(คู่มือ)หนังสือเรียนสสวท เพิ่มเติมโลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ5

88 บทที่ 15 | ระบบสรุ ิยะ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 15บทท่ี | ระบบสรุ ยิ ะ (Solar System) ipst.me/10871 ผลการเรียนรู้ 1. อธบิ ายกระบวนการเกดิ ระบบสรุ ยิ ะ การแบง่ เขตบรวิ ารของดวงอาทติ ย์ และลกั ษณะของดาวเคราะห์ ทีเ่ อ้อื ต่อการด�ำรงชวี ติ 2. อธิบายการโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ด้วยกฎเคพเลอร์ และกฎความโน้มถ่วงของนิวตัน พร้อมคำ� นวณคาบการโคจรของดาวเคราะห์ 3. อธิบายโครงสร้างของดวงอาทิตย์ การเกดิ ลมสุรยิ ะ พายุสุรยิ ะ และวเิ คราะหน์ ำ� เสนอปรากฏการณ์ หรอื เหตกุ ารณ์ท่ีเกีย่ วข้องกบั ผลของลมสรุ ยิ ะและพายสุ รุ ยิ ะท่มี ตี ่อโลกรวมทัง้ ประเทศไทย สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทท่ี 15 | ระบบสรุ ิยะ 89 การวเิ คราะหผ์ ลการเรยี นรู้ ผลการเรยี นรู้ 1. อธิบายกระบวนการเกิดระบบสุริยะ การแบ่งเขตบริวารของดวงอาทิตย์ และลักษณะของ ดาวเคราะหท์ ่เี อ้ือตอ่ การด�ำรงชวี ิต 2. อธิบายการโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทติ ย์ด้วยกฎเคพเลอร์ และกฎแรงโนม้ ถว่ งของนวิ ตัน พรอ้ มค�ำนวณคาบการโคจรของดาวเคราะห์ 3. อธบิ ายโครงสรา้ งของดวงอาทติ ย์ การเกดิ ลมสรุ ยิ ะ พายสุ รุ ยิ ะ และวเิ คราะหน์ ำ� เสนอปรากฏการณ์ หรือเหตุการณ์ที่เกยี่ วขอ้ งกับผลของลมสรุ ิยะและพายสุ รุ ิยะทีม่ ตี อ่ โลกรวมทง้ั ประเทศไทย จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. อธิบายกระบวนการเกิดระบบสรุ ิยะ และการแบ่งเขตบรวิ ารรอบดวงอาทติ ย์ 2. อธิบายลักษณะของดาวเคราะห์ท่เี ออ้ื ตอ่ การด�ำรงชวี ิตของสิง่ มีชีวติ 3. อธิบายการโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ด้วยกฎเคพเลอร์และกฎแรงโน้มถ่วงของนิวตัน พรอ้ มค�ำนวณคาบการโคจรของดาวเคราะห์ 4. สืบคน้ ขอ้ มูล และอธบิ ายโครงสรา้ งและปรากฏการณท์ ี่เกดิ ขนึ้ บนดวงอาทติ ย์ 5. สบื คน้ ขอ้ มลู อภปิ ราย และยกตวั อยา่ งเกย่ี วกบั ผลจากปรากฏการณบ์ นดวงอาทติ ยท์ มี่ ตี อ่ โลกและ สง่ิ มชี ีวติ บนโลกรวมท้งั ประเทศไทย ทักษะกระบวนการทาง ทักษะแห่งศตวรรษที่ 21 จติ วิทยาศาสตร์ วทิ ยาศาสตร์ 1. การหาความสัมพันธ์ของ 1. การส่ือสารสารสนเทศและ 1. การใช้วจิ ารณญาณ สเปซกบั เวลา การรเู้ ท่าทันสอ่ื 2. ความใจกวา้ ง 2. ความร่วมมือ การท�ำงาน 3. ความอยากรูอ้ ยากเห็น เป็นทีมและภาวะผนู้ �ำ 4. การเหน็ คณุ คา่ ทางวทิ ยาศาสตร์ 3. การคิดอย่างมีวิจารณญาณ และการแกป้ ัญหา สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

90 บทที่ 15 | ระบบสรุ ิยะ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 ผงั มโนทัศน์ สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 บทที่ 15 | ระบบสุรยิ ะ 91 ลำ� ดับแนวความคิดต่อเนือ่ ง ระบบสุริยะเกิดจากรวมตัวกนั ของสสารในเนบวิ ลาสรุ ิยะ  เนบวิ ลาสุรยิ ะประมาณรอ้ ยละ 99.8 รวมตัวกนั เปน็ ดวงอาทิตยก์ อ่ นเกดิ ที่บริเวณศูนย์กลางของ ระบบสรุ ิยะ และววิ ัฒนาการต่อมาเป็นดวงอาทิตย์  สสารบริเวณใกลด้ วงอาทติ ยม์ อี ุณหภมู สิ ูง ส่วนหนง่ึ รวมตวั กนั เปน็ ของแข็งและเกดิ การพอกพูนมวล เปน็ ดาวเคราะห์หนิ หรือดาวเคราะหช์ น้ั ใน  แก๊สและสารระเหยง่ายถกู ผลักดว้ ยลมสุริยะออกไปไกลจากดวงอาทิตยเ์ กดิ เปน็ ดาวเคราะหแ์ ก๊ส หรือ ดาวเคราะห์ชนั้ นอก  สสารท่อี ยู่ไกลถดั จากวงโคจรของดาวเนปจนู กระจายตัวเปน็ แถบไคเปอรแ์ ละดงดาวหาง  การโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทติ ย์อธิบายดว้ ยกฎเคพเลอร์ และกฎแรงโนม้ ถ่วงของนิวตัน  ปจั จยั ส�ำคัญที่ทำ� ให้เกิดสิง่ มีชวี ิตบนดาวเคราะหเ์ ช่น มนี �้ำทีอ่ ยูใ่ นสถานะของเหลว มีช้นั บรรยากาศ ที่เหมาะสมต่อการด�ำรงชวี ติ ของส่งิ มีชีวติ และดาวเคราะหต์ ้องอยหู่ า่ งจากดาวฤกษใ์ นระยะทางที่ เหมาะสม  ดวงอาทิตยม์ โี ครงสร้างภายในแบง่ เปน็ 3 ชัน้ ได้แก่ แกน่ เขตการแผร่ งั สี และเขตการพาความรอ้ น  ชนั้ บรรยากาศของดวงอาทติ ย์แบง่ เปน็ 3 ช้นั ได้แก่ ชัน้ โฟโตสเฟยี ร์ ชน้ั โครโมสเฟียร์ และช้นั คอโรนา  ดวงอาทิตย์แผพ่ ลงั งานออกมาในรปู คลืน่ แม่เหลก็ ไฟฟ้าในทุกความยาวคล่ืน นอกจากนี้ยังมอี นภุ าค ทีม่ ปี ระจุมีพลงั งานสงู ทีถ่ ูกปลดปลอ่ ยออกมาจากดวงอาทิตย์ในทุกทศิ ทาง เรยี กว่า ลมสุรยิ ะ และพายุสุริยะ  ลมสรุ ยิ ะและพายสุ รุ ยิ ะเกิดจากปรากฏการณ์บนดวงอาทติ ย์ เชน่ การลุกจ้า และการพ่นมวลคอโรนา ซ่ึงจะสง่ ผลต่อโลกและสง่ิ มีชีวิตบนโลก สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

92 บทท่ี 15 | ระบบสุรยิ ะ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 สาระสำ� คัญ ระบบสุริยะเกิดจากการรวมตัวของสสารในเนบิวลาสุริยะ โดยสสารส่วนใหญ่รวมตัวกันเป็น ดวงอาทติ ย์ และมวลทเ่ี หลอื รวมตวั กนั เปน็ ดาวเคราะห์ และบรวิ ารอนื่ ๆ โคจรรอบดวงอาทติ ยซ์ งึ่ อธบิ าย ไดด้ ว้ ยกฎเคพเลอรแ์ ละกฎแรงโนม้ ถว่ งของนวิ ตนั ปจั จบุ นั มกี ารศกึ ษาถงึ ความเปน็ ไปไดท้ จ่ี ะพบสง่ิ มชี วี ติ บนดาวดวงอน่ื หากดาวดวงนน้ั มสี ภาวะทเ่ี ออ้ื ตอ่ การดำ� รงชวี ติ พลงั งานจากดวงอาทติ ยน์ อกจากจะเปน็ ปจั จยั สำ� คญั ตอ่ การดำ� รงชวี ติ ของสง่ิ มชี วี ติ แลว้ ปรากฏการณบ์ นดวงอาทติ ยย์ งั มผี ลตอ่ โลกและสงิ่ มชี วี ติ บนโลก เวลาท่ใี ช้ บทเรียนนค้ี วรใช้เวลาประมาณ 10 ชวั่ โมง 15.1 ก�ำเนิดระบบสุรยิ ะและการแบ่งเขตบรวิ ารของดวงอาทิตย์ 4 ชัว่ โมง 15.2 การโคจรของดาวเคราะห์ 3 ช่วั โมง 15.3 โครงสร้างและปรากฏการณ์บนดวงอาทิตย ์ 3 ชั่วโมง รวม 10 ช่ัวโมง ความร้กู ่อนเรียน 1. ธาตุ 2. บริวารของดวงอาทติ ย์ 3. เนบวิ ลา 4. แรงดนั 5. ปฏกิ ิริยาเทอรม์ อนิวเคลียร์ 6. แรงโน้มถ่วง ตรวจสอบความรูก้ ่อนเรยี น ใหน้ ักเรยี นพิจารณาขอ้ ความต่อไปน้ี แลว้ เตมิ เครื่องหมาย  ลงในชอ่ งคำ� ตอบท้ายขอ้ ความที่ ถูก หรอื เคร่ืองหมาย  ลงในช่องคำ� ตอบท้ายข้อความที่ผดิ ข้อที่ ความรูพ้ นื้ ฐาน คำ� ตอบ 1 ดาวอังคารเปน็ ดาวเคราะห์ชนั้ ใน  2 ดวงอาทิตยส์ รา้ งพลงั งานจากปฏิกริ ยิ าเทอร์มอนวิ เคลียร์  สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทที่ 15 | ระบบสุรยิ ะ 93 ข้อท่ี ความรู้พ้นื ฐาน คำ� ตอบ 3 วงโคจรของดาวพลูโตเปน็ เขตนอกสุดของระบบสุรยิ ะ  แนวค�ำตอบ เมฆของออร์ตเป็นเขตนอกสดุ ของระบบสรุ ิยะ 4 เม่อื ระยะหา่ งระหว่างวัตถุเพ่ิมมากข้ึน แรงโน้มถว่ งจะมคี า่ เพิม่ มากข้ึน  แนวคำ� ตอบ แรงโนม้ ถว่ งจะมคี ่าน้อยลง 5 แรงโนม้ ถว่ งของโลกกบั วตั ถแุ ปรผนั ตรงกบั ผลคณู ระหวา่ งมวลของโลกกบั มวล ของวตั ถแุ ละแปรผกผนั กบั กำ� ลงั สองของระยะหา่ งระหวา่ งวตั ถกุ บั โลก  6 ดาวเคราะห์บางดวงโคจรรอบดวงอาทิตยเ์ ป็นวงกลม  แนวคำ� ตอบ ดาวเคราะหท์ กุ ดวงโคจรรอบดวงอาทติ ยเ์ ปน็ วงรี   7 ดาวหางไม่จดั เปน็ สมาชกิ ของระบบสรุ ยิ ะ  แนวคำ� ตอบ ดาวหางจดั เปน็ สมาชกิ ของระบบสรุ ยิ ะ  8 จุดมืดดวงอาทิตย์เปน็ บรเิ วณท่ไี ม่มีความรอ้ น  แนวคำ� ตอบ จดุ มดื ดวงอาทิตยเ์ ปน็ บรเิ วณที่มคี วามรอ้ น 9 ดวงอาทติ ยม์ กี ารหมนุ รอบตวั เอง 10 น้�ำในสถานะของเหลวเปน็ ปัจจยั หนงึ่ ท่ีเอ้ือตอ่ การด�ำรงชวี ิต 11 ความเรว็ ในการเคลื่อนทีม่ ีความสมั พันธก์ บั ระยะทางและเวลา ดงั สมการ 12 วงรมี จี ดุ โฟกสั สองจดุ และมแี กนสองแกนตดั กนั ทจ่ี ดุ ศนู ยก์ ลาง แกนทยี่ าว  กวา่ เรียกว่า แกนเอกอกี แกนหนึ่งเรียกวา่ แกนโท สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

94 บทที่ 15 | ระบบสุรยิ ะ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 ความเขา้ ใจทคี่ ลาดเคล่อื น ความเขา้ ใจท่ีคลาดเคลอ่ื น ความเขา้ ใจทีถ่ กู ตอ้ ง จดุ มดื ดวงอาทติ ยค์ อื บรเิ วณทดี่ วงอาทติ ยด์ บั ไมม่ ี จุดมืดดวงอาทิตย์อยู่บนช้ันโฟโตสเฟียร์ซึ่งเป็น พลงั งานและจะขยายขนาดมากข้ึนเร่ือย ๆ บริเวณท่ีมีอุณหภูมิต่�ำกว่าบริเวณโดยรอบ และมี ความเขม้ ของสนามแมเ่ หลก็ สงู กวา่ บรเิ วณอนื่ โดย บริเวณท่ีเกิดจุดมืดดวงอาทิตย์จะมีอุณหภูมิ ประมาณ 4,300 เคลวนิ ซ่ึงตำ่� กว่าอุณหภูมิผิวของ ดวงอาทติ ยท์ มี่ คี า่ ประมาณ 5,800 เคลวนิ จงึ ทำ� ให้ สงั เกตเหน็ ว่ามสี คี ล�้ำกว่าบริเวณข้างเคียง ระบบสุริยะประกอบด้วย ดวงอาทิตย์และ ระบบสรุ ยิ ะประกอบดว้ ย ดวงอาทติ ย์ ดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์ ดาวเคราะหแ์ คระ ดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง ดาวเคราะห์ชั้นนอกเป็นดาวเคราะห์ที่มีองค์ ดาวเคราะห์ชั้นนอกไม่ได้มีองค์ประกอบเป็นแก๊ส ประกอบเปน็ แก๊สเท่านนั้ อยา่ งเดยี ว แตจ่ ะมแี กน่ เปน็ ของแขง็ มอี งคป์ ระกอบ ส่วนใหญอ่ ย่ใู นรปู ของเหลวและแกส๊ แสงเหนือใต้เกิดจากแสงอาทิตย์สะท้อนจาก แสงเหนือใต้เกิดจากการแตกตัวของแก๊สใน น�ำ้ แข็งขัว้ โลก ช้ั น บ ร ร ย า ก า ศ โ ล ก เ ม่ื อ ไ ด ้ รั บ ล ม สุ ริ ย ะ แ ล ะ พายุสรุ ิยะ 15.1 ก�ำเนดิ ระบบสรุ ยิ ะและการแบ่งเขตบรวิ ารของดวงอาทติ ย์ จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. อธบิ ายกระบวนการเกิดระบบสรุ ิยะ และการแบ่งเขตบริวารรอบดวงอาทิตย์ 2. อธบิ ายลกั ษณะของดาวเคราะหท์ ีเ่ ออื้ ตอ่ การด�ำรงชีวิตของสง่ิ มีชีวติ สือ่ และแหล่งการเรียนรู้ 1. หนงั สอื เรียนรายวชิ าเพ่ิมเติมวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 2. สืืบค้น้ ข้้อมููลเพิ่�มเติมิ ได้จ้ าก สสวท. learning space: www.scimath.org สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 บทที่ 15 | ระบบสุริยะ 95 แนวการจดั การเรยี นรู้ 1. ครนู ำ� เขา้ สบู่ ทเรยี นโดยใชภ้ าพของระบบสรุ ยิ ะในหนงั สอื เรยี นหนา้ 69 พรอ้ มรว่ มกนั อภปิ รายโดยใช้ คำ� ถามดงั ต่อไปนี้ • ระบบสรุ ิยะมีองค์ประกอบอะไรบ้าง แนวคำ� ตอบ ดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ ดาวหาง ดาวเคราะหน์ ้อย • ระบบสรุ ิยะเกิดขน้ึ มาได้อย่างไร แนวคำ� ตอบ ตอบตามความเข้าใจของนกั เรียน เช่น การยุบตัวของเนบวิ ลา 2. ครใู ห้นักเรียนศกึ ษาก�ำเนดิ ระบบสุรยิ ะโดยปฏิบตั กิ จิ กรรม 15.1 กจิ กรรม 15.1 ก�ำเนดิ ระบบสรุ ิยะ จุดประสงค์กจิ กรรม วเิ คราะห์และอธิบายกระบวนการกำ� เนิดระบบสรุ ิยะ เวลา 1 ชวั่ โมง วัสด-ุ อปุ กรณ์ แบบรา่ งแผนผังขน้ั ตอนก�ำเนดิ ระบบสรุ ิยะ และชุดขอ้ ความ 1 ชุด หมายเหตุ สามารถดาวนโ์ หลดเอกสารประกอบกจิ กรรมไดจ้ าก QR code ประจ�ำบท วิธกี ารท�ำกจิ กรรม 1. วิเคราะหข์ ั้นตอนการเกิดระบบสุริยะจากแบบรา่ งแผนผงั และชุดข้อความท่กี ำ� หนด 2. เลือกค�ำหรือขอ้ ความจากชุดขอ้ ความทกี่ ำ� หนดและน�ำมาเติมลงในชอ่ งว่างของแผนผงั 3. เขยี นคำ� บรรยายการเกดิ ระบบสรุ ยิ ะจากแบบรา่ งแผนผงั ท่ไี ด้ในข้อ 2 4. สรุป และน�ำเสนอผลการท�ำกิจกรรม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

