น มมุ หกั เหจะมีค่าเพิม่ ขนึ้ 2. เมื่อเพมิ่ มุมตกกระทบ ณ ตำแหนง่ ทแี่ สงเคล่อื นทีจ่ ากอากาศเขา้ สู่แทง่ พลาสตกิ มุมหักเหจะเปลยี่ นแปลง อยา่ งไร แนวคำตอบ เมื่อแสงเคลื่อนท่จี ากอากาศเขา้ สู่แท่งพลาสติก ถ้าเพมิ่ มุมตกกระทบ มุมหกั เหก็จะมีคา่ มากข้ึนดว้ ย 3. เมื่อเพิม่ มุมตกกระทบ ณ ตำแหน่งท่แี สงเคลือ่ นท่ีจากแท่งพลาสตกิ ออกสู่อากาศ มุมหักเหจะเปลี่ยนแปลง อย่างไร แนวคำตอบ เม่ือแสงเคล่ือนท่จี ากแท่งพลาสติกออกสู่อากาศ ถ้าเพิ่มมุมตกกระทบ มมุ หักเหกจ็ ะมคี ่ามากข้ึนด้วย 4. จากกิจกรรมตอนท่ี 2 สรุปไดว้ ่าอย่างไร แนวคำตอบ มมุ ตกกระทบมีความสมั พนั ธ์กบั มุมหักเห โดยเมื่อมุมตกกระทบมีค่าเพ่ิมขึน้ มุมหกั เหก็จะมีค่าเพ่ิมขนึ้ 5. จากกิจกรรมท้ัง 2 ตอน สรุปไดว้ ่าอยา่ งไร แนวคำตอบ เมื่อแสงเคลื่อนที่จากอากาศเข้าสู่แท่งพลาสติกหรือจากแท่งพลาสติกสู่อากาศ จะเกิดการหักเห บรเิ วณรอยต่อระหว่างอากาศและแท่งพลาสติก โดยเมอ่ื แสงเคล่ือนท่ีจากอากาศเข้าสู่แทง่ พลาสติก แสงจะเบน เข้าหาเส้นแนวฉากทำให้มุมหักเหเล็กกว่ามุมตกกระทบ ในขณะที่เมื่อแสงเคลื่อนที่จากแท่งพลาสติกออกสู่ อากาศ แสงจะเบนออกจากเส้นแนวฉากทำให้มุมหักเหใหญ่กว่ามุมตกกระทบ และถ้าเพิ่มมุมตกกระทบ มุม หกั เหกจ็ ะมคี า่ เพ่มิ ข้นึ ด้วย สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 3 | คลื่นและแสง 216 คู่มือครรู ายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี กิจกรรมท่ี 3.8 การสะท้อนกลบั หมดของแสงเปน็ อยา่ งไร นักเรียนจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับการสะท้อนกลับหมดของแสงและเงื่อนไขของการเกิดการสะท้อน กลับหมดของแสง http://ipst.me/9515 จุดประสงค์ สังเกตและอธบิ ายการสะท้อนกลบั หมดของแสง เวลาท่ใี ช้ใน 50 นาที การทำกิจกรรม วสั ดทุ ใ่ี ช้ต่อกลมุ่ วสั ดแุ ละอุปกรณ์ รายการ 1. หม้อแปลงไฟฟ้าโวลต์ตํา่ จำนวน/กลมุ่ 2. กล่องแสงพร้อมหลอดไฟฟา้ 1 ตวั 3. สายไฟฟา้ 1 กล่อง 4. แผ่นชอ่ งแสง 1 ช่อง 2 เสน้ 5. แท่งพลาสติกรปู ครึ่งวงกลม 1 แผน่ 6. กระดาษขาว 1 แท่ง 7. ไมบ้ รรทดั วดั มุม 1 แผน่ 1 อนั การเตรียมตวั -ไมม่ -ี ลว่ งหน้าสำหรบั ครู ขอ้ เสนอแนะ • ควรจดั ห้องใหม้ ดื เพื่อใหส้ ังเกตผลการทำกิจกรรมได้ชดั เจนขึ้น ในการทำกจิ กรรม • แทง่ พลาสตกิ รปู คร่ึงวงกลมมีด้านหน่งึ เปน็ ด้านใสและอีกด้านหนึ่งเป็นด้านขุน่ ควรวางด้านขุ่น ไว้บนกระดาษขาวจะช่วยใหส้ งั เกตแนวแสงไดช้ ัดเจนข้ึน สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

217 หนว่ ยท่ี 3 | คล่นื และแสง คูม่ อื ครูรายวชิ าพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี ส่ือการเรยี นร/ู้ • หนังสือเรียนรายวชิ าพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระดบั มธั ยมศกึ ษาปีท่ี 3 เล่ม 1 สสวท. แหลง่ เรียนรู้ ตวั อยา่ งผลการทำกจิ กรรม ตาราง มมุ ตกกระทบและมมุ หักเหเมื่อฉายแสงผ่านแท่งพลาสตกิ รปู คร่ึงวงกลมด้วยมุมตกกระทบต่าง ๆ ครงั้ ท่ี มุมตกกระทบ (องศา) มมุ หักเห (องศา) 1 15.0 23.0 2 41.5 90.0 3 50.0 ไม่หักเหแตเ่ กิดการสะท้อนกลับ ในแท่งพลาสตกิ สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 3 | คลื่นและแสง 218 คู่มือครรู ายวชิ าพนื้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยคำถามทา้ ยกจิ กรรม 1. เมือ่ เพม่ิ มมุ ตกกระทบในแท่งพลาสติกโค้งรูปครงึ่ วงกลม มุมหกั เหเปลี่ยนแปลงอย่างไร แนวคำตอบ เมอ่ื มุมตกกระทบในแท่งพลาสตกิ โค้งรูปคร่ึงวงกลมมคี า่ เพิม่ ขึน้ มมุ หักเหกจ็ ะมคี ่าเพ่ิมขึน้ ด้วย 2. มุมตกกระทบในแท่งพลาสติกโค้งรูปครึ่งวงกลมขนาดเท่าใดที่ทำให้รังสีหักเหขนานกับผิวตรงของแท่ง พลาสติกหรือมุมหกั เหเป็น 90 องศา แนวคำตอบ ขึ้นอยู่กับผลการทดลองของนักเรียน เช่น มุมตกกระทบในแท่งพลาสติกโค้งรูปครึ่งวงกลมเป็น 41.5 องศา จะทำให้รงั สหี ักเหขนานกับผิวตรงของแทง่ พลาสติกหรอื มุมหกั เหเปน็ 90 องศา 3. ถ้ามุมตกกระทบในแท่งพลาสติกโค้งรูปครึ่งวงกลมมีค่ามากกว่ามุมตกกระทบในข้อ 2 แสงมีการหักเห หรือไม่ อย่างไร แนวคำตอบ ถ้ามุมตกกระทบในแท่งพลาสติกโคง้ รปู ครึ่งวงกลมมีค่ามากกวา่ 41.5 จะไม่เกิดการหักเหแต่เกดิ การสะท้อนกลบั ภายในแทง่ พลาสตกิ นนั้ 4. การสะท้อนกลับหมดเปน็ อย่างไร และเกิดขึน้ เมือ่ ใด แนวคำตอบ การสะท้อนกลับหมดคือการที่แสงสะท้อนกลับในตัวกลางเดิม เกิดขึ้นเมื่อมุมตกกระทบมีค่า มากกว่ามมุ ตกกระทบที่ทำใหม้ ุมหักเหมีคา่ เป็น 90 องศา 5. จากกิจกรรม สรุปไดว้ า่ อย่างไร แนวคำตอบ เมื่อฉายแสงให้เคลื่อนที่จากพลาสติกออกสู่อากาศจะเกิดการหักเห โดยมุมหักเหจะใหญ่กว่ามมุ ตกกระทบ เมื่อเพิ่มขนาดของมุมตกกระทบให้มากขึ้น มุมหักเหก็จะเพิ่มข้ึนด้วย จนกระทั่งมุมตกกระทบมี ขนาด 41.5 องศา จะทำใหม้ มุ หกั เหมีขนาดเท่ากับ 90 องศา และถา้ เพม่ิ มมุ ตกกระทบใหม้ ากขึ้นอีก แสงจะไม่ หักเหออกสู่อากาศแตจ่ ะสะท้อนกลบั ภายในแท่งพลาสตกิ สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

219 หน่วยท่ี 3 | คล่นื และแสง คมู่ อื ครรู ายวชิ าพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กิจกรรมที่ 3.9 การกระจายของแสงเปน็ อยา่ งไร นักเรียนจะได้เรียนรู้เก่ยี วกับการกระจายของแสงเมอื่ แสงเกดิ การหกั เหผ่านปริซึม จดุ ประสงค์ สังเกตและอธิบายการกระจายของแสง เวลาทีใ่ ชใ้ น 50 นาที การทำกจิ กรรม วัสดทุ ี่ใช้ต่อกลุ่ม วสั ดแุ ละอุปกรณ์ รายการ 1. หมอ้ แปลงไฟฟ้าโวลต์ตาํ่ จำนวน/กลมุ่ 2. กลอ่ งแสงพรอ้ มหลอดไฟฟ้า 1 ตวั 3. สายไฟฟ้า 1 กล่อง 4. แผ่นช่องแสง 1 ชอ่ ง 2 เส้น 5. ปรซิ ึมสามเหลยี่ ม 1 แผน่ 6. กระดาษขาว 1 แท่ง 1 แผน่ การเตรียมตวั -ไม่ม-ี ล่วงหน้าสำหรับครู ขอ้ เสนอแนะ • ควรจัดห้องใหม้ ืดเพ่ือให้สงั เกตผลการทำกจิ กรรมไดช้ ดั เจนข้ึน ในการทำกิจกรรม • ครูสามารถใช้กิจกรรมทางเลือกในการสังเกตการกระจายของแสงโดยวางกระจกเงาราบใน อ่างที่มีน้ำแล้วนำไปรับแสงจากดวงอาทิตย์ให้ตกกระทบกระจก แล้วสังเกตการกระจายของ แสงบนผนัง • ครูอาจใหน้ กั เรยี นบนั ทกึ ผลดว้ ยการถ่ายภาพ สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

สื่อการเรยี นร้/ู หนว่ ยที่ 3 | คลื่นและแสง 220 แหลง่ เรียนรู้ คูม่ อื ครูรายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี • หนงั สือเรียนรายวชิ าพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระดับมัธยมศึกษาปที ี่ 3 เล่ม 1 สสวท. ตัวอย่างผลการทำกจิ กรรม แสงทหี่ ักเหผา่ นปริซึมจะกระจายออกเป็นสตี า่ ง ๆ บนฉากขาว เฉลยคำถามท้ายกิจกรรม 1. เมอ่ื ฉายแสงใหต้ กกระทบปริซมึ สามเหลี่ยม แสงมกี ารหกั เหหรอื ไม่ ทราบได้อย่างไร แนวคำตอบ แสงที่ตกกระทบปริซึมสามเหลี่ยมมีการหักเห โดยแนวการเคลื่อนที่ของแสงเมื่อแสงผ่านจาก อากาศเข้าสูแ่ ท่งปรซิ มึ และเม่อื แสงผ่านจากแท่งปริซมึ ออกสู่อากาศแสงจะเบนไปจากแนวเดิม 2. แสงจากกล่องแสงที่ตกกระทบปรึซึมสามเหลี่ยมกับแสงที่ปรากฏบนฉากขาวเหมือนหรือแตกต่างกัน อยา่ งไร แนวคำตอบ แสงจากกล่องแสงท่ีตกกระทบปรึซึมสามเหล่ียมกับแสงที่ปรากฏบนฉากขาวแตกต่างกัน โดยแสง จากกล่องแสงเปน็ แสงทม่ี สี ีเดยี ว ส่วนแสงที่ปรากฏบนฉากขาวมหี ลายสี 3. เมอื่ ฉายแสงใหต้ กกระทบปริซมึ สามเหลี่ยม แสงมกี ารกระจายหรือไม่ ทราบได้อย่างไร แนวคำตอบ เมื่อฉายแสงให้ตกกระทบปริซึมสามเหลี่ยม แสงมีการกระจาย ทราบได้จากแสงสีที่ปรากฏใน ตำแหน่งตา่ งกันบนฉากขาว 4. จากกจิ กรรม สรปุ ไดว้ า่ อย่างไร แนวคำตอบ เมื่อฉายแสงให้ตกกระทบปรซิ ึมสามเหลี่ยม แสงจะเกิดการหักเห 2 ครั้ง คือจากอากาศเข้าสู่แทง่ ปริซึมและจากแท่งปริซึมออกสู่อากาศ ทำให้แสงจากกล่องแสงปรากฏเป็นสีแตกต่างกันที่ตำแหน่งต่างกันใน ฉากขาว สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

221 หน่วยท่ี 3 | คลน่ื และแสง คู่มือครูรายวชิ าพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กิจกรรมทางเลือก ตวั อย่างผลการทำกิจกรรมเสรมิ วตั ถุประสงค์ สังเกตและอธิบายการกระจายของแสง วสั ดแุ ละอปุ กรณ์ วัสดทุ ่ีใชต้ อ่ กลมุ่ รายการ ปริมาณ/กลุม่ 1. ถังน้ำ 1 ถัง 2. กระจกเงาราบ 1 บาน 3. น้ำ 1 ลติ ร วิธที ำ 1. วางกระจกเงาราบในอ่างทมี่ ีน้ำ 2. ฉายแสงอาทิตยห์ รือแสงจากโคมไฟใหต้ กกระทบกระจกในน้ำแลว้ สงั เกตการกระจายของแสงบนผนัง ตัวอยา่ งผลการทำกิจกรรม ตัวอย่างความรู้ เมื่อให้แสงตกกระทบกระจกเงาราบที่อยู่ในน้ำ แสงสะท้อนจากกระจกจะไปกระทบผนัง โดยในที่น้ีแสงจะ เกิดการหักเห 2 ครั้ง คือ จากอากาศสู่น้ำและจากน้ำสู่อากาศ ทำให้เกิดการกระจายของแสงโดยจะปรากฏเป็นสี ตา่ ง ๆ กนั ทตี่ ำแหนง่ ต่างกันบนผนัง สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

กจิ กรรมท่ี 3.10 หนว่ ยท่ี 3 | คลืน่ และแสง 222 คู่มอื ครรู ายวิชาพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี การหักเหของแสงขนานเม่ือผ่านเลนส์เป็นอย่างไร นักเรียนจะได้เรียนรู้เก่ียวกบั หนา้ ที่ของเลนสน์ ูนและเลนส์เวา้ จากการสังเกตและเปรยี บเทียบ http://ipst.me/9513 แนวการหักเหของแสงขนานเม่อื เคลื่อนที่ผ่านเลนส์นูนและเลนสเ์ ว้า จุดประสงค์ สังเกตและอธิบายการหักเหของแสงขนานทผี่ ่านเลนส์นนู และเลนสเ์ วา้ 50 นาที เวลาทใี่ ชใ้ น การทำกจิ กรรม วสั ดทุ ่ใี ชต้ ่อกลุ่ม รายการ วสั ดุและอุปกรณ์ 1. หมอ้ แปลงไฟฟ้าโวลต์ตาํ่ 2. กลอ่ งแสงพร้อมหลอดไฟฟ้า จำนวน/กล่มุ 3. สายไฟฟ้า 1 หมอ้ 4. แผน่ ช่องแสง 3 ชอ่ ง 1 กลอ่ ง 5. เลนส์นนู 2 เสน้ 6. เลนส์เว้า 1 แผ่น 7. กระดาษขาว 1 อัน 1 อัน 1 แผ่น การเตรยี มตวั -ไมม่ -ี ลว่ งหน้าสำหรบั ครู ขอ้ เสนอแนะ • ควรจดั ห้องใหม้ ืดเพ่ือใหส้ งั เกตผลการทำกิจกรรมไดช้ ดั เจนขึ้น ในการทำกจิ กรรม • หนังสอื เรียนรายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระดับมัธยมศกึ ษาปีท่ี 3 เลม่ 1 สสวท. สื่อการเรยี นรู้/ แหลง่ เรยี นรู้ สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

223 หน่วยท่ี 3 | คลื่นและแสง คมู่ ือครูรายวชิ าพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี ตวั อย่างผลการทำกิจกรรม แนวการเคล่ือนทข่ี องแสงขนานผ่านเลนส์นนู เสน้ ที่ 1 แกนมขุ สำคัญ F แนวการเคลอ่ื นทข่ี องแสงขนานผา่ นเลนส์เว้า เสน้ ท่ี 1 แกนมขุ สำคัญ F เฉลยคำถามทา้ ยกิจกรรม 1. เมอ่ื ฉายแสงขนานกบั แกนมุขสำคญั ใหต้ กกระทบเลนส์นูนและเลนส์เวา้ แสงหักเหท่ีเกดิ ขึ้นเหมือนหรอื แตกตา่ งกันอย่างไร แนวคำตอบ เมื่อฉายแสงขนานกบั แกนมุขสำคัญให้ตกกระทบเลนสน์ นู และเลนสเ์ วา้ แสงหักเหทีเ่ กิดขึน้ จะ แตกตา่ งกัน โดยแสงทีห่ ักเหผ่านเลนสน์ ูนจะหกั เหไปรวมกนั ที่จุดจุดหนึ่งบนแกนมุขสำคัญหลังเลนส์ แต่แสงที่ หกั เหผา่ นเลนสเ์ วา้ จะกระจายออกจากกนั 2. เมื่อต่อแนวรังสหี ักเหจากเลนส์เวา้ แนวรังสที ีต่ ่อออกจะไปตัดกนั หรอื ไม่ อย่างไร แนวคำตอบ เม่อื ต่อแนวรงั สีหกั เหจากเลนสเ์ วา้ แนวรังสที ี่ตอ่ ออกไปจะตัดกันทต่ี ำแหน่งหน่ึงบนแกนมุขสำคญั หนา้ เลนส์ 3. จากกิจกรรม สรุปไดว้ ่าอยา่ งไร แนวคำตอบ เมอ่ื ฉายแสงขนานกับแกนมุขสำคัญใหต้ กกระทบเลนส์นูน แสงจะหกั เหไปรวมกันท่ีจุดจุดหนึ่งบน แกนมุขสำคัญหลังเลนส์ แต่ถ้าฉายแสงขนานกับแกนมุขสำคัญให้ตกกระทบเลนส์เว้า แสงหักเหกระจายออก จากกัน เมื่อต่อแนวรังสีหักเหจากเลนส์เว้า แนวรังสีที่ต่อออกจะไปตัดกันที่ตำแหน่งหนึ่งบนแกนมุขสำคัญ หนา้ เลนส์ สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หน่วยที่ 3 | คลื่นและแสง 224 คู่มือครรู ายวชิ าพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี กิจกรรมท่ี 3.11 ภาพทเ่ี กิดจากเลนส์นูนเปน็ อย่างไร นกั เรียนจะได้เรยี นรู้เก่ียวกบั ภาพท่ีเกดิ จากเลนส์นนู โดยเปรยี บเทยี บขนาด ลักษณะภาพ และ การเกิดภาพบนฉากเมื่อวางวัตถไุ ว้ทตี่ ำแหน่งต่าง ๆ หน้าเลนส์ http://ipst.me/9514 จดุ ประสงค์ สงั เกตและบรรยายภาพที่เกดิ จากเลนส์นูน 50 นาที เวลาท่ีใช้ใน การทำกิจกรรม วัสดทุ ่ใี ชต้ อ่ กลุ่ม วสั ดุและอุปกรณ์ 1. เลนส์นนู 2. ฉากสีขาว 3. เทยี นไข รายการ จำนวน/กลุ่ม 4. ไม้ขดี ไฟ 1 อนั 5. ดินน้ำมัน 1 แผน่ 1 เล่ม 1 กลอ่ ง 1 กอ้ น การเตรยี มตวั -ไมม่ -ี ล่วงหน้าสำหรบั ครู ข้อเสนอแนะ • ควรจัดห้องให้มืดเพ่ือใหส้ ังเกตผลการทำกจิ กรรมได้ชัดเจนข้ึน ในการทำกจิ กรรม • การออกแบบตารางบันทึกผลการทำกิจกรรม ครูควรใหค้ ำแนะนำหรอื อภปิ รายร่วมกับ นกั เรยี นแตล่ ะกล่มุ เพ่ือปรบั ปรุงตารางบนั ทึกผลให้สามารถบนั ทึกข้อมลู ได้ครบถว้ นและ เขา้ ใจได้งา่ ย สื่อการเรียนร/ู้ • หนงั สือเรยี นรายวชิ าพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระดับมัธยมศึกษาปีท่ี 3 เล่ม 1 สสวท. แหล่งเรยี นรู้ • ส่อื ดิจิทัล https://phet.colorado.edu/en/simulation/geometric-optics สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

225 หน่วยที่ 3 | คลน่ื และแสง คูม่ ือครรู ายวชิ าพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ตวั อยา่ งผลการทำกิจกรรม ตาราง ระยะภาพและลกั ษณะภาพท่ีเกดิ จากเลนส์นูนเม่ือวางเทียนไขทต่ี ำแหน่งต่าง ๆ หน้าเลนส์นูนท่ีมีความยาว โฟกัสเป็น 25 เซนตเิ มตร ระยะวัตถุ (cm) ลกั ษณะของภาพเมื่อมอง สงั เกตลกั ษณะของภาพ ระยะภาพ (cm) ผา่ นเลนสจ์ ากดา้ นหลังเลนส์ บนฉาก 60 (มากกว่า 2f) หวั กลบั ขนาดเล็กกวา่ วตั ถุ หัวกลบั ขนาดเลก็ กว่าวตั ถุ 42.8 35 (ระหว่าง f กบั 2f) หวั กลับ ขนาดใหญ่กว่าวตั ถุ หัวกลับ ขนาดใหญ่กวา่ วัตถุ 87.5 10 (น้อยกว่า f) หวั ต้ัง ขนาดใหญ่กวา่ วตั ถุ ไม่ปรากฏภาพบนฉาก เฉลยคำถามท้ายกิจกรรม 1. เมือ่ วางเทียนไขตำแหนง่ ตา่ ง ๆ หนา้ เลนสน์ ูน ภาพที่เกดิ ขนึ้ มีลักษณะอย่างไรบ้าง แนวคำตอบ เมื่อวางเทียนไขตำแหน่งต่าง ๆ หน้าเลนส์นูน ภาพที่เกิดขึ้นมีทั้งภาพหัวตั้งและหัวกลับ มีท้ัง ขนาดเล็กและขนาดใหญก่ ว่าเทียนไขจริง มีท้งั ปรากฏบนฉากและไม่ปรากฏบนฉาก 2. วางเทียนไขตำแหนง่ ใดบา้ ง ที่ทำใหเ้ กดิ ภาพบนฉากได้ แนวคำตอบ ภาพจะเกิดบนฉากเมื่อวางเทยี นไขให้อยู่ห่างจากเลนส์นูนมากกวา่ ความยาวโฟกัสของเลนส์นนู หรอื ระยะวตั ถมุ ากกว่าความยาวโฟกสั 3. จากกิจกรรม สรุปไดว้ ่าอย่างไร แนวคำตอบ เมื่อวางเทียนไขไว้ที่ตำแหน่งต่าง ๆ หน้าเลนส์นูน ลักษณะของภาพเทียนไขที่มองเห็นจะขึ้นอยู่ กบั ตำแหน่งของเทยี นไข ซงึ่ อาจเปน็ ภาพหวั กลบั ที่ปรากฏบนฉากรบั ภาพท่มี ีทงั้ ภาพขนาดใหญก่ ว่าหรือเล็กกว่า เทียนไข หรอื อาจเปน็ ภาพหัวตั้งขนาดใหญซ่ ง่ึ ไมป่ รากฏบนฉาก สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 3 | คลน่ื และแสง 226 ค่มู อื ครูรายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กจิ กรรมที่ 3.12 ความสว่างทีเ่ หมาะสมกบั กิจกรรมตา่ ง ๆ ควรมคี า่ เทา่ ใด นกั เรียนจะได้เรียนรู้เก่ียวกับการวัดความสวา่ งบนพื้นผวิ ในสถานที่ต่าง ๆ เปรยี บเทยี บค่าความสว่างที่วัดได้กับ ค่ามาตรฐาน จากน้นั นำเสนอแนวทางในการปรับความสวา่ งให้เหมาะสม จดุ ประสงค์ สำรวจความสว่างของสถานท่ีและนำเสนอแนวทางการจัดความสวา่ งให้เหมาะสม 50 นาที เวลาทใ่ี ช้ใน การทำกจิ กรรม วสั ดุท่ใี ชต้ ่อกลมุ่ รายการ วัสดแุ ละอุปกรณ์ ลกั ซ์มเิ ตอร์หรือแอปพลิเคชนั วัดความสวา่ งใน สมาร์ตโฟน จำนวน/กล่มุ 1 เครอื่ ง การเตรียมตัว ดาวน์โหลดและลองใช้แอปพลิเคชันวัดความสว่างในสมาร์ตโฟนก่อนทำกิจกรรม (ค่าความสว่าง ลว่ งหน้าสำหรบั ครู อาจแตกต่างไปตามแอปพลิเคชันหรือสมาร์ตโฟน ครูอาจกำหนดให้นักเรียนแต่ละห้องใช้เพียง แอปพลเิ คชนั เดียว ตวั อย่างแอปพลเิ คชนั วัดความสวา่ งในสมารต์ โฟน สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

227 หน่วยท่ี 3 | คลนื่ และแสง คมู่ ือครูรายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี ขอ้ เสนอแนะ • อาจมอบหมายให้นักเรยี นทำกิจกรรมนเี้ ปน็ การบ้านโดยวัดความสว่างของสถานท่ตี ่าง ๆ ใน ในการทำกิจกรรม บา้ นหรือชุมชนของนกั เรยี น สอื่ การเรยี นรู้/ • หนงั สอื เรียนรายวชิ าพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระดบั มธั ยมศกึ ษาปีที่ 3 เล่ม 1 สสวท. แหลง่ เรยี นรู้ ตวั อย่างผลการทำกจิ กรรม ตาราง ความสว่าง ณ สถานทีต่ ่าง ๆ และแนวทางในการจัดความสวา่ งให้เหมาะสม ความสวา่ ง (ลักซ์) แนวทางในการจดั ความ สว่างให้เหมาะสม สถานท่ี ท่ีเหมาะสม ท่วี ดั ได้ ติดหลอดไฟฟ้าเพิ่ม (จากการสบื คน้ ) เปิดม่านหนา้ ต่าง หอ้ งเรียน 300-750 250 - ห้องสมดุ 750-1,000 600 ทางเดินในอาคารเรียน 75-200 150 เฉลยคำถามทา้ ยกจิ กรรม 1. ความสว่างของสถานท่ีต่าง ๆ ที่เหมาะสมกับการทำกจิ กรรมตา่ ง ๆ มีค่าเท่ากนั หรือไม่ เพราะเหตุใด แนวคำตอบ ความสว่างของสถานที่ต่าง ๆ ที่เหมาะกับการทำกิจกรรมมีค่าไม่เท่ากัน เพราะแต่ละกิจกรรม ต้องการความชัดเจนในการมองเห็นแตกตา่ งกัน 2. บริเวณต่าง ๆ ในโรงเรียนหรือบ้านของนักเรียนมีการจัดความสว่างให้เหมาะสมกับการประกอบกิจกรรม หรอื ไม่ อย่างไร แนวคำตอบ ข้ึนอยกู่ ับผลการทำกจิ กรรมของนกั เรยี น 3. แนวทางในการจดั ความสว่างของสถานท่ีใหเ้ หมาะสมกบั การประกอบกจิ กรรมทำได้อยา่ งไรบ้าง แนวคำตอบ ข้ึนอย่กู บั ผลการทำกจิ กรรมของนักเรยี น เชน่ ถา้ ความสวา่ งนอ้ ยเกินไปอาจปรับปรุงโดยการเพ่ิม จำนวนหลอดไฟฟ้าในห้อง ใช้โคมไฟสำหรับอ่านหนังสือ หรือเปิดม่านหน้าต่าง ถ้าความสว่างมากเกินไปอาจ ปรับปรุงโดยการลดจำนวนหลอดไฟฟา้ ลดกำลังหลอดไฟฟ้า หรอื ติดตง้ั ผ้ามา่ นบังแสง เป็นต้น 4. จากกจิ กรรม สรปุ ไดว้ า่ อย่างไร แนวคำตอบ ในชีวติ ประจำวันเราทำกจิ กรรมที่หลากหลายในสถานที่ตา่ ง ๆ ซ่งึ ต้องการความสวา่ งทเี่ หมาะสม แตกต่างกนั ดังน้นั จึงตอ้ งจดั ความสวา่ งของสถานทใ่ี ห้เหมาะกับกิจกรรมดังกล่าว สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 3 | คลืน่ และแสง 228 คู่มอื ครรู ายวิชาพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กิจกรรมทา้ ยบท สร้างโพรเจกเตอร์อยา่ งงา่ ยดว้ ยตวั เอง นักเรียนจะได้ออกแบบและสรา้ งโปรเจคเตอรอ์ ยา่ งงา่ ยโดยใชว้ สั ดอุ ปุ กรณร์ อบตวั จุดประสงค์ 1. ออกแบบและสร้างโพรเจกเตอร์อยา่ งง่าย 2. อธบิ ายหลกั การทำงานของโพรเจกเตอรอ์ ยา่ งงา่ ย เวลาทใ่ี ชใ้ น 1 ชวั่ โมง การทำกจิ กรรม วสั ดุและอุปกรณ์ วสั ดทุ ใ่ี ช้ต่อกลุ่ม รายการ จำนวน/กลมุ่ 1. เลนสน์ ูน 1 อนั 2. กล่องกระดาษ 1 กลอ่ ง 3. สมาร์ตโฟน 1 เครอ่ื ง 4. กรรไกร 1 เลม่ 5. คัตเตอร์ 1 ดา้ ม 6. เทปกาว 1 มว้ น 7. วสั ดอุ ุปกรณ์อ่นื ๆ ตามท่ีออกแบบไว้ การเตรียมตวั ในกรณีที่นักเรียนไม่สามารถเข้าถึงแหล่งข้อมูลออนไลน์ ครูควรเตรียมข้อมูลที่น่าเชื่อถือสำหรับ ล่วงหนา้ สำหรบั ครู ใหน้ กั เรียนสบื คน้ ล่วงหน้า ขอ้ เสนอแนะ ครูควรเนน้ ย้ำถงึ ความปลอดภัยในการใช้ของมคี ม ในการทำกิจกรรม ส่อื การเรยี นร/ู้ • หนงั สือเรยี นรายวชิ าพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระดับมัธยมศึกษาปีท่ี 3 เล่ม 1 สสวท. แหล่งเรียนรู้ ตัวอย่างการสร้างโพรเจกเตอรอ์ ยา่ งง่าย • https://www.instructables.com/id/Build-A-Smartphone-Projector/ • https://macgyverisms.wonderhowto.com/how-to/turn-cardboard-box- into-cheap-diy-smartphone-projector-0141753/ สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

229 หน่วยท่ี 3 | คล่นื และแสง คูม่ ือครรู ายวิชาพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ตัวอยา่ งผลการทำกจิ กรรม ทมี่ า : https://macgyverisms.wonderhowto.com/how-to/turn-cardboard-box-into-cheap-diy- smartphone-projector-0141753/ เฉลยคำถามท้ายกจิ กรรม 1. โพรเจกเตอรอ์ ยา่ งง่ายมหี ลักการทำงานอย่างไร แนวคำตอบ โพรเจกเตอร์อย่างง่ายมีส่วนประกอบสำคัญคือเลนส์นูน โดยใช้สมาร์ตโฟนเป็นแหล่งกำเนิดแสง โดยต้องวางสมาร์ตโฟนให้อยูห่ ่างจากเลนสน์ นู เป็นระยะมากกว่า f แต่ไมเ่ กิน 2f จึงจะทำให้เกดิ ภาพจรงิ ขนาด ใหญก่ วา่ วัตถุบนฉาก 2. โพรเจกเตอร์อยา่ งง่ายท่สี ร้างขึน้ ต้องปรับปรุงแก้ไขอย่างไรบา้ ง แนวคำตอบ ภาพที่ปรากฏบนฉากไม่สว่าง อาจเพิ่มขนาดของเลนส์นูนเพื่อรวมแสงจากสมาร์ตโฟนได้มากขึ้น กลอ่ งทใ่ี ช้ตอ้ งปิดสนทิ และต้องทำใหห้ อ้ งมืดสนทิ ที่สุด สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 3 | คลืน่ และแสง 230 คู่มอื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยแบบฝึกหัดท้ายบทที่ 2 1. พจิ ารณาส่วนประกอบของกลอ้ งจลุ ทรรศน์ ดงั ภาพ เลนส์นูน (ใกลต้ า) ทำหน้าทขี่ ยายภาพ เลนสน์ นู (ใกล้วตั ถุ) ทำหนา้ ท่ีขยายภาพ กระจกเงาเว้า ทำหนา้ ทีร่ วมแสงใหต้ กกระทบวตั ถุ ถา้ เปลี่ยนกระจกเงาเวา้ เปน็ กระจกเงาราบ ภาพทีส่ ังเกตจากกล้องจุลทรรศน์จะมีการเปล่ียนแปลงอย่างไร เพราะเหตุใด * แนวคำตอบ ภาพมคี วามสว่างลดลง เน่อื งจากกระจกเงาราบจะรวมแสงได้น้อยกว่ากระจกเงาเว้า 2. ช้อนเงินคนั หน่ึงประกอบด้วยด้านหน้าซึ่งเป็นด้านท่ใี ชต้ ักอาหาร (ด้าน A) และดา้ นหลังของช้อน (ดา้ น B) ดังภาพ ด้าน A ดา้ น B ถ้าใชช้ ้อนเงินคันนี้ส่องดูใบหน้าตนเอง จะต้องใชด้ า้ นใดของช้อนเพ่ือใหเ้ ห็นภาพใบหนา้ ท่ีมีขนาดใหญ่กวา่ ใบหนา้ จริง ** แนวคำตอบ ด้าน A เพราะด้าน A มีลักษณะคล้ายกระจกเงาเว้าซึ่งทำให้เกิดภาพที่มีขนาดใหญ่และขนาดเล็กกว่าวัตถุได้ ส่วนดา้ น B มลี ักษณะคล้ายกระจกเงานูนซ่งึ ทำให้เกิดภาพท่ีมีขนาดเล็กกวา่ วัตถเุ ท่าน้ัน สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

231 หน่วยที่ 3 | คลนื่ และแสง คู่มอื ครรู ายวชิ าพนื้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 3. จากภาพแสดงรังสีของแสงที่เคลอ่ื นทีผ่ ่านตัวกลางตา่ งชนิดกนั * เลอื กคำตอ่ ไปนเี้ ติมลงในช่องวา่ งให้ถูกต้อง (สามารถใชค้ ำซ้ำได้มากกวา่ หนง่ึ ครั้ง) รังสีตกกระทบ รงั สีสะท้อน รังสีหกั เห เส้นแนวฉาก มุมตกกระทบ มุมสะท้อน มมุ หักเห แนวคำตอบ เส้นแนวฉาก มุมตกกระทบ มุมหกั เห รังสีตกกระทบ เส้นแนวฉาก มมุ หักเห รังสีหกั เห/ รงั สตี กกระทบ มุมตกกระทบ รังสหี ักเห หมายเหตุ : หมายเลข 5 มี 2 คำตอบ คอื เปน็ รงั สหี ักเหเมื่อพิจารณาการหกั เหครง้ั ท่ี 1 และเป็นรังสีตกกระทบเม่ือ พิจารณาการหักเหครงั้ ที่ 2 สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 3 | คลน่ื และแสง 232 คู่มอื ครรู ายวชิ าพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 4. จากภาพ ให้เขียนแนวรังสขี องแสงทเี่ ดก็ ซงึ่ อยู่ในนำ้ มองเหน็ แมวท่ียนื อยู่ ริมขอบสระ เดก็ ท่ีอยูใ่ นนำ้ จะสงั เกตเหน็ ตำแหนง่ ของแมวเป็นอย่างไร ** แนวคำตอบ คนมองเห็นแมวได้ต้องมีแสงจากแมวผ่านอากาศเข้าสู่น้ำแล้ว เข้าสู่ตาของเด็ก เมื่อแสงจากแมวเข้าสู่น้ำจะเกิดการหกั เหโดยรังสีหักเหจะ เบนเข้าหาเส้นแนวฉาก ถ้าต่อแนวรังสีหักเหให้ตัดกัน จะเกิดภาพ ของแมวที่ตำแหน่งสูงกว่าตำแหน่งจริง ดังภาพ ทำให้เด็กมองเห็น ภาพแมว แมวอยสู่ งู กว่าตำแหนง่ จรงิ แมว 5. เมื่อเราเดินผ่านห้องที่มีผนังเป็นกระจกใส สามารถมองเห็น สิ่งของที่อยู่ภายในห้องและเห็นภาพของตัวเองในกระจกด้วย การมองเห็นสิ่งของในห้องและภาพตัวเองเกี่ยวข้องกับการ หักเหและการสะท้อนของแสงอย่างไร * แนวคำตอบ เรามองเหน็ สง่ิ ของท่ีอยูภ่ ายในหอ้ งไดเ้ พราะแสงจาก วัตถุในห้องหักเหผ่านกระจกสองครั้งคือจากอากาศเข้าสู่กระจก และจากกระจกออกสู่อากาศแล้วจึงเคลื่อนที่เข้าสู่ตา ส่วน การมองเห็นภาพของตัวเองในกระจกเกิดจากแสงจากตัวเรา ตกกระทบที่ผิวของกระจกใส จากนั้นเกิดการสะท้อนที่ผิวกระจก แลว้ จึงเคลื่อนท่เี ข้าสตู่ าเรา สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

233 หนว่ ยที่ 3 | คลื่นและแสง คู่มอื ครูรายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยแบบฝกึ หดั ท้ายหนว่ ย 1. คล่นื น้ำขบวนหน่งึ ดงั ภาพ ข้อความใดถูกต้องเกย่ี วกบั คลนื่ ขบวนนี้ * ก. A B และ C เปน็ สันคล่นื ข. ความยาวคลืน่ เท่ากับ 8 เซนติเมตร ค. ระยะหา่ งระหว่าง A กบั C มีคา่ เทา่ กบั ระยะหา่ งระหว่าง D กบั F ง. ถ้าคลื่นขบวนนี้เกิดข้นึ ภายในเวลา 1 วนิ าที คลื่นน้จี ะมีความถ่ี 5 รอบต่อวนิ าที เฉลย ค. เพราะ ระยะห่างระหว่าง A กับ C และ D กบั F คือคา่ ความยาวคล่นื ซง่ึ มคี ่า 16 เซนติเมตร ก. ผดิ เพราะ A และ C เป็นสันคล่ืน สว่ น B เป็นท้องคล่นื ข. ผดิ เพราะความยาวคลืน่ มีค่า 16 เซนติเมตร ง. ผดิ เพราะจากภาพเกิดคลน่ื จำนวน 2.5 ลูกคลืน่ ในเวลา 1 วนิ าที ดังนัน้ คลน่ื น้ีจะมีความถ่ี 2.5 รอบตอ่ วินาที หรือ 2.5 เฮิรตซ์ สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 3 | คลนื่ และแสง 234 คู่มอื ครูรายวิชาพนื้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 2. ขอ้ ใดกล่าวถกู ต้องเกย่ี วกับคลน่ื แม่เหลก็ ไฟฟา้ * ก. คลื่นแม่เหลก็ ไฟฟา้ ส่งผ่านพลงั งานกลจากที่หน่ึงไปยังอีกที่หน่ึงโดยไม่อาศยั ตวั กลาง ข. รงั สีแกมมาเป็นคลืน่ แม่เหล็กไฟฟา้ ทม่ี ีความยาวคลนื่ มากจึงมพี ลังงานสูง ค. เราสามารถมองเหน็ คล่นื แมเ่ หลก็ ไฟฟ้าไดใ้ นบางช่วงความถ่ี ง. คล่นื วิทยุเป็นทัง้ คลน่ื กลและคล่นื แม่เหลก็ ไฟฟ้า เฉลย ค. เพราะคลืน่ แม่เหล็กไฟฟา้ ทีเ่ ราสามารถมองเห็นไดอ้ ยู่ในชว่ งความถี่ของแสง ก. ผดิ เพราะคลนื่ แมเ่ หลก็ ไฟฟ้าส่งผา่ นพลงั งานแม่เหลก็ ไฟฟา้ ข. ผดิ เพราะรงั สแี กมมาเปน็ คลื่นทม่ี ีความยาวคล่นื สัน้ ความถส่ี งู จงึ มีพลงั งานสงู ง. ผดิ เพราะคลน่ื วิทยุเปน็ คล่ืนแม่เหลก็ ไฟฟา้ 3. ขอ้ ใดกล่าวไดถ้ กู ต้องเก่ียวกับรังสีอัลตราไวโอเลตหรือรังสี UV * ก. มนษุ ย์สามารถมองเห็นรงั สี UV ได้ ข. รังสี UV แผอ่ อกมาจากดวงอาทติ ย์เทา่ น้ัน ค. รังสี UV มีพลงั งานน้อยมากจนไมส่ ง่ ผลกระทบต่อมนุษย์ ง. รังสี UV เปน็ ส่วนหนงึ่ ของสเปกตรัมของคลนื่ แม่เหลก็ ไฟฟ้า เฉลย ง. เพราะรงั สี UV เปน็ ส่วนหนึ่งของสเปกตรัมของคล่นื แม่เหลก็ ไฟฟ้าท่ปี ระกอบดว้ ยคลน่ื วทิ ยุ ไมโครเวฟ อนิ ฟาเรด แสง อลั ตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ รังสีแกมมา ข้อ ก. ผดิ เพราะคลื่นแมเ่ หลก็ ไฟฟา้ ชว่ งท่ีตามนษุ ย์มองเห็นไดค้ ือแสง ดังน้ันมนุษย์ไมส่ ามารถมองเห็นรังสี UV ได้ ขอ้ ข. ผดิ เพราะรังสี UV อาจแผ่ออกมาจากแหล่งกำเนิดคลน่ื แมเ่ หล็กไฟฟ้าอนื่ ได้ เช่น หลอดไฟฟ้า กองไฟ ข้อ ค. ผดิ เพราะรังสี UV มพี ลงั งานมากพอทจ่ี ะทำอนั ตรายต่อเซลลผ์ วิ หนงั มนุษย์ซง่ึ อาจทำใหเ้ กิดอาการ ผวิ ไหม้หรอื อาจเกดิ เป็นมะเรง็ ผิวหนังได้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

235 หน่วยท่ี 3 | คล่ืนและแสง คู่มือครรู ายวิชาพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 4. ฉายลำแสงเล็ก ๆ ใหต้ กกระทบแผ่นสะท้อนแสงผิวราบ ดังภาพ ข้อความใดถกู ต้อง * ก. มมุ ตกกระทบมีขนาดเทา่ กบั 20 องศา มมุ สะท้อนมีขนาดเท่ากับ 20 องศา ข. มมุ ตกกระทบมีขนาดเทา่ กบั 20 องศา มุมสะท้อนมีขนาดเทา่ กับ 70 องศา ค. มุมตกกระทบมีขนาดเท่ากบั 70 องศา มุมสะท้อนมีขนาดเทา่ กับ 20 องศา ง. มุมตกกระทบมขี นาดเทา่ กบั 70 องศา มมุ สะท้อนมีขนาดเท่ากบั 70 องศา เฉลย ก. เพราะมมุ ตกกระทบมีขนาดเท่ากับ 20 องศา มุมสะท้อนมีขนาดเทา่ กบั 20 องศา เนื่องจากเปน็ ไปตามกฎ การสะท้อนโดยมุมตกกระทบและมมุ หักเหเป็นมุมทวี่ ัดเทยี บกับเสน้ แนวฉากเท่านัน้ รังสีสะท้อน 20° 20° สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 3 | คลื่นและแสง 236 คู่มอื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 5. ฉายลำแสงเลก็ ๆ ใหต้ กกระทบผวิ สะท้อนเงาเว้า ดงั ภาพ ข้อความใดถูกตอ้ ง * ก. มุมตกกระทบมีขนาดเท่ากับ 40 องศา มุมสะท้อนมีขนาดเทา่ กับ 40 องศา ข. มมุ ตกกระทบมขี นาดเทา่ กบั 40 องศา มุมสะท้อนมีขนาดเท่ากับ 50 องศา ค. มมุ ตกกระทบมีขนาดเท่ากับ 50 องศา มุมสะท้อนมขี นาดเทา่ กับ 40 องศา ง. มมุ ตกกระทบมีขนาดเทา่ กบั 50 องศา มุมสะท้อนมีขนาดเท่ากบั 50 องศา เฉลย ง. เพราะมมุ ตกกระทบและมมุ สะท้อนตอ้ งวดั จากแนวฉาก ณ จุดท่ีแสงตกกระทบ มุมตกกระทบมีขนาด เท่ากับ 50 องศา มุมสะทอ้ นมขี นาดเท่ากบั 50 องศา ซง่ึ เปน็ ไปตามกฎการสะท้อน รังสีสะท้อน 50° สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

237 หนว่ ยท่ี 3 | คลืน่ และแสง คมู่ ือครรู ายวชิ าพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 6. สว่ นหน่ึงของรังสขี องแสงทอ่ี อกจากจดุ หน่ึงของวตั ถุแสดงไดด้ งั ภาพ จากภาพ ระยะวัตถุและระยะภาพมคี ่าเทา่ ใด ** ระยะวัตถุ (cm) ระยะภาพ (cm) ก. 10 10 ข. 10 20 ค. 20 10 ง. 20 20 เฉลย ง. เพราะเมอ่ื ต่อแนวรงั สสี ะท้อนไปดา้ นหลงั กระจก รงั สีสะทอ้ นจะไปตดั กนั ทจ่ี ดุ หนึง่ ซ่ึงจะเป็นตำแหนง่ ของ ภาพ โดยจดุ น้อี ยู่ห่างจากกระจก 20 เซนตเิ มตร ระยะภาพจึงเปน็ 20 เซนตเิ มตร ระยะวัตถกุ ็จะมีคา่ เปน็ 20 เซนติเมตรดว้ ย โดยระยะภาพเท่ากบั ระยะวตั ถุ ดงั ภาพ วตั ถุ ภาพ สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 3 | คลน่ื และแสง 238 คมู่ ือครูรายวชิ าพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี 7. ภาพในรา้ นจำหน่ายสนิ คา้ หรอื ร้านอาหาร ถา้ ต้องการให้ร้านมองดกู ว้างข้ึน ตัวเลือกใดต่อไปนีเ้ ป็นวิธที ี่เหมาะสม * ก. ตดิ กระจกเงาราบบรเิ วณผนังรา้ น ข. ตดิ กระจกเงานนู บรเิ วณมุมบนของร้าน ค. ติดกระจกเงาเว้าบริเวณมุมบนของร้าน ง. ตดิ กระจกเงาราบบริเวณเพดานของร้าน เฉลย ก. เพราะการติดกระจกเงาราบบริเวณผนังร้านจะทำให้มองภาพของร้านในกระจกมีขนาดเท่ากับวัตถุและ ระยะภาพเทา่ กับระยะวัตถุ ดงั น้นั จะช่วยให้ร้านค้าดกู วา้ งขึน้ 8. วางวตั ถไุ ว้หน้ากระจกเงาเวา้ ดงั ภาพ ตวั เลือกใดแสดงการเขยี นแผนภาพรังสีของแสงและภาพท่เี กดิ ขึ้นได้อยา่ งถูกตอ้ ง * ก. ข. ค. ง. เฉลย ก. เนื่องจากรังสีตกกระทบที่ขนานกับแกนมุขสำคัญจะสะท้อนผ่านจุดโฟกัสเสมอ ส่วนรังสีที่ตกกระทบกระจก โดยแนวของรงั สีผา่ นศูนย์กลางความโค้งจะสะท้อนกลับทางเดิม และรงั สตี กกระทบท่ผี ่านจดุ โฟกัสจะสะท้อน เปน็ รังสีขนานกบั เส้นแกนมุขสำคญั ตำแหน่งทีแ่ สงสะท้อนตัดกนั จะเปน็ ตำแหนง่ ของภาพ สถาบันส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

239 หน่วยท่ี 3 | คลื่นและแสง คูม่ อื ครูรายวชิ าพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี 9. เมื่อนำกระจกเงาเว้าที่มีความยาวโฟกัสเท่ากับ 20 เซนติเมตร มาส่องดูใบหน้าของเราเอง โดยตอนแรกวาง กระจกให้ห่างจากใบหน้า 60 เซนติเมตร แล้วเลื่อนกระจกเข้าหาใบหน้าอย่างช้า ๆ จนกระทั่งกระจกแนบชิดกบั ใบหน้า ลกั ษณะภาพใบหนา้ ของเรามีการเปลย่ี นแปลงอย่างไร ** ก. เริ่มตน้ เหน็ ภาพมขี นาดใหญ่หวั กลับ เม่อื เลื่อนกระจกเข้าใกลใ้ บหน้าจะเห็นภาพมีขนาดเล็กลง ข. เร่ิมต้นเหน็ ภาพมีขนาดเลก็ หัวกลับ เม่ือเล่อื นกระจกเขา้ ใกล้ใบหน้าจะเหน็ ภาพมีขนาดใหญ่ขึ้นหัวกลบั จากน้ันภาพ จะเปลี่ยนเป็นภาพหัวตงั้ ขนาดใหญ่ ค. เรม่ิ ตน้ ไมเ่ ห็นภาพ แต่เม่ือเลื่อนกระจกจนถงึ ระยะ 20 เซนตเิ มตร จะเห็นภาพใบหน้า และเมอ่ื เลื่อนกระจกเข้าใกล้ ใบหนา้ จะเห็นภาพมีขนาดเลก็ ลง ง. เร่ิมตน้ ไมเ่ ห็นภาพ แตเ่ มอื่ เลื่อนกระจกจนถงึ ระยะ 20 เซนติเมตร จะเห็นภาพใบหนา้ และเมือ่ เลื่อนกระจกเข้าใกล้ ใบหน้าจะเห็นภาพมีขนาดใหญ่ขน้ึ เฉลย ข. เพราะเมื่อวางวัตถุไว้หน้ากระจกเงาเว้าเป็นระยะมากกว่า C จะเกิดภาพจริง หัวกลับ ขนาดเล็กกว่าวัตถุ เมื่อเลื่อนวัตถุให้เข้าใกล้กระจกเงาเว้ามากขึ้นจะเกิดภาพที่มีขนาดใหญ่ขึ้น จนกระทั่งระยะวัตถุน้อยกว่า f จะเกิดภาพเสมือน หวั ตัง้ ขนาดใหญก่ วา่ วัตถุ และจะมีขนาดเลก็ ลงเมอ่ื เล่อื นเข้าใกล้กระจก 10. ตัวเลือกใดแสดงการเขียนภาพรงั สขี องแสงในการเกดิ ภาพจากเลนสน์ ูนไดถ้ กู ตอ้ ง * ก. ข. ค. ง. เฉลย ก. เนอ่ื งจากรังสีตกกระทบทขี่ นานกบั แกนมขุ สำคัญจะหักเหผา่ นจดุ โฟกัส ส่วนรงั สีทผี่ า่ นจุดก่ึงกลางเลนส์จะ คงแนวการเคลื่อนทีเ่ ดิม จดุ ท่ีรงั สีหกั เหตดั กันจะเป็นจดุ ท่ีเกิดภาพ สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 3 | คลืน่ และแสง 240 คู่มอื ครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 11. จากภาพการหกั เหของแสงเมื่อแสงเคลอ่ื นทีจ่ ากตัวกลาง X ไปยังตวั กลาง Y ตวั กลาง X และ Y ควรเป็นตวั กลาง ใดตามลำดบั ** ตวั กลาง X ตวั กลาง Y ก. เพชร นำ้ ข. น้ำ ค. เพชร อากาศ ง. อากาศ อากาศ น้ำ เฉลย ง. เพราะจากภาพเป็นการหักเหที่มีมุมหักเหน้อยกว่ามุมตกกระทบหรือรังสีหักเหเบนเข้าหาเส้นแนวฉาก เกิด จากการหักเหของแสงจากตัวกลางท่ีแสงมีอตั ราเร็วมากไปยงั ตัวกลางท่ีแสงมีอัตราเร็วน้อย ดงั น้ันตัวกลาง X จึงควรเป็นอากาศ ส่วนตัวกลาง Y จงึ ควรเป็นนำ้ ดงั ขอ้ มูลในตาราง 3.1 หน้า 136 12. วางวัตถไุ ว้หนา้ เลนสน์ นู ทำใหเ้ กิดภาพบนฉาก เขียนแผนภาพรงั สขี องแสงแสดงการเกดิ ภาพได้ ดังภาพ ถ้านำกระดาษทึบแสงสีดำปิดทับเลนส์นูนเป็นพื้นที่ครึ่งหน่ึงของเลนส์นูน ภาพที่เกิดขึ้นบนฉากจะเปลี่ยนแปลง อย่างไร ** ก. ไมเ่ กิดภาพบนฉาก ข. ภาพท่เี กดิ ขึ้นมีขนาดเล็กลง ค. ภาพทเ่ี กิดข้นึ เปน็ ภาพวตั ถุเพียงคร่ึงเดยี ว ง. ภาพทเ่ี กดิ ขนึ้ มีขนาดเท่าเดิม แตม่ ีความสว่างลดลง เฉลย ง. เพราะภาพท่ีเกิดขนึ้ จะมีความสว่างลดลงเนื่องจากปรมิ าณของแสงทผ่ี า่ นเลนส์ลดลง สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

241 หนว่ ยท่ี 3 | คลน่ื และแสง คู่มือครรู ายวชิ าพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 13. การกระจายแสงเม่ือฉายแสงผา่ นปรซิ ึมควรเป็นไปตามภาพใด * ก. ข. ค. ง. เฉลย ก. เพราะแสงที่เคลื่อนที่ผ่านปริซึมสามเหล่ยี มจะเกิดการหักเห 2 ครั้ง โดยแสงสมี ่วงจะมีอัตราเร็วในปริซึมต่ำ ที่สุดจึงมีมุมหักเหน้อยที่สุดในปริซึม ส่วนแสงสีแดงมีอัตราเร็วในปริซึมสูงที่สุดจึงมีมุกหักเหมากที่สุดใน ปรซิ ึม แสงทหี่ ักเหผ่านปริซึมจึงกระจายออกโดยมสี ีมว่ งอยดู่ ้านล่างและแสงสีแดงอยู่ด้านบน โดยแสงแต่ละ สีจะเร่มิ กระจายออกตง้ั แต่การหักเหคร้ังท่ี 1 14. ภาพใดแสดงการหักเหของแสงท่ที ำใหเ้ ราเห็นปลาทอี่ ยู่ใตน้ ้ำไดถ้ กู ต้อง ** ก. ข. ค. ง. เฉลย ง. เพราะเรามองเหน็ ปลาที่อยู่ใตน้ ำ้ ได้เนื่องจากมีแสงสะทอ้ นจากตัวปลาเข้าสู่ตาเรา (หวั ลกู ศรออกจากตัวปลา เข้าสู่ตา) เมื่อแสงจากน้ำออกสู่อากาศ แสงจะหักเหโดยเบนออกจากเส้นแนวฉาก ทำให้เรามองเห็นตัวปลา อยู่ตืน้ กว่าความลกึ จรงิ สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 3 | คลน่ื และแสง 242 คูม่ อื ครูรายวิชาพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 15. นักเรียนคนหนึ่งวัดความสว่างของแสงในห้องเรียนได้ 250 ลักซ์ นักเรียนคนนี้ควรปรับปรุงความสว่างของห้องเรียน ใหเ้ หมาะสมกับการอา่ นหนังสืออยา่ งไร * กำหนดใหค้ วามสวา่ งที่เหมาะสมกับห้องเรียนคือ 300-700 ลกั ซ์ ก. ทาผนงั หอ้ งเรยี นให้มสี เี ข้ม ข. ตดิ ตง้ั กระจกเงานูนขนาดเล็กไวต้ รงมมุ ห้อง ค. เพิม่ กำลงั ของหลอดไฟฟ้าทตี่ ิดต้ังในห้องเรียน ง. ติดตงั้ หลอดไฟฟา้ ให้อย่สู ูงจากโต๊ะเรียนมากข้ึน เฉลย ค. เพราะความสวา่ งทว่ี ดั ไดม้ ีคา่ น้อยกวา่ ความสว่างท่ีเหมาะสม จึงควรเพ่ิมกำลงั ของหลอดไฟฟ้าทต่ี ดิ ต้ังใน ห้องเรียนเพื่อให้มีความสวา่ งมากข้ึน สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

243 หน่วยที่ 4 | ระบบสุรยิ ะของเรา คู่มือครูรายวชิ าพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี 4หน่วยที่ หน่วยการเรียนรู้นี้มีจุดมุ่งหมายให้นักเรียนเรียนรู้เกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ ในระบบสุริยะ อธิบายการโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทติ ย์ด้วยแรงโน้มถว่ ง สร้างแบบจำลองที่อธิบายการเกิดฤดู การเคลื่อนที่ปรากฏของดวงอาทิตย์ การเกดิ ข้างข้ึน ข้างแรม การเปลย่ี นแปลงเวลาการข้ึนและตกของดวงจันทร์ การเกิดน้ำขึ้น น้ำลง และอธิบายการใช้ประโยชน์ของเทคโนโลยีอวกาศ พรอ้ มทง้ั ระบุความก้าวหน้าของโครงการสำรวจอวกาศ องคป์ ระกอบของหนว่ ย บทท่ี 1 ปฏิสัมพนั ธ์ในระบบสรุ ิยะ เร่อื งท่ี 1 แรงโน้มถ่วงระหวา่ งดวงอาทติ ย์ เวลาท่ีใช้ 3 ชวั่ โมง 5 ชวั่ โมง กบั ดาวบรวิ าร 5 ชวั่ โมง 4 ชั่วโมง เรอ่ื งท่ี 2 ปรากฏการณ์ท่ีเกิดจากการเคลือ่ นท่ี เวลาที่ใช้ 1 ชว่ั โมง 18 ชั่วโมง ของโลกรอบดวงอาทิตย์ เรื่องท่ี 3 ปรากฏการณท์ เี่ กดิ จากปฏิสมั พันธ์ เวลาที่ใช้ ระหว่างดวงอาทติ ย์ โลก และดวงจันทร์ เรอ่ื งที่ 4 เทคโนโลยอี วกาศและ เวลาที่ใช้ การใชป้ ระโยชน์ กจิ กรรมทา้ ยบท เวลาที่ใช้ สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี รวมเวลาทีใ่ ช้

บทที่ 1 หนว่ ยท่ี 4 | ระบบสรุ ยิ ะของเรา 244 ค่มู ือครรู ายวิชาพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี ปฏสิ ัมพนั ธใ์ นระบบสรุ ยิ ะ สาระสำคัญ วัตถใุ นระบบสรุ ยิ ะของเราต่างโคจรรอบดวงอาทิตย์ดว้ ยแรงโนม้ ถ่วงระหว่างดวงอาทติ ย์และวัตถุเหล่านนั้ แรงโน้มถ่วง เป็นแรงดงึ ดดู ระหว่างวัตถุท่ีมีมวล ขนาดของแรงโนม้ ถ่วงมีความสัมพนั ธก์ ับขนาดของมวลของวัตถุท้ังสอง และกำลังสอง ของระยะห่างระหวา่ งจุดศูนยก์ ลางมวลของวตั ถุท้ังสอง ดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์โดยมวี งโคจรเป็นรปู วงรี โลกหมุนรอบตัวเองโดยแกนหมุนของโลกเอียง ขณะเดียวกนั กโ็ คจรรอบดวงอาทิตย์ในลักษณะท่ีแกนหมุนของโลก เอียงคงท่ี เมื่อโลกโคจรไปที่ตำแหน่งต่าง ๆ รอบดวงอาทิตย์จะทำให้บริเวณต่าง ๆ บนโลกได้รับปริมาณแสงจาก ดวงอาทิตย์แตกต่างกัน เกิดเป็นฤดูของโลก และการที่แกนหมุนของโลกเอียงยังทำให้เกิดปรากฏการณก์ ารเปลี่ยนแปลง ตำแหน่งการขึ้นและตกของดวงอาทิตย์ที่ขอบฟ้า ดังนั้นเส้นทางการขึ้นและตกของดวงอาทิตย์จึงเปลี่ยนแปลงไปทุกวัน นอกจากนย้ี ังทำใหร้ ะยะเวลากลางวันกลางคนื เกือบทงั้ ปียาวไม่เทา่ กนั ซ่งึ สง่ ผลต่อการดำรงชวี ิตของสง่ิ มชี วี ติ บนโลก ในขณะท่ีโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์กโ็ คจรรอบโลกไปด้วย การทด่ี วงจันทร์โคจรรอบโลกทำให้คนบนโลก มองเห็นส่วนสว่างของดวงจันทร์แตกต่างกันในแต่ละวัน โดยเห็นรูปร่างของดวงจันทร์เป็นเสี้ยว ครึ่งดวง ค่อนดวง และ เตม็ ดวง เกดิ เป็นปรากฏการณ์ข้างข้ึน ขา้ งแรม ดวงจันทร์ซึ่งเปน็ ทรงกลมจะรับแสงจากดวงอาทิตย์คร่งึ ดวงเสมอไม่ว่าจะ โคจรไปอยู่ที่ตำแหน่งใด และยังเหน็ ดวงจันทรข์ ึ้นชา้ ไปในแต่ละวนั นอกจากนย้ี งั เกิดปรากฏการณน์ ้ำขน้ึ นำ้ ลง ซึ่งเป็นผล มาจากแรงโนม้ ถ่วงระหว่างโลก ดวงจันทร์ และดวงอาทิตย์อกี ด้วย สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

245 หน่วยท่ี 4 | ระบบสรุ ยิ ะของเรา คมู่ ือครรู ายวิชาพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี เทคโนโลยีอวกาศมีบทบาทต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์ โดยมนุษย์ได้ใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีอวกาศในด้าน ต่าง ๆ เช่น ด้านการสื่อสาร ด้านอุตุนิยมวิทยา ปัจจุบันเทคโนโลยีอวกาศยังคงมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องไม่หยุดย้ัง นอกจากน้ีโครงการสำรวจอวกาศทำให้เราทราบข้อมูลเพื่อเพิ่มพูนความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับวัตถุต่าง ๆ ในระบบสุริยะ รวมถงึ การสงั เกตสงิ่ ท่ีจะเปน็ ภัยต่อโลก เชน่ ภยั จากพายสุ ุรยิ ะ ภยั จากดาวเคราะหน์ ้อยพุ่งชนโลกและอ่ืน ๆ จดุ ประสงค์บทเรียน เมื่อเรยี นจบบทนีแ้ ล้ว นักเรยี นจะสามารถทำส่งิ ต่อไปน้ีได้ 1. อธบิ ายการโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทติ ย์ดว้ ยแรงโน้มถ่วงจากสมการ ������ = ������������1������2 ������2 2. สรา้ งแบบจำลองเพ่อื อธบิ ายการเกดิ ฤดู 3. สร้างแบบจำลองเพ่อื อธบิ ายการเคลอ่ื นที่ปรากฏของดวงอาทติ ย์ 4. สร้างแบบจำลองเพื่ออธิบายการเกิดข้างข้ึน ข้างแรม 5. สรา้ งแบบจำลองเพือ่ อธิบายการเปลย่ี นแปลงเวลาการข้นึ และตกของดวงจันทร์ 6. สร้างแบบจำลองเพ่อื อธบิ ายการเกดิ น้ำขน้ึ น้ำลง 7. อธบิ ายการใชป้ ระโยชน์ของเทคโนโลยีอวกาศ 8. ยกตัวอยา่ งความก้าวหน้าของโครงการสำรวจอวกาศจากข้อมูลที่รวบรวมได้ สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 4 | ระบบสุรยิ ะของเรา 246 คูม่ ือครรู ายวิชาพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี ภาพรวมการจดั กจิ กรรมการเรยี นรู้ จดุ ประสงค์ แนวความคดิ ตอ่ เน่อื ง กิจกรรม รายการประเมิน การเรียนรู้ของบทเรยี น 1. อธิบายการโคจรของ 1. ดาวเคราะห์ตา่ ง ๆ โคจรรอบดวง กิจกรรมท่ี 4.1 1. อธิบายการโคจรของ ดาวเคราะห์รอบดวง อาทติ ย์ด้วยแรงโน้มถ่วงซงึ่ เป็น ขนาดของแรงโนม้ ถว่ ง ดาวเคราะหร์ อบดวง อาทิตย์ด้วยแรง แรงดงึ ดดู ระหว่างมวล ขนึ้ อย่กู ับอะไร อาทติ ย์ด้วยแรงโน้มถว่ ง โน้มถว่ งจากสมการ 2. แรงโนม้ ถ่วงขน้ึ อยกู่ บั ผลคูณของ จากสมการ ������ = ������������1������2 มวลทัง้ สอง และหารดว้ ยกำลัง ������ = ������������1������2 ������2 สองของระยะห่างระหวา่ งวัตถุทง้ั ������2 2. อธิบายและให้เหตผุ ลว่า สอง แสดงได้โดยสมการ ดาวเคราะหโ์ คจรรอบ ������ = ������������1������2 ดวงอาทติ ย์ดว้ ย ������2 แรงโน้มถ่วง 3. ดาวเคราะห์แตล่ ะดวงโคจรรอบ ดวงอาทิตย์ดว้ ยแรงโน้มถว่ งท่ีมี 3. อธบิ ายความสัมพันธ์ ขนาดต่างกัน ระหวา่ งแรงโน้มถ่วงกับ มวลของวัตถุและ ระยะหา่ งระหว่างวตั ถุ 2. สรา้ งแบบจำลองเพ่ือ 1. โลกหมุนรอบตวั เองและโคจรรอบ กจิ กรรมที่ 4.2 1. อธิบายการเกิดฤดโู ดยใช้ อธิบายการเกดิ ฤดู ดวงอาทิตย์ในลักษณะท่ี ฤดขู องโลกเกดิ ข้ึน แบบจำลอง แกนโลกเอยี งกับแนวต้งั ฉากของ ได้อย่างไร ระนาบทางโคจรของโลกรอบ ดวงอาทิตย์ 2. การท่โี ลกมีรูปทรงคล้ายทรงกลม ทำให้บรเิ วณต่าง ๆ ของโลกได้รับ แสงจากดวงอาทิตย์ต่างกัน บริเวณท่ีได้รับแสงตกตั้งฉาก จะไดร้ ับพลังงานแสงต่อหน่ึงหนว่ ย พน้ื ท่ีมาก เปน็ ผลให้พื้นผิวโลก บรเิ วณน้ันมีอณุ หภูมิเฉล่ียสูงกว่า บริเวณท่ีไดร้ บั แสงตกเฉียง ซึ่ง ไดร้ ับพลังงานแสงต่อหนึ่งหน่วย พืน้ ที่น้อยกว่า สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

247 หนว่ ยที่ 4 | ระบบสรุ ยิ ะของเรา คู่มอื ครรู ายวิชาพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี จุดประสงค์ แนวความคิดต่อเน่ือง กจิ กรรม รายการประเมิน การเรยี นรขู้ องบทเรยี น 3. การทโี่ ลกโคจรรอบดวงอาทติ ย์ ในลกั ษณะที่แกนโลกเอียงคงที่ ทำใหบ้ รเิ วณตา่ ง ๆ บนโลกได้รบั ปรมิ าณแสงโดยเฉลีย่ จากดวง อาทติ ยแ์ ตกตา่ งกนั เมื่อโลกโคจร ไปทีต่ ำแหน่งตา่ ง ๆ ทำให้เกดิ เป็นฤดูของโลก 3. สร้างแบบจำลองเพอ่ื 1. โลกหมุนรอบตัวเองและโคจร กจิ กรรมท่ี 4.3 1. อธบิ ายการเคลื่อนที่ อธิบายการเคล่ือนท่ี รอบดวงอาทิตย์ในลักษณะที่แกน การเปลยี่ นตำแหนง่ ปรากฏของดวงอาทิตย์ ปรากฏของดวงอาทิตย์ เอยี งคงที่ ทำให้เกิดปรากฏการณ์ และเสน้ ทางการ โดยใชแ้ บบจำลอง การเปล่ียนแปลงตำแหน่งการข้ึน เคล่อื นทีป่ รากฏของ 4. สรา้ งแบบจำลองเพื่อ และตกของดวงอาทิตยท์ ข่ี อบฟ้า ดวงอาทิตย์บน 1. อธิบายการเกิดข้างขน้ึ อธิบายการเกิดข้างขนึ้ ทอ้ งฟา้ ในรอบปี ขา้ งแรม โดยใช้ ข้างแรม 2. การเปล่ยี นแปลงตำแหน่งการขนึ้ เกิดขน้ึ ได้อย่างไร แบบจำลอง และตกของดวงอาทิตยท์ ำให้ 5. สรา้ งแบบจำลองเพือ่ เส้นทางการขึ้นและตกของ กิจกรรมที่ 4.4 2. อธิบายการเปล่ียนแปลง อธบิ ายการ ดวงอาทติ ยเ์ ปล่ียนแปลงไปทุกวนั ขา้ งขน้ึ ขา้ งแรม เวลาการขึน้ และตกของ เปล่ยี นแปลงเวลา และทำให้ระยะเวลากลางวนั เกิดขึน้ ไดอ้ ย่างไร ดวงจนั ทร์ โดยใช้ การขน้ึ และตกของ กลางคืนเกอื บทั้งปยี าวไม่เท่ากนั แบบจำลอง ดวงจันทร์ ซ่ึงส่งผลตอ่ การดำรงชวี ิตของ สง่ิ มชี ีวติ บนโลก 1. ดวงจันทร์โคจรรอบโลกขณะที่ โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ 2. ดวงจันทร์รับแสงจากดวงอาทิตย์ คร่ึงดวงตลอดเวลา 3. การโคจรรอบโลกของดวงจันทร์ ทำให้คนบนโลกสังเกตสว่ นสวา่ ง ของดวงจนั ทร์แตกต่างกันใน แตล่ ะวัน ทำใหเ้ หน็ รปู รา่ งของ ดวงจันทรเ์ ป็นเส้ยี ว ครึ่งดวง สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 4 | ระบบสุรยิ ะของเรา 248 คู่มือครูรายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จดุ ประสงค์ แนวความคิดต่อเนอ่ื ง กจิ กรรม รายการประเมิน การเรยี นรู้ของบทเรยี น คอ่ นดวง และเต็มดวง เกิดเป็น 1. อธิบายการเกดิ น้ำขน้ึ น้ำ 6. สร้างแบบจำลองเพื่อ ลงโดยใชแ้ บบจำลอง อธิบายการเกิดน้ำขึน้ ข้างขึน้ ข้างแรม น้ำลง 4. ดวงจนั ทร์โคจรรอบโลกในทิศทาง เดียวกันกบั ท่โี ลกหมนุ รอบตัวเอง โดยใชเ้ วลาในการโคจรรอบโลก ใกลเ้ คยี งกับเวลาในการหมนุ รอบ ตัวเองของดวงจันทร์ ทำให้คนบน โลกเห็นดวงจันทร์เพียงดา้ นเดียว 5. การทดี่ วงจันทรม์ ีการ เปล่ยี นแปลงตำแหน่งในแต่ละวนั ทำให้คนบนโลกมองเห็นดวง จันทรข์ น้ึ จากขอบฟ้าชา้ ไป ประมาณวนั ละ 50 นาที 1. โลก ดวงอาทิตย์ ดวงจนั ทร์ กิจกรรมท่ี 4.5 มแี รงโน้มถ่วงกระทำตอ่ กนั นำ้ ขน้ึ นำ้ ลงเป็น 2. แรงโนม้ ถ่วงทดี่ วงจันทร์ อย่างไร ดวงอาทติ ย์กระทำต่อโลกทำให้ เกดิ ปรากฏการณ์นำ้ ขนึ้ นำ้ ลง 3. เม่อื โลก ดวงอาทติ ย์ และดวงจนั ทร์ โคจรมาอยูใ่ นแนวเดยี วกัน จะทำให้ ระดบั นำ้ ท่ีข้นึ สงู สดุ และลงต่ำสดุ ใน วนั น้นั แตกตา่ งกนั มาก เรียกวันน้นั ว่า วนั น้ำเกดิ 4. เม่ือดวงจันทรโ์ คจรมาอยู่ใน แนวต้งั ฉากกับแนวของโลกและ ดวงอาทติ ย์ จะทำให้ระดับน้ำท่ีขนึ้ สูงสุดและลงต่ำสุดในวันนัน้ แตกตา่ งกันน้อย เรียกวนั น้นั ว่า วนั น้ำตาย สถาบันสง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

249 หน่วยท่ี 4 | ระบบสุรยิ ะของเรา คมู่ ือครรู ายวชิ าพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จุดประสงค์ แนวความคดิ ตอ่ เนอื่ ง กิจกรรม รายการประเมิน การเรียนรูข้ องบทเรียน 1. อธิบายการใชป้ ระโยชน์ 7. อธิบายการใช้ 1. เทคโนโลยอี วกาศมีบทบาทต่อ กจิ กรรมที่ 4.6 ของเทคโนโลยีอวกาศ ประโยชนข์ อง การดำรงชวี ติ ของมนุษย์ใน เทคโนโลยีอวกาศมี 2. อธบิ ายการใช้ประโยชน์ เทคโนโลยอี วกาศ ปัจจุบัน และมนษุ ย์ได้นำ อะไรบา้ ง ของดาวเทียมใน 8. ยกตัวอย่าง ชีวติ ประจำวัน ความก้าวหนา้ ของ เทคโนโลยอี วกาศมาใช้ประโยชน์ กจิ กรรมที่ 4.7 โครงการสำรวจอวกาศ 1. บรรยายความกา้ วหนา้ จากข้อมลู ท่รี วบรวมได้ ในดา้ นตา่ ง ๆ มากมาย ประโยชน์ของ ของโครงการสำรวจ อวกาศจากข้อมูลที่ 9. ใชค้ วามรู้เกีย่ วกับ 2. ดาวเทียมเป็นตัวอย่างหนึ่งของ ดาวเทียมใน รวบรวมได้ ปฏสิ มั พนั ธร์ ะหว่าง ดวงอาทติ ย์ โลก และ เทคโนโลยีอวกาศท่ีนำมาใช้ ชวี ิตประจำวันมี 1. บรรยายแผนการดดู าว ดวงจันทรเ์ พอ่ื วางแผน โดยใชค้ วามรู้เกีย่ วกบั ดดู าว ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ เชน่ ด้าน อะไรบ้าง ปฏิสัมพนั ธ์ระหวา่ ง ดวงอาทติ ย์ โลก และ การส่ือสาร ดา้ นอุตนุ ยิ มวิทยา ดวงจนั ทร์จากข้อมลู ที่ รวบรวมได้ ดา้ นการกำหนดตำแหน่ง ด้านการ สำรวจทรัพยากร ดา้ นดาราศาสตร์ 1. โครงการสำรวจอวกาศต่าง ๆ ได้ กิจกรรมท่ี 4.8 พฒั นาอย่างต่อเนื่องเพื่อเพ่ิมพูน โครงการสำรวจ ความรคู้ วามเข้าใจต่อโลก ระบบ อวกาศมี สรุ ยิ ะและเอกภพให้มากขึน้ ความกา้ วหน้า ตัวอย่างโครงการสำรวจอวกาศ อยา่ งไร เชน่ การสำรวจส่ิงมีชวี ิตนอกโลก การสำรวจดาวเคราะห์นอก ระบบสรุ ิยะ การสำรวจดาวอังคาร และบริวารอนื่ ๆ ของดวงอาทิตย์ กิจกรรมทา้ ยบท ดดู าววันไหนกนั ดี สถาบันส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หน่วยที่ 4 | ระบบสุรยิ ะของเรา 250 คู่มือครูรายวิชาพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตรแ์ ละทกั ษะแหง่ ศตวรรษท่ี 21 ทคี่ วรจะไดจ้ ากบทเรียน ทกั ษะ เรื่องท่ี ท้ายบท ทกั ษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ 1 234  การสังเกต      การวัด  การจำแนกประเภท การหาความสัมพันธ์ระหวา่ งสเปซกบั สเปซ และสเปซกบั เวลา     การใช้จำนวน  การจัดกระทำและสือ่ ความหมายขอ้ มูล   การลงความเหน็ จากข้อมลู   การพยากรณ์  การตั้งสมมตฐิ าน การกำหนดนิยามเชงิ ปฏิบัติการ การกำหนดและควบคมุ ตวั แปร การทดลอง การตีความหมายขอ้ มลู และลงขอ้ สรุป   การสร้างแบบจำลอง  ทกั ษะแหง่ ศตวรรษที่ 21 ดา้ นการคดิ อยา่ งมีวจิ ารณญาณและการแกป้ ญั หา ดา้ นการสือ่ สาร สารสนเทศและการร้เู ทา่ ทนั ส่อื   ด้านความร่วมมือ การทำงานเปน็ ทมี และภาวะผ้นู ำ  ดา้ นการสรา้ งสรรคแ์ ละนวตั กรรม ดา้ นคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยสี ารสนเทศและการสอื่ สาร     ดา้ นการทำงาน การเรยี นรู้ และการพ่ึงตนเอง   สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

251 หนว่ ยที่ 4 | ระบบสรุ ยิ ะของเรา คูม่ ือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี การนำเข้าสูห่ น่วยการเรยี นรู้ ครดู ำเนนิ การดงั น้ี 1. กระตุ้นความสนใจนักเรียน เพื่อนำเข้าสู่หน่วยที่ 4 ระบบ สรุ ยิ ะของเรา โดยใช้คำถามเพอ่ื กระตุ้นให้นักเรยี นเกิดความ สงสัยและอยากรู้อยากเห็น ดงั น้ี (5-10 นาท)ี • นักเรียนรู้จักคำว่าตะวันอ้อมข้าวหรือไม่ เป็นอย่างไร (นกั เรยี นตอบตามความคดิ ของตนเอง) • นักเรียนคิดว่าในรอบ 1 ปี ดวงอาทิตย์ขึ้นและตกที่เดิม ในเวลาเดิมทุกวันหรือไม่ อย่างไร (นักเรียนตอบตาม ความเข้าใจ เช่น ขึ้นและตกที่เดิมและเวลาเดิมทกุ วันไม่ เปลี่ยนแปลง หรือขึ้นและตกที่ตำแหน่งและเวลาที่ เปลยี่ นแปลงไปในแต่ละวนั ) • ถ้าดวงอาทิตย์หายไปทันทีทันใด นักเรียนคิดว่าจะเกิด อะไรขึ้นกับโลกของเรา (นักเรียนตอบตามความคิดของ ตนเอง) 2. ให้นกั เรียนสังเกตภาพนำหน่วย อ่านเนอ้ื หานำหนว่ ยและร่วม ความรเู้ พ่ิมเติมสำหรับครู อภิปรายโดยอาจใชค้ ำถามดังตอ่ ไปน้ี • จากเนื้อหาที่ได้อ่าน นักดาราศาสตร์ค้นพบอะไร สิ่งท่ี ดาวฤกษ์ TRAPPIST-1 อยู่ห่างจากโลก 40 ค้นพบมีลักษณะอย่างไร (นักดาราศาสตร์ค้นพบระบบ ปีแสง เป็นดาวฤกษ์ประเภทดาวแคระเย็นจัด (ultra- ดาวทม่ี ลี กั ษณะคล้ายระบบสุรยิ ะของเราชื่อว่าแทรพพิสต์ cool dwarf) มีขนาดเล็กกวา่ ดวงอาทิตย์ 10 เทา่ และ วนั ) มีอุณหภูมิที่ผิวน้อยกว่าดวงอาทิตย์ครึ่งหนึ่ง มีดาว เคราะห์ขนาดพอ ๆ กับโลกโคจรอยู่ 7 ดวง โดยมี 3 • นักดาราศาสตร์ค้นพบระบบดาวนี้ได้อย่างไร (ค้นพบโดย ดวงโคจรที่ระยะห่างพอเหมาะที่ทำให้น้ำมีสถานะเป็น การสำรวจด้วยกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง) ของเหลวที่ผิวดาว และมี 6 ดวงที่คาดว่าเป็น ดาวเคราะห์หิน • เพราะเหตุใดจึงมีความเป็นไปได้ว่าดาวเคราะห์ในระบบ ดาวนี้จะมีสิ่งมีชีวิต (เพราะดาวเคราะห์อยู่ในพื้นที่ท่ีเอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตและอาจมีน้ำเป็น องคป์ ระกอบ) 3. ให้นักเรียนอ่านคำถามนำหน่วยและองค์ประกอบของหน่วย จากนั้นร่วมกันอภิปรายว่าในหน่วยนี้ นักเรียนจะได้ เรียนรเู้ กี่ยวกบั เรือ่ งอะไร สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 4 | ระบบสรุ ยิ ะของเรา 252 คู่มือครรู ายวิชาพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี 4. เชื่อมโยงเข้าสู่บทที่ 1 ปฏิสัมพันธ์ในระบบสุริยะ โดยให้ นักเรียนสังเกตภาพนำบทแล้วแสดงความคดิ เห็นว่าเป็นภาพ เกี่ยวกับอะไร หรืออาจใช้สื่อวีดิทัศน์หรือสื่ออื่น ๆ เพิ่มเติม เกี่ยวกับการใช้ประโยชน์จากการสังเกตดวงอาทิตย์และดวง จันทร์ในอดีต เช่น นาฬิกาแดด ปฏิทินโบราณชาวมายัน จากนน้ั ใหน้ ักเรียนอา่ นเนื้อหานำบทและร่วมกันอภปิ รายโดย อาจใช้คำถามตอ่ ไปน้ี • ภาพที่นักเรียนสังเกตเป็นภาพนาฬิกาดาราศาสตร์และ ปฏิทิน ณ กรุงปราก สาธารณรัฐเช็ก คนสมัยก่อนสร้าง ปฏิทินจากการสังเกตสิ่งใด (จากการสังเกตดวงอาทิตย์ และดวงจันทร์) • การบอกเวลา 1 วัน 1 เดือน 1 ปี คนสมัยก่อนบอกได้ อย่างไร (ระยะเวลา 1 วัน บอกจากการขึ้นและตกของ ดวงอาทิตย์ ระยะเวลา 1 เดือน บอกจากรูปร่างของดวงจันทร์ที่ปรากฏ ระยะเวลา 1 ปี บอกจากการเปลี่ยน ตำแหนง่ การขึ้นและตกของดวงอาทิตย์) 5. ให้นักเรียนอ่านคำถามนำบท จุดประสงค์ของบทเรียน และอภิปรายร่วมกัน เพื่อให้นักเรียนทราบขอบเขตเนื้อหา และเป้าหมายการเรียนรู้ในบทเรียน (นักเรียนจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงระหว่างดวงอาทิตย์กับดาวบริวาร ปรากฏการณ์ที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของโลกรอบดวงอาทิตย์ ปรากฏการณ์ที่เกิดจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์ เทคโนโลยีอวกาศและการใช้ประโยชนจ์ ากเทคโนโลยีอวกาศ) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

253 หน่วยที่ 4 | ระบบสุรยิ ะของเรา คู่มือครรู ายวชิ าพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี เรอื่ งที่ 1 แรงโนม้ ถ่วงระหว่างดวงอาทิตยก์ ับดาวบริวาร แนวการจัดการเรียนรู้ ครูดำเนินการดังนี้ 1. ให้นักเรียนดูภาพนำเรื่องแล้วแสดงความคิดเห็นว่าเป็นภาพ อะไร จากนั้นอ่านเนื้อหานำเรื่องและคำสำคัญ ทำกิจกรรม ทบทวนความรู้ก่อนเรียน เพื่อประเมินความรู้พื้นฐานของ นักเรียนเกี่ยวกับแรงและสนามโน้มถ่วง จากนั้นร่วมกัน อภิปรายเพื่อให้ได้คำตอบที่ถูกต้อง หากพบว่านักเรียนยังมี ความรู้พื้นฐานไม่ถูกต้อง ครูควรทบทวนหรือแก้ไข ความเข้าใจผิดของนักเรียน เพื่อให้นักเรียนมีความรู้พื้นฐาน ที่ถูกต้องและเพียงพอที่จะเรียนเรื่องแรงโน้มถ่วงระหว่าง ดวงอาทติ ย์กับดาวบริวารตอ่ ไป เฉลยทบทวนความรู้ก่อนเรยี น เขยี นเครอื่ งหมาย √ หนา้ ข้อความท่ถี กู ต้อง และเขียนเคร่ืองหมาย X หน้าข้อความทไ่ี มถ่ ูกตอ้ ง  1. แรงลัพธ์ที่กระทำตอ่ วัตถุทไี่ มเ่ ท่ากบั ศนู ย์ทำใหว้ ตั ถุเปล่ียนแปลงสภาพการเคลื่อนที่  2. แรงโน้มถว่ งสามารถกระทำต่อวัตถุได้โดยไม่ต้องสมั ผัสวัตถุ  3. แรงกิริยา-ปฏกิ ริ ยิ าระหวา่ งวัตถุคู่หนึ่งมขี นาดเท่ากนั แตท่ ศิ ทางตรงกนั ข้ามและเกิดข้ึนบนวตั ถุเดยี วกนั  4. สนามโน้มถว่ งจะมขี นาดลดลงเมื่ออยู่หา่ งจากต้นกำเนิดสนามมากข้นึ  5. สนามโน้มถว่ งมที ิศทางพุง่ ออกรอบ ๆ ตน้ กำเนดิ สนามโนม้ ถ่วง 2. ตรวจสอบความรู้เดิมของนักเรียนเกี่ยวกับการเคลื่อนที่แบบวงกลมว่าเป็นอย่างไร โดยให้ทำกิจกรรมรู้อะไรบ้างก่อน เรียน นักเรียนสามารถเขียนได้ตามความเข้าใจของตนเองโดยครูยังไม่เฉลยคำตอบ ครูควรรวบรวมแนวคิด คลาดเคล่ือนท่พี บไปใชใ้ นการวางแผนการจดั การเรยี นร้แู ละแก้ไขแนวคิดคลาดเคล่ือนเหล่านน้ั ใหถ้ ูกต้อง สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 4 | ระบบสรุ ยิ ะของเรา 254 ค่มู ือครรู ายวิชาพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี ตัวอยา่ งแนวคดิ คลาดเคลื่อนท่ีอาจพบในเรอื่ งนี้ • ดวงจันทร์ไม่มีแรงโน้มถว่ ง (moon.nasa.gov, n.d.) • แรงโน้มถว่ งเพ่มิ ข้ึนเม่อื ระดับความสงู เพิม่ ขึ้น (Pablico, 2010) • แรงที่ทำให้วัตถุเคลื่อนที่เป็นรูปวงกลม มีทิศทางเดียวกับทิศการเคลื่อนที่ของวัตถุในแนวเส้นสัมผัสวงกลม (Ching, 2001) • แรงทกี่ ระทำต่อวัตถุทีเ่ คลื่อนทเ่ี ป็นรปู วงกลมจะมีทิศทางออกจากจุดศนู ย์กลาง (physicsclassroom.com, n.d.) • ในการโคจรไมม่ แี รงโน้มถว่ งกระทำต่อวัตถุเพราะวตั ถุลอยอยู่ (Pablico, 2010) 3. กระต้นุ ความสนใจของนักเรียนโดยให้อา่ นเนื้อหาในหน้า 185 เพอ่ื ใหน้ ักเรยี นสงสัยวา่ แรงโน้มถว่ งของดาวเคราะห์แต่ ละดวงต่างกนั เพราะเหตุใด เพื่อนำเขา้ สู่กจิ กรรมท่ี 4.1 ขนาดของแรงโน้มถว่ งขน้ึ อยู่กบั อะไร ความรู้เพิม่ เติมสำหรบั ครู วตั ถุตา่ ง ๆ ในระบบสรุ ิยะ • ดาวฤกษ์ (star) คือ วัตถุท้องฟ้าที่เปน็ ก้อนพลาสมาร้อนขนาดใหญ่ คงรูปอยู่ได้ด้วยแรงโน้มถว่ ง มีแสงสว่างในตัวเอง ได้แก่ ดวงอาทติ ย์ • ดาวเคราะห์ (planet) คือ วัตถุทอ้ งฟ้าที่โคจรรอบดวงอาทติ ย์ มีมวลมากพอทแ่ี รงโนม้ ถว่ งของดาวสามารถเอาชนะความแขง็ ของเนื้อดาว ส่งผลให้ดาวมีรูปทรงเป็นทรงกลมหรือเกือบกลม บริเวณใกล้เคียงวงโคจรไม่มีดาวเคราะห์น้อยหรือวัตถุขนาด เล็กเข้าใกล้ ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเ รนัส และ ดาวเนปจูน • ดาวเคราะหน์ อ้ ย (asteroid) คอื วัตถทุ ่พี ยายามรวมตวั กันเปน็ ดาวเคราะหแ์ ตไ่ ม่สำเรจ็ สว่ นใหญ่มีรปู รา่ งไม่สมมาตร ไมเ่ ป็น ทรงกลม เช่น ไอดา เวสตา • ดาวเคราะห์แคระ (dwarf planet) คือ ดาวท่ีคล้ายกับดาวเคราะห์ แต่ต่างจากดาวเคราะห์ตรงที่วงโคจรรอบดวงอาทิตย์ ไมช่ ดั เจน เช่น พลโู ต ซรี สี เฮาเมอา • ดาวบริวาร (satellite , moon) คือ วัตถุท้องฟ้าที่โคจรรอบดาวเคราะห์หรือดาวเคราะห์แคระ เช่น ดวงจันทร์ของโลก ดวงจันทร์ไอโอของดาวพฤหสั บดี ดวงจันทรไ์ ททันของดาวเสาร์ ดวงจนั ทรแ์ ครอนของดาวพลูโต • วัตถุในแถบไคเปอร์ (Kuiper belt objects) คือ กลุ่มวัตถุหินหรือน้ำแข็งท่ีวางตัวอยู่ในระนาบใกล้เคียงกับระนาบวงโคจร ของดาวเคราะห์ อยู่เลยวงโคจรของดาวเนปจูน ซึ่งดาวพลูโตและดาวเคราะห์แคระอีกหลายดวงในระบบสุริยะอยู่ในแถบ ไคเปอร์ สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

255 หน่วยที่ 4 | ระบบสรุ ยิ ะของเรา คมู่ อื ครรู ายวชิ าพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี กิจกรรมท่ี 4.1 ขนาดของแรงโนม้ ถ่วงขนึ้ อยูก่ บั อะไร แนวการจดั การเรยี นรู้ ครูดำเนินการดังน้ี ก่อนการทำกิจกรรม (10 นาที) 1. ให้นักเรียนอ่านช่ือกิจกรรม จุดประสงค์ และวิธีดำเนินกจิ กรรม และตรวจสอบความเข้าใจจากการอ่านโดยใช้คำถาม ดังตอ่ ไปน้ี • กิจกรรมนีเ้ กยี่ วกับเร่ืองอะไร (ขนาดของแรงโน้มถว่ ง) • กิจกรรมนม้ี จี ดุ ประสงค์อะไร (วิเคราะห์ข้อมูล เขยี นกราฟ และอธบิ ายปัจจัยท่มี ีผลต่อขนาดของแรงโน้มถว่ ง) • วิธดี ำเนนิ กจิ กรรมมีขน้ั ตอนโดยสรุปอย่างไร (วเิ คราะหก์ ราฟเพื่ออธบิ ายความสมั พันธ์ระหว่างแรงโนม้ ถ่วงซึ่งในที่นี้ คือน้ำหนักของคนกับระยะห่างจากคนถึงจุดศูนย์กลางของโลก จากนั้นวิเคราะห์ข้อมูลจากตารางและเขียนกราฟ เพื่อวิเคราะห์ความสัมพันธ์ของแรงโน้มถ่วงระหว่างน้ำหนักของคนกับมวลของดาวเคราะห์ว่ามีคว ามสัมพันธ์กัน หรือไม่ อย่างไร) ครูควรบนั ทกึ ข้ันตอนการทำกจิ กรรมโดยสรปุ บนกระดาน • นักเรียนต้องสังเกตหรือรวบรวมข้อมูลอะไรบ้าง (นักเรียนต้องสังเกตค่าของน้ำหนักของคนว่าเปลี่ยนแปลงไป อย่างไร) ระหว่างการทำกิจกรรม (40 นาที) 2. ให้นักเรียนแต่ละคนทำกิจกรรมโดยครูสังเกตการทำกิจกรรมของนักเรียน พร้อมทั้งให้คำแนะนำหากนักเรียนมีข้อ สงสยั เกี่ยวกับการแปลความหมายข้อมูลและการเขียนกราฟ หลงั การทำกิจกรรม (20 นาที) 3. สุ่มนักเรียนนำเสนอผลการเขียนกราฟและวิเคราะห์ข้อมูล จากนั้นให้นักเรียนตอบคำถามท้ายกิจกรรม และร่วมกัน อภปิ รายโดยใช้คำถามทา้ ยกิจกรรมเป็นแนวทางเพ่ือใหไ้ ด้ข้อสรปุ จากกิจกรรมว่า ขนาดของแรงโน้มถว่ งจะลดลงเม่ือ ระยะห่างจากคนถึงจุดศูนย์กลางของโลกมากขึ้น และขนาดของแรงโน้มถ่วงจะมากขึ้นเมื่อมวลของดาวเคราะห์มาก ข้ึนท่รี ะยะหา่ งเท่ากัน สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หน่วยที่ 4 | ระบบสุรยิ ะของเรา 256 คมู่ ือครรู ายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 4. ให้นักเรียนเรียนรเู้ พ่ิมเติมโดยอา่ นเนื้อหาในหนังสือเรียนหน้า 187 และร่วมกนั อภิปรายเกี่ยวกบั ปัจจัยท่ีมีผลต่อขนาด ของแรงโน้มถว่ ง โดยใช้คำถามระหว่างเรยี นเพอื่ ตรวจสอบความเข้าใจ เฉลยคำถามระหว่างเรยี น • เพราะเหตใุ ดเมือ่ เราชง่ั น้ำหนักบนดวงจันทร์ เราจะมนี ้ำหนักไม่เท่ากบั นำ้ หนกั ท่ชี ่งั บนโลก แนวคำตอบ เนื่องจากขนาดของแรงโน้มถ่วงมีความสัมพันธ์กับขนาดของมวลของผู้ชั่งและมวลของดาว ดังนั้น ดวงจันทร์ซึ่งมีมวลน้อยกว่าโลกจึงมีแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อคนน้อยกว่า ดังน้ันเมื่อชั่งน้ำหนักบนดวงจันทร์จึงมี ขนาดนอ้ ยกว่าเม่ือชง่ั บนโลก 5. ให้นักเรยี นเรยี นรู้เพ่ิมเตมิ เก่ียวกับปัจจัยที่มีผลต่อขนาดของแรงโน้มถว่ ง โดยอา่ นเนอื้ หาในหนังสอื เรียนหน้า 188-190 เพื่อให้ทราบความสัมพันธ์ของตัวแปรต่าง ๆ ได้แก่ แรงโน้มถ่วง มวลของวัตถุ และระยะห่างระหว่างวัตถุ จากน้ัน ตรวจสอบความเข้าใจโดยอาจใชค้ ำถามดังนี้ • จากภาพ 4.4 นักเรียนเขา้ ใจว่าอยา่ งไร (ที่ระยะห่างระหว่างวัตถุเท่ากนั เมือ่ มวลของวัตถุเพิ่มขึน้ โดยอาจเป็นวัตถุ ใดวัตถุหน่ึงหรือทงั้ สอง ก็จะทำให้ขนาดของแรงโนม้ ถว่ งเพิ่มมากขึ้น) • จากภาพ 4.5 นักเรียนเข้าใจว่าอย่างไร (วัตถุที่มีมวลเท่ากัน เมื่อระยะห่างระหว่างวัตถุเพิ่ มขึ้น ขนาดของ แรงโน้มถว่ งจะลดลง) • ขนาดของแรงโน้มถ่วงมีความสัมพันธ์กับอะไรบ้าง และสัมพันธ์อย่างไร (ขนาดของแรงโน้มถ่วงมีความสัมพันธก์ บั มวลของวัตถุทั้งสอง โดยเมื่อมวลของวัตถุเพิ่มขึ้น ขนาดของแรงโน้มถ่วงจะเพิ่มมากขึ้น และสัมพันธ์กับระยะห่าง ระหว่างวตั ถุ โดยเมื่อระยะหา่ งระหวา่ งวัตถุมากขนึ้ ขนาดของแรงโน้มถ่วงจะลดลง) ครูอาจใหน้ กั เรยี นเรยี นรจู้ ากสื่อสถานการณ์จำลอง เร่ือง gravity and orbits เพ่ือเสริมความเขา้ ใจ https://phet.colorado.edu/sims/html/gravity-and-orbits/latest/gravity-and-orbits_th.html เพื่อให้ได้ข้อสรุปว่า สมการของแรงโน้มถ่วงคือ ������ = ������������1������2 โดยขนาดของแรงโน้มถ่วงขึ้นอยู่กับผลคูณของมวล ������2 ของวัตถทุ ั้งสอง และหารด้วยกำลงั สองของระยะหา่ งระหว่างวตั ถุ เฉลยคำถามระหว่างเรยี น • นักเรียนคิดว่าตัวนักเรียนเองกับดาวเนปจูนซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ไกลจากโลกมากที่สุดมีแรงโน้มถ่วง กระทำต่อกนั หรอื ไม่ อยา่ งไร แนวคำตอบ มี เนื่องจากแรงโน้มถ่วงเป็นแรงที่กระทำระหว่างวัตถุที่มีมวล ถึงแม้จะอยู่ไกลกันมาก ก็ยังมี แรงโนม้ ถ่วงกระทำตอ่ กนั เพียงแตข่ นาดของแรงโน้มถว่ งอาจจะน้อยมาก สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

257 หน่วยที่ 4 | ระบบสรุ ยิ ะของเรา คมู่ ือครรู ายวิชาพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี 6. ให้นักเรียนอ่านเน้ือหาในหนังสือเรียนหน้า 190-192 ครูและนักเรียนรว่ มกันอภิปรายเกีย่ วกับแนวคิดของนิวตัน โดย อาจใช้คำถามดงั นี้ • นกั เรียนเข้าใจภาพ 4.7 ว่าอย่างไร (เมอ่ื ลูกบอลเคลื่อนทีด่ ว้ ยอตั ราเรว็ มากข้ึน ลกู บอลจะตกจากพ้ืนทไ่ี ด้ไกลขึ้น) • จากภาพ 4.8 อตั ราเร็วของลูกปืนใหญ่ในแต่ละภาพต่างกันอย่างไร ส่งผลอยา่ งไร (อตั ราเรว็ ของลูกปืนใหญ่ในภาพ มคี า่ มากขึน้ เรื่อย ๆ ทำให้ลกู ปนื ใหญ่ตกไปไกลขึ้น และเมื่อเพ่ิมอัตราเร็วจนถึงค่าหนงึ่ จะทำให้ลูกปืนใหญ่ไม่ตกพ้ืน และโคจรรอบโลกได้) ซ่ึงจะได้ข้อสรุปว่า แรงโนม้ ถ่วงเป็นแรงท่ีทำให้วัตถุตกลงสู่พ้ืนดาว แตเ่ ม่ือวัตถุเคล่ือนที่โดยมีอัตราเร็วค่าหน่ึง แรงโน้มถ่วง จะทำให้วัตถนุ ั้นโคจรรอบดาวได้ 7. ให้นักเรียนเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการโคจรของวัตถุในระบบสุริยะในหน้า 192-194 เพื่อให้ เห็นว่าดาวเคราะห์แต่ละดวงท่ีโคจรรอบดวงอาทติ ย์ต้องมแี รงโน้มถ่วงระหวา่ งดวงอาทิตย์และ ดาวเคราะห์นั้น ๆ เป็นตัวกระทำให้เกิดการโคจร โดยขนาดของวงโคจรและขนาดของ แรงโนม้ ถ่วงจะแตกต่างกันไป และเป็นไปตามความสัมพันธ์ในสมการของแรงโนม้ ถ่วง ครูอาจ http://ipst.me/10590 ให้นักเรียนเรียนรู้จากสื่ออินเตอร์แอ็กทีฟซิมูเลชัน ตอน การทดลองกระสุนปืนใหญ่ของ นิวตนั เพื่อเสรมิ ความเข้าใจ 8. ถ้าพบว่านักเรียนมีแนวคิดคลาดเคลื่อนเกี่ยวกับเรื่องนี้จากการตอบคำถามก่อนเรียน ระหว่างเรียน หรือจากการ ตรวจสอบโดยใชก้ ลวธิ ีตา่ ง ๆ ให้ครแู ก้ไขแนวคิดคลาดเคลื่อนน้ันให้ถูกต้องโดยใช้คำถาม ใช้สถานการณ์ หรอื ให้สืบค้น เพ่มิ เติม แนวคิดคลาดเคลื่อน แนวคิดทีถ่ กู ต้อง ดวงจันทร์มีแรงโน้มถ่วง แต่เนื่องจากดวงจันทรม์ ีมวลน้อย ดวงจันทรไ์ มม่ ีแรงโน้มถ่วง จึงมขี นาดของแรงโน้มถ่วงเพยี ง 1 ใน 6 ของโลก (moon.nasa.gov, n.d.) แรงโนม้ ถ่วงมีขนาดลดลงเมื่อระดับความสงู เพ่มิ ขึน้ แรงโน้มถ่วงเพิ่มขึ้นเมื่อระดับความสูงเพิ่มข้ึน (Pablico, 2010) แรงที่ทำให้วัตถุเคลื่อนที่เป็นวงกลมจะมีทิศทางเข้าสู่จุ ด ศูนย์กลางของวงกลม (อธิบายจากแนวคิดเรื่องปืนใหญ่ • แรงทีท่ ำให้วตั ถุเคล่ือนท่ีเป็นรูปวงกลม มีทิศทาง ของนวิ ตนั ) เดียวกับทิศการเคลื่อนที่ของวัตถุในแนวเส้น สัมผัสวงกลม (Ching, 2001) • แรงที่กระทำต่อวัตถุที่เคลื่อนที่เป็นรูปวงกลมจะ มที ศิ ทางออกจากจุดศนู ยก์ ลาง (physicsclassroom.com, n.d.) สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หน่วยที่ 4 | ระบบสรุ ยิ ะของเรา 258 คู่มอื ครรู ายวชิ าพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี แนวคิดคลาดเคลื่อน แนวคิดทถ่ี ูกต้อง ในการโคจรไม่มแี รงโน้มถ่วงกระทำต่อวัตถุ ในการโคจรจะมีแรงโนม้ ถ่วงกระทำต่อวัตถุในทิศทางเข้าสู่ เพราะวตั ถลุ อยอยู่ (Pablico, 2010) จุดศูนยก์ ลางวงโคจรตลอดเวลา 9. เชื่อมโยงความรู้เร่ืองแรงโน้มถ่วงเข้าสู่เรื่องที่ 2 ปรากฏการณ์ทีเ่ กิดจากการเคลื่อนท่ีของโลกรอบดวงอาทิตย์ โดยอาจ นำภาพสถานทส่ี องแหง่ ในเวลาเดียวกันแตม่ ีฤดตู ่างกันมาเปรยี บเทียบกนั เช่น ประเทศอังกฤษกับออสเตรเลยี จากน้ัน ใช้คำถามเพื่อให้นักเรียนร่วมกันอภิปรายว่า เพราะเหตุใดในเดือนธันวาคม ประเทศทั้งสองจึงมีฤดูต่างกัน โดยให้ นักเรียนตอบตามความคดิ ของตนเอง ภาพเมืองลอนดอน ประเทศอังกฤษ เดือนธนั วาคม ฤดหู นาว ภาพเมอื งเมลเบริ ์น ประเทศออสเตรเลีย เดอื นธนั วาคม ฤดูรอ้ น ท่ีมา : https://www.hydeparkint.co.uk/blog/london- ทม่ี า : https://www.australia.com/en/facts-and- worth-visiting-december/ planning/weather-in-australia/weather-in- melbourne.html สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

259 หน่วยท่ี 4 | ระบบสรุ ยิ ะของเรา คูม่ อื ครรู ายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความรู้เพม่ิ เติมสำหรับครู การเคลอ่ื นท่ีแบบวงกลมและแรงสู่ศูนย์กลาง วัตถุท่ีเคล่อื นท่ีเป็นวงกลมไดจ้ ะตอ้ งมแี รงกระทำตอ่ วัตถทุ ที่ ำใหท้ ิศทางของความเรว็ เปลยี่ นแปลงตลอดเวลา แรงท่ีกระทำ ต่อวัตถุน้มี ที ิศทางช้ีเข้าสู่จดุ ศนู ย์กลางวงกลม เรยี กวา่ แรงสศู่ นู ย์กลาง ภาพวตั ถเุ คล่ือนทเี่ ปน็ วงกลม แรงสู่ศูนย์กลางจะเป็นแรงอะไรนั้นขึ้นอยู่กับสถานการณ์ เช่น การโคจรของดาว มีแรงโน้มถ่วงเป็นแรงสู่ศูนย์กลาง คน เหว่ียงลกู ตมุ้ ทผ่ี กู กับเชือก แรงตงึ เชือกเป็นแรงสูศ่ นู ย์กลาง รถว่ิงเขา้ โค้ง แรงเสียดทานระหวา่ งล้อกบั พื้นถนนเปน็ แรงสศู่ ูนย์กลาง ภาพดวงจันทร์โคจรรอบโลก ภาพคนเหวยี่ งลูกตมุ้ ทีผ่ กู กบั เชือก ภาพรถยนตเ์ ขา้ โคง้ แรงสู่ศูนย์กลางทำให้วัตถุเคลื่อนที่เป็นวงกลมได้ ถ้าไม่มีแรงนี้ เช่น ใช้กรรไกรตัดเชือกขณะท่ีกำลังเหวี่ยงลูกตุ้ม วัตถุจะ เคลื่อนท่ตี ามทิศทางของความเร็ว คือพุ่งไปตามแนวเส้นสมั ผัสวงกลม ภาพแนวการเคลอื่ นทีข่ องวัตถเุ มื่อไมม่ ีแรงสูศ่ นู ยก์ ลาง สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

หน่วยที่ 4 | ระบบสุรยิ ะของเรา 260 คู่มือครูรายวิชาพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความรเู้ พิ่มเติมสำหรับครู กฎของเคปเลอร์ โจฮานเนส เคปเลอร์ (Johannes Kepler) ไดน้ ำเสนอแบบจำลองทางคณิตศาสตรท์ อี่ ธบิ ายการเคล่ือนท่ีของดาวเคราะห์ซ่ึง สรุปออกมาเป็นความสมั พันธ์ 3 ข้อ เรยี กวา่ กฎของเคปเลอร์ ได้แก่ 1. ดาวเคราะหท์ กุ ดวงโคจรรอบดวงอาทติ ยด์ ว้ ยวงโคจรรปู วงรี โดยดวงอาทิตยอ์ ย่ทู ่ีจดุ โฟกสั จุดหนึง่ ของวงรี ซึง่ ในกรณีของระบบ สุรยิ ะ ดาวเคราะห์มวี งโจรรอบดวงอาทติ ยเ์ ปน็ วงรีที่มีความรนี อ้ ยหรือเกอื บเปน็ วงกลม ภาพแบบจำลองวงโคจรรูปวงรี 2. เมอ่ื ลากเสน้ สมมตจิ ากดวงอาทติ ยไ์ ปยงั ดาวเคราะห์ ขณะท่ดี าวเคราะหโ์ คจรไปได้ชว่ งเวลาเทา่ กนั เสน้ สมมติจะกวาดพนื้ ทที่ ี่ แรเงาไปไดเ้ ทา่ กนั ดังภาพ ซงึ่ หมายความว่าดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตยด์ ว้ ยอตั ราเรว็ ไม่คงที่ เม่อื ดาวเคราะหอ์ ยู่ใกลด้ วง อาทติ ยจ์ ะมอี ตั ราเร็วในการโคจรมากกว่าเม่อื อยูไ่ กลจากดวงอาทิตย์ ภาพดาวเคราะหท์ โ่ี คจรไปบนเส้นทางการโคจรทเ่ี วลาเท่ากันจะกวาดพ้ืนท่ี A เท่ากนั 3. กำลงั สองของคาบการโคจรแปรผนั ตามกำลงั สามของระยะคร่ึงแกนเอกของวงรี T2 ∝ a3 เมื่อ T คอื คาบการโคจร และ a คือระยะครึ่งแกนเอกของวงรี ซึ่งแสดงวา่ ดาวเคราะห์ท่มี ีวงโคจรรอบดวงอาทิตยเ์ ล็กกว่าจะมคี าบการโคจรรอบดวงอาทติ ย์ส้นั กวา่ ดาวเคราะห์ทม่ี วี งโคจร ใหญก่ วา่ สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

261 หน่วยที่ 4 | ระบบสุรยิ ะของเรา ค่มู อื ครรู ายวชิ าพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี 1. เรื่องท่ี 2 ปรากฏการณ์ท่เี กดิ จากการเคลอ่ื นทข่ี องโลกรอบดวงอาทิตย์ แนวการจัดการเรียนรู้ ครูดำเนินการดังน้ี 1. ให้นักเรียนดูภาพนำเรื่อง เพื่อกระตุ้นความสนใจ จากนั้นครู ซักถามว่า นักเรียนเคยไปดูดวงอาทิตย์ขึ้นท่ีปราสาทหิน พนมรุ้งหรือไม่ จากภาพนักเรียนคิดว่า แสงสว่างที่มองเห็น ผ่านช่องประตูของปราสาทเป็นแสงที่เกิดจากอะไร และ เกิดขึ้นได้อย่างไร (นักเรียนตอบตามความคิดของนักเรียน โดยอาจตอบว่าเป็นดวงอาทิตย์ แต่บางคนอาจตอบว่าเป็น ดวงไฟ) 2. ให้นักเรียนอ่านเนื้อหานำเรื่องในหนังสือเรียนหน้า 195 จากนั้นครูตรวจสอบความเข้าใจจากการอ่านโดยใช้คำถาม ดังตัวอยา่ ง • เราสามารถเห็นปรากฏการณด์ ังภาพกี่คร้ังใน 1 ปี เดือน อะไรบ้าง (4 ครั้ง ในเดือนมีนาคม เมษายน ตุลาคมและ กนั ยายน) • จากปรากฏการณด์ ังกลา่ ว เหตุใดจงึ ไม่พบปรากฏการณ์นใี้ นช่วงเดอื นอน่ื (นกั เรยี นตอบตามความคิดของนักเรยี น) • จากปรากฏการณ์ดังกล่าว เหตุใดใน 1 วัน ดวงอาทิตย์จึงขึ้นและตกไม่ตรงกับช่องประตู (นักเรียนตอบตาม ความคิดของนกั เรยี น) 3. ให้นักเรียนอ่านคำสำคัญ ทำกิจกรรมทบทวนความรู้ก่อนเรียน เพื่อประเมินความรู้พื้นฐานของนักเรียนเกี่ยวกับฤดู และการเคลอื่ นท่ีปรากฏของดวงอาทติ ย์ จากนนั้ รว่ มกนั อภปิ รายเพ่ือให้ไดค้ ำตอบทถ่ี ูกต้อง หากครพู บว่านักเรียนยังมี ความรู้พื้นฐานไม่ถูกต้อง ครูควรทบทวนหรือแก้ไขความเข้าใจผิดของนักเรียน เพื่อให้นักเรียนมีความรู้พื้นฐานที่ ถกู ตอ้ งและเพียงพอท่จี ะเรียนเรือ่ งฤดูและการเคล่ือนท่ปี รากฏของดวงอาทิตยต์ ่อไป สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 4 | ระบบสรุ ยิ ะของเรา 262 คู่มอื ครรู ายวิชาพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยทบทวนความรู้กอ่ นเรยี น เขียนเครอ่ื งหมาย √ หนา้ ข้อความท่ีถูกต้อง และเขยี นเครอ่ื งหมาย X หนา้ ขอ้ ความทไ่ี ม่ถกู ตอ้ ง  1. ดวงอาทิตย์เปน็ แหลง่ กำเนดิ พลังงานท่ีใหญท่ ่ีสดุ ในระบบสุริยะ เมอ่ื โลกได้รับแสงจากดวงอาทติ ยจ์ ะไดร้ บั ทัง้ พลังงานแสงและพลงั งานความรอ้ น  2. แสงจากดวงอาทิตยเ์ ดนิ ทางมายังโลกเปน็ เสน้ ตรง  3. การโคจรของโลกรอบดวงอาทิตยท์ ำใหเ้ กดิ กลางวนั กลางคืน  4. การโคจรของโลกรอบดวงอาทติ ย์มีทิศทางดังภาพ  5. การหมุนรอบตัวเองของโลกทำให้เกิดปรากฏการณ์การข้ึนและตกของดวงอาทิตย์ และนำไปสู่การกำหนดทิศ  6. การหมุนรอบตัวเองของโลกมีทิศทางดงั ภาพ 4. ตรวจสอบความรู้เดิมของนักเรียนเกี่ยวกับฤดูของโลกและการเปลี่ยนแปลงเส้นทางการขึ้นและตกของดวงอาทิตย์ใน แต่ละวันว่าเกิดขึ้นได้อย่างไร โดยให้ทำกิจกรรมรู้อะไรบ้างก่อนเรียน นักเรียนสามารถเขียนข้อความ แผนผัง หรือ แผนภาพได้อย่างอิสระตามความเข้าใจของตนเอง โดยครูยังไม่เฉลยคำตอบ แต่ถ้าครูพบแนวคิดคลาดเคลื่อนจาก คำตอบของนักเรียน ครูควรรวบรวมแนวคิดคลาดเคลื่อนท่ีพบเพือ่ นำไปใช้ในการวางแผนการจัดการเรียนรู้เพ่ือแก้ไข แนวคดิ เหลา่ นนั้ ให้ถูกต้อง สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

263 หนว่ ยท่ี 4 | ระบบสรุ ยิ ะของเรา คูม่ อื ครูรายวิชาพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี ตัวอย่างแนวคดิ คลาดเคล่ือนท่ีอาจพบในเรื่องน้ี • ฤดูเกิดจากระยะทางระหว่างโลกและดวงอาทิตย์ขณะโคจรรอบดวงอาทิตย์ไม่เท่ากัน เนื่องจากโลกโคจรรอบ ดวงอาทิตย์เปน็ วงรี (Schroeder, 2011) • ดวงอาทิตยข์ น้ึ และตกทต่ี ำแหนง่ เดิมตลอดปี (สสวท., 2562) 5. ให้นักเรียนสังเกตภาพ 4.14 ในหนังสือเรียนหน้า 197 และร่วมกันแสดงความคิดเห็นว่าภาพดังกล่าวมีลักษณะ แตกต่างกันอย่างไร เพราะเหตุใด จากนั้นอ่านเนื้อหาในหนงั สอื เรียนโดยครตู รวจสอบความเข้าใจจากการอ่านโดยใช้ คำถามตอ่ ไปน้ี • ภาพทั้ง 4 ภาพเป็นสถานที่เดียวกัน แต่มีความแตกต่างกันเพราะเหตุใด (แตกต่างกันเพราะสถานที่นั้นอยู่ในช่วงฤดูท่ี แตกต่างกัน) 6. ให้นักเรียนสังเกตภาพ 4.15 ในหนังสือเรียนหน้า 197 จากนั้นอ่านเน้ือหาเกี่ยวกับการเคลื่อนท่ีของโลกและตำแหนง่ สมมติบนโลก ครตู รวจสอบความเข้าใจจากการอ่านโดยใชค้ ำถามต่อไปน้ี • การหมนุ รอบตัวเองของโลก ขณะที่โคจรรอบดวงอาทติ ย์แกนสมมติของโลกเอียงอย่างไร (แกนหมนุ รอบตวั เองของ โลกซึ่งเปน็ แกนสมมติจะเอียงทำมมุ ประมาณ 23.5 องศากับแนวต้ังฉากกบั ระนาบทางโคจรรอบดวงอาทิตย์ ขณะ โคจรรอบดวงอาทิตย์แกนสมมตินจี้ ะเอียงคงท่ี) ครอู าจนำลกู โลกมาใช้ประกอบการสาธิตลักษณะการเคล่ือนที่ของ โลกรอบดวงอาทิตย์เพ่ือให้นักเรยี นเห็นภาพชดั เจนขึน้ • ตำแหน่งต่าง ๆ บนโลกที่ใช้อ้างอิงเพื่อให้เข้าใจตรงกันมีอะไรบ้าง (แกนโลก ขั้วโลกเหนือ ขั้วโลกใต้ ซีกโลกเหนือ ซีกโลกใต้ และเส้นศนู ยส์ ูตร) 7. นำเข้าสู่กิจกรรมที่ 4.2 ฤดูของโลกเกิดขึ้นได้อย่างไร โดยอาจใช้คำถามดังน้ี การโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ใน ลกั ษณะแกนเอยี งคงทที่ ำใหเ้ กิดปรากฏการณ์ใด สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี