E-book

คำนำ ชุดกิจกรรมกำรเรียนรู้แบบมสี ่วนร่วม วิชำวิทยำศำสตรก์ ำยภำพ ชน้ั มธั ยมศกึ ษำปที ี่ 4 เร่อื ง อำกำศ จดั ทำขึน้ เพอ่ื ประกอบกำรจดั กำรเรียนกำร สอนตำมมำตรฐำนกำรเรยี นรู้ กลมุ่ สำระกำรเรียนรวู้ ทิ ยำศำสตร์ หลักสูตร สถำนศึกษำโรงเรียนโพธสิ มั พนั ธ์พทิ ยำคำร ในภำคเรยี นท่ี 2 ปีกำรศกึ ษำ 2562 ซึ่งผู้จดั ทำได้ศึกษำคน้ ควำ้ จำกเอกสำรและหนงั สอื ต่ำงๆ ทเ่ี ก่ียวข้อง แล้วนำมำจดั เรียงให้งำ่ ยตอ่ กำรเรยี นรู้ นกั เรียนสำมำรถเรียนรรู้ ว่ มกนั เป็น กลุ่มตำมควำมสำมำรถ และควำมแตกตำ่ งระหว่ำงบุคคล โดยครูจะเปน็ ผใู้ ห้ กำรดูแลและแนะนำตลอดกำรทำกจิ กรรม ซ่งึ นักเรยี นในแต่ละกลมุ่ จะเรยี นรู้ รว่ มกัน แลกเปลี่ยนควำมคดิ เหน็ กนั ภำยในกลุม่ ตลอดจนเปน็ กำรกระต้นุ ให้ นกั เรยี นเกิดทศั นคตทิ ด่ี ตี ่อกำรเรยี นวชิ ำวทิ ยำศำสตร์ ขอขอบพระคุณผู้เชย่ี วชำญ ผบู้ ริหำรโรงเรียน และคณะครโู รงเรียนโพธิ สัมพันธ์พทิ ยำคำรทุกท่ำน ตลอดจนผู้ท่ีมีส่วนเกย่ี วขอ้ งท่ใี ห้คำแนะนำ ทำให้ ชดุ กจิ กรรมกำรเรยี นรแู้ บบมีส่วนรว่ มสำเรจ็ ลลุ ว่ งตำมวัตถปุ ระสงค์ ผจู้ ัดทำหวังเปน็ อยำ่ งยิง่ ว่ำชุดกิจกรรมกำรเรยี นร้แู บบมีสว่ นรว่ ม จะเป็น ประโยชนต์ ่อนักเรียนในกำรเรียนรู้ ทำให้นกั เรียนมีผลสมั ฤทธท์ิ ำงกำรเรียน สูงข้ึน และเปน็ ประโยชนต์ อ่ ผู้สนใจทตี่ ้องกำรศึกษำ ตลอดจนสำมำรถนำไป ประยกุ ต์ใชใ้ นชีวิตประจำวันได้อยำ่ งดีย่งิ

เรื่อง องคป์ ระกอบในอำกำศ บรรยำกำศในปัจจบุ ันประกอบด้วย ไนโตรเจน 78% ออกซเิ จน 21% อำรก์ อน 0.9% ทีเ่ หลือเป็นไอนำ้ แก๊สคำรบ์ อนไดออกไซดแ์ ละแกส๊ อื่น ๆ จำนวนเลก็ นอ้ ย ดงั รูป ธำตุ คือ สำรที่มอี งค์ประกอบเดยี ว ไมส่ ำมำรถแบ่งแยกได้ อยใู่ นรูปของอะตอม เช่น N , O , Na , H สำรประกอบ คือ สำรทเ่ี กดิ จำกกำรรวมกนั ของธำตุตงั้ แต่ 2 ธำตุ อำจจะเปน็ ธำตุ ชนดิ เดียวกนั หรอื ต่ำงชนดิ ก็ได้ เชน่ H2 , O2 , NaCl

เร่ือง อะตอม อะตอม (Atom) คอื อนุภำคท่เี ล็กมำกของสสำรท่สี ำมำรถคงอย่ไู ด้ ไมส่ ำมำรถแบง่ ออกไดท้ ำงเคมี แบบจำลองอะตอม แบบจำลองอะตอมเป็นมโนภำพท่ีนักวทิ ยำศำสตรส์ ร้ำงขนึ้ โดยอำศัยขอ้ มูลทไี่ ด้จำกกำร ทดลองเพอ่ื อธบิ ำยสมมตฐิ ำนที่ตั้งไว้ แบบจำลองอะตอมที่สรำ้ งข้ึนมำนนั้ สำมำรถปรบั ปรงุ และพฒั นำ เม่ือพบข้อมลู ใหม่ทแ่ี บบจำลองเดิมไมส่ ำมำรถอธบิ ำยได้ แบบจำลองอะตอมมี 5 แบบดังน้ี 1. แบบจำลองอะตอมของดอลตนั มีสำระสำคัญ คอื อะตอมมลี กั ษณะปน็ ทรงกลม ตัน มีขนำดเล็กมำก และไม่สำมำรถแบง่ แยกไดอ้ กี ภำพแสดงแบบจำลองอะตอมของ Dolton 2. แบบจำลองอะตอมของทอมสนั ทอมสัน ได้ทำกำรทดลองต่อโดยนำหลอดรงั สี cathode วำงไว้ในสนำมแมเ่ หลก็ และสนำมไฟฟ้ำทต่ี ้ังฉำกกั้น จำกนน้ั ค่อย ๆ เพม่ิ อำนำจ สนำมแม่เหล็กจน รงั สี cathode ไม่มกี ำรเบ่ียงเบนแสดงว่ำควำมแรงของสนำมไฟฟ้ำมคี ่ำเทำ่ กับ ควำมแรงสนำมแม่เหลก็ Thomson อำศยั คำ่ ควำมแรงของสนำมแมเ่ หล็กและควำมแรงของ สนำมไฟฟ้ำทกี่ ระทำตอ่ อนุภำคลบในรังสี cathode หำอัตรำสว่ นประจตุ ่อมวล (e/m) ของ อนภุ ำคได้ e/m = 1.759 x 108 คูลอมบต์ อ่ กรมั ทอมสนั จงึ สรุปวำ่ อนุภำคไฟฟ้ำทม่ี ีประจลุ บ เปน็ องคป์ ระกอบของอะตอมของธำตุทกุ ชนิด และเรียกชอ่ื อนภุ ำคน้วี ำ่ อเิ ลก็ ตรอน (Electron)

ภำพหลอดรงั สีแคโทด แบบจำลองอะตอมของทอมสนั มีสำระสำคัญ คือ อะตอมมลี ักษณะเปน็ ทรงกลม ประกอบดว้ ยอนุภำคโปรตอนทมี่ ปี ระจุบวกและอิเล็กตรอนท่มี ีประจลุ บกระจำยอยู่ ทวั่ ไปอยำ่ งสมำ่ เสมอ อะตอมในภำวะเป็นกลำง ประจุบวกเทำ่ กับประจุลบ ภำพแสดงแบบจำลองอะตอมของทอมสนั 3. แบบจำลองอะตอมของรทั เทอร์ฟอรด์ ค.ศ. 1911 (พ.ศ. 2454) Lord Ernest Ruthertford และฮันส์ ไกเกอร์ (Hans Geiger) และเออรเ์ นสต์ มำรส์ เดน (Ernest Marsden) รว่ มกนั ทดลองเกย่ี วกับ ทิศทำงของกำรเคลือ่ นท่ขี องอนุภำคแอลฟำทป่ี ระเทศอังกฤษในกำรทดลอง Rutherford ไดใ้ ช้ อนุภำคแอลฟำยงิ ไปยังแผน่ โลหะทองคำบำงๆและใชฉ้ ำกเรืองแสง ZnS เป็นฉำกรับ ดังรูป

ภำพกำรทดลองยงิ รังสแี อลฟำไปยังแผน่ ทองคำของรัทเทอรฟ์ อรด์ ผลกำรทดลองของ Rutherford ปรำกฏว่ำอนภุ ำคแอลฟำสว่ นใหญ่วิ่งผ่ำนแผน่ ทองคำเปน็ เส้นตรงและมีสว่ นทเ่ี บ่ียงเบนออกและบำงสว่ นสะท้อนกลับ รทั เทอร์ฟอรด์ อธิบำยผลกำรทดลองดงั นี้ 1. กำรทอี่ นุภำคแอลฟำสว่ นใหญ่วงิ่ ผ่ำนทองคำเปน็ เสน้ ตรงแสดงวำ่ อะตอมไมใ่ ชข่ องแข็งทึบ ตันแต่ภำยในอะตอมมีทวี่ ่ำงอยมู่ ำก 2. อนุภำคแอลฟำบำงอนุภำคท่หี ักเหออกจำกทำงเดมิ เพรำะภำยในอะตอมมอี นภุ ำคทีม่ ีมวล มำกและมีประจุเป็นบวกสงู มีขนำดเลก็ ดงั น้ันเม่ืออนุภำคแอลฟำเข้ำใกลอ้ นุภำคนีจ้ ะถกู ผลกั ใหเ้ บนออกจำกทำงเดมิ หรือเมอ่ื อนภุ ำคแอลฟำกระทบโดยตรงก็เกดิ กำรสะทอ้ นกลับ ดงั รปู ภำพกำรยงิ อนภุ ำคแอลฟำทีเ่ ดนิ ทำงผำ่ นแผน่ ทองคำ

แบบจำลองอะตอมของรทั เทอรฟ์ อร์ด มสี ำระสำคัญ คือ อะตอมประกอบด้วย โปรตอนซ่งึ รวมกนั ภำยในนิวเคลยี ส นวิ เคลียสมีขนำดเล็กมำก แต่มมี วลมำกและมี ประจบุ วก ส่วน electron ท่ีมปี ระจุลบและมมี วลน้อยมำกว่ิงอยู่รอบๆนิวเคลียสเป็น บริเวณกวำ้ ง ภำพแบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด 4. แบบจำลองอะตอมของนีลสโ์ บร์ แบบจำลองอะตอมของโบรม์ สี ำระสำคญั คือ 1. อเิ ลก็ ตรอนจะเคลื่อนทรี่ อบนวิ เคลียสเปน็ ชนั้ ๆ ตำมระดับพลงั งำน และในแต่ละ ช้นั มรี ะดับพลงั งำนทีม่ ีค่ำเฉพำะตัว 2. อเิ ลก็ ตรอนที่เคลอื่ นทอ่ี ยใู่ กล้นวิ เคลียสมำกทสี่ ุดมีระดบั พลงั งำนตำ่ สุด อิเลก็ ตรอน ย่ิงหำ่ งนวิ เคลียสย่ิงมรี ะดบั พลงั งำนสูง 3. อิเลก็ ตรอนทอี่ ยใู่ กลน้ วิ เคลยี สมำกทส่ี ดุ เรียกระดับพลงั งำน วำ่ n=1,n=2,n=3, ... ตำมลำดับ หรือ ช้นั K , L , M , N , O , P , Q

ภำพแบบจำลองอะตอมของนีลสโ์ บร์ 5. แบบจำลองอะตอมกลมุ่ หมอก แบบจำลองอะตอมกลมุ่ หมอกมีสำระสำคญั คอื 1. อเิ ล็กตรอนเคลื่อนที่รอบนวิ เคลยี สด้วยควำมเร็วสูง วงโคจรไมจ่ ำเปน็ ต้อง เปน็ วงกลมเสมอ 2. ไมส่ ำมำรถบอกตำแหน่งที่แนน่ อนของอิเลก็ ตรอนได้ 3. บริเวณกลมุ่ หมอกหนำทบึ แสดงว่ำมโี อกำสพบอิเล็กตรอนบริเวณนั้นมำก และบรเิ วณทก่ี ลุ่มหมอกบำงแสดงว่ำมีโอกำสพบอิเลก็ ตรอนน้อย ภำพแสดงแบบจำลองอะตอมกลุ่มหมอก

ใบงำน เรื่อง อะตอม คำช้ีแจง ใหน้ กั เรียนเขยี นสำระสำคัญของแบบจำลองอะตอมลงในช่องว่ำง พรอ้ มท้งั วำด ภำพประกอบ แบบจำลองอะตอม สำระสำคญั ภำพแบบจำลองอะตอม ดอลตนั ทอมสนั รัทเทอรฟ์ อรด์ นลี สโ์ บร์ กลุ่มหมอก