96 บทท่ี 15 | ระบบสรุ ิยะ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 ตัวอย่างผลการท�ำกจิ กรรม ตัวอย่างคำ� อธบิ ายก�ำเนดิ ระบบสุริยะ ระบบสุริยะเกิดจากเนบิวลาสุริยะซ่ึงประกอบไปด้วยมวลของดวงอาทิตย์ 99.8% และส่วน ทีเ่ หลือรวมเปน็ จานกำ� เนดิ ดาวเคราะห์ซ่งึ โคจรอย่รู อบดวงอาทติ ย์ โดยสามารถแบง่ จานก�ำเนดิ สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 บทที่ 15 | ระบบสุรยิ ะ 97 ดาวเคราะห์ออกเปน็ 3 บริเวณ ไดแ้ ก่ • บริเวณใกล้ดวงอาทิตย์ ซึ่งประกอบด้วยวัตถุดาวเคราะห์ท่ีมีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็น ของแข็ง มีจุดหลอมเหลวสูง โดยวัตถุดาวเคราะห์จะเกิดการพอกพูนมวลจนกลายเป็น ดาวเคราะห์ก่อนเกิด การพอกพูนมวลจะเกิดข้ึนอย่างต่อเน่ืองจนกลายเป็นดาวเคราะห์ หิน ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก และดาวอังคาร ซ่ึงอยู่ในเขตดาวเคราะห์ช้ันใน สว่ นดาวเคราะหก์ อ่ นเกดิ ทถี่ กู แรงโนม้ ถว่ งจากดาวพฤหสั บดรี บกวนจะไมส่ ามารถพอกพนู มวลตอ่ ไปได้ จึงกลายเปน็ แถบดาวเคราะห์น้อย • บริเวณไกลดวงอาทิตย์ ซึ่งประกอบด้วยวัตถุดาวเคราะห์ท่ีมีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็น แก๊๊ส มีีจุุดหลอมเหลวต่ำำ�� โดยวััตถุุดาวเคราะห์์จะเกิิดการพอกพููนมวลจนกลายเป็็น ดาวเคราะห์ก์ ่อ่ นเกิดิ การพอกพูนู มวลจะเกิดิ ขึ้�นอย่า่ งต่อ่ เนื่�องจนกลายเป็น็ ดาวเคราะห์ย์ ักั ษ์์ ซึ่�งมีีแก่่นเป็็นของแข็็ง แบ่่งออกได้้เป็็นสองกลุ่�มคืือดาวเคราะห์์ยัักษ์์แก๊๊สซึ่�งมีี องค์ป์ ระกอบส่ว่ นใหญ่่เป็็นไฮโดรเจนและฮีีเลีียม ได้แ้ ก่่ ดาวพฤหัสั บดีี และดาวเสาร์์ และ ดาวเคราะห์ยกั ษน์ �ำ้ แขง็ ซึ่งมอี งคป์ ระกอบสว่ นใหญ่เป็นของเหลว ได้แก่ ดาวยเู รนัส และ ดาวเนปจูน ดาวเคราะห์บริเวณนี้อยู่ในเขตดาวเคราะห์ชน้ั นอก • บริเวณไกลดวงอาทติ ยม์ าก ประกอบไปดว้ ยแถบไคเปอร์และดงดาวหาง ค�ำถามทา้ ยกิจกรรม 1. ดวงอาทิตย์และบริวารก�ำเนิดมาจากแหล่งเดียวกนั หรือไม่ อย่างไร แนวค�ำตอบ ดวงอาทติ ย์และบริวารก�ำเนิดมาจากแหลง่ เดยี วกันคือ เนบิวลาสุรยิ ะ 2. จากกจิ กรรมเขตดาวเคราะหร์ อบดวงอาทิตย์มกี ่เี ขต อะไรบ้าง แนวคำ� ตอบ เขตดาวเคราะหร์ อบดวงอาทติ ยแ์ บง่ ออกเปน็ 2 เขต ไดแ้ ก่ เขตดาวเคราะหช์ น้ั ใน และเขตดาวเคราะห์ชั้นนอก 3. ดาวเคราะห์ช้ันในและดาวเคราะห์ช้ันนอกก�ำเนิดมาจากวัตถุดาวเคราะห์ที่มีสมบัติเหมือน หรอื ตา่ งกัน อย่างไร แนวค�ำตอบ ต่างกันคือ ดาวเคราะห์ชั้นในก�ำเนิดมาจากวัตถุดาวเคราะห์ที่มีองค์ประกอบ สว่ นใหญเ่ ปน็ ของแขง็ มจี ดุ หลอมเหลวสงู สว่ นดาวเคราะหช์ น้ั นอกกำ� เนดิ มาจากวตั ถดุ าวเคราะห์ ทม่ี อี งคป์ ระกอบส่วนใหญเ่ ป็นแกส๊ มจี ุดหลอมเหลวต่�ำ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

98 บทท่ี 15 | ระบบสุรยิ ะ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 3. นกั เรยี นแตล่ ะกลมุ่ นำ� เสนอ และรว่ มกนั อภปิ รายผลการทำ� กจิ กรรม พรอ้ มตอบคำ� ถามทา้ ยกจิ กรรม โดยมแี นวทางการอภปิ รายและตอบคำ� ถามดังแสดงข้างต้น 4. ครใู หน้ กั เรยี นศกึ ษาความรเู้ รอื่ งกำ� เนดิ ระบบสรุ ยิ ะตามหนงั สอื เรยี นหนา้ 72-76 และอภปิ รายรว่ มกนั โดยใช้ประเด็นค�ำถามดงั ต่อไปนี้ • ระบบสุริยะกำ� เนดิ ขนึ้ มาไดอ้ ย่างไร แนวคำ� ตอบ ระบบสรุ ยิ ะกำ� เนดิ จากการรวมตวั ของสสารในเนบวิ ลาสรุ ยิ ะโดยสสารสว่ นใหญร่ วมตวั กนั เปน็ ดวงอาทิตย์ ส่วนท่เี หลอื รวมตวั เปน็ ดาวเคราะห์และบรวิ ารอืน่ ในระบบสุริยะ • นักดาราศาสตรแ์ บ่งเขตพ้ืนทร่ี อบดวงอาทิตย์ตามลกั ษณะการก่อตวั ไดเ้ ป็นกี่เขต อะไรบา้ ง แนวคำ� ตอบ แบง่ ออกเปน็ 4 เขต คอื เขตดาวเคราะหช์ นั้ ใน แถบดาวเคราะหน์ อ้ ย เขตดาวเคราะห์ ชน้ั นอก และแถบไคเปอร์กับดงดาวหาง • ดาวเคราะหช์ ้ันในมอี งคป์ ระกอบอยา่ งไร ไดแ้ กด่ าวเคราะหด์ วงใดบา้ ง แนวคำ� ตอบ ดาวเคราะหช์ น้ั ในมอี งคป์ ระกอบสว่ นใหญเ่ ปน็ ของแขง็ ไดแ้ ก่ ดาวพธุ ดาวศกุ ร์ โลก และดาวอังคาร • ดาวเคราะหช์ ้นั นอกมีองคป์ ระกอบอยา่ งไร ได้แก่ดาวเคราะห์ดวงใดบ้าง แนวค�ำตอบ ดาวเคราะห์ชั้นนอกมีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นของเหลวและแก๊ส ได้แก่ ดาวพฤหสั บดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนสั และดาวเนปจูน • ดาวเคราะห์ยักษแ์ ก๊สกบั ดาวเคราะหย์ ักษ์น�้ำแข็งมอี งคป์ ระกอบแตกต่างกันอยา่ งไร แนวค�ำตอบ ดาวเคราะห์ยักษ์แก๊สมีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นแก๊สไฮโดรเจนและฮีเลียม สว่ นดาวเคราะหย์ กั ษน์ ำ้� แขง็ มอี งคป์ ระกอบสว่ นใหญเ่ ปน็ นำ�้ แอมโมเนยี และมเี ทนทอ่ี ยใู่ นสถานะ ของเหลว • แถบดาวเคราะห์นอ้ ยเกิดข้ึนไดอ้ ย่างไร แนวค�ำตอบ แถบดาวเคราะห์น้อยเป็นเศษที่เหลือจากการก่อตัวของดาวเคราะห์ช้ันในท่ีมี ขนาดเล็ก และได้รับอิทธิพลจากแรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสบดี ท�ำให้ไม่สามารถรวมตัวเป็น ดาวเคราะหไ์ ด้ จึงรวมตัวกนั อยูบ่ รเิ วณระหว่างวงโคจรของดาวองั คารและดาวพฤหสั บดี • ดาวหางกำ� เนดิ มาจากแหล่งใดในระบบสรุ ิยะ แนวค�ำตอบ แถบไคเปอร์และดงดาวหาง 5. ครูขยายความรู้เก่ยี วกับก�ำเนดิ ระบบสุรยิ ะโดยใช้ประเด็นคำ� ถามดงั น้ี • โลกจะมีโอกาสถกู วตั ถุทเ่ี ปน็ องค์ประกอบอน่ื ๆ ของระบบสรุ ยิ ะชนหรอื ไม่ อย่างไร แนวค�ำตอบ มีโอกาส เน่ืองจากในระบบสุริยะของเรามีเศษวัตถุที่เหลือจากการก่อตัวของ ดวงอาทิิตย์์และดาวเคราะห์์จำำ�นวนมาก แต่่วััตถุุเหล่่านี้้�ส่่วนใหญ่่มีีขนาดไม่่ใหญ่่มาก และจะ ถููกเผาไหม้้ขณะเคลื่�อนที่�เข้้าสู่�ชั้�นบรรยากาศโลก จึึงไม่่ได้้ส่่งผลกระทบต่่อสิ่�งมีีชีีวิิตบนโลก ในแต่ล่ ะปีี โลกจะถูกู อุกุ กาบาตและฝุ่�นในระบบสุรุ ิยิ ะชนจำำ�นวนมาก คาดว่า่ เป็น็ มวลรวมประมาณ 37,000-78,000 ตนั ต่อปี สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 บทท่ี 15 | ระบบสรุ ยิ ะ 99 6. ครอู าจให้นกั เรียนสรา้ งแบบจ�ำลองระยะทางจากดวงอาทติ ยถ์ งึ ดาวเคราะหต์ ามสัดส่วนจริง โดยใช้ วสั ดุทห่ี าไดใ้ นทอ้ งถ่นิ เชน่ ดินน้�ำมันแทนดาวเคราะห์ กระดาษทิชชู่แทนระยะทาง โดยกำ� หนดให้ ความยาวของกระดาษทชิ ชู่ 1 แผน่ แทนระยะทาง 1 หนว่ ยดาราศาสตร์ ดังรปู สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

100 บทที่ 15 | ระบบสรุ ยิ ะ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 7. ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายเก่ียวกับขอบเขตของระบบสุริยะตามหนังสือเรียนหน้า 76 โดยใช้ ค�ำถามดงั น้ี “ระบบสุรยิ ะมขี อบเขตประมาณเทา่ ใด” แนวค�ำตอบ ระบบสุริยะมีขอบเขตท่ีกว้างขวางมาก เมื่อพิจารณาขอบเขตท่ีอยู่ภายใต้อิทธิพลของ ลมสรุ ยิ ะจากดวงอาทติ ยจ์ ะมขี นาดประมาณ 120 หนว่ ยดาราศาสตร์ และจากการสงั เกตวตั ถทุ อ้ งฟา้ อ่ืน ๆ ท่ีอยู่ไกลออกไป เช่น ดาวหางเวสต์ พบว่ามีวงโคจรห่างจากดวงอาทิตย์ประมาณ 70,000 หนว่ ยดาราศาสตร์ หรือประมาณ 1.1 ปแี สง ดงั นั้นขอบเขตของระบบสุรยิ ะอาจกว้างใหญม่ ากกวา่ 1.1 ปีแสง รูป 15.6 ขอบเขตของระบบสุริยะ 8. ครแู ละนักเรยี นร่วมกันอภิปรายเก่ยี วกบั ดาวเคราะหน์ อกระบบสุรยิ ะโดยใช้คำ� ถามตวั อยา่ งดงั น้ี • นอกจากโลกในระบบสรุ ยิ ะแลว้ นกั เรยี นคดิ วา่ ยงั มดี าวเคราะหท์ โ่ี คจรรอบดาวฤกษอ์ นื่ อกี หรอื ไม่ และดาวเคราะห์เหลา่ นน้ั จะมีโอกาสมีสง่ิ มชี วี ติ หรอื ไม่ เพราะเหตุใด แนวค�ำตอบ ตอบตามความคดิ เหน็ ของผู้เรยี น เช่น นา่ จะมดี าวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์อนื่ อกี เนอ่ื งจากในกาแลก็ ซขี องเราประกอบดว้ ยดาวฤกษห์ ลายแสนลา้ นดวง จงึ มโี อกาสทด่ี าวฤกษ์ บางดวงอาจจะมดี าวเคราะหท์ ม่ี ลี กั ษณะคลา้ ยโลกได้ โดยดาวเคราะหด์ วงนน้ั ตอ้ งมชี น้ั บรรยากาศ แกส๊ ออกซิเจน น�้ำ และอุณหภูมทิ ่ีเหมาะสมต่อการดำ� รงชีวติ 9. ครใู หน้ กั เรยี นวเิ คราะหล์ กั ษณะของดาวเคราะหน์ อกระบบสรุ ยิ ะและอธบิ ายโอกาสทจี่ ะพบสงิ่ มชี วี ติ โดยปฏบิ ตั กิ จิ กรรม 15.2 สถาบันส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 บทท่ี 15 | ระบบสุริยะ 101 กิจกรรม 15.2 เขตเอ้อื ชีวติ จดุ ประสงค์กจิ กรรม วิเคราะหส์ ภาพเอื้อชีวิตของดาวเคราะห์จากข้อมลู ทกี่ ำ� หนดให้ เวลา 1 ชั่วโมง วิธีการทำ� กิจกรรม 1. ศึกษาและวเิ คราะหข์ อ้ มลู ของโลกและตวั อยา่ งดาวเคราะห์ จากตารางที่กำ� หนดให้ ดาว ดาวแม่ ชนิด มวลของ มวลดาว รัศมี อณุ หภูมิ คาบการ ระยะทาง เคราะห์ (ดาว สเปกตรมั ดาวแม่ เคราะห์ ดาว สมดลุ * โคจร จาก ศนู ย์กลาง ของ (จ�ำนวน (จำ� นวน เคราะห์ (องศา (เทียบกบั ดาวแม่ ของ ดาวแม่ เทา่ ของ เท่าของ (จำ� นวน เซลเซยี ส) วนั บนโลก) (หนว่ ย ระบบ) มวลดวง มวลโลก) เท่าของ รัศมีโลก) ดาราศาสตร)์ อาทิตย)์ โลก ดวง G 1 1.00 1.00 -17 365.24 1.00 อาทิตย์ Kepler- Kepler- G 1.037 5 1.42 -8 384.84 1.063 452b 452 Proxima Proxima M 0.12 1.27 1.2 -39 11 0.0485 b Centauri Trappist- Trappist-1 M 0.08 0.77 0.9 -27 6.09 0.029 1e *หมายเหตุ อณุ หภมู ิของดาวเคราะห์เม่อื พิจารณาใหด้ าวเคราะห์ปราศจากปรากฏการณเ์ รอื นกระจก 2. เลือกดาวเคราะหท์ ่มี นษุ ยอ์ าจอพยพไปอาศัยอย่ไู ด้ พรอ้ มให้เหตผุ ล 3. สรุป และนำ� เสนอผลการท�ำกจิ กรรม ตวั อยา่ งผลการท�ำกจิ กรรม นักเรียนเลือกดาวเคราะหด์ วงใดดวงหน่งึ และใหเ้ หตุผลประกอบ ดงั ตวั อย่างตอ่ ไปน้ี • ดาว Kepler-425b เป็็นดาวเคราะห์์ที่่�มีีรััศมีี อุุณหภููมิิสมดุุล ระยะทางจากดาวแม่่ และคาบการโคจรใกล้้เคีียงโลก รวมทั้�งดาวแม่่เป็น็ ดาวฤกษ์ท์ ี่่�มีชี นิิดสเปกตรัมั G เหมือื น ชนิิดสเปกตรััมของดวงอาทิิตย์์ เนื่�องจากดาวเคราะห์์มีีมวลมากกว่่าโลก 5 เท่่า แรงโน้้มถ่ว่ งจึงึ มีีค่่ามาก จึึงส่ง่ ผลกระทบต่อ่ ของมนุษุ ย์์ได้้ • ดาว Proxima-b เปน็ ดาวเคราะหท์ ีม่ ีมวล รศั มี และอุณหภูมิใกลเ้ คียงกับโลก เน่อื งจาก ดาวเคราะหม์ รี ะยะทางจากดาวแมใ่ กลก้ วา่ ระยะทางจากโลกถงึ ดวงอาทติ ยม์ าก อาจทำ� ให้ สภาพบรรยากาศและอุณหภูมเิ ปลีย่ นแปลงมาก จึงสง่ ผลกระทบตอ่ มนุษยไ์ ด้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

102 บทท่ี 15 | ระบบสุรยิ ะ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 • ดาวTrappist-1e เปน็ ดาวเคราะห์ท่ีมมี วล รัศมี และอุณหภมู ิใกล้เคียงกับโลก เนื่องจาก ดาวเคราะหม์ รี ะยะทางจากดาวแมใ่ กลก้ วา่ ระยะทางจากโลกถงึ ดวงอาทติ ยม์ าก อาจทำ� ให้ สภาพบรรยากาศและอณุ หภูมเิ ปลีย่ นแปลงมาก จงึ ส่งผลกระทบต่อมนุษยไ์ ด้ คำ� ถามทา้ ยกิจกรรม มนษุ ย์มีโอกาสจะพบดาวเคราะห์ทส่ี ามารถอาศยั อยไู่ ดห้ รือไม่ เพราะเหตุใด แนวคำ� ตอบ มโี อกาส เพราะมกี ารคน้ พบดาวเคราะหน์ อกระบบสรุ ยิ ะจำ� นวนมากซงึ่ บางดวง มอี งคป์ ระกอบคลา้ ยโลก เขน่ ดาว Kepler-425B ดาว Proxima-b ดาว Trappist-1e ข้อมูลเพิม่ เติมสำ� หรบั ครเู ก่ียวกับดาวเคราะห์ในกิจกรรม โลกเป็นดาวเคราะห์ในระบบสุริยะที่มีสภาวะเอื้อต่อการด�ำรงชีวิตของส่ิงมีชีวิต อยู่ห่างจาก ดวงอาทติ ย์พอเหมาะ บรรยากาศส่วนใหญ่เป็นแกส๊ ไนโตรเจน และแกส๊ ออกซเิ จน ทเ่ี หลือเป็น แก๊สอารก์ อน แก๊สคารบ์ อนไดออกไซด์ และน�ำ้ แกส๊ คารบ์ อนไดออกไซด์ หรือแก๊สเรอื นกระจก ในชั้นบรรยากาศช่วยท�ำให้โลกมีอุณหภูมิที่เหมาะสมต่อสิ่งมีชีวิต โลกอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ ประมาณ 150 ลา้ นกโิ ลเมตร คาบการโคจรประมาณ 365 วัน มีรัศมี 6,378 กิโลเมตร มมี วล 5.976 x 1024 กโิ ลกรมั มคี วามเรง่ เนอื่ งจากแรงโนม้ ถว่ ง 9.81 เมตรตอ่ วนิ าที2 และอณุ หภมู สิ มดลุ มีคา่ เทา่ กับ -15 องศาเซลเซยี ส ดาวเคราะห์ Proxima-b (ดาวแมค่ ือ Proxima Centauri) Proxima-b เป็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะในเขตเอื้อชีวิต โคจรรอบดาวฤกษ์ Proxima Centauri ซ่ึงเป็นดาวฤกษ์ประเภทดาวแคระแดงในกลุ่มดาวคนคร่ึงม้า เป็นดาวฤกษ์ท่ีอยู่ใกล้ โลกมากที่สุด โดยอยู่ห่างจากโลกประมาณ 4.24 ปีแสง Proxima-b ค้นพบโดยคณะ นกั ดาราศาสตรจ์ ากหอดดู าวยโุ รปในซกี โลกใต้ ในวนั ท่ี 24 สงิ หาคม พ.ศ. 2559 นกั ดาราศาสตร์ กลุ่มน้ีได้ตรวจวัดโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ ณ หอดูดาวลาซียา ประเทศชิลี โดยตรวจพบ ดาวเคราะห์ใ์ นช่ว่ งความยาวคลื่�นแสงที่�ตามองเห็น็ และช่ว่ งคลื่�นอัลั ตราไวโอเลต นักั ดาราศาสตร์์ เชื่�อว่่าบนผิิวของดาวเคราะห์์ดวงนี้้�มีีของเหลวซึ่�งคล้้ายกัับน้ำำ��อยู่� นอกจากนี้�ดาวแม่่ได้้มีี การปลดปล่อ่ ยพลังั งานและรังั สีอี ัลั ตราไวโอเลตออกมาตลอดเวลา จึงึ ส่ง่ ผลให้ไ้ ด้ร้ ับั ปริมิ าณของ รังั สีอี ััลตราไวโอเลตมากกว่า่ โลกหลายเท่่า ดาวเคราะห์ Kepler-425b (ดาวแมค่ ือ Kepler-425) องคก์ ารนาซาคน้ พบในปพี .ศ. 2558 ดาวเคราะหด์ วงนอ้ี ยใู่ นเขตเออ้ื ชวี ติ โคจรรอบดาวแมท่ ี่ มลี กั ษณะคลา้ ยดวงอาทติ ย์ ปจั จบุ นั ยงั ไมเ่ ปน็ ทแ่ี นช่ ดั วา่ Kepler-425b เปน็ ดาวเคราะหช์ นดิ ใด แต่ถ้าหากเป็นดาวเคราะห์หิน ดาวเคราะห์ดวงนี้ก็เอื้อต่อการเกิดส่ิงมีชีวิต และเนื่องจาก Kepler-425b มขี นาดใหญก่ วา่ โลกถงึ หา้ เทา่ นกั วทิ ยาศาสตรจ์ งึ สนั นษิ ฐานวา่ พนื้ ผวิ ดาวมโี อกาส ท่ีจะเกดิ ภูเขาไฟและมหาสมุทรดงั เช่นโลกของเรา สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทที่ 15 | ระบบสรุ ยิ ะ 103 ดาวเคราะห์ Trappist-1e (ดาวแมค่ อื Trappist-1) เป็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะท่ีมีขนาดใกล้เคียงโลก ดาวแม่มีขนาดเล็กกว่าดวงอาทิตย์ 0.08 เท่า อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์สามารถค�ำนวณหาพ้ืนที่เขตเอื้อชีวิตของระบบน้ี แล้ว พบว่าดาวเคราะห์ Trappist-1e มีวงโคจรอยู่ในเขตเอื้อชีวิตพอดี เน่ืองจากดาวแม่มีขนาดเล็ก เขตเอ้ือชีวิตจึงมีระยะใกล้ดาวแม่มากข้ึนด้วย ซ่ึงในปีพ.ศ. 2560 นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบ หลกั ฐานทแ่ี สดงใหเ้ หน็ วา่ พน้ื ผวิ ของดาวเคราะห์ Trappist-1e มนี ำ้� อยจู่ รงิ แตย่ งั ไมม่ กี ารยนื ยนั ผลว่าน้�ำท่ีค้นพบอยู่ในรูปของของเหลวหรือแก๊ส และยังไม่มีการชี้ชัดว่าสภาพอากาศของ ดาวเคราะหส์ ามารถทำ� ใหเ้ กดิ สิง่ มชี ีวติ ไดห้ รือไม่ ยงั คงตอ้ งมีการศึกษาต่อไป 10. ใหน้ ักเรียนน�ำเสนอผลการท�ำกจิ กรรม และร่วมกนั อภปิ รายพร้อมตอบคำ� ถามท้ายกิจกรรม โดยมี แนวทางในการตอบคำ� ถามดังแสดงข้างตน้ 11. ครแู ละนกั เรยี นอภปิ รายรว่ มกนั เกยี่ วกบั ดาวเคราะหน์ อกระบบสรุ ยิ ะ เพอ่ื อธบิ ายความสมั พนั ธข์ อง ขอ้ มลู ดาวเคราะหท์ ก่ี ำ� หนดใหก้ บั ความเปน็ ไปไดท้ ม่ี นษุ ยจ์ ะอาศยั อยไู่ ด้ โดยใชป้ ระเดน็ คำ� ถามดงั น้ี • ดาวเคราะหน์ อกระบบสรุ ิยะท่มี นุษย์อาจอพยพไปอาศยั อยู่ได้ควรมลี ักษณะอยา่ งไร แนวค�ำตอบ ดาวเคราะหค์ วรมสี ภาพคลา้ ยโลก มนุษยจ์ งึ สามารถอาศัยอยู่ได้ 12. ครใู หน้ กั เรยี นศกึ ษาความรเู้ กยี่ วกบั เขตเออ้ื ชวี ติ จากหนงั สอื เรยี นหนา้ 78 และอภปิ รายรว่ มกนั โดย ใชค้ ำ� ถามดงั ตอ่ ไปน้ี • เขตเอ้ือชวี ติ คืออะไร แนวคำ� ตอบ เปน็ บรเิ วณทเ่ี หมาะสมตอ่ การอยอู่ าศยั ของสงิ่ มชี วี ติ มนี ำ้� ทอ่ี ยใู่ นสถานะของเหลว มชี นั้ บรรยากาศทเ่ี หมาะสมตอ่ การดำ� รงชวี ติ ของสง่ิ มชี วี ติ และอยหู่ า่ งจากดาวฤกษใ์ นระยะทาง ท่เี หมาะสม ท�ำให้มอี ณุ หภูมิท่เี หมาะสมตอ่ การด�ำรงชวี ิตของสง่ิ มชี วี ิต • ในระบบสุรยิ ะของเราบรเิ วณใดเปน็ เขตเออ้ื ชวี ิต เพราะเหตุใด แนวค�ำตอบ บริเวณท่ีอยู่ระหว่างดาวศุกร์กับดาวอังคาร เพราะเป็นบริเวณท่ีอยู่ห่างจาก ดวงอาทติ ย์ในระยะทางท่เี หมาะสม และมโี อกาสท่ีจะพบน้ำ� สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

104 บทที่ 15 | ระบบสรุ ยิ ะ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 ความรูเ้ พิ่มเตมิ ส�ำหรับครู สดั ส่วนองค์ประกอบของโลกและดาวอังคาร ส่วนที่เป็นเปลือกโลกประกอบด้วย ซิลิกา อะลูมินา เหล็กออกไซด์ แคลเซียมออกไซด์ แมกนเี ซยี มออกไซด์ และอน่ื ๆ สว่ นเนอื้ โลกประกอบดว้ ย เหลก็ ซลิ กิ อน แมกนเี ซยี ม และอนื่ ๆ ส�ำหรับแก่นประกอบด้วย เหล็ก นิกเกิล และซัลเฟอร์ โลกมีบรรยากาศประกอบด้วย แกส๊ ไนโตรเจน 78.09% แกส๊ ออกซเิ จน 20.95% แกส๊ อารก์ อน 0.93% แกส๊ คารบ์ อนไดออกไซด์ 0.039% และอื่น ๆ ดาวอังคารมีสัดส่วนของธาตุใกล้เคียงกัน อาจต่างกันเล็กน้อยโดยดาวอังคารมีสัดส่วนของ เหล็กมากกว่าโลกเล็กน้อย ส�ำหรับดาวอังคารมีแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์มากถึง 95.32% แก๊สไนโตรเจน 2.7% แก๊สอาร์กอน 1.6% แก๊สออกซิเจน 0.13% แก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ 0.08% และอน่ื ๆ สัดสว่ นองค์ประกอบของดาวเคราะหแ์ ก๊ส ดาวเคราะห์ยักษ์แก๊สท่ีอยู่ในระบบสุริยะประกอบด้วยดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ มอี งค์ประกอบของสารตา่ ง ๆ ดังนี้ ดาวพฤหัสบดปี ระกอบดว้ ยแก๊สไฮโดรเจน 89% แก๊สฮเี ลียม 10% แก๊สมีเทน 0.3% และแกส๊ แอมโมเนยี 0.026% ดาวเสาร์ประกอบดว้ ยแก๊สไฮโดรเจนมาก ถึง 96.3% แก๊สฮีเลียม 3.25% แกส๊ มเี ทน 0.45% และแก๊สแอมโมเนีย 0.0125% สดั สว่ นองค์ประกอบของดาวเคราะห์ยักษ์นำ้� แข็ง ดาวเคราะห์ยักษ์น�้ำแข็งท่ีอยู่ในระบบสุริยะประกอบด้วยดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน มีองค์ประกอบของสารตา่ ง ๆ ดงั น้ี นำ้� 56% มเี ทน 36% และแอมโมเนีย 8% นอกจากนย้ี ังอาจ มีของเหลวหรือของแข็งในรูปผลึก ภายในดาวยักษ์น�้ำแข็งประกอบด้วยเหล็ก ซิลิกอน แมกนเี ซยี มออกไซด์ เหลก็ ซลั ไฟด์ และโลหะเหลว สำ� หรบั ชน้ั บรรยากาศประกอบดว้ ย ไฮโดรเจน ฮีเลียม และไฮโดรคาร์บอน ยานวอยเอเจอร์ 2 วัดอุณหภูมิผิวของดาวยักษ์น�้ำแข็งได้ประมาณ -224 องศาเซลเซียส สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 บทท่ี 15 | ระบบสรุ ิยะ 105 แนวทางการวัดและประเมินผล KPA การวัดและประเมินผล K: 1. ผลการปฏบิ ตั กิ จิ กรรม 15.1 และ 15.2 และการตอบ 1. การเกิดระบบสรุ ยิ ะ 2. การแบง่ เขตบรวิ ารของดวงอาทิตย์ คำ� ถามทา้ ยกจิ กรรม 3. ลักษณะดาวเคราะห์ท่ีเอ้ือต่อการด�ำรง 2. การรว่ มอภปิ รายเพอื่ สรปุ องค์ความรู้แบบฝึกหดั ชีวิตและดาวเคราะหน์ อกระบบสุรยิ ะ P: 1. การหาความสัมพันธข์ องสเปซกบั เวลา 1. การน�ำเสนอผลงานให้เห็นการเปลี่ยนแปลงระหว่าง 2 .การสอ่ื สารสนเทศและการรเู้ ทา่ ทนั สอื่ กระบวนการเกิดดวงอาทิตย์และบริวารของดวง 3. การคิดอย่างมีวิจารณญาณและการแก้ อาทิตย์ และการแบ่งเขตบริวารของดวงอาทิตย์ ปญั หา 2. การสืบคน้ ขอ้ มลู และการนำ� เสนอผลงาน 4. ความร่วมมือ การท�ำงานเป็นทีมและ 3. รว่ มอภปิ รายขอ้ มลู หรอื ขา่ วเกย่ี วกบั ความเปน็ ไปไดท้ ี่ ภาวะผนู้ ำ� จะมสี ง่ิ มีชีวติ บนดาวเคราะหอ์ ่นื ๆ 4. การแบ่งหนา้ ทรี่ บั ผดิ ชอบในการทำ� งานกลมุ่ A: 1.การใช้วิจารณญาณ 1. การรว่ มอภปิ รายขอ้ มลู หรอื ขา่ วเกยี่ วกบั ความเปน็ ไป 2.ความใจกว้าง ได้ท่จี ะมสี ่ิงมีชวี ิตบนดาวเคราะหอ์ น่ื ๆ 3.ความอยากรอู้ ยากเหน็ 2. ร่วมกันอภปิ ราย และการตอบคำ� ถาม 4.การเห็นความส�ำคัญและคุณค่าของ 3. สืบค้นข้อมูลร่วมกันตั้งค�ำถาม อภิปราย เก่ียวกับ วทิ ยาศาสตร์ ประเดน็ ต่าง ๆ ดังตัวอย่างในขนั้ ขยายความรู้ 15.2 การโคจรของดาวเคราะห์ จดุ ประสงค์การเรยี นรู้ อธิบายการโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ด้วยกฎเคพเลอร์และกฎแรงโน้มถ่วงของนิวตัน พร้อมค�ำนวณคาบการโคจรของดาวเคราะห์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

106 บทท่ี 15 | ระบบสรุ ิยะ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 สือ่ และแหล่งการเรยี นรู้ 1. หนงั สอื เรยี นรายวิชาเพิ่มเติมวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 2. สืืบค้น้ ข้อ้ มููลเพิ่�มเติิมได้จ้ าก สสวท. learning space: www.scimath.org แนวการจัดการเรียนรู้ 1. ครนู ำ� เขา้ สบู่ ทเรยี นโดยใชค้ ำ� ถามดงั ตอ่ ไปน้ี “ดาวเคราะหแ์ ละบรวิ ารตา่ ง ๆ โคจรรอบดวงอาทติ ยไ์ ด้ อยา่ งไร” แนวค�ำตอบ ตอบตามความเข้าใจของนักเรียน เช่น ดาวเคราะห์และบริวารต่าง ๆ โคจรรอบ ดวงอาทิตยด์ ้วยแรงโนม้ ถว่ ง 2. ครูให้นกั เรียนปฏิบตั ิกจิ กรรม 15.3 กฎเคพเลอร์ กิจกรรม 15.3 กฎเคพเลอร์ จุดประสงคก์ จิ กรรม อธบิ ายการโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทติ ยด์ ว้ ยกฎเคพเลอร์ เวลา 1 ชั่วโมง สถานการณ์ “นักดาราศาสตร์สังเกตการเคล่ือนที่ของดาวเคราะห์ ก เมื่อต�ำแหน่งของดาวเคราะห์ ก อยใู่ กลด้ วงอาทติ ยม์ ากทส่ี ดุ เปน็ ระยะเวลา 2 เดอื น และเมอื่ ตำ� แหนง่ อยไู่ กลดวงอาทติ ยม์ ากทส่ี ดุ เป็นระยะเวลา 2 เดอื น จากนน้ั นำ� ขอ้ มลู ท่ไี ดม้ าบนั ทึกลงในแผนภาพการโคจรของดาวเคราะห์ ก ไดด้ ังรปู ” ขอ้ มลู ดงั กล่าวบอกลกั ษณะการโคจรของดาวเคราะห์ได้อยา่ งไร กำ� หนดให้ S คอื ตำ� แหนง่ ของดวงอาทติ ย์ A และ B คืือตำำ�แหน่่งที่� ดาวเคราะห์์ ก อยู่�ใกล้้ ดวงอาทิติ ย์์มากที่่�สุุด C และ D คืือตำำ�แหน่่งที่� ดาวเคราะห์์ ก อยู่�ไกล ดวงอาทิติ ย์์มากที่่�สุุด สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 บทท่ี 15 | ระบบสุริยะ 107 ตอนท่ี 1 การศึกษาพ้ืนท่ีในวงโคจรของดาวเคราะห์ วิธีการทำ� กจิ กรรม วิเิ คราะห์ส์ ถานการณ์์ที่่�กำำ�หนดให้้ และหาพื้�นที่�การโคจรของดาวเคราะห์์ ก เมื่�อตำำ�แหน่่งอยู่� ใกล้ด้ วงอาทิติ ย์ม์ ากที่่�สุดุ และเมื่�ออยู่�ไกลดวงอาทิติ ย์ม์ ากที่่�สุดุ โดยการนับั ช่อ่ งตาราง และบันั ทึกึ ผล ตัวอย่างผลการท�ำกิจกรรม คำ� ถามท้ายกจิ กรรม 1. พ้ืนที่เม่ือต�ำแหน่งของดาวเคราะห์ ก อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากท่ีสุด และพ้ืนที่เมื่อต�ำแหน่ง ดาวเคราะห์ ก อยูไ่ กลดวงอาทิตย์มากท่ีสุดมีคา่ เท่ากันหรือไม่ อยา่ งไร แนวค�ำตอบ มพี ืน้ ท่ใี กล้เคยี งกัน จ�ำนวน 12 ช่อง 2. อัตราเร็วในการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ ก ช่วงท่ีใกล้ดวงอาทิตย์มากท่ีสุด และช่วงท่ีไกล ดวงอาทิตยม์ ากทส่ี ดุ เท่ากนั หรือไม่ อยา่ งไร แนวค�ำตอบ ไม่เท่ากัน เมือ่ พจิ ารณาระยะทางระหว่าง A ถงึ B และระยะทางระหวา่ ง C ถงึ D ในระยะเวลาที่เท่ากนั พบว่าระยะทาง A ถงึ B มากกว่า ระยะทาง C ถงึ D ดังน้ัน ช่วงท่ี ดาวเคราะห์ ก อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด จึงมีอัตราเร็วในการเคล่ือนที่มากกว่าช่วงท่ี ดาวเคราะห์ ก อยไู่ กลดวงอาทิตยม์ ากทส่ี ดุ ตอนที่ 2 ศึกษาความสัมพนั ธ์ระหว่างคาบการโคจรกับค่าครง่ึ แกนหลกั วธิ กี ารทำ� กิจกรรม 1. จากตารางทก่ี ำ� หนดศกึ ษาคาบการโคจรของดาวเคราะหต์ า่ ง ๆ (P) และศกึ ษาคา่ ครงึ่ แกนหลกั ซง่ึ เปน็ ระยะหา่ งเฉล่ยี ระหวา่ งดาวเคราะห์แต่ละดวงกบั ดวงอาทิตย์ (a) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

108 บทท่ี 15 | ระบบสรุ ิยะ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 ดาวเคราะห์ คาบการโคจร (P) (ป)ี คา่ คร่ึงแกนหลกั (a) (หน่วยดาราศาสตร)์ ดาวพธุ 0.24 ดาวศกุ ร์ 0.62 0.39 1.00 0.72 โลก 1.88 1.00 ดาวอังคาร 11.86 1.52 ดาวพฤหัสบดี 29.46 5.20 ดาวเสาร์ 84.01 9.54 ดาวยูเรนัส 164.80 19.18 ดาวเนปจนู 30.06 2. คำ� นวณคา่ กำ� ลงั สองของคาบการโคจร (P2) และกำ� ลงั สามของคา่ ครงึ่ แกนหลกั (a3) บนั ทกึ ผล 3. เปรยี บเทยี บค่าทง้ั สอง สรุป และน�ำเสนอผลการทำ� กจิ กรรม ตัวอยา่ งผลการทำ� กิจกรรม ดาว คาบการโคจร (P) คาบการโคจร2 คร่ึงแกนหลัก คา่ ครึง่ แกน เคราะห์ (ป)ี (หน่วยดาราศาสตร์) หลกั 3 พุธ 0.24 0.06 0.39 0.06 ศกุ ร์ 0.62 0.38 0.72 0.38 โลก 1.00 1.00 1.00 1.00 อังคาร 1.88 3.53 1.52 3.51 พฤหัสบดี 11.86 140.66 5.20 140.61 เสาร์ 29.46 867.89 9.54 868.25 ยูเรนัส 84.01 7,057.68 19.18 7,055.79 เนปจนู 164.80 27,159.04 30.06 27,162.32 สถาบันสง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 บทท่ี 15 | ระบบสรุ ยิ ะ 109 สรปุ ผลการท�ำกจิ กรรม เม่ือดาวเคราะห์อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วมากกว่าเมื่อดาวเคราะห์อยู่ไกล จากดวงอาทิตย์ แต่มีพ้ืนทีใกล้เคียงกัน และเมื่อเปรียบเทียบค่าก�ำลังสองของคาบการโคจรกับ คา่ ก�ำลงั สามของค่าครง่ึ แกนหลักพบว่ามคี ่าใกลเ้ คียงกนั ค�ำถามท้ายกจิ กรรม จากกิจกรรม ค่าก�ำลังสองของคาบการโคจร และค่าก�ำลังสามของค่าครึ่งแกนหลักของ ดาวเคราะห์ใด ๆ มคี า่ เปน็ อย่างไร แนวค�ำตอบ ค่าก�ำลังสองของคาบการโคจรของดาวเคราะห์เท่ากับค่าก�ำลังสามของ ค่าครงึ่ แกนหลักของดาวเคราะห์ 3. นกั เรยี นแตล่ ะกลมุ่ นำ� เสนอ และรว่ มกนั อภปิ รายผลการทำ� กจิ กรรม พรอ้ มตอบคำ� ถามทา้ ยกจิ กรรม โดยมีแนวทางการอภปิ รายและตอบคำ� ถามดงั แสดงขา้ งต้น 4. ให้นักเรียนศึกษาข้อมูลเก่ียวกับกฎการเคล่ือนท่ีของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ของเคพเลอร์ใน หนังสอื เรียนหนา้ 82-85 และอภิปรายร่วมกนั โดยใชต้ วั อยา่ งค�ำถามดงั ตอ่ ไปน้ี • ลกั ษณะวงโคจรของดาวเคราะหท์ ีโ่ คจรรอบดวงอาทติ ย์เปน็ อย่างไร แนวค�ำตอบ ดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรี โดยมีดวงอาทิตย์อยู่ท่ีจุดโฟกัสจุดใด จดุ หนึง่ ซ่ึงสอดคล้องกบั กฎของเคพเลอรข์ ้อท่ี 1 กฎของวงรี • ค่าความรีมีความสัมพันธ์กับค่าระยะทางจากจุดศูนย์กลางของวงโคจรถึงดวงอาทิตย์ กับ ค่าคร่ึงแกนหลักอยา่ งไร แนวคำำ�ตอบ ค่่าความรีีของวงโคจรของดาวเคราะห์์ขึ้�นอยู่่�กัับ ระยะทางจากจุุดศููนย์์กลางของ วงโคจรถึึงดวงอาทิิตย์์กับั ค่่าครึ่�งแกนหลััก • ดาวเคราะห์ดวงใดในระบบสุรยิ ะมคี วามรใี นวงโคจรมากท่สี ดุ แนวค�ำตอบ ดาวพธุ มีความรีในวงโคจรมากท่ีสุด • พนื้ ทท่ี ดี่ าวเคราะหเ์ คลอื่ นทก่ี วาดไปมคี วามสมั พนั ธก์ บั ชว่ งเวลาทดี่ าวเคราะหโ์ คจรรอบดวงอาทติ ย์ อยา่ งไร แนวค�ำตอบ ในระยะเวลาทเ่ี ทา่ กัน ดาวเคราะห์เคล่ือนทก่ี วาดไปดว้ ยพ้นื ทเี่ ทา่ กัน • คาบการโคจรของดาวเคราะห์และค่าคร่ึงแกนหลักของดาวเคราะห์ท่ีโคจรรอบดวงอาทิตย์มี ความสัมพันธ์กนั อย่างไร แนวค�ำตอบ ก�ำลังสองของคาบการโคจรของดาวเคราะห์ในหน่วยปีเทียบกับโลก มีค่าเท่ากับ ก�ำลงั สามของระยะคร่ึงแกนหลกั ในหนว่ ยดาราศาสตร์ ซ่ึงสอดคล้องกับกฎของเคพเลอร์ข้อท่ี 3 กฎของคาบ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

110 บทที่ 15 | ระบบสุริยะ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 5. ครูให้นักเรียนร่วมกันอภิปรายตามความคิดของตนเองว่า “เพราะเหตุใดดาวเคราะห์จึงโคจรรอบ ดวงอาทิตย์” จากน้ันให้ศึกษากฎแรงโน้มถ่วงของนิวตันจากหนังสือเรียนหน้า 85 และร่วมกัน อภปิ รายโดยใชค้ ำ� ถามตวั อย่างดังต่อไปนี้ • แรงที่ท�ำให้ดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์มีความสัมพันธ์กับมวลของดาวเคราะห์และ ระยะทางของดาวเคราะหจ์ ากดวงอาทติ ย์ อย่างไร แนวคำ� ตอบ แรงทที่ ำ� ใหด้ าวเคราะหโ์ คจรรอบดวงอาทติ ย์ (F) เปน็ แรงดงึ ดดู ทแ่ี ปรผนั ตรงกบั ผล คขอณู งรระะหยวะา่ ทงมางวล(ขr)อจงดากวงดอวางทอติายท์ิต(mย์ถ1)ึงกดบัาวมเวคลรขาอะงหด์นา้ันวเคโรดายะมหีค์ (่าmคง2)ตแัวลโนะแ้มปถร่วผงสกาผกนั ลกเบั ปก็นำ� คล่างั คสงอทงี่ ดงั สมการ เมือ่ F คือขนาดของแรงโน้มถว่ งระหว่างมวลท้ังสอง G คอื คา่ คงตัวโนม้ ถ่วงสากล เทา่ กับ 6.67x10-11 Nm2kg-2 m1 คือมวลของวัตถุที่หน่งึ (ดวงอาทิตย์) m2 คือมวลของวัตถุที่สอง (ดาวเคราะห)์ r คือระยะทางระหวา่ งวตั ถุทั้งสอง แนวทางการวดั และประเมนิ ผล KPA การวดั และประเมนิ ผล K: การโคจรของดาวเคราะห์์รอบดวงอาทิิตย์์ 1. ผลการปฏิบัติกิจกรรม 15.3 และการตอบ ตามกฎความโน้้มถ่่วงของนิิวตััน และ ค�ำถามท้ายกิจกรรม กฎเคพเลอร์ 2. การรว่ มอภปิ รายเพอ่ื สรปุ องคค์ วามรแู้ บบฝกึ หดั P: 1. การสื่อสารสนเทศและการร้เู ท่าทันสอ่ื 1. การสบื คน้ ขอ้ มลู และการน�ำเสนอผลงาน 2. ความร่วมมือ การท�ำงานเป็นทีมและภาวะ 2. การแบ่งหนา้ ท่ีรบั ผดิ ชอบในการทำ� งานกลุ่ม ผู้น�ำ สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทท่ี 15 | ระบบสุริยะ 111 KPA การวดั และประเมนิ ผล A: 1. การรว่ มอภปิ รายขอ้ มลู 1. การใช้วจิ ารณญาณ 2. รว่ มกนั อภิปราย และการตอบคำ� ถาม 2. ความใจกว้าง 3. สบื คน้ ขอ้ มลู รว่ มกนั ตงั้ คำ� ถาม อภปิ ราย เกย่ี กบั 3. ความอยากรอู้ ยากเหน็ 4. การเห็นคุณคา่ ทางวทิ ยาศาสตร์ ประเด็นต่าง ๆ ดังตัวอยา่ งในข้ันขยายความรู้ ความรู้เพิ่มเติมสำ� หรับครู การโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ กฎแรงโน้มถ่วงของนิวตันเกิดข้ึนเม่ือนิวตันต้ังข้อสังเกตว่า การโคจรของดาวเคราะห์รอบ ดวงอาทิตย์นั้นสามารถอธิบายได้ด้วยหลักเดียวกันกับการตกอย่างอิสระของวัตถุบนพ้ืนโลก นั่นคือดวงอาทิตย์มีแรงโน้มถ่วงซ่ึงดึงดูดดาวเคราะห์ไว้ โดยวัตถุท่ีมีมวลมากกว่ามีแรงโน้มถ่วง มากกวา่ วตั ถทุ ม่ี มี วลนอ้ ยกวา่ ดงั นนั้ ดวงอาทติ ยซ์ ง่ึ มมี วลมากทส่ี ดุ ในระบบสรุ ยิ ะจงึ มอี ทิ ธพิ ลตอ่ มี แรงโน้มถ่วงมากที่สุด และมีอิทธิพลต่อแรงเข้าสู่ศูนย์กลางของดาวเคราะห์ และทิศทาง การเคลื่อนที่ของวัตถุในแนวสัมผัส ท�ำให้ดาวเคราะห์ไม่เคลื่อนที่เข้าหาดวงอาทิตย์ แต่จะ เคลื่อนที่เปน็ วงรอบดวงอาทิตย์ เช่นเดียวกับการผูกวัตถเุ ลก็ ๆ ไว้ทีป่ ลายเชอื กแล้วเหวย่ี งเชือก จะพบวา่ วตั ถเุ คล่ือนท่เี ป็นวงรอบมอื ท่จี ับเชือก 15.3 โครงสรา้ งและปรากฏการณบ์ นดวงอาทิตย ์ จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. สบื คน้ ข้อมลู และอธบิ ายโครงสรา้ งของดวงอาทติ ย์และปรากฏการณ์ที่เกิดขึน้ บนดวงอาทติ ย์ 2. ยกตวั อยา่ งผลจากปรากฏการณ์บนดวงอาทติ ยท์ ม่ี ตี อ่ โลกและส่งิ มชี ีวิตบนโลกรวมท้ังประเทศไทย ส่ือการเรยี นรู้และแหล่งการเรียนรู้ 1. หนงั สอื เรยี นรายวชิ าเพมิ่ เตมิ วทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 2. สืบื ค้น้ ข้อ้ มูลู เพิ่�มเติมิ ได้จ้ าก สสวท. learning space: www.scimath.org สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

112 บทท่ี 15 | ระบบสุริยะ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 แนวการจดั การเรียนรู้ 1. ครูน�ำเขา้ สู่บทเรียนโดยทบทวนความรูเ้ ดมิ เกีย่ วกับดวงอาทติ ย์โดยใช้ตวั อย่างคำ� ถามตอ่ ไปน้ี • โลกของเราได้รบั พลงั งานจากดวงอาทิตย์ในรูปแบบใดบ้าง แนวคำ� ตอบ โลกเราไดร้ บั พลงั งานจากดวงอาทติ ยใ์ นรปู แบบของพลงั งานแสง พลงั งานความรอ้ น และรังสตี ่าง ๆ เช่น รังสีอัลตราไวโอเลต • ดวงอาทติ ย์สรา้ งพลังงานได้อย่างไร และสร้างท่บี รเิ วณใด แนวค�ำตอบ สร้างพลังงานจากปฏกิ ิริยาเทอร์มอนิวเคลยี ร์ โดยสรา้ งที่แก่นของดวงอาทติ ย์ 2. ครนู ำ� อภปิ รายเขา้ สกู่ จิ กรรมโดยใชค้ ำ� ถามนำ� \"พลงั งานทถ่ี กู ผลติ ขน้ึ ทแ่ี กน่ ของดวงอาทติ ยส์ ง่ ผา่ น มายังพืน้ ผวิ ดวงอาทิตย์อย่างไร\" ให้นักเรียนปฏบิ ัติกจิ กรรม 15.4 โครงสรา้ งดวงอาทติ ย์ กจิ กรรม 15.4 โครงสร้างดวงอาทติ ย์ จดุ ประสงค์กิจกรรม ระบุและอธบิ ายโครงสรา้ งของดวงอาทติ ย์ เวลา 1 ช่ัวโมง วัสดุ-อุปกรณ์ เอกสารความร้เู ร่อื ง โครงสรา้ งดวงอาทิตย ์ 1 ชดุ หมายเหตุ สามารถดาวนโ์ หลดเอกสารประกอบกิจกรรมไดจ้ าก QR code ประจ�ำบท การเตรียมตัวลว่ งหน้า - วธิ ีการท�ำกจิ กรรม 1. ศึกษาความรูเ้ รอื่ ง โครงสร้างดวงอาทติ ย์ จากเอกสารท่ีกำ� หนด 2. ระบชุ อ่ื โครงสรา้ งดวงอาทติ ย์ลงในแผนภาพทกี่ �ำหนด 3. อธิบายลักษณะส�ำคัญของโครงสรา้ งสว่ นต่าง ๆ ของดวงอาทติ ยล์ งในตารางทีก่ �ำหนด 4. สรปุ และนำ� เสนอผลการทำ� กจิ กรรม สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทท่ี 15 | ระบบสรุ ยิ ะ 113 ตัวอยา่ งผลการทำ� กิจกรรม แผนภาพโครงสรา้ งดวงอาทิตย์ แก่น คอโรนา เขตการแผร่ ังสี โฟโตสเฟยี ร์ เขตพาความรอ้ น โครโมสเฟียร์ ตารางบัันทึกึ ผล ลกั ษณะสำ� คัญ บริเวณ เปน็ บรเิ วณทเ่ี กิดปฏกิ ริ ิยาเทอรม์ อนิวเคลียร์ เป็นเขตทมี่ กี ารถ่ายโอนพลังงาน ซึง่ อยรู่ ะหวา่ งแกน่ และเขตพาความร้อน ก. แกน่ เป็นเขตทถ่ี า่ ยโอนความร้อนออกสชู่ ้นั บรรยากาศของดวงอาทิตย์ ข. เขตการแผ่รงั สี เป็นช้ันบรรยากาศของดวงอาทิตย์มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าเม่ือมองผ่าน ค. เขตพาความร้อน แผน่ กรองแสงสุรยิ ะ ง. โฟโตสเฟียร์ เป็นช้ันบรรยากาศของดวงอาทิตย์ท่ีห่อหุ้มช้ันโฟโตสเฟียร์และมี ความหนาแน่นน้อยกว่าช้ันโฟโตสเฟียร์ สังเกตเห็นได้เป็นเส้นขอบสีค่อน ฉ. โครโมสเฟียร์ ไปทางแดงขณะเกดิ สรุ ยิ ปุ ราคาเตม็ ดวง เป็นชั้นบรรยากาศช้ันนอกสุดที่มีความหนาแน่นน้อย และแผ่กระจายได้ จ. คอโรนา ไกลมากจากดวงอาทติ ย์ จะเห็นแสงช้นั นใ้ี นชว่ งท่เี กิดสุริยุปราคาเต็มดวง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

114 บทที่ 15 | ระบบสุริยะ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 สรุปผลการทำ� กจิ กรรม โครงสร้างของดวงอาทิตย์ประกอบด้วย 2 ช้ันหลกั คอื โครงสร้างภายใน และช้ันบรรยากาศ ของดวงอาทิตย์ โดยโครงสรา้ งภายในของดวงอาทิตยแ์ บง่ เปน็ 3 ช้ัน ไดแ้ ก่ แก่น เขตการแผร่ ังสี เขตพาความร้อน ส่วนชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์แบ่งเป็น 3 ชั้น ได้แก่ ชั้นโฟโตสเฟียร์ ชัน้ โครโมสเฟยี ร์ และคอโรนา ค�ำถามท้ายกจิ กรรม 1. ดวงอาทิตย์มีโครงสร้างหลักก่ีชน้ั อะไรบ้าง แนวค�ำตอบ 2 ชั้น ได้แก่ โครงสร้างภายในของดวงอาทิตย์ และ ชั้นบรรยากาศของ ดวงอาทติ ย์ 2. โครงสร้างภายในดวงอาทติ ยม์ กี ีช่ น้ั อะไรบ้าง แตล่ ะช้นั แตกตา่ งกนั อย่างไร แนวคำำ�ตอบ 3 ชั้�น ได้แ้ ก่่ แก่น่ เขตการแผ่ร่ ังั สีี เขตพาความร้อ้ น แต่ล่ ะชั้�นมีคี วามหนาแน่น่ ต่า่ งกันั โดยแก่่นมีีความหนาแน่่นสููงสุุด จากนั้�นรองลงมาเป็็นเขตการแผ่ร่ ัังสีี และเขตพาความร้้อน ซึ่�งมีคี วามหนาแน่่นน้้อยที่่�สุดุ 3. ชั้้�นบรรยากาศของดวงอาทิิตย์์มีีกี่�ชั้�น อะไรบ้้าง แต่่ละชั้�นแตกต่า่ งกันั อย่่างไร แนวคำ� ตอบ 3 ชนั้ ไดแ้ ก่ ชน้ั โฟโตสเฟยี ร์ ชนั้ โครโมสเฟยี ร์ ชนั้ คอโรนา ซง่ึ แตล่ ะชนั้ มอี ณุ หภมู ิ แตกต่างกัน โดยชั้นคอโรนามีอุณหภูมิสูงสุด รองลงมาเป็นชั้นโครโมสเฟียร์ และ ชัน้ โฟโตสเฟียรต์ ามล�ำดบั 4. บรเิ วณใดของดวงอาทิตยท์ ่ีเป็นแหลง่ สร้างพลงั งาน และสร้างพลงั งานได้อย่างไร แนวคำ� ตอบ ดวงอาทิตย์สรา้ งพลังงานท่แี กน่ โดยสร้างจากปฏิกริ ิยาเทอรม์ อนิวเคลยี ร์ 3. นกั เรยี นแตล่ ะกลมุ่ น�ำเสนอ และรว่ มกนั อภิปรายผลการทำ� กิจกรรม พรอ้ มตอบค�ำถามท้ายกจิ กรรม โดยมีแนวทางการอภิปรายและตอบค�ำถามดงั แสดงข้างต้น 4. ครูให้นักเรียนศึกษาโครงสร้างของดวงอาทิตย์จากหนังสือเรียนหน้า 87 แล้วอภิปรายร่วมกันโดยมี แนวทางดงั ตัวอย่างค�ำถามตอ่ ไปนี้ • นอกจากแสงแลว้ ยังมีสิง่ ใดอีกท่ีดวงอาทิตย์ปลดปล่อยมายงั โลก แนวคำ� ตอบ พลงั งานความรอ้ น และอนภุ าคพลงั งานสงู ซง่ึ ประกอบดว้ ยโปรตอนและอเิ ลก็ ตรอน • กระบวนการถ่ายโอนความร้อนหลกั ภายในดวงอาทติ ย์มอี ะไรบ้าง แนวคำ� ตอบ การแผร่ ังสีความร้อน และการพาความร้อน • พลงั งานความรอ้ นภายในดวงอาทติ ยม์ ถี า่ ยโอนออกสภู่ ายนอกไดอ้ ยา่ งไร และใชเ้ วลานานเทา่ ไร แนวคำำ�ตอบ มีีการแผ่่รัังสีีความร้้อนจากแก่่นดวงอาทิิตย์์ และถ่่ายโอนความร้้อนมายััง ผิวิ ดวงอาทิติ ย์โ์ ดยการพาความร้้อน ซึ่�งใช้้เวลาหลายแสนปีีในชั้�นการแผ่ร่ ัังสีี สถาบันส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทท่ี 15 | ระบบสรุ ิยะ 115 5. ครใู หน้ กั เรยี นสงั เกตรปู ดวงอาทติ ยท์ ถี่ า่ ยตอ่ เนอ่ื งเปน็ เวลา 10 ปี และอภปิ รายรว่ มกนั โดยใชค้ ำ� ถาม ดงั นี้ ที่�มารูปู : ดัดั แปลงจากนาซา • จากรูปู พื้�นผิวิ ของดวงอาทิติ ย์์มีกี ารเปลี่�ยนแปลงหรือื ไม่่ อย่่างไร แนวคำ� ตอบ มกี ารเปลย่ี นแปลง โดยมกี ารเปลย่ี นจำ� นวนและตำ� แหนง่ ของบรเิ วณทม่ี คี วามสวา่ ง • การเปล่ยี นแปลงดงั กลา่ วเกิดขน้ึ เน่ืองจากอะไร แนวค�ำตอบ ตอบตามความเข้าใจของนักเรียน เช่น เกิดจากปรากฏการณ์ลุกจ้า หรือการเกิด จดุ มืดบนดวงอาทติ ย์ 6. ครูให้นักเรียนศึกษาข้อมูลเก่ียวกับปรากฏการณ์บนดวงอาทิตย์ในหนังสือเรียนหน้า 88-90 และ ร่วมกนั อภปิ รายโดยใช้คำ� ถามตอ่ ไปน้ี • จุดมดื ดวงอาทติ ย์เกิดบริเวณใดของดวงอาทติ ย์ ลกั ษณะเปน็ อยา่ งไร แนวค�ำตอบ จุดมืดเกิดบนชั้นโฟโตสเฟียร์เป็นบริเวณท่ีมีความเข้มของสนามแม่เหล็กสูงกว่า บริเวณอื่น มอี ุณหภูมติ �่ำกว่าบรเิ วณโดยรอบ • เพราะเหตุใดจดุ มืดดวงอาทติ ยจ์ งึ มีสีเขม้ กว่าบรเิ วณโดยรอบ แนวค�ำตอบ อุณหภูมิของจุดมืดต่�ำกว่าบริเวณโดยรอบ จึงเกิดการแผ่พลังงานน้อยกว่า ท�ำให้ สงั เกตเห็นเป็นสคี ล�้ำกว่าบรเิ วณขา้ งเคยี ง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

116 บทที่ 15 | ระบบสุริยะ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 • การลุกจา้ เกิดขนึ้ ไดอ้ ย่างไร และบรเิ วณใดของดวงอาทติ ย์ แนวค�ำตอบ การลุกจ้าเกิดข้ึนบริเวณใกล้จุดมืดดวงอาทิตย์ เนื่องจากผลของการบิดตัวของ สนามแม่เหล็ก ทำ� ใหม้ กี ารปลดปลอ่ ยคลนื่ แม่เหลก็ ไฟฟา้ และอนุภาคพลังงานสูง • เปลวสุริยะมีลกั ษณะเป็นอย่างไร และเกดิ ข้นึ บรเิ วณใดของดวงอาทติ ย์ แนวค�ำตอบ เปลวสุริยะเป็นพวยแก๊สร้อนขนาดใหญ่ เกิดขึ้นบนชั้นโฟโตสเฟียร์และ ชั้นโครโมสเฟียร์ • ลมสุริยะและพายสุ ุริยะเกดิ ข้นึ ไดอ้ ย่างไร แนวคำ� ตอบ ลมสุรยิ ะเกดิ ข้ึนเม่ือเกดิ การลกุ จ้าและดวงอาทิตยป์ ลอ่ ยอนุภาคพลงั งานสูงจำ� นวน มหาศาล ซ่ึงส่วนใหญ่เป็นโปรตอนและอิเล็กตรอนลมสุริยะมีความเร็วประมาณ 200 ถึง 900 กโิ ลเมตรต่อวินาที เมอ่ื ความเรว็ สงู กว่า 1,000 กโิ ลเมตรตอ่ วนิ าที จึงกลายเป็นพายุสรุ ยิ ะ 7. เม่ือเกิดลมสุริยะและพายุสุริยะ จะส่งผลต่อโลกอย่างไร ให้นักเรียนปฏิบัติกิจกรรม 15.5 ผลของ ลมสุริยะและพายสุ ุรยิ ะทม่ี ีต่อโลก กิจกรรม 15.5 ผลของลมสรุ ยิ ะและพายสุ ุรยิ ะทมี่ ีตอ่ โลก จุดประสงค์กิจกรรม อธบิ ายผลของลมสรุ ิยะและพายสุ รุ ิยะที่มตี อ่ โลก เวลา 1 ชั่วโมง วสั ด-ุ อปุ กรณ์ เอกสารความรู้ ผลของลมสุรยิ ะและพายสุ ุริยะ 1 ชุด หมายเหตุ สามารถดาวน์โหลดเอกสารประกอบกิจกรรมไดจ้ าก QR code ประจำ� บท วธิ กี ารทำ� กจิ กรรม 1. ศึกึ ษาความรู้�เรื่�องผลของลมสุรุ ิิยะและพายุุสุรุ ิยิ ะ จากเอกสารที่่�กำำ�หนด 2. วิเคราะห์ขอ้ มลู และจัดกลุ่มของผลทเี่ กิดจากลมสรุ ยิ ะ และพายสุ ุรยิ ะ 3. น�ำเสนอผลการวิเคราะห์จากข้อ 2 ในรูปผงั มโนทัศน์ สถาบันส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 บทท่ี 15 | ระบบสรุ ยิ ะ 117 ตัวอยา่ งผลการทำ� กจิ กรรม สรุปผลการทำ� กิจกรรม ผลที่เกิดข้ึนจากลมสุริยะคือปรากฏการณ์แสงเหนือใต้ ส่วนในช่วงที่เกิดพายุสุริยะส่งผลให้ เกดิ ผลกระทบทางระบบไฟฟา้ ระบบการส่อื สาร และการขนสง่ ทางอากาศ คำ� ถามทา้ ยกิจกรรม 1. แสงเหนือใต้เกิดข้ึนไดอ้ ยา่ งไร แนวค�ำตอบ เกิดจากลมสุริยะที่มีการปล่อยอนุภาคพลังงานสูง เมื่ออนุภาคพลังงานสูง เคลอ่ื นทผ่ี า่ นชน้ั บรรยากาศของโลกตามเสน้ แรงแมเ่ หลก็ โลก และชนอะตอมหรอื โมเลกลุ ของ แกส๊ ในบรรยากาศโลก ทำ� ใหแ้ กส๊ ปลดปลอ่ ยคลนื่ แมเ่ หลก็ ไฟฟา้ ออกมาเกดิ เปน็ ปรากฏการณ์ แสงเหนอื ใต้ 2. พายสุ ุรยิ ะสง่ ผลตอ่ โลกของเราอยา่ งไร แนวค�ำตอบ อนุภาคพลังงานสูงจากพายุสุริยะรบกวนระบบการสื่อสาร เช่น อาจท�ำให้ การส่อื สารระยะไกลขดั ข้องท�ำใหเ้ ครอ่ื งบนิ ไมส่ ามารถตดิ ตอ่ กับหอบังคบั การได้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

118 บทท่ี 15 | ระบบสรุ ิยะ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 3. บริเวณใดของโลกท่ีมีโอกาสไดร้ ับผลจากลมสุริยะ และพายสุ ุรยิ ะมากที่สดุ แนวค�ำตอบ บรเิ วณใกล้ขวั้ โลก 4. ประเทศไทยมีโอกาสได้รับผลจากลมสรุ ิยะ และพายุสุริยะหรอื ไม่ เพราะเหตใุ ด แนวคำ� ตอบ มโี อกาสนอ้ ย เพราะผลกระทบทเี่ กดิ จากปรากฏการณล์ มสรุ ยิ ะ และพายสุ รุ ยิ ะ เกดิ ขึน้ บรเิ วณขั้วแม่เหล็กโลก 9. นกั เรยี นแตล่ ะกลมุ่ นำ� เสนอ และรว่ มกนั อภปิ รายผลการทำ� กจิ กรรม พรอ้ มตอบคำ� ถามทา้ ยกจิ กรรม โดยมแี นวทางการอภปิ รายและตอบคำ� ถามดงั แสดงข้างต้น 10. ครูให้นักเรียนศึกษาข้อมูลเกี่ยวกับผลจากลมสุริยะและพายุสุริยะท่ีมีต่อโลก ในหนังสือเรียนหน้า 91-92 และอภปิ รายรว่ มกันโดยใชค้ �ำถาม ดงั นี้ • ลมสุรยิ ะและพายสุ รุ ยิ ะมีผลกระทบอยา่ งไรตอ่ สง่ิ มีชีวติ บนโลก แนวค�ำตอบ อนุภาคพลังงานสูงที่เกิดจากลมสุริยะและพายุสุริยะ จะรบกวนการท�ำงานของ อปุ กรณอ์ เิ ลก็ ทรอนกิ ส์ รบกวนการสง่ จา่ ยกระแสไฟฟ้า และการสื่อสาร ท�ำใหก้ ารส่งคลื่นวิทยุ และระบบนำ� ร่องถกู ตดั ขาด การสง่ ผ่านขอ้ มูลจากดาวเทยี มบางดวงขาดหายไป แนวทางการวดั และประเมนิ ผล KPA การวัดและประเมินผล K: 1. โครงสรา้ งของดวงอาทติ ย์ 1. ผลการปฏบิ ตั กิ จิ กรรม 15.4 และ 15.5 และการ 2. การเกิดลมสุริยะ พายุสุริยะ และผลท่ีมีต่อ ตอบค�ำถามท้ายกจิ กรรม โลก 2. การรว่ มอภปิ รายเพอื่ สรปุ องคค์ วามรแู้ บบฝกึ หดั P: 1. การหาความสมั พนั ธ์ของสเปซกบั เวลา 1. ผลงานท่ีน�ำเสนอให้เห็นการเกิดจุดมืดดวง 2. การส่อื สารสนเทศและการรู้เทา่ ทันส่ือ อาทิตย์ การปลดปล่อยอนุภาคมีประจุจากดวง 3. การคดิ อยา่ งมวี จิ ารณญาณและการแกป้ ญั หา อาทิตย์ ทสี่ ง่ ผลให้เกดิ ลมสรุ ยิ ะ พายสุ รุ ยิ ะ 4. ความร่วมมือ การท�ำงานเป็นทีมและภาวะ 2. การสบื คน้ ข้อมลู และการน�ำเสนอผลงาน ผนู้ �ำ 3. ร่วมอภิปรายข้อมูล หรือข่าวเก่ียวกับความเป็น ไปไดข้ องขอ้ มลู ทนี่ ำ� เสนอในขา่ วเกย่ี วกบั ผลของ พายุสุริยะท่ีมีต่อโลกและประเทศไทยอย่างสม เหตสุ มผล 4. การแบ่งหนา้ ทีร่ ับผดิ ชอบในการท�ำงานกลุม่ สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทที่ 15 | ระบบสุริยะ 119 KPA การวดั และประเมนิ ผล A: 1. การร่วมอภิปรายข้อมูลหรือข่าวเก่ียวกับความ 1. การใชว้ จิ ารณญาณ 2 .ความใจกว้าง เปน็ ไปไดข้ องขอ้ มลู ทน่ี ำ� เสนอในขา่ วเกย่ี วกบั ผล 3. ความอยากรู้อยากเห็น ของพายุสรุ ยิ ะทีม่ ีตอ่ โลกและประเทศไทย 4. การเหน็ คณุ คา่ ทางวทิ ยาศาสตร์ 2. รว่ มกันอภปิ ราย และการตอบคำ� ถาม 3. สบื คน้ ข้อมลู อภิปราย และตอบคำ� ถามเก่ียวกับ ผลจากพายสุ รุ ยิ ะ ความรู้เพิ่มเติมสำ� หรับครู การถา่ ยโอนพลังงานภายในดวงอาทติ ย์ การถ่ายโอนพลังงานความร้อนหลักภายในดวงอาทิตย์มีสองแบบคือการพาความร้อนและ การแผ่รงั สี ช้ันการแผ่รังสีเกิดจากโฟตอนพลังงานสูงในแก่นของดาวฤกษ์แผ่คล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้าออกมา โดยในชั้นนี้มีความหนาแน่นของโปรตอนและอิเล็กตรอนมาก ท�ำให้โฟตอนเกิดการชนและ การสูญเสียพลงั งานตลอดเวลา จึงใชเ้ วลานานนับแสนถงึ ล้านปจี ึงออกพ้นชั้นการแผ่รงั สไี ด้ ช้ันพาความร้อนเป็นการถ่ายโอนความร้อนจากแก๊สซ่ึงเกิดจากการรวมตัวของโปรตอนและ อิิเล็็กตรอน จะเกิิดการเคลื่�อนที่�เป็็นวง โดยแก๊๊สที่่�มีีอุุณหภููมิิต่ำำ��จะจมตััวสู่่�ด้้านล่่างของ ชั้�นพาความร้อ้ น ส่่วนแก๊๊สที่่�มีอี ุุณหภูมู ิสิ ูงู จะลอยตัวั ขึ้�นสู่่�ด้า้ นบนไปยัังผิิวของดวงอาทิติ ย์์ ผลกระทบเน่อื งจากพายุสุริยะ พายุสุริยะมีผลท�ำให้สนามแม่เหล็กโลกมีการเปลี่ยนแปลงทั้งขนาดและทิศทาง การเปลี่ยนแปลงน้ีส่งผลกระทบต่อระบบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ การเปลี่ยนแปลงของ สนามแม่เหล็กโลกท�ำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเหน่ียวน�ำของตัวน�ำต่าง ๆ เนื่องจากท่ีวางขนานกับ พ้ืนดิน ไม่ว่าจะอยู่บนพื้นดินหรือฝังไว้ใต้ดินเช่น โครงข่ายสายส่งก�ำลังไฟฟ้า สายโทรศัพท์ ท่อประปา การเปล่ียนแปลงสนามแม่เหล็กอย่างรวดเร็วและรุนแรงอันเน่ืองมาจากพายุสุริยะท�ำให้เกิด กระแสเหนี่�ยวนำำ�ปริิมาณมากกว่่าปกติิในทัันทีีทัันใด โดยเฉพาะอย่่างยิ่�งในบริิเวณใกล้้กัับ ขั้�วแม่่เหล็็กโลกทั้�งขั้�วเหนืือขั้�วใต้้ ซึ่�งทิิศของสนามแม่่เหล็็กค่่อนข้้างจะตั้�งฉากกัับพื้�นตััวอย่่างผล กระทบที่�เกิดิ ขึ้�น เช่น่ ในเดือื นมีนี าคมปีี พ.ศ. 2532 กระแสเหนี่�ยวนำำ�ที่่�เกิดิ จากสนามแม่เ่ หล็ก็ โลก ทำำใ�ห้ร้ ะบบรีเี ลย์ท์ ี่่�ทำำ�หน้า้ ที่่�ป้อ้ งกันั กระแสไฟเกินิ ให้ก้ ับั โรงไฟฟ้า้ พลังั น้ำำ��ในควิเิ บก ประเทศแคนาดา สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

120 บทที่ 15 | ระบบสุรยิ ะ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 เกิิดการตััดไฟขึ้�นพร้้อม ๆ กััน ทำำ�ให้้คนไม่่มีีไฟฟ้้าใช้้ติิดต่่อกัันนานถึึง 9 ชั่�วโมง ส่่งผลเสีียหายต่่อเศรษฐกิิจ นอกจากนี้�กระแสเหนี่�ยวนำำ�เนื่�องจากสนามแม่่เหล็็กโลกยัังมีีผลกัับ การสื่�อสารที่�ใช้้สาย รวมถึึงการผุุกร่อ่ นของท่อ่ ประปาที่่�ฝังั ใต้้ดิินอีกี ด้้วย เฉลยแบบฝึกหดั ท้ายบท 1. สสารหรอื อนุภาคทก่ี อ่ ใหเ้ กดิ ระบบสรุ ิยะมีอะไรบา้ ง แนวคำ� ตอบ ระบบสุริยะเกดิ จากการรวมตัวของเนบิวลาสรุ ยิ ะ ซ่งึ ประกอบด้วยฝุ่นและแกส๊ โดยแกส๊ สว่ นใหญ่เปน็ ไฮโดรเจน รองลงมาคือฮีเลยี มและธาตุหนักตา่ ง ๆ 2. เพราะเหตใุ ดบรเิ วณเขตดาวเคราะหช์ นั้ นอกจงึ เปน็ ดาวเคราะหย์ กั ษแ์ กส๊ และดาวเคราะหย์ กั ษ์ น้ำ� แขง็ แนวคำ� ตอบ เนอ่ื งจากสสารบริเวณน้ี มจี ดุ หลอมเหลวตำ�่ อยใู่ นสถานะแก๊สและถูกผลักออก ไปไกลจากดวงอาทติ ย์ จงึ มารวมตัวกันเป็นดาวเคราะห์ช้นั นอก โดยมอี งค์ประกอบสว่ นใหญ่ เป็นแกส๊ และของเหลว กลายเป็นดาวเคราะหย์ กั ษ์แก๊ส และดาวเคราะหย์ กั ษ์น�ำ้ แขง็ 3. ความหนาแนน่ ของดาวเคราะห์หินและดาวเคราะหแ์ กส๊ เทา่ กนั หรอื ไม่ อยา่ งไร แนวค�ำตอบ ไม่เท่ากัน ดาวเคราะหห์ นิ จะมคี วามหนาแนน่ มากกวา่ ดาวเคราะหแ์ ก๊ส 4. ดาวหางฮลั เลยม์ คี าบการโคจรรอบดวงอาทติ ย์ 76 ปี ใหค้ ำ� นวณหาคา่ ครง่ึ แกนหลกั ของวงโคจร ของดาวหางดวงน้ี แนวค�ำตอบ จากกฎของเคพเลอรข์ อ้ ที่ 3 จะไดว้ ่า P2 = a3 จะได้ a3 = 762 a = 17.94 หน่วยดาราศาสตร์ คา่ ครึ่งแกนหลกั จึงมคี า่ เท่ากับ 17.94 หนว่ ยดาราศาสตร์ สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทที่ 15 | ระบบสรุ ิยะ 121 5. จากภาพแสดงสััดส่่วนของปริิมาณแก๊๊สในชั้�นบรรยากาศบนดาว ก ข และ ค ตามลำำ�ดัับ ชั้ �นบรรยากาศของดาวเคราะห์์แต่่ละดวงมีีองค์์ประกอบส่่วนใหญ่่เหมืือนหรืือแตกต่่างกััน อย่า่ งไร รูปชนั้ บรรยากาศของดาวเคราะห์ ก ข และ ค แนวคำำ�ตอบ ต่่างกััน โดยชั้�นบรรยากาศของดาวเคราะห์์ ข มีีองค์์ประกอบส่่วนใหญ่่เป็็น ไนโตรเจน ขณะที่�ชั้�นบรรยากาศของดาวเคราะห์์ ก และดาวเคราะห์์ ค มีอี งค์ป์ ระกอบส่ว่ นใหญ่่ เป็น็ แก๊๊สคาร์์บอนไดออกไซด์์ 6. หากนักเรียนค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงหนึ่งอยู่ในเขตเอื้อชีวิต นักเรียนจะ สันนษิ ฐานวา่ ดาวเคราะห์ดวงน้มี ีสมบตั แิ ละองค์ประกอบอย่างไรบา้ ง แนวค�ำตอบ ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงน้ี อยู่ในเขตเอ้ือชีวิต จึงมีสมบัติคล้ายโลก มี องค์ประกอบส�ำคัญ คือ มีน้�ำอยู่ในทั้ง 3 สถานะได้แก่ ของแข็ง ของเหลว และแก๊ส มชี นั้ บรรยากาศทเ่ี หมาะสมตอ่ การดำ� รงชวี ติ ของสงิ่ มชี วี ติ และอยหู่ า่ งจากดาวแมใ่ นระยะทาง ทเ่ี หมาะสม 7. พายสุ ุริยะส่งผลกระทบตอ่ โลกอย่างไรบา้ ง แนวคำำ�ตอบ ส่ง่ ผลกระทบต่่อระบบไฟฟ้้า การสื่�อสาร การคมนาคม โดยทำำ�ให้ร้ ะบบส่่งกำำ�ลังั ไฟฟ้้าในประเทศที่�อยู่�ใกล้้ขั้�วโลกเกิิดการขััดข้้อง และรบกวนระบบสื่�อสารที่�ใช้้วิิทยุุคลื่�นสั้�น ในช่ว่ งเวลาที่�เกิดิ พายุสุ ุรุ ิยิ ะจึงึ อาจมีกี ารยกเลิกิ หรือื เปลี่�ยนเส้น้ ทางบินิ ของเครื่�องบินิ ที่่�บินิ ผ่า่ น ขั้ �วโลก สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

122 บทที่ 16 | เทคโนโลยอี วกาศและการประยกุ ตใ์ ช้ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 16บทที่ | เทคโนโลยอี วกาศและการประยกุ ตใ์ ช้ (Space Technology and Application) ipst.me/10872 ผลการเรยี นรู้ สบื คน้ ขอ้ มลู อธบิ ายการสำ� รวจอวกาศโดยใชก้ ลอ้ งโทรทรรศนใ์ นชว่ งความยาวคลน่ื ตา่ ง ๆ ดาวเทยี ม ยานอวกาศ สถานีอวกาศ และน�ำเสนอแนวคิดการน�ำความรู้ทางด้านเทคโนโลยีอวกาศมาประยุกต์ใช้ ในชีวติ ประจำ� วนั หรอื ในอนาคต สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 บทท่ี 16 | เทคโนโลยีอวกาศและการประยกุ ตใ์ ช้ 123 การวเิ คราะหผ์ ลการเรยี นรู้ ผลการเรียี นรู้� สืืบค้้นข้้อมููล อธิบิ ายการสำำ�รวจอวกาศโดยใช้ก้ ล้้องโทรทรรศน์์ในช่่วงความยาวคลื่�นต่่าง ๆ ดาวเทีียม ยานอวกาศ สถานีอี วกาศ และนำำ�เสนอแนวคิดิ การนำำ�ความรู้�ทางด้า้ นเทคโนโลยีอี วกาศมาประยุกุ ต์ใ์ ช้ใ้ นชีวี ิิตประจำำ�วันั หรืือในอนาคต จุดุ ประสงค์์การเรียี นรู้� 1. อธิิบายการสำำ�รวจอวกาศโดยกล้้องโทรทรรศน์ใ์ นช่ว่ งความยาวคลื่�นต่า่ ง ๆ 2. อธิบิ ายการสำำ�รวจอวกาศโดยใช้้ยานอวกาศ สถานีีอวกาศ และดาวเทียี ม และการใช้้ประโยชน์์ 3. การประยุุกต์เ์ ทคโนโลยีีอวกาศมาใช้ใ้ นด้า้ นต่่าง ๆ ในชีวี ิติ ประจำำ�วัันและสัังคม ทักษะกระบวนการทาง ทักั ษะแห่่งศตวรรษที่� 21 จิติ วิทิ ยาศาสตร์์ วทิ ยาศาสตร์ 1. การสังเกต 1. การคิดิ อย่า่ งมีวี ิจิ ารณญาณและ 1. การใช้้วิิจารณญาณ 2. ทักษะการจำ� แนกประเภท การแก้้ปัญั หา 2. ความใจกว้้าง 3. ก า ร จั ด ก ร ะ ท� ำ แ ล ะ สื่ อ 2. การสื่�อสารสารสนเทศและการ 3. ความอยากรู้�อยากเห็็น ความหมายขอ้ มูล รู้�เท่า่ ทันั สื่�อ 4. การเห็น็ คุณุ ค่า่ ทางวิทิ ยาศาสตร์์ 3. ความร่่วมมืือการทำำ�งานเป็็น ทีีมและภาวะผู้้�นำำ� 4. การสร้า้ งสรรค์แ์ ละนวััตกรรม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

124 บทท่ี 16 | เทคโนโลยีอวกาศและการประยกุ ต์ใช้ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 ผังมโนทศั น์ สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 บทท่ี 16 | เทคโนโลยีอวกาศและการประยกุ ตใ์ ช้ 125 ล�ำดับแนวความคิดต่อเน่อื ง กลอ้ งโทรทรรศนใ์ ช้ศกึ ษาวัตถุท้องฟา้ ในช่วงความยาวคลืน่ ต่าง ๆ ไดแ้ ก่ คล่ืนวทิ ยุ ไมโครเวฟ อินฟราเรด แสง อัลตราไวโอเลต และรงั สเี อกซ์  ยานอวกาศ เป็นยานพาหนะที่น�ำอุปกรณท์ างดาราศาสตร์หรือมนุษยข์ นึ้ ไปสู่อวกาศ เพอ่ื ส�ำรวจ อวกาศและดาวดวงอ่ืน  สถานีีอวกาศ เป็น็ ห้อ้ งปฏิิบัตั ิิการลอยฟ้้าที่�โคจรรอบโลก เพื่�อการศึึกษาวิจิ ััยทางวิิทยาศาสตร์ใ์ น สาขาต่่าง ๆ ในสภาพไร้้น้ำำ��หนักั  ดาวเทยี มเป็นอปุ กรณท์ ีส่ ง่ ไปโคจรรอบโลกเพอ่ื ใชใ้ นการสำ� รวจวัตถุทอ้ งฟา้ และตอ่ มาน�ำมาใช้ ประโยชนใ์ นดา้ นอืน่ ๆ เช่น การส่อื สารโทรคมนาคม การระบุต�ำแหน่งบนโลก การสำ� รวจทรัพยากรธรรมชาติ อุตุนิยมวทิ ยา  ความรู้เทคโนโลยอี วกาศไดถ้ ูกนำ� มาใชใ้ ห้เกดิ ประโยชน์กบั มนุษยใ์ นดา้ นตา่ ง ๆ เช่น วัสดุศาสตร์ อาหาร การแพทย์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

126 บทที่ 16 | เทคโนโลยีอวกาศและการประยกุ ตใ์ ช้ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 สาระสำ� คัญ เทคโนโลยีอวกาศเป็นเทคโนโลยีท่ีพัฒนาเพ่ือใช้ในการส�ำรวจอวกาศ และใช้ศึกษาโลกจากอวกาศ ในการส�ำรวจอวกาศมีการใช้เทคโนโลยีอวกาศร่วมกันหลายอย่าง เช่น กล้องโทรทรรศน์ ยานอวกาศ สถานีอวกาศ ดาวเทียม นอกจากนี้ความรู้เทคโนโลยีอวกาศได้น�ำมาใช้ให้เกิดประโยชน์กับมนุษย์ใน ดา้ นตา่ ง ๆ เช่น วสั ดศุ าสตร์ อาหาร การแพทย์ เวลาทใ่ี ช้ บทน้คี วรใชเ้ วลาประมาณ 6 ช่ัวโมง 16.1 เทคโนโลยีอวกาศกับการส�ำรวจอวกาศ 3 ช่วั โมง 16.2 เทคโนโลยอี วกาศกับการประยุกตใ์ ช ้ 3 ชว่ั โมง ความรูก้ อ่ นเรยี น 1. แสงและการเกดิ ภาพ 2. การสะท้อนและการหกั เหแสง 3. คล่นื แมเ่ หล็กไฟฟา้ ตรวจสอบความรู้กอ่ นเรียน ให้นักเรียนพิจารณาข้อความต่อไปน้ี แล้วเติมเคร่ืองหมาย  ลงในช่องค�ำตอบของข้อความท่ี ถกู หรือเครือ่ งหมาย  ลงในช่องค�ำตอบของข้อความที่ผิด ข้อ้ ที่� ความรู้พ้นื ฐาน คำำ�ตอบ 1 คลน่ื แม่เหลก็ ไฟฟ้าแต่ละชนดิ เคลื่อนที่ในอวกาศดว้ ยความเร็วไม่เท่ากัน แนวคำ� ตอบ คล่ืนแมเ่ หลก็ ไฟฟ้าแต่ละชนดิ เคล่อื นที่ในอวกาศด้วยความเรว็  เท่ากัน ซ่ึงมคี วามเรว็ เท่ากบั ความเรว็ แสง 2 คลนื่ แมเ่ หล็กไฟฟา้ ท่มี คี วามยาวคลื่นส้ันจะมีความถตี่ �่ำ  แนวค�ำตอบ คล่นื แม่เหลก็ ไฟฟ้าท่ีมคี วามยาวคล่ืนสน้ั จะมคี วามถ่ีสูง 3 ในการแผ่รังสีของวัตถุด�ำ การแผ่คล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้าจะแปรผันตรงกับ  อณุ หภมู ิวัตถดุ �ำเท่านน้ั สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทท่ี 16 | เทคโนโลยีอวกาศและการประยกุ ตใ์ ช้ 127 ข้้อที่� ความรู้�พื้�นฐาน คำำ�ตอบ 4 แรงโน้ม้ ถ่ว่ งของโลกที่�กระทำำ�ต่อ่ วัตั ถุขุึ้�นอยู่่�กับั มวลและระยะห่า่ งของวัตั ถุนุั้�นถึงึ  จุดุ ศูนู ย์ก์ ลางโลก 5 ดาวเทียี มที่�โคจรในระดับั สูงู มีคี วามเร็ว็ มากกว่า่ ดาวเทียี มที่�โคจรในระดับั ต่ำำ��  แนวคำำ�ตอบ ดาวเทีียมที่�โคจรในระดัับสููงมีีความเร็็วน้้อยกว่่าดาวเทีียมที่� โคจรในระดับั ต่ำำ�� 6 ภาพที่ �มองเห็็นจากกล้้องโทรทรรศน์์ชนิิดสะท้้อนแสงและชนิิดหัักแหแสง  เป็น็ ภาพชนิิดเดีียวกััน 7 รัังสีีอัลั ตราไวโอเลตมีคี วามยาวคลื่�นมากกว่่ารัังสีเี อกซ์์  8 ภาพที่�เกิิดจากเลนส์์นููนจะเป็็นภาพจริิง ส่่วนภาพที่�เกิิดจากเลนส์์เว้้าจะได้้  ภาพเสมืือน แนวคำำ�ตอบ ภาพที่�เกิิดจากเลนส์์นููนจะเป็็นภาพจริิงและภาพเสมืือน ส่ว่ นภาพที่�เกิิดจากเลนส์์เว้้าจะได้้ภาพเสมือื น 16.1 เทคโนโลยอี วกาศกับการสำ� รวจอวกาศ จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. อธิบายการสำ� รวจอวกาศโดยกลอ้ งโทรทรรศน์ในช่วงความยาวคลืน่ ตา่ ง ๆ 2. อธิิบายการสำำ�รวจอวกาศโดยโดยใช้ย้ านอวกาศ สถานีีอวกาศ และดาวเทีียม และการใช้ป้ ระโยชน์์ 3. อธบิ ายส่วนประกอบของจรวด และระบบขนส่งอวกาศ ส่อื และแหล่งการเรียนรู้ 1. หนงั สอื เรยี นรายวชิ าเพม่ิ เตมิ วทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 2. เว็บ็ ไซต์ข์ องนาซา : https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/toolbox/multiwavelength2.html 3. สืบื ค้น้ ข้อ้ มูลู เพิ่�มเติมิ ได้จ้ าก สสวท. learning space: www.scimath.org สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

128 บทท่ี 16 | เทคโนโลยีอวกาศและการประยุกตใ์ ช้ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 แนวการจดั การเรียนรู้ 1. ครทู บทวนความรู้เดมิ โดยใช้ค�ำถาม ดังน้ี • นกั วิทยาศาสตรใ์ ช้เครอื่ งมอื ใดในการสำ� รวจอวกาศ แนวคำ� ตอบ กลอ้ งโทรทรรศน์ ดาวเทียม ยานอวกาศ • กล้องโทรทรรศน์ท่ใี ช้ศึกษาวัตถทุ อ้ งฟา้ มอี ะไรบ้าง แนวค�ำตอบ ตอบตามความเข้าใจของนักเรียน เช่น กล้องโทรทรรศน์หักเหแสง และ กลอ้ งโทรทรรศน์สะท้อนแสง 2. ครใู ห้นักเรยี นดภู าพเนบวิ ลาปู โดยใชค้ �ำถามดงั นี้ • ภาพนเ้ี ปน็ ภาพวตั ถุท้องฟ้าชนิดใด ทีม่ ารูป นาซา แนวคำ� ตอบ เนบวิ ลาปู • ภาพท้ังสองน้ีเปน็ ภาพของวตั ถุชนดิ เดียวกนั หรอื ไม่ รปู เนบิวลาปใู นช่วงคล่ืนตา่ ง ๆ (ทม่ี ารปู นาซา) แนวคำ� ตอบ ตอบตามความเข้าใจของนกั เรียน วัตถเุ ป็นชนดิ เดียวกนั สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทที่ 16 | เทคโนโลยอี วกาศและการประยุกต์ใช้ 129 3. ถ้าภาพเหล่านี้เป็นภาพของวัตถุชนิดเดียวกัน เพราะเหตุใดภาพจึงแตกต่างกัน จากนั้นครูให้ปฏิบัติ กิจกรรม 16.1 กจิ กรรม 16.1 กลอ้ งโทรทรรศนท์ ่ีใชศ้ ึกษาวตั ถทุ อ้ งฟา้ ในช่วงความยาวคลื่นตา่ ง ๆ จุดประสงค์กิจกรรม เปรยี บเทยี บลกั ษณะภาพวตั ถทุ อ้ งฟา้ ทศ่ี กึ ษาจากกลอ้ งโทรทรรศน์ ในชว่ งความยาวคลนื่ ตา่ ง ๆ เวลา 60 นาที วสั ด-ุ อปุ กรณ์ 1. เอกสารความรู้ 1 เรอ่ื งกลอ้ งโทรทรรศน ์ 1 ชุด 2. เอกสารความรู้ 2 เร่อื งเนบิวลาป ู 1 ชดุ 3. ชุดภาพเนบวิ ลาปู 1 ชดุ 4. แบบบนั ทึกความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งชนิดของกล้องโทรทรรศน์ วัตถทุ อ้ งฟา้ และความยาวคลนื่ 1 ชุด หมายเหตุ สามารถดาวน์โหลดเอกสารประกอบกจิ กรรมได้จาก QR code ประจำ� บท ข้อเสนอแนะส�ำหรบั ครู ครอู าจทบทวนความรเู้ กี่ยวกับคล่ืนแมเ่ หลก็ ไฟฟา้ ในช่วงความยาวคลื่นตา่ ง ๆ วธิ ีการทำ� กิจกรรม 1. ศกึ ษาความรู้เร่ืองกล้องโทรทรรศนแ์ ละวัตถุทอ้ งฟา้ ในชว่ งความยาวคล่ืนตา่ ง ๆ จากเอกสาร ความรู้ 1 ท่กี �ำหนดใหใ้ นประเด็นตอ่ ไปนี้ • ประเภทของกล้องโทรทรรศน์ • ช่วงความยาวคลนื่ แม่เหล็กไฟฟ้า • ตวั อยา่ งวัตถทุ ้องฟา้ 2. เขียนช่ือกล้องโทรทรรศน์ และวัตถุท้องฟ้าที่ศึกษาลงในแบบบันทึกให้สอดคล้องกับ ช่วงความยาวคลื่นแม่เหลก็ ไฟฟ้า พร้อมท้งั ระบทุ ่ีต้ังของกล้องโทรทรรศน์ 3. ศกึ ษาความร้เู รอ่ื งเนบิวลาปจู ากเอกสารความรู้ 2 และนำ� ภาพเนบวิ ลาปทู ีก่ ำ� หนดให้ มาติด ลงในแบบบันทึกให้สอดคล้องกับช่วงความยาวคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า พร้อมท้ังระบุข้อมูลของ เนบวิ ลาปูที่ได้จากภาพ 4. อภปิ รายความแตกตา่ งของภาพเนบวิ ลาปทู ไี่ ดจ้ ากกลอ้ งโทรทรรศนใ์ นชว่ งความยาวคลนื่ ตา่ ง ๆ 5. สรุปและนำ� เสนอผลการท�ำกิจกรรม หมายเหตุ ทงั้ นคี้ รูอาจด�ำเนินกิจกรรมขอ้ 1-2 ให้เสรจ็ จากนั้นจงึ ด�ำเนินกจิ กกรมในข้อ 3-4 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

130 บทที่ 16 | เทคโนโลยอี วกาศและการประยุกต์ใช้ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 ตวั อยา่ งผลการทำ� กจิ กรรม สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทที่ 16 | เทคโนโลยอี วกาศและการประยกุ ตใ์ ช้ 131 สรปุ ผลการทำ� กจิ กรรม กลอ้ งโทรทรรศนท์ ใ่ี ชใ้ นการสำ� รวจวตั ถทุ อ้ งฟา้ นนั้ มหี ลายชว่ งความยาวคลนื่ ซงึ่ สอดคลอ้ งกบั ชว่ งความยาวคลน่ื ท่วี ัตถทุ ้องฟา้ แผ่รงั สอี อกมา กลอ้ งโทรทรรศนท์ ใ่ี ชศ้ กึ ษาวตั ถทุ อ้ งฟา้ นนั้ มที ง้ั ทต่ี งั้ อยบู่ นพน้ื โลกและทถ่ี กู สง่ ไปโคจรอยเู่ หนอื ชัน้ บรรยากาศของโลก คำ� ถามท้ายกจิ กรรม 1. การศึกษาวัตถุทอ้ งฟา้ ใชก้ ลอ้ งโทรทรรศนต์ รวจวัดในชว่ งความยาวคลืน่ ใดบา้ ง แนวคำ� ตอบ คลนื่ วทิ ยุ ไมโครเวฟ อินฟราเรด อลั ตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ 2. กล้องโทรทรรศน์แตล่ ะชว่ งความยาวคลน่ื ศึกษาวัตถุทอ้ งฟ้าอะไรบ้าง แนวคำำ�ตอบ คลื่�นวิิทยุุใช้้ศึึกษาซุุปเปอร์์โนวา หลุุมดำำ� กาแล็็กซีี อินิ ฟราเรด ใช้้ศึกึ ษากาแล็็กซีี และดาวฤกษ์เ์ กิดิ ใหม่่ แสง ใช้ศ้ ึกึ ษากาแล็ก็ ซีแี ละดาวฤกษ์์ เนบิวิ ลา ดาวเคราะห์์ อัลั ตราไวโอเลต ใช้ศ้ ึกึ ษาดาวฤกษ์์อายุุน้อ้ ยและวิวิ ััฒนาการการแล็็กซีี รังั สีเี อกซ์์ ใช้้ศึกึ ษาดาวนิิวตรอน และหลุุมดำำ� 3. ทราบไดอ้ ย่างไรวา่ วัตถุทอ้ งฟ้าแผร่ งั สแี ละแผร่ งั สใี นช่วงความยาวคล่ืนใด แนวคำ� ตอบ ทราบไดจ้ ากภาพถา่ ยวตั ถทุ อ้ งฟา้ จากกลอ้ งโทรทรรศนใ์ นชว่ งความยาวคลนื่ ตา่ ง ๆ 4. ภาพเนบวิ ลาปใู นแต่ละชว่ งคลนื่ ความยาวใหข้ อ้ มลู เหมอื นหรือแตกต่างกันอยา่ งไร แนวคำำ�ตอบ แต่ล่ ะช่่วงความยาวคลื่�นให้ข้ ้้อมููลที่�แตกต่า่ งกันั ดัังนี้� - คลื่�นวิิทยุุให้ข้ ้อ้ มููลอนุภุ าคที่่�มีปี ระจุุเคลื่�อนที่�อย่่างรวดเร็็วคล้า้ ยลมพายุุ - อินิ ฟราเรดให้้ข้้อมูลู ฝุ่�นแก๊ส๊ - แสงให้้ข้อ้ มููลฝุ่�นแก๊ส๊ ร้้อนมีีลัักษณะโครงสร้้างเป็น็ เส้้นใย มีอี ุณุ หภูมู ิสิ ูงู - อััลตราไวโลเลตให้ข้ ้้อมููลดาวฤกษ์พ์ื้�นหลังั - รังั สีเี อกซ์์ให้้ข้้อมูลู กลุ่�มหมอกอิเิ ล็ก็ ตรอน 5. เพราะเหตุใดการศกึ ษาวตั ถทุ ้องฟา้ จึงตอ้ งใช้กล้องโทรทรรศน์หลายชว่ งความยาวคล่ืน แนวค�ำตอบ เนื่องจากวตั ถทุ ้องฟ้าแต่ละชนิดสามารถแผ่รังสไี ด้ในหลายชว่ งความยาวคลน่ื สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

132 บทที่ 16 | เทคโนโลยีอวกาศและการประยุกต์ใช้ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 4. ใหน้ กั เรยี นแตล่ ะกลมุ่ นำ� เสนอผลการทำ� กจิ กรรม และรว่ มกนั อภปิ ราย พรอ้ มตอบคำ� ถามทา้ ยกจิ กรรม โดยมีแนวทางการตอบค�ำถามดังข้างตน้ 5. ให้นักเรียนศึกษาหลักการท�ำงานของกล้องโทรทรรศน์ท่ีใช้สังเกตการณ์บนพื้นโลก และ กลอ้ งโทรทรรศน์อวกาศ ในหนังสอื เรียนหนา้ 99-104 พรอ้ มตอบค�ำถามดงั ตอ่ ไปน้ี • กลอ้ งโทรทรรศนท์ ใี่ ชส้ งั เกตการณบ์ นพนื้ โลก และกลอ้ งโทรทรรศนอ์ วกาศ มหี ลกั การการทำ� งาน แตกต่างกนั อยา่ งไร แนวค�ำตอบ กล้องโทรทรรศน์ที่ใช้สังเกตการณ์บนพ้ืนโลกใช้ตรวจจับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าใน ชว่ งคลน่ื แสงและชว่ งคลน่ื วทิ ยซุ งึ่ สามารถตรวจวดั สญั ญาณไดจ้ ากพนื้ โลก สว่ นกลอ้ งโทรทรรศน์ อวกาศเป็นกล้องโทรทรรศน์ท่ีถูกส่งข้ึนไปโคจรอยู่เหนือชั้นบรรยากาศของโลกเพื่อตรวจจับ คล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้าท่ีไม่สามารถทะลุผ่านช้ันบรรยากาศลงมายังพื้นโลกได้ ได้แก่ อินฟราเรด อัลตราไวโอเลต และรงั สเี อกซ์ 6. ครูและนักเรียนร่วมกันสรุปความรู้เกี่ยวกับกล้องโทรทรรศน์ที่ใช้สังเกตวัตถุท้องฟ้าชนิดต่าง ๆ โดยมแี นวทางการสรปุ ดังตอ่ ไปนี้ แนวทางการสรปุ การศกึ ษาวตั ถทุ อ้ งฟา้ จำ� เปน็ ตอ้ งใชก้ ลอ้ งโทรทรรศนห์ ลายชว่ งความยาวคลนื่ เพอื่ ท่ีจะได้ขอ้ มลู ต่าง ๆ ของวตั ถุท้องฟา้ เนือ่ งจากวัตถทุ อ้ งฟ้าต่าง ๆ มกี ารแผ่รงั สีในช่วงความยาวคลืน่ ที่แตกตา่ งกนั ทั้งนีว้ ตั ถทุ อ้ งฟ้าชนดิ หนึง่ อาจแผ่รังสไี ดห้ ลายชว่ งความยาวคลนื่ 7. ครูตรวจสอบความเข้าใจเก่ียวกับกล้องโทรทรรศน์อวกาศ โดยใช้ค�ำถามในหนังสือเรียนหน้า 103 ดงั น้ี • เพราะเหตุใดนักวิทยาศาสตร์จงึ สง่ กล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทราขึ้นไปโคจรบนอวกาศ แนวคำ� ตอบ กล้องโทรรศนอ์ วกาศจนั ทราเปน็ กลอ้ งโทรทรรศนอ์ วกาศที่รบั สัญญาณรังสเี อกซท์ ี่ มีชว่ งความยาวคลน่ื ตงั้ แต่ 0.1 ถึง 10 นาโนเมตร ซงึ่ ไม่สามารถผา่ นชน้ั บรรยากาศของโลกเข้า มาได้ 8. ครูเชื่อมโยงความรู้เกี่ยวกับการส�ำรวจอวกาศโดยให้ความรู้เพิ่มเติมว่า นอกจากมีการใช้ กล้องโทรทรรศน์ในช่วงความยาวคลื่นต่าง ๆ แล้วยังมีการน�ำเทคโนโลยีอวกาศอื่น ๆ มาใช้ใน การศึกษาอวกาศอกี ดว้ ย 10. ครใู ห้นักเรยี นรว่ มกันศกึ ษาความร้เู กี่ยวกบั ยานอวกาศ สถานอี วกาศ ดาวเทยี ม และระบบขนสง่ อวกาศ ในหนังสอื เรยี นหนา้ 105-111 โดยใช้ประเด็นคำ� ถามดงั นี้ • เพราะเหตุใดจึงต้องส่งยานอวกาศออกไปสำ� รวจในอวกาศ แนวค�ำตอบ เพ่ือต้องการศกึ ษาวตั ถุท้องฟา้ อ่ืน ๆ ทีอ่ ยู่ไกลออกไป • สถานีอวกาศคอื อะไร และมีวตั ถปุ ระสงคอ์ ะไร แนวค�ำตอบ สถานีอวกาศเป็นห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ท่ีถูกส่งออกไปโคจรรอบโลก มวี ัตถุประสงคเ์ พื่อท�ำการทดลองปฏบิ ัตกิ ารทางวิทยาศาสตร์ภายใตส้ ภาพไรน้ ้ำ� หนกั สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทที่ 16 | เทคโนโลยีอวกาศและการประยกุ ตใ์ ช้ 133 • เพราะเหตุใดจงึ ต้องทำ� การวิจัยในอวกาศ แนวค�ำตอบ เพื่อความปลอดภัย และการศึกษาและวิจัยในอวกาศที่อยู่ในสภาวะไร้น�้ำหนัก ท�ำใหไ้ ด้ขอ้ มลู ท่ีมีความชัดเจน เช่น โปรตีนของส่งิ มีชวี ติ มขี นาดใหญข่ ึน้ • หากจ�ำแนกดาวเทยี มตามระดบั ความสูงจะแบง่ ดาวเทียมไดก้ ่ปี ระเภท อะไรบ้าง แนวค�ำตอบ แบ่งดาวเทียมตามระดับความสูงได้ 3 ประเภท คือ ดาวเทียมท่ีวงโคจรอยู่ ใกล้โลก ดาวเทียมที่วงโคจรอยู่ระดบั กลาง ดาวเทยี มทวี่ งโคจรค้างฟา้ • ดาวเทียมแตล่ ะประเภทมีการใช้ประโยชน์ในดา้ นใดบา้ ง แนวคำ� ตอบ ดาวเทยี มแต่ละประเภทมีการใช้ประโยชนใ์ นด้านต่าง ๆ ดังน้ี 1) ดาวเทยี มทโี่ คจรอยใู่ กลโ้ ลกเปน็ ดาวเทยี มสำ� รวจทรพั ยากรธรรมชาตแิ ละสำ� รวจอตุ นุ ยิ มวทิ ยา 2) ดาวเทยี มท่ีวงโคจรอย่รู ะดับกลางใช้ในการบอกตำ� แหน่งบนโลก 3) ดาวเทียมคา้ งฟ้าเปน็ ดาวเทยี มใชใ่ นการสอ่ื สารและอตุ ุนิยมวทิ ยา • จรวดท�ำหนา้ ทีอ่ ะไร และในการส่งจรวดขน้ึ ไปในอวกาศตอ้ งค�ำนึงถึงสง่ิ ใดบ้าง แนวค�ำตอบ จรวดเป็นยานพาหนะท่ีใช้ในการส่งดาวเทียมและยานอวกาศออกนอกโลก ในการสง่ จรวดสอู่ วกาศจะตอ้ งพจิ ารณาถงึ ความเรว็ เรม่ิ ตน้ ของจรวดทสี่ ามารถขน้ึ ไปถงึ วงโคจร ได้หรอื ตอ้ งมคี วามเรว็ หลุดพน้ ท่ีท�ำให้จรวดเคลือ่ นที่ออกนอกโลกได้ • ระบบขนส่งอวกาศมปี ระโยชนอ์ ยา่ งไรบ้าง แนวค�ำตอบ ระบบขนส่งอวกาศท�ำหน้าที่ขนส่งสัมภาระไปยังสถานีอวกาศ และส่งดาวเทียม เขา้ สู่วงโคจร และนำ� กลบั มาใชใ้ หมไ่ ด้ 11. ครูและนักเรียนร่วมกนั สรปุ ความรู้เกีย่ วกับยานอวกาศ สถานอี วกาศ ดาวเทยี ม จรวด และระบบ ขนสง่ อวกาศ โดยมแี นวทางการสรปุ ดังน้ี แนวทางการสรุป • ยานอวกาศ เปน็ ยานพาหนะทถ่ี กู สง่ ไปในอวกาศเพอื่ ใชส้ ำ� รวจอวกาศและวตั ถทุ อ้ งฟา้ ตา่ ง ๆ ท่ี อยู่หา่ งออกไป • สถานีอวกาศ เป็นห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ที่โคจรรอบโลกเพ่ือท�ำการทดลองภายใต้ สภาพไรน้ �ำ้ หนกั • ดาวเทียมเป็นเทคโนโลยีอวกาศที่ส่งข้ึนไปโคจรรอบโลก โดยมีการใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ เช่น การส�ำรวจทรัพยากรธรรมชาติ ส�ำรวจข้อมูลอุตุนิยมวิทยาการระบุต�ำแหน่งบนโลก การสอ่ื สาร • ระบบขนส่งอวกาศ เป็นระบบท่ีขนส่งสัมภาระไปยังสถานีอวกาศนานาชาติหรือดาวเทียมเข้า ส่วู งโคจร สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

134 บทที่ 16 | เทคโนโลยอี วกาศและการประยุกต์ใช้ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 12. ครูตรวจสอบความเข้าใจเกี่ยวกับการใช้ประโยชน์ของดาวเทียม ในหนังสือเรียนหน้า 107-108 โดยมคี ำ� ถามดังน้ี • ถ้านักเรียนต้องการศึกษาการกัดเซาะชายฝั่งทะเลบริเวณด้านตะวันออกของประเทศไทย นักเรยี นจะเลอื กขอ้ มูลจากดาวเทียมประเภทใดในการศกึ ษา เพราะเหตุใด แนวค�ำตอบ ดาวเทียมส�ำรวจทรพั ยากรธรรมชาติ เนื่องจากดาวเทยี มมวี งโคจรอยู่ใกล้โลก • ประเทศไทยไดใ้ ชป้ ระโยชนจ์ ากดาวเทยี มของประเทศตา่ ง ๆ นกั เรยี นคดิ วา่ มปี ระเทศใดบา้ งที่ ใชข้ อ้ มูลจากดาวเทียมไทยคมและใชป้ ระโยชน์ในด้านใดบา้ ง แนวค�ำตอบ ประเทศที่ใช้ประโยชน์จากดาวเทียมไทยคม ได้แก่ ประเทศในแถบอินโดจีนไป จนถึงเกาหลี ญี่ปุ่น รวมถึงชายฝั่งด้านทะเลตะวันออกของสาธารณรัฐประชาชนจีน ซ่ึงใช้ ประโยชน์ในด้านการสื่อสารและโทรคมนาคมต่าง ๆ เช่น การถ่ายทอดโทรทัศน์ วิทยุ การประชุมทางไกล 13. ครูน�ำเข้าสู่กิจกรรมลองท�ำดูว่า \"นักวิทยาศาสตร์พยายามศึกษาเก่ียวกับดาวอังคารเพื่อศึกษา ดาวเคราะห์ท่ีมีสภาพเหมาะสมต่อการด�ำรงชีวิต\" จากนั้นครูให้นักเรียนปฏิบัติกิจกรรมลองท�ำดู การเดนิ ทางและการดำ� รงชวี ติ บนดาวอังคาร ลองทำ� ดู 1. นักเรยี นสบื คน้ ขอ้ มลู ในประเดน็ ต่อไปนี้ - การส่งยานอวกาศไปดาวองั คาร - วสั ดุท่ีเหมาะสมในการสร้างยานอวกาศ - แรงโนม้ ถว่ ง อณุ หภูมิ ความดันบนดาวองั คาร 2. ออกแบบยานอวกาศในการเดนิ ทางไปดาวอังคาร ท่อี ยอู่ าศยั และวางแผนการด�ำรงชวี ติ บน ดาวอังคารโดยเฉพาะเรือ่ งอาหาร น�ำ้ และอากาศ 3. นำ� เสนอและร่วมกันอภิปราย สรปุ ผลการท�ำกิจกรรม ในการออกแบบยานอวกาศเพอ่ื เดนิ ทางไปดาวองั คารและการใชช้ วี ติ บนดาวองั คาร นกั เรยี น ควรพิจารณาเงอื่ นไขต่อไปน้ี 1) การส่งยานอวกาศต้องออกแบบให้ยานอวกาศสามารถเคลื่อนที่ด้วยความเร็วหลุดพ้นเพ่ือ ให้เอาชนะแรงโน้มถ่วงของโลกได้ 2) การเลอื กใชว้ สั ดใุ นการสรา้ งยานอวกาศ ควรเปน็ วสั ดทุ เี่ บาแตม่ คี วามทนทานตอ่ ความรอ้ นท่ี สูงมากขณะเดนิ ทางผ่านชัน้ บรรยากาศของโลก 3) การออกแบบการลงจอดของยานอวกาศบนดาวอังคารอย่างปลอดภัย เน่ืองจากดาวอังคาร มแี รงโนม้ ถ่วงน้อยกวา่ โลกประมาณครง่ึ หนงึ่ ทำ� ใหน้ ้�ำหนกั ของตัวยานนอ้ ยกวา่ บนโลก สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 บทที่ 16 | เทคโนโลยีอวกาศและการประยกุ ต์ใช้ 135 4) การวางแผนออกแบบด้้านที่�อยู่�อาศััยบนดาวอัังคาร เนื่�องจากบนดาวอัังคารมีีปริิมาณ แก๊ส๊ คาร์์บอนไดออกไซต์ส์ ููง อากาศต่ำำ�� ความกดอากาศต่ำำ�� ดัังนั้�นจึึงจำำ�เป็็นต้อ้ งสร้้างโดมที่�อยู่� อาศััยให้้มีีชั้�นบรรยากาศ ความกดอากาศ อุุณหภููมิิ และแก๊๊สออกซิิเจนที่�เหมาะสมกัับ การด�ำรงชวี ิต 5) การวางแผนดา้ นการเพาะปลกู พืชจ�ำเปน็ ต้องอาศยั ดินและน�้ำ แตเ่ น่อื งจากพื้นผิวดาวองั คาร สว่ นใหญด่ นิ มคี วามเปน็ ดา่ งเลก็ นอ้ ยและมธี าตอุ าหารคลา้ ยโลก สว่ นนำ�้ บนดาวองั คารบรเิ วณ ข้ัวดาวอังคารถึงละติจูดประมาณ 60 องศาเป็นน้�ำแข็ง หากละลายน�้ำแข็งท่ีอยู่ใต้ผิวดินจะ สามารถนำ� นำ�้ มาใชใ้ นการเพาะปลกู พืชได้ แนวทางการวัดและประเมนิ ผล KPA การวดั และประเมนิ ผล 1. กล้องโทรทรรศน์ที่ใช้ศึกษาวัตถุท้องฟ้าใน 1. ผลการปฏิบัติกิจกรรม 16.1 แบบบันทึก ชว่ งความยาวคล่ืนต่าง ๆ กิจกรรม และตอบค�ำถามท้ายกจิ กรรม 2. ยานอวกาศ สถานีอวกาศ และดาวเทยี ม 2. การสรุปความรจู้ ากการร่วมอภปิ ราย 3. แบบฝึกหัดทา้ ยบท P: 1. การสังเกต จากการปฏบิ ัตกิ ิจกรรม 16.1 1. การสังเกต 2. การจดั กระท�ำและสอ่ื ความหมายข้อมูล 2. การจัดกระท�ำและส่ือความหมายข้อมูลและ 3. การส่อื สารสารสนเทศและการรู้เท่าทันส่อื การสื่อสารสารสนเทศและการรู้เท่าทันสื่อ 4. ความรว่ มมอื การทำ� งานเปน็ ทมี และภาวะผนู้ ำ� จากการน�ำเสนอผลงานกิจกรรม 3. ความรว่ มมอื การทำ� งานเปน็ ทมี และภาวะผนู้ ำ� จากการท�ำงานร่วมกนั ภายในกลุ่ม A: 1. การใชว้ จิ ารณญาณ และความใจกวา้ ง จากการ 1. การใช้วิจารญาณ ร่วมอภิปราย และการตอบค�ำถามโดยมีหลัก 2. ความใจกว้าง ฐานหรือเหตผุ ลสนับสนนุ 3. การเหน็ คุณค่าทางวิทยาศาสตร์ 2. การเห็นคุณค่าทางวิทยาศาสตร์ จากการ อภิปรายและตอบค�ำถามเก่ียวกับการใช้ ประโยชน์ของกลอ้ งโทรทรรศน์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

136 บทที่ 16 | เทคโนโลยีอวกาศและการประยุกตใ์ ช้ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 16.2 เทคโนโลยีอวกาศกบั การประยุกตใ์ ช้ จดุ ประสงค์การเรียนรู้ การประยกุ ต์เทคโนโลยีอวกาศมาใช้ในดา้ นต่าง ๆ ในชวี ิตประจำ� วันและสังคม สื่อและแหลง่ การเรียนรู้ หนังสือเรยี นรายวชิ าเพม่ิ เติมวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 แนวการจดั การเรยี นรู้ 1. ครูนำ� เข้าสูบ่ ทเรียนโดยอภิปรายรว่ มกบั นกั เรยี นโดยใชค้ ำ� ถาม ดงั นี้ - มนุษยไ์ ดน้ �ำความร้ทู างเทคโนโลยอี วกาศมาใชใ้ นชีวติ และสังคมในเรือ่ งใดบา้ ง แนวค�ำตอบ นักเรียนตอบตามความเข้าใจของนักเรียน เช่น น�ำมาใช้ผลิตเครื่องมือ เคร่ือใช้ ต่าง ๆ ในชีวิตประจำ� วัน 2. ครููให้้นัักเรีียนพิิจารณาวััสดุุและอุุปกรณ์์ในตารางต่่อไปนี้� และให้้นัักเรีียนระบุุว่่าสิ่�งใดได้้ประยุุกต์์ ความรู้�มาจากเทคโนโลยีีอวกาศและเป็็นเทคโนโลยีีอวกาศในเรื่�องใด หลัังจากนั้�นครููเฉลยและ ให้้คำำ�อธิบิ ายเพิ่�มเติมิ เกี่�ยวกัับวัสั ดุแุ ละอุปุ กรณ์์ที่่�กำำ�หนดให้้ พร้อ้ มอธิิบาย ดัังตารางต่่อไปนี้� ตาราง วสั ดุและอปุ กรณท์ ่ีประยกุ ต์ความรมู้ าจากเทคโนโลยีอวกาศ การประยุกตใ์ ช้ ค�ำอธบิ าย ขอ้ ท่ี วสั ดุและอปุ กรณ์ เทคโนโลยอี วกาศ ใช่ ไมใ่ ช่ 1  ปากกาเคมี สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 บทที่ 16 | เทคโนโลยอี วกาศและการประยกุ ต์ใช้ 137 การประยกุ ต์ใช้ ค�ำอธบิ าย ข้อ วสั ดุและอุปกรณ์ เทคโนโลยอี วกาศ ใช่ ไม่ใช่ 2 พัฒนามาจากวัสดุท่ีท�ำชุดนักบินอวกาศ และ แอโรเจล ยานอวกาศ เป็นวัสดุที่มีโครงสร้างเป็นรูพรุน ทนความรอ้ นสูง แข็งแรง และมสี ภาพยืดหยุ่น สูง จึงน�ำมาปรับใช้เป็นชุดนักดับเพลิง ชุดนัก แข่งรถ 3 ดินสอ 4  พัฒนาจากเครื่องมือการวัดอุณหภูมิผิวของ ดาวฤกษ์และกาแลก็ ซี เครอ่ื งวดั อุณหภูมิรา่ กาย แบบอินฟราเรด สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี