(คู่มือ)หนังสือเรียนสสวท เพิ่มเติมโลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ5

38 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 ผังมโนทศั น์ สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 บทท่ี 14 | ดาวฤกษ์ 39 ลำ� ดบั แนวความคิดต่อเนอ่ื ง ดาวฤกษเ์ ป็นกอ้ นแกส๊ ขนาดใหญ่ เกดิ จากการรวมตวั ของสสารในเนบิวลาดว้ ยแรงโน้มถว่ ง  ดาวฤกษ์แต่ละดวงมสี มบตั แิ ตกตา่ งกนั เช่น ความส่องสว่าง สี อณุ หภูมิผิว สเปกตรัม มวล  ความสอ่ งสวา่ งของดาวฤกษ์แต่ละดวง บอกโดยการเปรยี บเทยี บคา่ โชติมาตรซึ่งมโี ชติมาตรปรากฏ และโชตมิ าตรสัมบรู ณ์  ระยะหา่ งของดาวฤกษห์ าไดโ้ ดยใช้ปรากฏการณ์แพรลั แลกซ์  สี และสเปกตรมั ของดาวฤกษ์ มคี วามสัมพนั ธก์ ับอณุ หภมู ผิ วิ ของดาวฤกษ์  ดาวฤกษแ์ บง่ เป็นกลุ่มต่าง ๆ ตามสมบัตขิ องดาวฤกษ์โดยใชแ้ ผนภาพเฮิรต์ ซปรงุ -รสั เซลล์  ดาวฤกษ์ก์ ำำ�เนิดิ จากปฏิิกิริ ิิยาลููกโซ่โ่ ปรตอน-โปรตอน และวัฏั จัักรคาร์์บอน-ไนโตรเจน-ออกซิิเจน โดยขึ้�นอยู่่�กัับมวลตั้�งต้้น  วิิวัฒั นาการและอายุขุ ััยของดาวฤกษ์ข์ึ้�นอยู่่�กับั มวลตั้�งต้น้ ของดาวฤกษ์์ และสามารถอธิิบายได้้จากแผนภาพเฮิริ ์ต์ ซปรุงุ -รัสั เซลล์์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

40 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 สาระสำ� คัญ ดาวฤกษแ์ ตล่ ะดวงมสี มบตั แิ ตกตา่ งกนั เชน่ ความสอ่ งสวา่ ง โชตมิ าตร อณุ หภมู ิ ผวิ สี มวลของดาวฤกษ์ ดาวฤกษ์เกิดจากการรวมกลุ่มของสสารในเนบิวลาที่มีการกระจายตัวอย่างไม่สม�่ำเสมอ แรงโน้มถ่วง ท�ำให้สสารมารวมกันอย่างหนาแน่นในบางบริเวณ เกิดการหมุนรอบตัวเอง และยุบตัวของกลุ่มสสาร ทำ� ใหม้ ขี นาดเลก็ ลง แตม่ คี วามดนั และอณุ หภมู เิ พมิ่ ขน้ึ เกดิ เปน็ ดาวฤกษก์ อ่ นเกดิ เมอ่ื อณุ หภมู ทิ ศี่ นู ยก์ ลาง สงู ขน้ึ จนเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเทอรม์ อนวิ เคลยี ร์ สง่ ผลใหเ้ กดิ เปน็ กอ้ นแกส๊ ขนาดใหญ่ เกดิ เปน็ ดาวฤกษ์ และเมอ่ื ดาวฤกษอ์ ยใู่ นสภาพสมดลุ ระหวา่ งแรงดนั กบั แรงโนม้ ถว่ ง ดาวฤกษจ์ ะมขี นาดคงที่ ซง่ึ ดาวฤกษแ์ ตล่ ะดวง มกี ารววิ ฒั นาการแตกตา่ งกันขนึ้ อยู่กับมวลตั้งต้นของดาวฤกษ์ เวลาที่ใช้ บทเรียนนีค้ วรใชเ้ วลาประมาณ 14 ชวั่ โมง 14.1 สมบตั ขิ องดาวฤกษ์ 8 ชั่วโมง 14.2 ก�ำเนดิ และวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ 6 ชวั่ โมง ความรกู้ อ่ นเรยี น 1. สเปกตรมั ของแสง 2. เนบวิ ลา 3. แรงโน้มถ่วง 4. ความแตกต่างของดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ 5. ปฏกิ ิรยิ าเทอร์มอนวิ เคลียร์ 6. ความสวา่ ง ตรวจสอบความรู้ก่อนเรยี น ใหน้ กั เรยี นพจิ ารณาขอ้ ความต่อไปนี้ แลว้ เตมิ เครอ่ื งหมาย  ลงในช่องคำ� ตอบทา้ ยขอ้ ความที่ ถกู หรอื เครอ่ื งหมาย  ลงในช่องคำ� ตอบท้ายขอ้ ความท่ผี ิด ขอ้ ท่ี ความรู้พื้นฐาน ค�ำตอบ 1 ดาวส่วนใหญ่ที่มองเห็นบนท้องฟา้ ดว้ ยตาเปล่าเป็นดาวฤกษ์  2 ดาวเคราะห์ท่ีมองเห็นด้วยตาเปล่า ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ ดาวอังคาร  ดาวพฤหสั บดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนสั แนวคำ� ตอบ ดาวพธุ ดาวศกุ ร์ ดาวองั คาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ สถาบันส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ 41 ข้อที่ ความรู้พ้ืนฐาน ค�ำตอบ 3 กลุ่มดาวฤกษม์ รี ปู รา่ งไม่เปลยี่ นแปลงเปน็ ระยะเวลานาน  4 ดาวฤกษท์ ั้งหมดบนทอ้ งฟ้ามีสเี ดียวกัน  แนวค�ำตอบ ดาวฤกษแ์ ต่ละดวงบนทอ้ งฟา้ มสี ีต่างกนั   5 ดาวฤกษแ์ ตล่ ะดวงในกลมุ่ ดาวเดยี วกนั อยหู่ า่ งจากโลกดว้ ยระยะทางแตกตา่ ง  กนั 6 สเปกตรมั ของแสงสแี ดงมพี ลงั งานสงู กว่าแสงสนี �้ำเงนิ แนวค�ำตอบ สเปกตรมั ของแสงสแี ดงมพี ลังงานต�่ำกว่าแสงสีน�้ำเงนิ 7 สขี องเปลวไฟมคี วามสมั พนั ธก์ บั อณุ หภูมิ 8 แรงโน้มถ่วงบนโลกกับแรงโน้มถ่วงของดาวฤกษ์เป็นแรงที่มีทิศเข้าหา  จุดศูนยก์ ลางของดาวเหมอื นกัน 14.1 สมบตั ขิ องดาวฤกษ์ 14.1.1 ความสอ่ งสวา่ งและโชติมาตรของดาวฤกษ์ จดุ ประสงค์การเรยี นรู้ 1. ระบุ และอธิบายปัจจยั ท่สี ่งผลต่อความส่องสวา่ งของดาวฤกษ์ 2. อธิบายความสมั พนั ธร์ ะหว่างความส่องสว่างกบั โชติมาตรของดาวฤกษ์ 3. อธิบายวิธกี ารหาระยะทางของดาวฤกษ์โดยใชห้ ลักการแพรัลแลกซ์ 4. คำ� นวณหาระยะทางของดาวฤกษโ์ ดยใช้หลกั การแพรัลแลกซ์ สอื่ การเรยี นรูแ้ ละแหลง่ การเรียนรู้ 1. หนงั สอื เรยี นรายวิชาเพ่ิมเติมวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 2. สืบื ค้้นข้อ้ มูลู เพิ่�มเติิมได้จ้ าก สสวท. learning space: www.scimath.org สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

42 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 แนวการจัดการเรยี นรู้ 1. ครูน�ำเข้าสู่บทเรียนโดยให้นักเรียนสังเกตรูปกลุ่มดาวเรียงเด่นในกลุ่มดาวนายพรานในหนังสือเรียน หนา้ 28 และร่วมกันอภปิ รายโดยใชค้ ำ� ถามดังต่อไปน้ี รูปกลุม่ ดาวนายพราน • จากรูป กลมุ่ ดาวเรียงเดน่ ในกลมุ่ ดาวนายพรานมีดาวฤกษ์อะไรบ้าง แนวคำ� ตอบ ดาวเบเทลจสุ ดาวเบลลาทรกิ ซ์ ดาวอลั นแี ทค ดาวอลั นลี มั ดาวมนิ ตากะ ดาวไรเจล • ดาวแตล่ ะดวง มีความแตกตา่ งในเรอ่ื งใดบ้าง แนวคำ� ตอบ ตอบตามความคิดเหน็ ของนักเรยี น • เพราะเหตุใด ดาวแต่ละดวงจงึ มคี วามแตกตา่ งกนั แนวคำ� ตอบ ตอบตามความคิดเหน็ ของนักเรียน 2. ให้นักเรียนศึกษากิจกรรม 14.1 และต้ังสมมติฐาน โดยตอบค�ำถามต่อไปน้ี “ปัจจัยใดที่ส่งผลต่อ ความสวา่ งของหลอดไฟฟ้าและสง่ ผลอย่างไร” สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ 43 กิจกรรม 14.1 ปัจจยั ท่สี ง่ ผลต่อความสวา่ งของหลอดไฟฟ้า จดุ ประสงคก์ ิจกรรม อธิบายปจั จยั ท่ีสง่ ผลตอ่ ความสว่างของหลอดไฟฟา้ เวลา 1 ชว่ั โมง วสั ดุ-อุปกรณ์ 1. หลอดไฟฟา้ ประเภทหลอดไส้ท่มี ีกำ� ลงั ไฟฟ้าหรือก�ำลังส่องสวา่ ง 25 60 และ 100 วัตต์ อย่างละ 1 หลอด 2. ลักซม์ ิเตอร ์ 1 ชดุ 3. สายวัด 1 เส้น 4. เทปใส 1 มว้ น 5. ดนิ น�ำ้ มัน 1 ก้อน ข้อเสนอแนะสำ� หรับครู 1. ควรให้มีความสว่างภายในห้องน้อยท่ีสุด เพ่ือลดความคลาดเคลื่อนจากการวัดค่า ความส่องสว่างจากหลอดไฟฟ้า หรืออาจแก้ไขความคลาดเคลื่อนโดยการวัดค่า ความสอ่ งสว่างก่อนการทดลอง แลว้ น�ำมาลบกบั คา่ ทวี่ ดั ไดจ้ ากการทดลอง 2. ครสู ามารถใช้หลอด LED ท่ีมีก�ำลงั ไฟฟา้ 5 9 และ 12 วัตต์ แทนหลอดไสท้ มี่ กี �ำลังไฟฟา้ 25 60 และ 100 วัตตไ์ ด้ 3. ครูอาจเพิ่มระยะห่างระหว่างหลอดไฟฟ้าและลักซ์มิเตอร์ได้นอกจากที่ก�ำหนดไว้ เพ่ือให้ได้ ข้อมูลท่ีแสดงความสัมพนั ธไ์ ดช้ ดั เจนย่งิ ขึ้น 4. ครูอาจให้นักเรียนใช้แอปพลิเคชัน ในการวัดความส่องสว่างของหลอดไฟฟ้าแทนการใช้ ลกั ซม์ ิเตอร์ โดยกำ� หนดให้ใชแ้ อปพลิเคชนั เดยี วกัน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

44 บทท่ี 14 | ดาวฤกษ์ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 วธิ กี ารท�ำกจิ กรรม 1. วางลกั ซม์ เิ ตอรใ์ หห้ า่ งจากหลอดไฟฟา้ ทม่ี กี ำ� ลงั ไฟฟา้ 100 วตั ต์ เปน็ ระยะทาง 50 เซนตเิ มตร โดยจดั ใหล้ ักซ์มิเตอร์ตง้ั ฉากกบั พื้นและอยใู่ นระดับเดยี วกบั หลอดไฟฟ้า ดังรูป 2. เปิดสวิตซ์ของหลอดไฟฟ้า จากน้ันปิดไฟในห้องทุกดวง และอ่านค่าความสว่างของ หลอดไฟฟา้ จากลกั ซม์ เิ ตอร์ บันทึกผล 3. ทำ� เชน่ เดยี วกบั ขอ้ 1-2 แตเ่ ปลย่ี นเปน็ หลอดไฟฟา้ ทม่ี กี ำ� ลงั ไฟฟา้ 60 วตั ต์ และ 25 วตั ต์ ตาม ล�ำดบั อ่านค่าความสว่าง และบันทึกผล 4. เปลี่ยนเป็นหลอดไฟฟ้า 100 วัตต์ และเปลี่ยนระยะทางลักซ์มิเตอร์ให้ห่างจากหลอดไฟฟ้า เป็น 25 50 75 100 และ 125 เซนตเิ มตร ตามลำ� ดบั อ่านคา่ ความสวา่ ง บนั ทกึ ผล จากนั้น น�ำข้อมลู มาเขยี นกราฟความสมั พันธ์ระหวา่ งความสว่างและระยะทาง 5. สรุป และน�ำเสนอผลการท�ำกิจกรรม ตวั อย่างผลการทำ� กิจกรรม สมมตฐิ าน หลอดไฟฟา้ ทม่ี กี ำ� ลงั ไฟฟา้ สงู จะมคี วามสวา่ งมากกวา่ หลอดไฟฟา้ ทม่ี กี ำ� ลงั ไฟฟา้ ตำ�่ ตารางความสว่างของหลอดไฟฟ้าทีก่ �ำลงั ไฟฟา้ แตกตา่ งกัน กำ� ลงั ไฟฟ้า (วตั ต์) ความสวา่ ง (ลกั ซ)์ 25 340 60 362 100 602 สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทท่ี 14 | ดาวฤกษ์ 45 ตาราง ความสว่างของหลอดไฟฟา้ ทร่ี ะยะทางแตกตา่ งกัน ก�ำลงั ไฟฟ้า (วตั ต)์ ความสว่าง (ลกั ซ)์ 25 1429 50 362 75 207 100 159 125 122 กราฟ ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งความสว่างและระยะทาง หมายเหตุ ครูสามารถใช้กราฟล็อก-ล็อก (log-log) แทนกราฟเส้นตรงได้ เนือ่ งจากความสว่างและระยะทาง มคี วามสมั พนั ธใ์ นรปู ของ y = Axn เมอ่ื A เปน็ คา่ คงที่ และ n เปน็ จำ� นวนใดๆ ดงั นน้ั เมอ่ื เขยี นกราฟตามสมการ ดงั กลา่ วลงในกระดาษกราฟทมี่ แี กนนอนและแกนตงั้ เปน็ สเกลลอ็ ก-ลอ็ ก จะทำ� ใหก้ ราฟทไ่ี ดม้ ลี กั ษณะเปน็ เสน้ ตรง ดังรปู สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

46 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 กราฟ ความสมั พันธ์ระหวา่ งความสว่างและระยะทาง สรปุ ผลการทำ� กจิ กรรม เมอ่ื กำ� หนดใหห้ ลอดไฟฟา้ มรี ะยะหา่ งจากลกั ซม์ เิ ตอรเ์ ทา่ กนั ความสวา่ งทวี่ ดั ไดข้ นึ้ อยกู่ บั กำ� ลงั ของหลอดไฟฟ้าโดยหลอดไฟฟ้าท่ีมีก�ำลังไฟฟ้ามากกว่าจะมีความสว่างมากกว่าหลอดไฟที่มี กำ� ลงั ไฟฟา้ นอ้ ยกวา่ เมอ่ื หลอดไฟฟา้ มกี ำ� ลงั ไฟฟา้ เทา่ กนั แตม่ รี ะยะหา่ งจากผสู้ งั เกตแตกตา่ งกนั ความสวา่ งของหลอดไฟฟา้ ทวี่ ดั ไดจ้ ะเปลย่ี นแปลง โดยหลอดไฟฟา้ ทอี่ ยหู่ า่ งจากผสู้ งั เกตมากขนึ้ จะมีความสว่างลดลง คำ� ถามทา้ ยกิจกรรม 1. หลอดไฟฟา้ ทมี่ กี ำ� ลงั ไฟฟา้ แตกตา่ งกนั แตม่ รี ะยะหา่ งจากลกั ซม์ เิ ตอรเ์ ทา่ กนั จะมคี วามสวา่ ง เท่ากนั หรือไม่ อยา่ งไร แนวค�ำตอบ ไม่เท่ากัน ท่ีระยะทางเท่ากันหลอดไฟฟ้าที่มีก�ำลังไฟฟ้าสูงจะมีค่าความสว่าง มากกวา่ หลอดไฟฟ้าทมี่ ีก�ำลงั ไฟฟา้ ตำ่� 2. หลอดไฟฟา้ ทมี่ กี ำ� ลงั ไฟฟา้ เทา่ กนั แตม่ รี ะยะหา่ งจากลกั ซม์ เิ ตอรแ์ ตกตา่ งกนั จะมคี วามสวา่ ง เทา่ กันหรือไม่ อย่างไร แนวค�ำตอบ ไม่เท่ากัน โดยหลอดไฟฟ้าที่มีระยะห่างจากผู้สังเกตมากขึ้น ความสว่างของ หลอดไฟฟา้ จะลดลง สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ 47 3. ปจั จยั ใดบ้างท่ีสง่ ผลต่อความสว่างของหลอดไฟฟ้า แนวคำ� ตอบ ปจั จยั ท่ีสง่ ผลต่อความสว่างของหลอดไฟฟ้า ได้แก่ ก�ำลงั ของหลอดไฟฟ้าและ ระยะห่างระหว่างหลอดไฟฟา้ กับผ้สู ังเกต 4. ในกรณีใดบ้างท่ีหลอดไฟฟ้าที่มีก�ำลังไฟฟ้า 60 วัตต์ มีความสว่างมากกว่าหลอดไฟฟ้าที่มี ก�ำลังไฟฟา้ 100 วตั ต์ แนวคำ� ตอบ เมอ่ื เลอ่ื นหลอดไฟฟา้ 60 วตั ต์ เขา้ มาใกลผ้ สู้ งั เกตมากขนึ้ หรอื เลอื่ นหลอดไฟฟา้ ขนาด 100 วัตต์ ให้หา่ งจากผู้สงั เกตมากขึ้น 3. ให้นักเรียนแต่ละกลุ่มน�ำเสนอผลการท�ำกิจกรรม และร่วมกันอภิปรายผลการท�ำกิจกรรม พร้อม ตอบคำ� ถามทา้ ยกจิ กรรม โดยมแี นวทางในการอภปิ รายและแนวทางการตอบคำ� ถามดงั แสดงขา้ งตน้ 4. ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายว่าความสว่างของหลอดไฟฟ้าเทียบได้กับความสว่างของดาวฤกษ์ และก�ำลังไฟฟ้าเทียบไดก้ ับก�ำลังสอ่ งสว่างของดาวฤกษ์ 5. ครแู ละนกั เรยี นรว่ มกนั อภปิ ราย เพอื่ สรปุ ปจั จยั ทมี่ ผี ลตอ่ ความสอ่ งสวา่ งของดาวฤกษ์ โดยใชค้ ำ� ถาม ดงั ตอ่ ไปน้ี • ดาวฤกษ์ทม่ี คี วามสวา่ งต่างกนั จะมกี ำ� ลงั ส่องสวา่ งตา่ งกันหรอื ไม่ เพราะเหตใุ ด แนวคำ� ตอบ มีก�ำลังส่องสวา่ งต่างกนั เมื่อดาวฤกษ์ห่างจากผู้สงั เกตทร่ี ะยะทางเทา่ กัน ดาวฤกษ์ ท่ีมีก�ำลังส่องสว่างมากกว่าจะมีความส่องสว่างมากกว่าดาวฤกษ์ท่ีมีก�ำลังส่องสว่างน้อยกว่า แต่ เมื่อดาวฤกษ์มีก�ำลังส่องสว่างเท่ากัน ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ผู้สังเกตมากกว่า จะมีความส่องสว่าง มากกว่าดาวฤกษ์ท่อี ยไู่ กลกวา่ • ปัจจยั ท่มี ผี ลตอ่ ความส่องสวา่ งของดาวฤกษม์ ีอะไรบา้ ง แนวค�ำตอบ ก�ำลงั สอ่ งสวา่ ง ระยะทาง 6. ครููให้้ความรู้�เพิ่�มเติิมเกี่�ยวกัับความสััมพัันธ์์ระหว่่างความส่่องสว่่างและระยะทางมีีแนวโน้้มลดลง อย่่างเป็็นเอ็็กซ์์โพเนนเชีียล เนื่�องจากแสงจากดาวฤกษ์์กระจายออกในทุุกทิิศทาง และพื้�นที่�การ รัับแสงเพิ่ �มมากขึ้ �นตามระยะห่่างจากแหล่่งกำำ�เนิิดแสงที่ �เพิ่ �มขึ้ �นโดยศึึกษารายละเอีียดจากความรู้ � เพิ่�มเติมิ ในหนัังสือื เรีียนหน้า้ 31-32 7. ครนู �ำเข้าสู่เรอ่ื งโชตมิ าตร โดยรว่ มกนั อภิปราย ตามแนวค�ำถามต่อไปน้ี • ดวงอาทติ ย์กับดาวไรเจล ดาวดวงใดมีความสอ่ งสวา่ งมากกว่ากนั แนวค�ำตอบ ตอบตามความคิดเหน็ ของนกั เรียน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

48 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 8. ครใู หน้ กั เรยี นศกึ ษาความรเู้ กยี่ วกบั โชตมิ าตร จากหนงั สอื เรยี นหนา้ 32 และอภปิ รายรว่ มกนั โดยใช้ ตวั อยา่ งคำ� ถาม ดังนี้ • นักดาราศาสตร์ใช้ค่าโชตมิ าตรในการบอกความสอ่ งสว่างดาวฤกษอ์ ยา่ งไร แนวค�ำตอบ โดยการเปรยี บเทยี บความส่องสว่างของดาวฤกษ์ทสี่ งั เกตได้จากบนโลก และน�ำมา จัดเรียงลำ� ดบั ค่าโชตมิ าตรจึงไม่มีหนว่ ย • ฮปิ พารค์ สั จัดล�ำดบั ความสอ่ งสวา่ งของดาวฤกษเ์ ป็นก่ีลำ� ดบั แนวคำ� ตอบ ฮปิ พาร์คัสจดั ล�ำดบั ความสอ่ งสวา่ งของดาวฤกษ์เป็น 6 ล�ำดบั • นกั ดาราศาสตรแ์ ปลความหมายโชตมิ าตรอย่างไร แนวค�ำตอบ ดาวฤกษ์ท่ีมีค่าโชติมาตรมาก จะมีความส่องสว่างน้อย ขณะที่ดาวฤกษ์ที่มีค่า โชตมิ าตรน้อย จะมีความสอ่ งสว่างมาก • ดาวฤกษท์ ี่มโี ชตมิ าตร 1 กับดาวฤกษ์ที่มีโชตมิ าตร 6 มีความส่องสวา่ งตา่ งกันก่เี ทา่ แนวคำ� ตอบ มคี วามสอ่ งสวา่ งต่างกัน 100 เท่า • โชตมิ าตรท่ีได้จากการสังเกตบนโลกเรยี กวา่ อะไร แนวค�ำตอบ โชตมิ าตรปรากฏ • คำ� ถามตรวจสอบความเขา้ ใจ จากรปู 14.3 ในหนงั สอื เรยี นหนา้ 33 ดาวดวงใดสวา่ งกวา่ กนั ระหวา่ ง ดาวเหนอื กบั ดาวศกุ ร ์ แนวค�ำตอบ ดาวศุกรส์ ว่างกว่าเน่อื งจากมีคา่ โชติมาตรปรากฏน้อยกว่า • โชติมาตรปรากฏนำ� มาใช้เปรยี บเทียบกำ� ลงั สอ่ งสวา่ งของดาวฤกษ์ได้หรือไม่ เพราะเหตใุ ด แนวค�ำตอบ ไม่สามารถน�ำมาใช้เปรียบเทียบได้ เพราะโชติมาตรปรากฏเป็นการเปรียบเทียบ ความสอ่ งสวา่ งของดาวท่ีสังเกตไดจ้ ากโลก • ถา้ ต้องการเปรยี บเทยี บก�ำลงั สอ่ งสว่างของดาวฤกษ์ ควรมีวิธีการอย่างไร แนวคำ� ตอบ ก�ำหนดระยะทางของดาวฤกษ์ใหเ้ ทา่ กัน • โชตมิ าตรท่ใี ช้เปรยี บเทยี บก�ำลังส่องสวา่ งของดาวฤกษ์เรียกว่าอะไร แนวค�ำตอบ โชตมิ าตรสมั บูรณ์ • นกั ดาราศาสตรก์ �ำหนดโชตมิ าตรสัมบรู ณเ์ พ่อื เปรียบเทยี บก�ำลังส่องสวา่ งของดาวฤกษอ์ ยา่ งไร แนวคำ� ตอบ เปรียบเทยี บความสอ่ งสว่างที่ระยะทางเท่ากันคอื 10 พาร์เซก 9. ครูตรวจสอบความเขา้ ใจโดยใหน้ ักเรยี นพิจารณาตาราง 14.1 และตอบคำ� ถามในหนังสอื เรียนหนา้ 36 \"จากตาราง 14.1 ดวงอาทิตย์และดาวไรเจล ดาวดวงใดมีความส่องสว่างมากกว่ากัน และดาว ดวงใดมีก�ำลังสอ่ งสว่างมากกว่ากนั พจิ ารณาจากขอ้ มลู ใด\" แนวคำ� ตอบ จากตาราง ดวงอาทติ ยม์ ีความส่องสว่างมากกว่าดาวไรเจล เนือ่ งจากดวงอาทติ ย์มคี า่ โชตมิ าตรปรากฏนอ้ ยกวา่ ดาวไรเจล แตด่ วงอาทติ ยม์ คี า่ กำ� ลงั สอ่ งสวา่ งนอ้ ยกวา่ ดาวไรเจล เนอ่ื งจาก สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 บทท่ี 14 | ดาวฤกษ์ 49 ดวงอาทติ ยม์ คี ่าโชติมาตรสมั บรู ณ์มากกวา่ ดาวไรเจล 10. ครููให้้นัักเรีียนร่่วมกัันอภิิปรายว่่าการหาโชติิมาตรสััมบููรณ์์ต้้องทราบระยะทางจริิงของดาวฤกษ์์ การหาระยะทางจากโลกถึึงดาวฤกษ์์มีีหลัักการอย่่างไร ให้้นัักเรีียนทำำ�กิิจกรรม 14.2 การหา ระยะทางของวัตั ถุุโดยใช้้หลัักการแพรัลั แลกซ์์ กิจกรรม 14.2 การหาระยะทางของวัตถุโดยใชห้ ลกั การแพรลั แลกซ์ จุดประสงค์กจิ กรรม 1. อธบิ ายปรากฏการณ์แพรลั แลกซ์ 2. อธิบายการหาระยะทางของวัตถโุ ดยใช้หลกั การแพรัลแลกซ์ 3. ค�ำนวณระยะทางของวตั ถุ เวลา 2 ช่ัวโมง วัสดุ-อปุ กรณ์ 1. โต๊ะยาว 1 ตัว 2. สายวดั 1 เส้น 3. วตั ถุทใี่ ช้สังเกต 1 ช้นิ 4. กระดาษปรู๊ฟ 1 แผ่น 5. ปากกาเคม ี 1 ด้าม 6. ไม้โปรแทรกเตอรค์ รึ่งวงกลม 1 อนั 7. เทปใส 1 มว้ น 8. สติกเกอร์รูปวงกลม 10 ชนิ้ ข้อเสนอแนะส�ำหรบั ครู ในการสงั เกตตำ� แหนง่ ของวตั ถุ กำ� หนดใหเ้ ปน็ ผสู้ งั เกตคนเดมิ เพอ่ื ไมใ่ หเ้ กดิ ความคลาดเคลอ่ื น ในการระบตุ ำ� แหนง่ ของวัตถทุ ปี่ รากฏบนฉาก สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

50 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 วิธีการทำ� กจิ กรรม 1. จดั โตะ๊ ใหด้ า้ นกวา้ งของโตะ๊ หา่ งจากผนงั หอ้ งประมาณ 50 เซนตเิ มตร นำ� กระดาษปรฟู๊ ทลี่ าก เสน้ กงึ่ กลางในแนวตงั้ ไวล้ ว่ งหนา้ มาตดิ เปน็ ฉากบนผนงั หอ้ งโดยใหข้ อบลา่ งของกระดาษปรฟู๊ อยรู่ ะดบั เดยี วกบั ความสงู ของโตะ๊ และใหเ้ สน้ กงึ่ กลางบนกระดาษปรฟู๊ อยใู่ นแนวกง่ึ กลางของ โตะ๊ ติดสตกิ เกอรบ์ นกระดาษให้กระจายทัว่ กระดาษอย่างนอ้ ย 5 จุด พร้อมเขยี นหมายเลข ก�ำกับ สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทท่ี 14 | ดาวฤกษ์ 51 2. วางวัตถุท่ีต้องการสังเกตให้อยู่ที่ต�ำแหน่งก่ึงกลางของขอบโต๊ะด้านใกล้ผนัง และก�ำหนดให้ จดุ กง่ึ กลางขอบโตะ๊ ด้านไกลผนงั เปน็ จดุ อ้างองิ พรอ้ มติดสติกเกอรท์ ี่ตำ� แหน่งนี้ ดังรปู 3. วดั ระยะทางจากวตั ถุถงึ จุดอา้ งองิ (a) ด้วยสายวดั บนั ทึกผล สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

52 บทท่ี 14 | ดาวฤกษ์ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 4. ก�ำหนดให้ต�ำแหน่งผู้สังเกตอยู่ท่ีมุมโต๊ะด้านซ้ายและขวาเป็นต�ำแหน่ง 1 และ 2 ตามล�ำดับ จากนั้นวัดระยะทางจากจดุ อา้ งอิงถึงผสู้ ังเกตทตี่ �ำแหนง่ 1 (x) บนั ทกึ ผล 5. ใหผ้ ูส้ ังเกตมองผ่านวตั ถจุ ากต�ำแหน่ง 1 เล็งไปยงั ฉากและระบุตำ� แหนง่ ของวตั ถทุ ่ีปรากฏบน ฉากดว้ ยปากกาเคมี 6. ท�ำซ�้ำเชน่ เดยี วกบั ขอ้ 5 และให้ผ้สู ังเกตมองผา่ นวัตถุจากตำ� แหน่ง 2 สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ 53 7. วดั ระยะหา่ งระหว่างตำ� แหน่งของวัตถทุ ี่ปรากฏบนฉาก (b) บันทึกผล 8. วดั มมุ ระหว่างเส้นแนวเล็งกบั ขอบโต๊ะ (θ) บนั ทกึ ผล สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

54 บทท่ี 14 | ดาวฤกษ์ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 9. ค�ำนวณระยะทางจากวัตถุถึงจุดอ้างอิง (d) เม่ือผู้สังเกตอยู่ที่ต�ำแหน่ง 1 โดยพิจารณาจาก สามเหล่ียม AOB และใช้ความสมั พันธ์ของสามเหลย่ี มมุมฉากตามสมการ และบนั ทึกผล 10. ทำ� เชน่ เดยี วกบั ขอ้ 3-9 แตเ่ ลือ่ นวตั ถเุ ขา้ มาให้อยู่จุดก่ึงกลางโตะ๊ 11. สรุป และนำ� เสนอผลการทำ� กจิ กรรม สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ 55 ตัวอย่างผลการทำ� กจิ กรรม ตาราง ขอ้ มลู ระยะทางและมมุ จากการสงั เกตวตั ถุ ณ ตำ� แหนง่ ของผูส้ งั เกตทแ่ี ตกตา่ งกนั ขอ้ มลู ครง้ั ที่ 1 ครั้งที่ 2 1. ระยะทางจากวตั ถถุ งึ จุดอ้างองิ (a) 200 เซนติเมตร 100 เซนตเิ มตร 2. ระยะทางจากจุดอ้างอิงถงึ ผสู้ ังเกต (x) 200 เซนตเิ มตร 55 เซนตเิ มตร 3. ระยะห่างระหว่างต�ำแหน่งของวัตถุท่ีปรากฏ 369.4 เซนตเิ มตร 193.3 เซนติเมตร บนฉาก (b) 4. มมุ ระหวา่ งเสน้ แนวเลง็ กับขอบโตะ๊ θ 15 องศา 28 องศา 5. ระยะทางจากวัตถุถึงจุดอ้างอิง เมื่อค�ำนวณ 205.26 เซนตเิ มตร 103.44 เซนติเมตร จากความสัมพันธ์ของสามเหลย่ี มมมุ ฉาก (d) โดยพิจารณาจากสามเหลี่ยม AOB สรปุ ผลการทำ� กจิ กรรม จากกิจิ กรรมพบว่่า เมื่�อสังั เกตวััตถุุที่่�ตำำ�แหน่ง่ เดีียวกันั แต่่มุมุ มองต่่างกััน ตำำ�แหน่่งของวัตั ถุุที่� ปรากฏบนฉากจะเปลี่�ยนไป เมื่�อเลื่�อนวััตถุุมาอยู่�ใกล้้ตำำ�แหน่่งผู้้�สัังเกต มุุมที่�เกิิดขึ้�นจะมีีขนาด ใหญ่่ขึ้�น และในการหาระยะทางของวัตั ถุุ สามารถใช้ค้ วามสัมั พัันธ์ข์ องสามเหลี่�ยมมุุมฉาก ค�ำถามท้ายกจิ กรรม 1. ตำ� แหนง่ ของวัตถุท่ีปรากฏบนฉากทงั้ สองคร้งั อย่ตู �ำแหนง่ เดยี วกนั หรือไม่ อยา่ งไร แนวค�ำตอบ ไม่อยู่ต�ำแหน่งเดียวกัน โดยต�ำแหน่งของวัตถุท่ีปรากฏบนฉากเปล่ียนไปเม่ือ สังเกตวัตถุจากต�ำแหนง่ ที่ 1 และ 2 2. เมื่�อเปลี่�ยนตำำ�แหน่่งของวััตถุุเข้้าใกล้้ผู้้�สัังเกตมากขึ้�น ตำำ�แหน่่งของวััตถุุที่�ปรากฏบนฉาก เปลี่�ยนไปจากตำำ�แหน่ง่ เดิมิ หรืือไม่่ อย่่างไร แนวคำ� ตอบ เปลี่ยนไปจากตำ� แหนง่ เดิม มุมทวี่ ัตถุเปล่ยี นต�ำแหน่งจะมคี วามกวา้ งมากขน้ึ 3. ความแตกตา่ งของมมุ ทวี่ ดั ไดม้ คี วามสมั พนั ธ์กบั ระยะทางจากวตั ถถุ ึงจดุ อ้างอิงอย่างไร แนวค�ำตอบ มุมทว่ี ดั ไดจ้ ะมขี นาดใหญข่ ้นึ เม่อื เลือ่ นวัตถุเข้ามาใกลผ้ สู้ ังเกตมากขึ้น 4. ระยะทางจากวัตถุถงึ จุดอ้างองิ เม่ือวัดดว้ ยสายวดั (a) กบั เม่อื คำ� นวณจากความสมั พนั ธ์ของ สามเหล่ียมมมุ ฉาก (d) มีค่าใกล้เคียงกนั หรือไม่ อย่างไร แนวคำ� ตอบ มคี า่ ใกลเ้ คยี งกนั โดยความแตกตา่ งของคา่ ทไ่ี ดข้ นึ้ อยกู่ บั ความคลาดเคลอื่ นของ การวัด สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

56 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 11. ให้นักเรียนน�ำเสนอกิจกรรม และอภิปราย พร้อมตอบค�ำถามท้ายกิจกรรม โดยมีแนวทางในการ ตอบค�ำถามดังแสดงขา้ งตน้ 12. ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายเกี่ยวกับปรากฏการณ์แพรัลแลกซ์และการหาระยะทางของวัตถุ โดยใช้หลกั การแพรลั แลกซ์ ซ่ึงอธิบายไดด้ งั นี้ การที่มองเห็นต�ำแหน่งของวัตถุเปลี่ยนไปเมื่อเทียบกับฉากหลังเน่ืองจากการเปล่ียนต�ำแหน่งของ ผสู้ งั เกต เรยี กปรากฏการณน์ ว้ี า่ ปรากฏการณแ์ พรลั แลกซ์ มมุ ทเี่ กดิ จากการเหน็ ตำ� แหนง่ ของวตั ถุ บนฉากเปล่ียนไป เรียกว่า มุมแพรัลแลกซ์ เม่ือลากเส้นจากต�ำแหน่งผู้สังเกตถึงต�ำแหน่งวัตถุบน ฉาก และลากเส้นต้ังฉากจากจุดอ้างอิงถึงต�ำแหน่งวัตถุท�ำให้เกิดสามเหล่ียมมุมฉาก และใช้ ความสัมพนั ธ์ของสามเหล่ยี มมมุ ฉากนน้ั มาหาระยะทางของวตั ถไุ ด้ โดยใช้สมการดังนี้ ซึ่่�งหลัักการนี้้�นำำ�มาใช้้ในการหาระยะทางของดาวฤกษ์์ โดยศึึกษารายละเอีียดได้้จากหนัังสืือเรีียน หน้า้ 43-45 13. ครตู รวจสอบความเขา้ ใจนกั เรยี น โดยใชค้ ำ� ถามในหนงั สอื เรยี นหนา้ 45 ดงั นี้ “เมอื่ สงั เกตดาวฤกษ์ ดวงหน่ึงจากต�ำแหน่งในวงโคจรของโลก 2 ต�ำแหน่ง ท่ีห่างกันมากที่สุด และวัดมุมได้ 0.632 พิลิปดา ดาวดวงนอ้ี ยู่ห่างจากโลกเท่าใด” แนวคำ� ตอบ ในการค�ำนวณครั้งน้ี ค่ามมุ แพรลั แลกซม์ คี ่าเป็นคร่ึงหนึ่งของมุมทีว่ ัดได้ คอื พิิลิิปดา ดัังนั้�นดาวดวงนี้�อยู่่�ห่า่ งจากโลกเท่่ากัับ ดัังนั้�นดาวฤกษ์์ดวงนี้�อยู่่�ห่่างจากโลก 3.165 พาร์เ์ ซก สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทท่ี 14 | ดาวฤกษ์ 57 14. ครููให้้ความรู้�เพิ่�มเติิมว่่าการหาระยะทางโดยใช้้หลัักการแพรััลแลกซ์์มีีข้้อจำำ�กััด คืือ ถ้้าวััตถุุอยู่�ไกลจากผู้้�สัังเกตมาก ขนาดของมุุมจะเล็็กลง ในกรณีีการหาระยะทางของดาวฤกษ์์ ถ้้าดาวฤกษ์์อยู่�ไกลเกิินกว่่า 100 พาร์์เซก มุุมจะเล็็กกว่่า 0.01 พิิลิิปดา ส่่งผลให้้ระยะทางที่� คำำ�นวณได้ค้ ลาดเคลื่�อนจากความเป็น็ จริิง แนวทางการวดั และประเมนิ ผล KPA การวดั และประเมนิ ผล K: สมบตั ิดาวฤกษ์ 1. ผลการปฏิบัติกิจกรรม 14.1 และ 14.2 และการตอบค�ำถาม ท้ายกิจกรรม 2. การน�ำเสนอผลงานการรว่ มอภปิ รายเพื่อสรุปองคค์ วามรู้ 3. แบบฝกึ หัดหรอื แบบทดสอบ P: 1. การสังเกต 1. การสงั เกตสมบัตขิ องดาวฤกษจ์ ากภาพท้องฟ้าจริง 2. การหาความสมั พนั ธร์ ะหวา่ ง 2. ผลการจััดกระทำำ�ข้้อมููลจากการปฏิบิ ัตั ิกิ ิจิ กรรม 14.1 และ 14.2 สเปซกับสเปซกับสเปซกับ และการนำำ�เสนอผลงานให้เ้ ห็น็ ความสัมั พันั ธ์ข์ องความส่อ่ งสว่า่ ง เวลา ระยะทาง กับั โชติมิ าตรของดาวฤกษ์์ 3. การคิดอย่างมีวิจารณญาณ 3. จากการวเิ คราะหค์ วามสมั พนั ธร์ ะหวา่ งตวั แปรตา่ ง ๆ ของสมบตั ิ และการแกป้ ญั หา บางประการของดาวฤกษ์ 4. การใช้จำ� นวน 4. การคำ� นวณระยะทางของดาวฤกษด์ ้วยหลักการแพรลั แลกซ์ A: 1. การวิเคราะหค์ วามสมั พนั ธ์ระหว่างตัวแปรตา่ ง ๆ เพอ่ื เชือ่ มโยง 1. การใชว้ ิจารณญาณ กับการอธบิ ายสมบัติบางประการของดาวฤกษ์ 2. ความใจกวา้ ง 3 .ความอยากรู้อยากเหน็ 2. ร่วมกนั อภิปรายและการตอบคำ� ถาม 3. สืบื ค้น้ ข้อ้ มูลู ร่ว่ มกันั ตั้�งคำำ�ถาม อภิปิ ราย เกี่�ยวกับั ประเด็น็ ต่า่ ง ๆ ดังั ตัวั อย่า่ งในขั้�นขยายความรู้� สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

58 บทท่ี 14 | ดาวฤกษ์ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 14.1.2 สี อณุ หภูมผิ ิว และชนดิ สเปกตรัมของดาวฤกษ์ จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้ อธบิ ายความสัมพันธ์ระหวา่ งสี อุณหภูมิผวิ และสเปกตรมั ของดาวฤกษ์ สื่อการเรียนร้แู ละแหลง่ การเรยี นรู้ 1. หนังสอื เรียนรายวิชาเพ่มิ เติมวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 2. สืบื ค้น้ ข้อ้ มูลู เพิ่�มเติมิ ได้้จาก สสวท. learning space: www.scimath.org แนวการจดั การเรียนรู้ 1. ครนู ำ� เขา้ สบู่ ทเรยี นโดยใหน้ กั เรยี นสงั เกตรปู 14.5 ในหนงั สอื เรยี นหนา้ 46 และรว่ มกนั อภปิ รายโดย ใช้คำ� ถามดงั ต่อไปน้ี • เพราะเหตใุ ดเหล็กร้อนแต่ละส่วนมีสีแตกตา่ งกัน แนวค�ำตอบ เพราะอุณหภมู ิตา่ งกนั 2. ครูใู ห้น้ ักั เรียี นร่ว่ มกันั อภิปิ รายว่า่ การที่�เหล็ก็ ร้อ้ นในรูปู มีสี ีแี ตกต่า่ งกันั เนื่�องจากมีอี ุณุ หภูมู ิแิ ตกต่า่ งกันั ดัังนั้�นการที่�เราเห็็นดาวฤกษ์์มีีสีีแตกต่่างกััน จะมีีอุุณหภููมิิแตกต่่างกัันหรืือไม่่ อย่่างไร ให้น้ ักั เรีียนทำำ�กิจิ กรรม 14.3 สีี อุณุ หภูมู ิผิ ิิว และชนิดิ สเปกตรัมั ของดาวฤกษ์์ กิจกรรม 14.3 สี อณุ หภูมผิ ิว และชนดิ สเปกตรมั ของดาวฤกษ์ จุดประสงค์กจิ กรรม วิเคราะห์ และอธบิ ายความสัมพนั ธ์ระหว่างสี อณุ หภูมผิ ิว และชนดิ สเปกตรมั ของดาวฤกษ์ เวลา 1 ชั่วโมง วิธีการทำ� กิจกรรม 1. ศกึ ษาขอ้ มลู จากตาราง 1 และ ตาราง 2 ตาราง 1 ขอ้ มลู สี อุณหภมู ิผิว ของดาวฤกษ์ ดาวฤกษ์ สี อณุ หภมู ผิ ิว โดยประมาณ (เคลวิน) ดวงอาทิตย์ (Sun) เหลอื ง ดาวรวงข้าว (Spica) น�ำ้ เงินแกมขาว 5,780 ดาวซริ อิ สั เอ (Sirius A) 22,400 ขาว 9,940 สถาบันสง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทท่ี 14 | ดาวฤกษ์ 59 ดาวฤกษ์ สี อณุ หภูมผิ ิว โดยประมาณ (เคลวนิ ) ดาวไรเจล (Rigel) น้ำ� เงนิ แกมขาว ดาวโพรซิออน เอ ขาวแกมเหลอื ง 11,000 (Procyon A) 6,530 ดาวคาเพลลา (Capella) เหลอื ง ดาวปารชิ าต (Antares) แดง 4,940 ดาวหัวใจสิงห์ (Regulus) น้�ำเงนิ แกมขาว 3,570 ดาวเวกา (Vega) ขาว 10,300 ดาวเบเทลจุส (Betelgeuse) แดง 9,600 ดาวอัลนแี ทค (Alnitak) นำ้� เงิน 3,500 ดาวเอปซลี อน อินดี บี สม้ 30,000 (Epsilon Indi B) 4,630 ตาราง 2 ชนิดสเปกตรัม สี และอุณหภมู ิผวิ ของดาวฤกษ์ อณุ หภมู ผิ วิ โดยประมาณ (เคลวนิ ) ชนิดสเปกตรัม สี มากกว่า 30,000 O น้�ำเงนิ 10,000-30,000 B น้ำ� เงินแกมขาว 7,500-10,000 A 6,000-7,500 F ขาว 4,900-6,000 G ขาวแกมเหลอื ง 3,500-4,900 K 2,500-3,500 M เหลอื ง สม้ แดง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

60 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 2. ออกแบบตารางเพ่ือบันทึกล�ำดับดาวฤกษ์ตามอุณหภูมิผิวจากอุณหภูมิสูงไปอุณหภูมิต่�ำ พรอ้ มท้ังระบชุ นิดสเปกตรมั ให้สอดคลอ้ งกบั อุณหภูมิผวิ และสี 3. จ�ำแนกดาวฤกษ์และระบเุ กณฑท์ ่ใี ช้ 4. สรปุ และน�ำเสนอผลการท�ำกจิ กรรม ตวั อยา่ งผลการท�ำกิจกรรม ตาราง อณุ หภูมิผวิ สี และชนดิ สเปกตรมั ของดาวฤกษ์ ดาวฤกษ์ อุณหภูมิผวิ สี ชนดิ สเปกตรัม (เคลวิน) ดาวอลั นแี ทค (Alnitak) 30,000 นำ้� เงนิ O ดาวรวงขา้ ว (Spica) 22,400 น�ำ้ เงนิ แกมขาว B ดาวไรเจล (Rigel) 11,000 น�้ำเงินแกมขาว B ดาวหัวใจสิงห์ (Regulus) 10,300 น�ำ้ เงินแกมขาว B ดาวซริ อิ สั เอ (Sirius A) 9,940 ขาว A ดาวเวกา (Vega) 9,600 ขาว A ดาวโพรซอิ อน เอ (Procyon A) 6,530 ขาวแกมเหลอื ง F ดวงอาทติ ย์ (Sun) 5,780 เหลือง G ดาวคาเพลลา (Capella) 4,940 เหลอื ง G ดาวเอปซีลอน อนิ ดี บี (Epsilon Indi B) 4,630 สม้ K ดาวปารชิ าต (Antares) 3,570 แดง K ดาวเบเทลจุส (Betelgeuse) 3,500 แดง M หมายเหตุ นกั เรยี นอาจระบชุ นดิ สเปกตรมั ของดาวปารชิ าเปน็ ไดท้ งั้ K หรอื M โดยหากพจิ ารณาจากอณุ หภมู ิ จะระบุเป็นชนิดสเปกตรัม K และหากพจิ ารณาจากสี จะระบเุ ป็นชนิดสเปกตรัม M จากตาราง จำ� แนกดาวฤกษเ์ ปน็ 7 กลุม่ ตามชนิดสเปกตรัม ไดด้ งั นี้ O B A F G K M โดยเรยี ง ล�ำดบั จากอณุ หภมู ิผวิ สงู ไปอณุ หภมู ผิ ิวต�ำ่ สถาบันส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 บทท่ี 14 | ดาวฤกษ์ 61 สรปุ ผลการท�ำกิจกรรม ดาวฤกษ์แต่ละดวงมีสีแตกตา่ งกนั โดยสขี องดาวฤกษ์มีความสมั พนั ธ์กับชนดิ สเปกตรมั และ อณุ หภมู ขิ องดาวฤกษ์ โดยดาวฤกษท์ มี่ อี ณุ หภมู ผิ วิ สงู มสี นี ำ�้ เงนิ อยใู่ นสเปกตรมั O สว่ นดาวฤกษ์ ท่ีมีอุณหภูมิผิวต่�ำ มีสีแดง อยู่ในสเปกตรัม M จึงจ�ำแนกกลุ่มของดาวฤกษ์ออกได้เป็น 7 กลุ่ม ตามชนดิ สเปกตรมั เรยี งล�ำดับตามอณุ หภมู ิผวิ จากสูงไปตำ่� ไดด้ ังน้ี O B A F G K M และมีสเี รียง ลำ� ดบั ดงั นี้ สีน�้ำเงิน สนี ้�ำเงนิ แกมขาว สีขาว สีขาวแกมเหลือง สีเหลือง สสี ม้ สีแดง คำ� ถามทา้ ยกิจกรรม 1. ดวงอาทติ ยเ์ ป็นดาวฤกษ์ท่มี อี ณุ หภมู ผิ วิ เท่าใด มีสแี ละสเปกตรมั ชนิดใด แนวค�ำตอบ มอี ณุ หภูมิผิวประมาณ 5,780 เคลวิน มสี เี หลอื ง มสี เปกตรัมชนิด G 2. ดาวฤกษ์ดวงใดที่มอี ณุ หภูมผิ ิวสูงทส่ี ดุ มคี ่าเทา่ ใด มสี แี ละสเปกตรัมชนิดใด แนวคำ� ตอบ ดาวอลั นแี ทคมอี ณุ หภมู ผิ วิ ประมาณ 30,000 เคลวนิ มสี นี ำ้� เงนิ สเปกตรมั ชนดิ O 3. ดาวฤกษด์ วงใดท่ีมอี ุณหภูมิผิวตำ�่ ทีส่ ุด มีคา่ เทา่ ใด มสี แี ละสเปกตรัมชนิดใด แนวคำ� ตอบ ดาวเบเทลจุส มอี ณุ หภูมิผิวประมาณ 3,500 เคลวิน มีสแี ดง สเปกตรัมชนิด M 4. อุณหภมู ิผิว สี และสเปกตรมั ของดาวฤกษ์มคี วามสมั พนั ธก์ ันอย่างไร แนวค�ำตอบ ดาวที่มีอุณหภูมิผิวต่างกันจะมีสีและสเปกตรัมแตกต่างกัน โดยสามารถเรียง ลำ� ดบั ตามอณุ หภมู ผิ วิ จากสงู ไปตำ�่ ทส่ี มั พนั ธก์ บั สเปกตรมั ไดด้ งั น้ี O B A F G K M ซงึ่ มคี วาม สัมพันธก์ บั สีดงั น้ี สนี ำ้� เงนิ สนี ้�ำเงนิ แกมขาว สีขาว สีขาวแกมเหลอื ง สเี หลอื ง สสี ม้ สแี ดง 3. นกั เรยี นนำ� เสนอกจิ กรรม และอภปิ รายผล พรอ้ มตอบคำ� ถามทา้ ยกจิ กรรม โดยมแี นวทางในการตอบ ค�ำถามดงั แสดงขา้ งตน้ 4. ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายเพ่ือให้ได้ข้อสรุปว่า ดาวฤกษ์แต่ละดวงมีสีแตกต่างกัน โดยสีของ ดาวฤกษม์ คี วามสมั พนั ธก์ บั สเปกตรมั และอณุ หภมู ผิ วิ ของดาวฤกษ์ จากนนั้ ครตู รวจสอบความเขา้ ใจ ของนกั เรยี นโดยใชค้ ำ� ถามในหนงั สอื เรยี นหนา้ 49 ดงั น้ี “ดาว ก มสี เปกตรมั O และดาว ข มสี เปกตรมั M ดาวท้ังสองมสี มบตั ิแตกต่างกนั ในดา้ นใดบ้าง และแตกตา่ งกันอยา่ งไร” แนวคำ� ตอบ มสี ีและอณุ หภมู ิผวิ แตกตา่ งกนั โดยดาว ก มสี เปกตรมั O มีสีนำ้� เงนิ ซ่ึงมีอณุ หภูมิผวิ สูงกว่าดาว ข ทมี่ ีสเปกตรัม M และมีสแี ดง 5. ครใู หน้ กั เรยี นพจิ ารณาการจดั กลมุ่ ของดาวปารชิ าตจากกจิ กรรม 14.3 ดงั นี้ \"ดาวปารชิ าตมอี ณุ หภมู ิ ผิว 3,570 เคลวิน ซ่ึงอยู่บริเวณรอยต่อระหว่างสเปกตรัมชนิด K และ M แล้วร่วมกันอภิปรายว่า เพราะเหตใุ ดนกั วทิ ยาศาสตรจ์ งึ จดั ใหด้ าวปารชิ าตอยใู่ นสเปกตรมั ชนดิ M โดยใหน้ กั เรยี นศกึ ษาขอ้ มลู จากหนังสือเรียนหน้า 50-51\" และอภปิ รายรว่ มกันโดยมีแนวค�ำถามดังนี้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

62 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 • นกั ดาราศาสตรแ์ กป้ ญั หาการจดั กลมุ่ ของดาวฤกษต์ ามชนดิ สเปกตรมั ในกรณที ดี่ าวฤกษม์ อี ณุ หภมู ิ อยู่บริเวณรอยต่อของสเปกตรัมอยา่ งไร แนวคำ� ตอบ นกั ดาราศาสตรก์ ำ� หนดดัชนีสี เพอื่ ชว่ ยจัดกลุ่มของดาวฤกษต์ ามชนดิ สเปกตรมั • นักดาราศาสตรม์ วี ิธีการกำ� หนดดชั นสี ีอยา่ งไร แนวค�ำตอบ ใช้ผลต่างของค่าโชติมาตรของดาวฤกษ์ดวงเดียวกันในสองช่วงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า โดยใชโ้ ชตมิ าตรในชว่ งคลนื่ สน้ั ลบดว้ ยโชตมิ าตรในชว่ งคลนื่ ยาว แลว้ นำ� ผลทไ่ี ดไ้ ปเทยี บกบั ตาราง ดชั นีสี • ดาวปาริชาตจดั อยใู่ นสเปกตรมั M เพราะเหตใุ ด แนวค�ำตอบ ดาวปารชิ าตมีอุณหภูมิ 3,570 เคลวนิ ซ่งึ อยรู่ ะหว่างรอยต่อชนิดสเปกตรัม M และ K เม่อื พิจารณาค่าดชั นสี ี (B-V) ของดาวปาริชาตพบว่ามคี ่าเท่ากบั +1.83 จงึ จัดดาวปารชิ าตให้ อยใู่ นกลมุ่ ดาวชนิดสเปกตรัม M ซ่ึงมีสีแดง แนวทางการวัดและประเมนิ ผล KPA การวัดและประเมินผล K: สมบัติดาวฤกษ์ 1. ผลการปฏิบัติกิจกรรม 14.3 และการตอบค�ำถาม ท้ายกิจกรรม 2. การร่วมอภปิ รายเพอ่ื สรุปองค์ความรแู้ บบฝึกหดั P: 1. การหาความสัมพันธข์ องสเปซกับเวลา 1. ผลการจััดกระทำำ�ข้้อมููลในการปฏิิบััติิกิิจกรรม 14.3 2. การคิดอย่างมีวิจารณญาณและการแก้ และการนำำ�เสนอผลงานให้เ้ ห็น็ ความสัมั พันั ธ์ร์ ะหว่า่ ง ปญั หา สีี ดัชั นีสี ีี อุณุ หภููมิิผิิวและสเปกตรััมของดาวฤกษ์์ 3. การสอ่ื สาร 2. จากการวเิ คราะหค์ วามสมั พนั ธร์ ะหวา่ งตวั แปรตา่ ง ๆ 4. การท�ำงานร่วมกนั ของสมบัติบางประการของดาวฤกษ์ 3. การน�ำเสนอผลงาน และการตอบคำ� ถาม 4. การแบง่ หน้าที่รบั ผดิ ชอบระหว่างการทำ� งานกลุม่ A: 1. การวิิเคราะห์์ความสััมพัันธ์์ระหว่่างตััวแปรต่่าง ๆ 1.การใชว้ จิ ารณญาณ เพื่ �อเชื่ �อมโยงกัับการอธิิบายสมบััติิบางประการของ 2.ความใจกวา้ ง ดาวฤกษ์์ 3.ความอยากรู้อยากเห็น 2. ร่วมกันอภิปรายและการตอบคำ� ถาม 3. สืบค้นข้อมูลร่วมกันต้ังค�ำถาม อภิปราย เก่ียวกับ ประเดน็ ต่าง ๆ ดงั ตวั อย่างในขั้นขยายความรู้ สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทท่ี 14 | ดาวฤกษ์ 63 14.1.3 แผนภาพเฮริ ต์ ซปรงุ -รสั เซลล์ จดุ ประสงค์การเรยี นรู้ วิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงสมบัติบางประการของดาวฤกษ์ในล�ำดับวิวัฒนาการจากแผนภาพ เฮริ ์ตซปรงุ -รสั เซลล์ ส่ือการเรียนรแู้ ละแหล่งการเรยี นรู้ 1. หนังสือเรียนรายวชิ าเพ่ิมเตมิ วทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 2. สืบื ค้น้ ข้้อมูลู เพิ่�มเติมิ ได้้จาก สสวท. learning space: www.scimath.org แนวการจดั การเรยี นรู้ 1. ครูน�ำเข้าสู่บทเรียนโดยให้นกั เรียนร่วมกันอภิปรายโดยใช้ค�ำถามดงั ตอ่ ไป • สมบััติิของดาวฤกษ์์มีีอะไรบ้า้ ง แนวคำ� ตอบ ความสอ่ งสวา่ ง โชตมิ าตร กำ� ลังสอ่ งสวา่ ง สี อุณหภูมผิ วิ และชนิดสเปกตรมั 2. ครูอธิบายวา่ สมบัติต่าง ๆ ของดาวฤกษม์ ีความสัมพนั ธ์กัน ซงึ่ นักดาราศาสตรน์ ำ� สมบตั เิ หลา่ นั้นมา เขียนแผนภาพเรียกวา่ แผนภาพเฮิร์ตซปรงุ -รัสเซลล์ นกั เรยี นคิดวา่ แผนภาพนี้นำ� มาใชป้ ระโยชนไ์ ด้ อย่างไร ศึกษาได้จากกิจกรรม 14.4 แผนภาพเฮิร์ตซปรุง-รัสเซลล์ดาวฤกษ์มีความสัมพันธ์กัน ความสัมพันธ์ดังกล่าวมีลักษณะอย่างไรให้ปฏิบัติกิจกรรม 14.4” นักเรียนคิดว่านักดาราศาสตร์นำ� ขอ้ มลู เหลา่ นมี้ าหาความสมั พนั ธก์ นั อยา่ งไร ศกึ ษาไดจ้ ากกจิ กรรม 14.4 แผนภาพเฮริ ต์ ซปรงุ -รสั เซลล์ กจิ กรรม 14.4 แผนภาพเฮิรต์ ซปรุง-รัสเซลล์ จดุ ประสงคก์ ิจกรรม วิเคราะหส์ มบัตแิ ละระบุตำ� แหนง่ ของดาวฤกษบ์ นแผนภาพเฮริ ์ตซปรงุ -รัสเซลล์ เวลา 1 ชั่วโมง วัสด-ุ อปุ กรณ์ 1. แผนภาพเฮริ ์ตซปรุง-รสั เซลล์ 1 แผน่ 2. ชุดข้อมลู สมบัตดิ าวฤกษ์ 1 ชดุ หมายเหตุ สามารถดาวน์โหลดแผนภาพเฮิรต์ ซปรุง-รัสเซลล์ ไดจ้ าก QR code ประจ�ำบทในคมู่ ือครู ขอ้ เสนอแนะสำ� หรับครู ในการจััดกลุ่�มของดาวฤกษ์์ ให้น้ ักั เรียี นลากเส้้นล้อ้ มรอบกลุ่�มของดาวฤกษ์์ที่่�มีสี มบััติใิ กล้้ เคีียงกัันให้เ้ ป็น็ กลุ่�มเดียี วกััน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

64 บทท่ี 14 | ดาวฤกษ์ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 วิธกี ารท�ำกจิ กรรม 1. ศึกษาสมบตั ดิ าวฤกษจ์ ากชุดขอ้ มลู ท่ีกำ� หนดให้ 2. ศกึ ษาความสัมพนั ธ์ของสมบัติต่าง ๆ ของดาวฤกษ์บนแผนภาพเฮิร์ตซปรุง-รัสเซลล์ 3. น�ำผลท่ีได้มาระบุต�ำแหน่งของดาวฤกษ์โดยบันทึกหมายเลขของดาวฤกษ์ที่ก�ำหนดให้ลงใน แผนภาพข้อ 2 4. พิจารณาต�ำแหน่งข้อมูลจากข้อ 3 น�ำมาจัดกลุ่มของดาวฤกษ์ ก�ำหนดชื่อกลุ่มของดาวฤกษ์ ระบเุ กณฑ์ในการจ�ำแนก พรอ้ มท้งั อธิบายสมบัติของดาวฤกษแ์ ต่ละกลมุ่ 5. สรุป และน�ำเสนอผลการทำ� กิจกรรม ตวั อยา่ งผลการทำ� กิจกรรม แผนภาพเฮริ ์ตซปรงุ -รสั เซลล์ สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทท่ี 14 | ดาวฤกษ์ 65 จากชุดข้อมูลที่ให้ นักเรียนอาจจัดกลุ่มได้แตกต่างกัน แต่จากตัวอย่างผลการท�ำกิจกรรม จัดดาวฤกษ์ไดเ้ ปน็ 4 กลมุ่ ดังนี้ กลุ่มท่ี ชอ่ื ดาวฤกษ์ สมบตั ขิ องดาวฤกษ์ ก ดาวหางหงส์ มีค่าโชติมาตรสัมบูรณน์ อ้ ยก�ำลงั ส่องสวา่ งมาก ดาวไรเจล เอ และมีสเปกตรมั ชนิด B หรือ A ดาวดวงแกว้ มีค่าโชติมาตรสมั บรู ณ์นอ้ ย และก�ำลังส่องสวา่ งมาก ดาวอัลดิบาแรน แตน่ อ้ ยกว่าดาวฤกษใ์ นกลุ่ม A มอี ุณหภมู ิต่�ำ ข ดาวพอลลักซ์ ดวงอาทิตย์ มีค่าโชตมิ าตรสัมบรู ณ์น้อย ก�ำลงั สอ่ งสว่างมาก ดาวซิริอสั เอ อุณหภูมสิ งู และมีชนิดสเปกตรัม O หรือ B ดาวรวงขา้ ว มคี ่าโชตมิ าตรสมั บรู ณ์ปานกลาง ก�ำลงั สอ่ งสว่าง ดาวเอปซลิ อน แม่น�้ำ ปานกลาง อณุ หภมู ปิ านกลาง และมชี นดิ สเปกตรมั A F G ค ดาวอัลนแี ทค มีค่าโชตมิ าตรสมั บูรณม์ าก ก�ำลังสอ่ งสว่างน้อย ดาวแกมมา หญิงสาว อณุ หภูมติ ำ�่ และมีชนิดสเปกตรมั K หรือ M ดาวพรอกซิมา เซนทอรี ดาว 40 แม่นำ้� บี มคี า่ โชตมิ าตรสัมบูรณม์ าก กำ� ลงั ส่องสว่างน้อย และ ดาวแวน มาเนน อณุ หภมู สิ งู และมีชนดิ สเปกตรัม B A F ง ดาวโพรซอิ อน บี สรุปผลการท�ำกจิ กรรม จากกิจกรรมนักเรียนสามารถจัดกลุ่มของดาวฤกษ์ โดยใช้อุณหภูมิผิวกับโชติมาตรสัมบูรณ์ แต่ขณะเดียวกันนักดาราศาสตร์ได้จัดกลุ่มของดาวฤกษ์โดยใช้สมบัติอื่น ๆ ร่วมด้วย เช่น ใช้โชติมาตรสัมบูรณ์กับชนิดสเปกตรัม ก�ำลังส่องสว่างกับอุณหภูมิ ก�ำลังส่องสว่างกับ ชนดิ สเปกตรัม คำ� ถามทา้ ยกจิ กรรม 1. จากกิจกรรมแบ่งได้เปน็ กีก่ ลุม่ แตล่ ะกลุม่ ประกอบดว้ ยดาวอะไรบา้ ง แนวคำ� ตอบ 4 กลุม่ ได้แก่ ก ดาวหางหงส์ และดาวไรเจล เอ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

66 บทท่ี 14 | ดาวฤกษ์ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 ข ดาวดวงแกว้ ดาวอัลดบิ าแรน ดาวพอลลักซ์ ค ดวงอาทิตย์ ดาวซิริอสั เอ ดาวรวงข้าว ดาวเอปซิลอน แม่น�ำ้ ดาวอลั นีแทค ดาวแกมมา หญิงสาว และดาวพรอกซิมา เซนทอรี ง ดาว 40 แม่น�้ำ บี ดาวแวน มาเนน และดาวโพรซิออน บี 2. ดาวฤกษ์แต่ละกลุ่มมีโชติมาตรสัมบูรณ์ ก�ำลังส่องสว่าง อุณหภูมิผิว และชนิดสเปกตรัม แตกต่างกันอย่างไร แนวค�ำตอบ กลมุ่ ก มคี า่ โชตมิ าตรสมั บรู ณน์ อ้ ย มกี ำ� ลงั สอ่ งสวา่ งมาก มอี ณุ หภมู ผิ วิ สงู มาก และมสี เปกตรมั ระหวา่ ง B ถงึ M กลมุ่ ข มคี า่ โชตมิ าตรสมั บรู ณต์ ำ�่ กวา่ มกี ำ� ลงั สอ่ งสวา่ งนอ้ ยกวา่ มอี ณุ หภมู ผิ วิ ตำ�่ กวา่ ดาวฤกษ์ ในกลุม่ ก และมีสเปกตรัมระหว่าง F ถึง M กลุ่ม ค มีค่าโชติมาตรสัมบูรณ์และก�ำลังส่องสว่างเพิ่มข้ึนตามอุณหภูมิผิว และมีสเปกตรัม ระหวา่ ง O ถงึ M กลุ่ม ง มีคา่ โชตมิ าตรสัมบูรณ์มาก ก�ำลงั ส่องสว่างนอ้ ย อณุ หภูมสิ ูง และมชี นดิ สเปกตรัม B A และ F 3. ดาวฤกษ์ส่วนใหญจ่ ัดอยใู่ นกลุม่ ใด แนวค�ำตอบ กล่มุ ค 4. ดวงอาทิตย์จัดอยใู่ นกลมุ่ ใด แนวคำ� ตอบ ดวงอาทติ ยเ์ ปน็ ดาวฤกษ์ในกล่มุ ค 3. ให้นักเรียนน�ำเสนอผลการท�ำกิจกรรมและร่วมกันอภิปราย พร้อมตอบค�ำถามท้ายกิจกรรม โดยมี แนวทางการตอบคำ� ถามดังแสดงขา้ งตน้ 4. ให้นักเรียนศึกษาแผนภาพเฮิร์ตซปรุง-รัสเซลล์ ในรูป 14.6 และข้อมูลในหนังสือเรียนหน้า 52-53 และอภิปรายร่วมกนั โดยใช้แนวค�ำถาม ดงั น้ี • จากแผนภาพเฮริ ์ตซปรงุ -รสั เซลล์แสดงขอ้ มูลสมบตั ิดาวฤกษใ์ นเร่ืองใดบา้ ง แนวคำ� ตอบ อณุ หภูมิผิว โชตมิ าตรสัมบูรณ์ กำ� ลงั สอ่ งสวา่ ง และชนดิ สเปกตรมั • จากแผนภาพแบ่งประเภทของดาวฤกษไ์ ดเ้ ป็นกี่กลุม่ อะไรบ้าง แนวค�ำตอบ จัดประเภทของดาวฤกษ์ได้เป็น 4 กลุ่ม ได้แก่ ดาวในแถบล�ำดับหลัก ดาวยักษ์ ดาวยกั ษใ์ หญ่ และดาวแคระขาว สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ 67 • ดาวฤกษ์แตล่ ะกลุม่ มีสมบตั อิ ย่างไร แนวคำำ�ตอบ ดาวในแถบลำำ�ดัับหลััก เป็็นกลุ่�มของดาวฤกษ์์ที่�เรีียงตััวจากมุุมซ้้ายบนไปยััง มุุมขวาล่่างของแผนภาพเฮิิร์์ตซปรุุง-รััสเซลล์์ ดาวฤกษ์์ในกลุ่�มนี้้�มีีกำำ�ลัังส่่องสว่่างเพิ่�มขึ้�นตาม อุุณหภููมิิผิิว โดยกลุ่�มดาวฤกษ์์ที่�อยู่่�มุุมซ้้ายบน เป็็นดาวฤกษ์์ที่่�มีีอุุณหภููมิิผิิวสููง มีีกำำ�ลัังส่่องสว่่างสููง ส่่วนดาวฤกษ์ท์ี่�อยู่่�มุุมขวาล่่าง เป็็นดาวฤกษ์ท์ ี่่�มีีอุุณหภููมิิผิิวต่ำำ�� มีีกำำ�ลัังส่่องสว่่างต่ำำ�� ส่่วนดวงอาทิิตย์์ เป็น็ ดาวฤกษ์์ที่�อยู่�บริิเวณตอนกลางค่่อนมาทางด้า้ นล่่างของแถบลำำ�ดับั หลััก ดาวยักั ษ์์ เป็็นกลุ่�มของดาวฤกษ์ท์ี่�อยู่�เหนือื แถบลำำ�ดับั หลััก อยู่�ทางด้า้ นขวาค่่อนไปด้า้ นบนของ แผนภาพ โดยดาวที่อยู่ด้านซ้ายของกลุ่มดาวยักษ์ มีอุณหภูมิผิวสูงกว่าดาวท่ีอยู่ด้านขวาของ กลุ่มดาวยกั ษม์ ี ดาวยักษ์ใหญ่ เป็นกลุ่มของดาวฤกษ์ที่อยู่บริเวณมุมบนขวาของแผนภาพเหนือกลุ่มดาวยักษ์ มขี นาดใหญก่ วา่ และมกี ำ� ลงั สอ่ งสวา่ งมากกวา่ ดาวยกั ษ์ ดาวทอี่ ยทู่ างดา้ นซา้ ยของกลมุ่ ดาวยกั ษใ์ หญ่ มีอณุ หภูมิผิวสูงกว่าดาวท่ีอยู่ทางดา้ นขวาของกลุม่ ดาวยักษ์ใหญ่ ดาวแคระขาว เปน็ กลมุ่ ของดาวท่อี ย่บู ริเวณล่างซา้ ยของแผนภาพ ดาวในกลมุ่ นีไ้ ม่เกดิ ปฏกิ ริ ยิ า เทอรม์ อนิวเคลียร์ จึงไม่จดั เป็นดาวฤกษ์ มอี ณุ หภมู ิผวิ สูง มีกำ� ลังสอ่ งสว่างน้อย 5. ครููให้้ความรู้�เพิ่�มเติิมว่่า แม้้ว่่าดาวแคระขาวจะมีีอุุณหภููมิิผิิวสููง แต่่กลัับมีีกำำ�ลัังส่่องสว่่างต่ำำ��เพราะ ดาวแคระขาวมีขี นาดเล็็ก มีพีื้�นที่่�ผิวิ น้อ้ ย ส่่วนดาวยักั ษ์์แดงมีอี ุณุ หภูมู ิิผิวิ ต่ำำ�� แต่่กลัับมีีกำำ�ลังั ส่่องสว่า่ งสูงู ทั้�งนี้�เนื่�องจากมีีขนาดใหญ่่ มีพีื้�นที่่�ผิวิ มาก แนวทางการวัดั และประเมิินผล KPA การวัดและประเมนิ ผล K: สมบัตดิ าวฤกษ์ 1. ผลการปฏบิ ตั ิกจิ กรรม 14.4 และการตอบคำ� ถามทา้ ยกจิ กรรม 2. การร่วมอภปิ รายเพอื่ สรุปองคค์ วามรู้แบบฝึกหัด P: 1. การหาความสมั พนั ธข์ องสเป 1. ผลการจััดกระทำำ�ข้้อมููลจากการปฏิิบััติิกิิจกรรม 14.4 และ ซกับเวลา การนำำ�เสนอผลงานให้้เห็็นลัักษณะการกระจายตััวของข้้อมููลใน 2. การคิดอย่างมีวิจารณญาณ แผนภาพ และการแก้ปัญหา 2. จากการวิิเคราะห์์ความสััมพัันธ์์ระหว่่างตััวแปรต่่าง ๆ 3. การส่อื สาร ของสมบััติิบางประการของดาวฤกษ์์ 4. การท�ำงานร่วมกนั 3. การน�ำเสนอผลงาน และการตอบคำ� ถาม 4. การแบง่ หน้าท่รี บั ผดิ ชอบระหว่างการท�ำงานกลมุ่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

68 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 KPA การวดั และประเมนิ ผล A: 1. การวเิ คราะห์ความสัมพนั ธร์ ะหวา่ งตัวแปรต่าง ๆ เพือ่ เช่ือมโยง 1. การใชว้ จิ ารณญาณ 2. ความใจกวา้ ง กบั การอธิบายสมบัตบิ างประการของดาวฤกษ์ 3. ความอยากรูอ้ ยากเหน็ 2. ร่วมกันอภปิ รายและการตอบค�ำถาม 3. สบื คน้ ขอ้ มลู รว่ มกนั ตงั้ คำ� ถาม อภปิ ราย เกย่ี วกบั ประเดน็ ตา่ ง ๆ ดังตัวอย่างในขน้ั ขยายความรู้ ความรเู้ พ่ิมเตมิ สำ� หรบั ครู ความแตกต่างระหวา่ งความสว่างกับความส่องสว่าง ความสวา่ ง คือความหนาแน่นแสงท่ตี กกระทบบนพ้นื ที่ผวิ ใด ๆ เกิดจากฟลักซ์การส่องสว่าง หรอื อัตราการใหพ้ ลังงานแสง ตกบนพื้นที่รองรบั แสง เม่อื F คืออตั ราพลังงานแสงท่ตี กต้ังฉากบนพ้ืน มหี น่วยเป็นลเู มน A คอื พ้นื ทร่ี ับแสง มหี น่วยเปน็ ตารางเมตร E คอื ความสวา่ ง มีหนว่ ยเป็นลักซ์ ความส่องสว่าง คือพลังงานของแหล่งก�ำเนิดแสงท่ีปล่อยออกมา 1 วินาทีต่อหน่วยพื้นที่ผิว ทรงกลมทมี่ ีรศั มีเทา่ กบั ระยะทางจากแหลง่ ก�ำเนดิ แสงถึงต�ำแหนง่ ของผู้สังเกต B คือความส่องสว่างของแหล่งก�ำเนิดแสง มีหน่วยเป็นวัตต์ต่อตารางเมตร ซึ่งเป็นก�ำลัง สอ่ งสวา่ งของแหลง่ กำ� เนดิ แสงตอ่ พน้ื ทผี่ วิ ทรงกลมทมี่ รี ศั มเี ทา่ กบั ระยะทางจากแหลง่ กำ� เนดิ แสง ถงึ ต�ำแหนง่ ของผูส้ ังเกต L คืือกำำ�ลัังส่่องสว่่างของแหล่่งกำำ�เนิิดแสง มีีหน่่วยเป็็นวััตต์์ ซึ่�งเป็็นพลัังงานทั้�งหมดที่� แหล่่งกำำ�เนิิดแสงปลดปล่่อยออกมาในเวลา 1 วิินาทีี ซึ่�งขึ้�นอยู่่�กัับขนาดและอุุณหภููมิิผิิวของ แหล่่งกำำ�เนิิดแสง d คอื ระยะทางจากแหล่งก�ำเนิดแสงถงึ ต�ำแหนง่ ของผูส้ งั เกต มหี นว่ ยเปน็ เมตร สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ 69 การเปลี่�ยนหน่ว่ ยมุมุ แพรััลแลกซ์์ของวััตถุุจากหน่่วยพิลิ ิิปดาเป็็นเรเดียี น ปริมาณการแผร่ ังสีของวตั ถใุ ด ๆ ทม่ี ีสมบตั ิเปน็ วตั ถุด�ำ ในปี พ.ศ. 2443 มักซ์ พลงั ค์ (Max Planck) สามารถอธบิ ายการแผร่ ังสขี องวตั ถดุ ำ� ได้ด้วย สมการทางคณิตศาสตร์ที่บอกความสัมพันธ์ระหว่างการแผ่รังสีกับอุณหภูมิ ปริมาณการแผ่รังสี ของวตั ถใุ ด ๆ ทีม่ ีสมบตั ิเปน็ วตั ถุด�ำจะสามารถอธบิ ายได้โดยใชก้ ฎของแพลงค์ซงึ่ ไดถ้ ูกพฒั นาให้ เป็นกฎการแผ่รังสที ่ีสำ� คญั 2 ข้อคอื 1. กฎสเตฟาน (Stefan’s Law) (พ.ศ.2401-2490) นกั ฟสิ กิ สช์ าวเยอรมนั แสดงความสมั พนั ธ์ ของพลงั งานทแี่ ผร่ งั สที งั้ หมด (E) ในหนว่ ยจลู ทแ่ี ผอ่ อกมาจากพน้ื ผวิ 1 ตารางเมตรตอ่ วนิ าทขี อง วัตถุดำ� กบั กำ� ลังสข่ี องอุณหภูมิสัมบูรณ์ (T) ในหน่วยเคลวินของวตั ถดุ �ำ ดังสมการ เม่ือ σ คอื คา่ คงท่สี เตฟาน-โบลต์สมนั น์ = 5.67x10-8 Wm-2K-4 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

70 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 2. กฎของวีน (Wien’s Law) อธิบายถึงความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่นท่ีมีความเข้ม การแผร่ งั สมี ากทสี่ ดุ (λmax ) ในหนว่ ยเมตรของวตั ถดุ ำ� กบั อณุ หภมู ิ (T) ในหนว่ ยเคลวนิ ดงั สมการ เราสามารถใช้กฎของวีนแสดงถึงสีของวัตถุด�ำได้ เพราะถึงแม้ว่าจะหมายถึงวัตถุท่ีดูดกลืน คลน่ื แมเ่ หลก็ ไฟฟา้ ในทกุ ชว่ งความยาวคลนื่ แตเ่ มอื่ วตั ถดุ ำ� นนั้ อ การเปลย่ี นหนว่ ยมมุ แพรลั แลกซ์ ของวตั ถจุ ากหนว่ ยพลิ ปิ ดาเปน็ เรเดยี น ยใู่ นสภาวะสมดลุ เมอ่ื ดดู กลนื ทกุ ความยาวคลน่ื วตั ถดุ ำ� จะ แผร่ งั สอี อกมาทกุ ความยาวคลนื่ แตจ่ ะมเี พยี งความยาวคลน่ื คา่ เดยี วเทา่ นน้ั ทวี่ ตั ถดุ ำ� จะแผร่ งั สอี อก มามคี วามเขม้ สงู ทสี่ ดุ ดงั นน้ั จงึ ทำ� ใหผ้ สู้ งั เกตมองเหน็ สขี องวตั ถดุ ำ� จากคา่ λmax เทา่ นนั้ λmax จงึ เปน็ สมบตั ทิ ก่ี ำ� หนดสขี องวตั ถดุ ำ� ตวั อยา่ งวตั ถดุ ำ� ทพี่ บในธรรมชาติ เชน่ ดวงอาทติ ย์ ดาวฤกษ์ 14.2 กำ� เนิดและววิ ฒั นาการของดาวฤกษ ์ 14.2.1 กำ� เนดิ ดาวฤกษ์ จดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้ 1. สืบคน้ ขอ้ มลู และอธบิ ายการเปลย่ี นแปลงความดัน อุณหภมู ิผิว ขนาด จากดาวฤกษก์ อ่ นเกดิ จนเปน็ ดาวฤกษ์ 2. อธบิ ายกระบวนการสรา้ งพลงั งานของดาวฤกษแ์ ละผลทเ่ี กดิ ขน้ึ โดยวเิ คราะหป์ ฏกิ ริ ยิ าลกู โซโ่ ปรตอน- โปรตอน และวัฏจกั รคาร์บอน-ไนโตรเจน-ออกซเิ จน สอ่ื การเรยี นรแู้ ละแหล่งการเรยี นรู้ 1. หนงั สือเรียนรายวิชาเพม่ิ เติมวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 2. สืบื ค้น้ ข้อ้ มูลู เพิ่�มเติมิ ได้จ้ าก สสวท. learning space: www.scimath.org แนวการจดั การเรยี นรู้ 1. ครนู ำ� เขา้ สบู่ ทเรียนโดยใช้แนวค�ำถาม “จากทไ่ี ดเ้ รยี นมาวา่ ดาวฤกษแ์ ตล่ ะดวงมสี มบัตแิ ตกต่างกนั ดงั น้ันดาวฤกษ์แตล่ ะดวงมกี ำ� เนดิ เหมอื นกนั หรือไม่ อยา่ งไร” แนวค�ำตอบ นกั เรยี นตอบตามความเข้าใจของตนเอง 2. จากนั้นให้นักเรียนศึกษาข้อมูลในหนังสือเรียนหน้า 54-58 และอภิปรายร่วมกันโดยใช้แนวคำ� ถาม ดงั ต่อไปนี้ • แหล่งก�ำเนดิ ของดาวฤกษ์คอื อะไร แนวค�ำตอบ เนบวิ ลา สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทท่ี 14 | ดาวฤกษ์ 71 • เนบิวลามีองคป์ ระกอบอะไรบ้าง แนวค�ำตอบ แกส๊ ฝ่นุ • แก๊สในเนบวิ ลาส่วนใหญเ่ ปน็ แกส๊ อะไร แนวค�ำตอบ แก๊สไฮโดรเจน • ดาวฤกษม์ กี ระบวนการเกดิ อยา่ งไร แนวคำ� ตอบ เกดิ จากสสารภายในเนบวิ ลาทกี่ ระจายตวั อยา่ งไมส่ มำ่� เสมอ และแรงโนม้ ถว่ งทำ� ให้ สสารมารวมกันอย่างหนาแน่นในบางบริเวณ ท�ำให้เกิดการหมุนรอบตัวเอง และยุบตัวลงส่งผล ให้บรเิ วณดังกล่าวมีความหนาแน่นเพมิ่ ข้ึน ความดันเพิม่ ขึน้ และอณุ หภูมสิ งู ข้ึน เมอื่ อุณหภมู สิ งู ถึงประมาณ 10 ลา้ นเคลวนิ ท�ำใหเ้ กิดปฏิกิรยิ าเทอร์มอนวิ เคลยี ร์จนเกดิ เป็นดาวฤกษ์ • ปฏิกิรยิ าเทอรม์ อนวิ เคลียรใ์ นดาวฤกษม์ ีกี่ปฏิกิริยา อะไรบ้าง แนวค�ำตอบ เกิดจากปฏกิ ริ ิยานิวเคลียร์ 2 ปฏิกริ ยิ าคือ ปฏกิ ริ ยิ าลูกโซ่โปรตอน-โปรตอน และ ปฏกิ ริ ิยาวัฏจกั รคารบ์ อน-ไนโตรเจน-ออกซิเจน • ปฏิกิริยาลกู โซโ่ ปรตอน-โปรตอน มีขัน้ ตอนอย่างไร มแจ�ำนานรวววคมนำ� กตนั1อไบดน้ฮิวปเีเฏลคยีกิลมริียยิ-ส3าล(ม32กู Hวโลซeทโ่)ป1ี่หรานตยวิอไเนปค-รลโะปยี หสรตวจ่าอำ� งนนปวเฏกนิกดิ 2ิรจิยาชากดุ ลนปูกวิ ฏโเคซกิ ล่โริ ปยยิี รสาตมขอาอรนงวไ-ฮมโปโตดรวั รตกเอจนั นนไนด(11้ีฮ้ Hไเี ด)ล2้ยีเปมนล-วิ4ี่ยเนค(42ลเHปยี e็นส) พลังงาน โพซติ รอน และนวิ ทริโน รวมทง้ั เกดิ นวิ เคลยี สของไฮโดรเจนอกี 2 นวิ เคลียสซง่ึ จะท�ำ ปฏิกริ ิยาลกู โซโ่ ปรตอน-โปรตอนต่อไป • ปฏิกิริยาลูกโซ่โปรตอน-โปรตอนเกิดจากนิวเคลียสของธาตุใด และผลที่เกิดข้ึนจากปฏิกิริยาคือ อะไร แนวคำ� ตอบ เกดิ จากนวิ เคลยี สของไฮโดรเจน และผลทเี่ กดิ ขนึ้ จากปฏกิ ริ ยิ าคอื ฮเี ลยี มและพลงั งาน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

72 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 • ปฏิกริ ิยาวฏั จกั รคารบ์ อน-ไนโตรเจน-ออกซเิ จน มีขัน้ ตอนอย่างไร (กกแคแไ1นล6บัับาน3Cโระนไวต)์บฮนควิรแโอวิเำ�เดคลจเนตครลว้น-อเลไคยี-จนบยี1สานโส5รขปต์บขอ((รฏ1อ11องเH75กิคงจนNคริ)นา-)ยิา1รก-ซราบ์อ3ลบ์คึ่งออาจ(าอกน1ยะร63นซ-Cเหบ์ 1ป-ิเ)1ลอจ2็นร2นอน(อว1มต-(62มอไ1Cร่อ62นกตCว)ไโซัว)ปมกตกิเซกลรจบัง่ึบัเานจนไยไ-ฮนวิฮเ1โปเ-โ5ดคอดน็ รลอรไ(เยี1นกเจ85จสOซโนนตขเิ )จรอ((11นเเ1ง1HจมHคนเ่ือ))าก-อไรดิไ1ดบ์อด3จเ้ กอ้นปา(ซนิวก1น็ 73เิเ-นNไคจ1นวิ)นล2เโซียค-ต(1ง่ึ1สลร62จ5Cขยีเะจ)อสส(น1จงขล85-ฮะOอ1าทเี งย)4ลไำ�ตียฮสป(วั1มโล7ฏ4เดNปากิ(รย4)2น็ ริเHตจซคยิ eัวนึง่าา)กจใร(นพบล์ะ11Hวราอลฏัวย)นังมจเรง-ปาวต1กั น็นม3วัร • ปฏกิ ริ ยิ าวฏั จกั รคารบ์ อน-ไนโตรเจน-ออกซเิ จนเกดิ จากนวิ เคลยี สของธาตใุ ด และผลทเี่ กดิ ขนึ้ จาก ปฏิกริ ยิ าคืออะไร แนวคำ� ตอบ เกดิ จากนวิ เคลยี สของไฮโดรเจน และผลทเี่ กดิ ขนึ้ จากปฏกิ ริ ยิ าคอื ฮเี ลยี มและพลงั งาน • ปฏิกิริยาลูกโซ่โปรตอน-โปรตอนและวัฏจักรคาร์บอน-ไนโตรเจน-ออกซิเจนเกิดขึ้นที่อุณหภูมิ เดียวกันหรือไม่ อย่างไร แนวค�ำตอบ เกิดข้ึนที่อุณหภูมิต่างกัน โดยท่ีปฏิกิริยาลูกโซ่โปรตอน-โปรตอนน้ันเกิดข้ึนเมื่อ อณุ หภูมิที่แก่นมคี ่าประมาณ 10 ถงึ 15 ล้านเคลวิน และวัฏจักรคาร์บอน-ไนโตรเจน-ออกซเิ จน เกดิ ข้นึ เม่ืออุณหภมู ทิ ี่แก่นมีค่าประมาณ 16 ล้านเคลวิน 3. ครใู หน้ กั เรยี นรว่ มกนั อภปิ ราย โดยใชค้ ำ� ถามชวนคดิ ในหนงั สอื เรยี นหนา้ 59 “ธาตคุ ารบ์ อนไนโตรเจน และออกซเิ จนในวัฏจกั รคารบ์ อน-ไนโตรเจน-ออกซเิ จน มาจากทใี่ ด” แนวคำ� ตอบ ดาวฤกษเ์ กดิ จากการรวมตวั ของธาตโุ ฮเดรเจน จากนน้ั การเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าภายในดาวฤกษ์ ท�ำใหเ้ กดิ การสงั เคราะห์ธาตุทีห่ นกั ขน้ึ เชน่ คาร์บอน ไนโตรเจน และออกซิเจน สถาบันส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ 73 แนวทางการวัดและประเมนิ ผล KPA การวดั และประเมินผล K: 1. กระบวนการเกิดดาวฤกษ์ 1. การรว่ มอภิปรายเพอื่ สรปุ องคค์ วามรแู้ บบฝึกหดั 2. กระบวนการสรา้ งพลงั งานของดาวฤกษ์ P: 1. การหาความสมั พนั ธ์ของสเปซกบั เวลา 1. การนำ� เสนอผลงานใหเ้ หน็ การเปลยี่ นแปลงความดนั 2. การสื่อสารสนเทศและการรเู้ ท่าทนั สื่อ อุณหภมู ิ ขนาด จากเนบิวลาเป็นดาวฤกษ์ 3. ความร่วมมือ การท�ำงานเป็นทีมและ 2. การสบื คน้ ขอ้ มูล และการน�ำเสนอผลงาน ภาวะผนู้ �ำ 3. การแบง่ หน้าทร่ี บั ผดิ ชอบในการท�ำงานกลุ่ม A: 1 .ร่วมกนั อภิปรายและการตอบค�ำถาม 1. ความใจกวา้ ง 2. การสบื คน้ ข้อมลู ตั้งค�ำถาม และรว่ มกนั อภปิ รายใน 2. ความอยากรอู้ ยากเหน็ 3. ความสนใจในวทิ ยาศาสตร์ ชั้นขยายความรู้ 4. การเหน็ คณุ คา่ ทางวิทยาศาสตร 14.2.2 วิวัฒนาการของดาวฤกษ์ จุดประสงค์การเรยี นรู้ 1. สบื คน้ ขอ้ มลู และอธบิ ายล�ำดบั ววิ ฒั นาการของดาวฤกษท์ ีส่ มั พนั ธก์ บั มวลตัง้ ตน้ 2. วิเคราะห์การเปล่ียนแปลงสมบัติบางประการของดาวฤกษ์ในล�ำดับวิวัฒนาการจากแผนภาพ เฮริ ต์ ซปรุง-รัสเซลล์ สือ่ การเรียนรแู้ ละแหลง่ การเรยี นรู้ 1. หนงั สอื เรียนรายวชิ าเพมิ่ เตมิ วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 2. สืืบค้้นข้้อมูลู เพิ่�มเติมิ ได้้จาก สสวท. learning space: www.scimath.org แนวการจดั การเรียนรู้ 1. ครูน�ำเข้าสู่บทเรียนโดย ให้นักเรียนร่วมกันอภิปรายตามประเด็นค�ำถามต่อไปน้ี “เมื่อเกิดดาวฤกษ์ แลว้ ดาวฤกษจ์ ะมีการเปลยี่ นแปลงต่อไปอีกหรือไม่ อย่างไร” แนวคำ� ตอบ นกั เรียนตอบตามความเขา้ ใจของตนเอง 2. ครูให้นกั เรยี นศกึ ษาการเปลยี่ นแปลงของดาวฤกษ์โดยใหน้ ักเรียนปฏิบัติกิจกรรม 14.5 ววิ ฒั นาการ ของดาวฤกษ์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

74 บทท่ี 14 | ดาวฤกษ์ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 กจิ กรรม 14.5 ววิ ัฒนาการของดาวฤกษ์ จดุ ประสงคก์ ิจกรรม 1. อธบิ ายลำ� ดับววิ ฒั นาการของดาวฤกษท์ ีส่ ัมพนั ธ์กบั มวลตง้ั ตน้ 2. จัดทำ� แผนภาพแสดงลำ� ดับวิวัฒนาการของดาวฤกษท์ ม่ี มี วลแตกตา่ งกัน เวลา 1 ช่วั โมง วสั ด-ุ อปุ กรณ์ 1. เอกสารความรู้ วิวฒั นาการของดาวฤกษ์ 1 ชดุ 2. ชดุ ภาพท่ี 1 ภาพดาวฤกษเ์ ริ่มต้นทม่ี มี วลแตกต่างกนั 1 ชดุ 3. ชุดภาพที่ 2 ภาพแสดงการเปลีย่ นแปลงของดาวฤกษ์ในแต่ละช่วงววิ ัฒนาการ 1 ชุด หมายเหตุ สามารถดาวนโ์ หลดแผนภาพเฮริ ์ตซปรงุ -รัสเซลล์ ไดจ้ าก QR code ประจ�ำบทในค่มู ือครู วิธกี ารท�ำกจิ กรรม 1. ศึกษาและวเิ คราะหว์ วิ ฒั นาการของดาวฤกษ์จากเอกสารความรทู้ ก่ี �ำหนด 2. เขยี นแผนผงั สรุปววิ ฒั นาการของดาวฤกษ์ทมี่ มี วลแตกตา่ งกนั 3. นำ� ภาพท่ีก�ำหนดให้จากชดุ ภาพท่ี 1 และชุดภาพที่ 2 มาเรยี งลำ� ดบั ตามแผนผังในข้อ 2 4. สรุปการเปล่ียนแปลงสมบัตขิ องดาวฤกษ์ตามวิวัฒนาการ และน�ำเสนอผลการทำ� กจิ กรรม ตัวอยา่ งผลการท�ำกจิ กรรม สามารถเขียนแผนผังสรปุ ววิ ฒั นาการของดาวฤกษด์ ้วยแผนภาพดงั นี้ • ดาวฤกษก์ ่อนเกิดท่มี ีมวลตงั้ ต้นตง้ั แต่ 0.08 เทา่ ของมวลดวงอาทติ ย์ ถึงนอ้ ยกวา่ 9 เทา่ ของมวลดวงอาทิตย์ (0.08Mo≤M<9Mo) สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ 75 • ดาวฤกษ์์ก่่อนเกิิดที่่�มีีมวลตั้�งต้้นตั้�งแต่่ 9 เท่่าของมวลดวงอาทิิตย์์ ถึึงน้้อยกว่่า 25 เท่่าของมวลดวงอาทิติ ย์์ (9Mo≤M<25Mo) • ดาวฤกษ์์ก่่อนเกิดิ ที่่�มีีมวลตั้�งต้้นตั้�งแต่่ 25 เท่า่ ของมวลดวงอาทิิตย์ข์ึ้�นไป (M≥25Mo) ชดุ ภาพเรยี งล�ำดับตามววิ ฒั นาการของดาวฤกษ์ • ดาวฤกษก์ อ่ นเกดิ ท่ีมมี วลตง้ั ตน้ ต้ังแต่ 0.08 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ ถงึ น้อยกว่า 9 เทา่ ของมวลดวงอาทิตย์(0.08Mo≤M<9Mo) สรปุ ผลการทำ� กิจกรรม • ดาวฤกษก์ ่อนเกิดทมี่ ีมวลต้ังต้นตง้ั แต่ 0.08 เทา่ ของมวลดวงอาทติ ย์ ถงึ นอ้ ยกวา่ 9 เท่า สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

76 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 • ดาวฤกษ์์ก่่อนเกิิดที่่�มีีมวลตั้�งต้้นตั้�งแต่่ 9 เท่่าของมวลดวงอาทิิตย์์ ถึึงน้้อยกว่่า 25 เท่า่ ของมวลดวงอาทิิตย์์ (9Mo≤M<25Mo) • ดาวฤกษ์์ก่่อนเกิิดที่่�มีีมวลตั้�งต้น้ ตั้�งแต่่ 25 เท่่าของมวลดวงอาทิติ ย์ข์ึ้�นไป (M≥25Mo) สรปุ ผลการท�ำกิจกรรม ดาวฤกษ์ที่มีมวลตั้งต้นแตกต่างกัน จะมีล�ำดับวิวัฒนาการและจุดจบที่แตกต่างกัน โดย ดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อยกว่า 9 เท่าของมวลดวงอาทิตย์จะมีวิวัฒนาการเป็นดาวแคระขาวและ เนบวิ ลาดาวเคราะห์ ส่วนดาวฤกษท์ ีม่ มี วลมากกว่า 9 เท่าของมวลดวงอาทติ ยจ์ ะเกดิ การระเบิด ทเี่ รยี กว่า ซเู ปอรโ์ นวา และวิวัฒนาการเปน็ ดาวนวิ ตรอนหรอื หลุมดำ� ค�ำถามทา้ ยกิจกรรม 1. ววิ ัฒนาการของดาวฤกษ์ข้ึนอย่กู ับปจั จยั ใด แนวค�ำตอบ ขึน้ อยูก่ บั มวลของดาวฤกษ์ก่อนเกดิ 2. ดาวฤกษท์ ่ีมมี วลตง้ั แต่ 0.08 ถงึ น้อยกวา่ 9 เทา่ ของมวลดวงอาทติ ย์ มวี วิ ฒั นาการอยา่ งไร แนวค�ำตอบ ดาวจะยุบตัวลงเมอื่ ใช้เช้ือเพลงิ ไฮโดรเจนหมด และดาวจะขยายขนาดใหญข่ ึน้ เป็นดาวยักษแ์ ดง เมื่อปฏกิ ิริยาหลอมฮีเลยี มสนิ้ สุดลง แกน่ ของดาวยกั ษแ์ ดงยบุ ตัวกลายเปน็ ดาวแคระขาว สว่ นอนื่ ๆ ทอ่ี ยรู่ อบแกน่ ไมไ่ ดย้ บุ เขา้ มารวม แตก่ ระจายตวั ออกสอู่ วกาศทำ� ให้ เกดิ เป็นเนบวิ ลาดาวเคราะห์ สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ 77 3. ดาวฤกษ์ทม่ี มี วลต้งั แต่ 9 แตไ่ ม่เกนิ 25 เทา่ ของมวลดวงอาทิตย์ มีวิวฒั นาการอย่างไร แนวค�ำตอบ เมอื่ ดาวฤกษ์ใชเ้ ชอ้ื เพลงิ ไฮโดรเจนหมด ดาวฤกษ์จะขยายขนาดข้ึน อณุ หภมู ิที่ ผิวจะลดลงเปล่ียนจากดาวยักษ์ใหญ่น้�ำเงินไปเป็นดาวยักษ์แดง จากนั้นจะเกิดการระเบิดท่ี เรยี กวา่ ซเู ปอรโ์ นวา หรอื ดาวฤกษบ์ างดวงอาจจะเปลยี่ นจากดาวยกั ษแ์ ดงเปน็ ดาวยกั ษน์ ำ�้ เงนิ กอ่ นที่จะเกดิ ซูเปอรโ์ นวา จากน้ันแก่นกลางของดาวยบุ ตวั ลงเปน็ ดาวนิวตรอน 4. ดาวฤกษ์ท่ีมีมวลตั้งแต่ 25 เท่าของมวลดวงอาทติ ยข์ นึ้ ไป มีวิวัฒนาการอยา่ งไร แนวค�ำตอบ เมื่อดาวฤกษ์ใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนหมด จะเร่ิมการเผาผลาญธาตุท่ีมีมวลมาก ขึ้นเป็นล�ำดบั เช่น ฮเี ลียม คารบ์ อน นีออน และสิ้นสุดท่เี หล็ก ในระหว่างนี้ดาวฤกษ์จะเกิด การระเบิดท่เี รยี กวา่ ซูเปอร์โนวา ท�ำให้แกน่ กลางของดาวจะยบุ ตวั ลงเป็นหลุมด�ำ 5. ดาวฤกษ์ท่ีมีมวลน้อยกว่าหรือเท่ากับมวลของดวงอาทิตย์ กับดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่ามวล ของดวงอาทิตย์มีจุดจบเหมอื นกัน หรอื แตกตา่ งกนั อย่างไร แนวคำำ�ตอบ ต่่างกันั โดยดาวฤกษ์ท์ ี่่�มีมี วลตั้�งแต่่ 0.08 ถึงึ น้อ้ ยกว่า่ 9 เท่า่ ของมวลดวงอาทิติ ย์์ จะมีีจุุดจบเป็็นดาวแคระขาว ส่่วนดาวฤกษ์์ที่่�มีีมวลตั้�งแต่่ 9 เท่่าของมวลดวงอาทิิตย์์ เป็น็ ต้น้ ไปจะมีีจุดุ จบเป็็นดาวนิิวตรอนหรืือหลุมุ ดำำ� 3. นักเรียนน�ำเสนอผลการท�ำกิจกรรม และร่วมกันอภิปรายผลพร้อมตอบค�ำถามท้ายกิจกรรม โดยมี แนวทางการตอบค�ำถามดังแสดงขา้ งต้น 4. ครูให้นักเรียนศึกษาความรู้เก่ียวกับวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ ในหนังสือเรียนหน้า 60-62 โดยใช้ ประเดน็ ค�ำถามดงั นี้ • ในแต่ละช่วงวิวัฒนาการ ดาวฤกษ์ท่ีมีมวลตั้งต้นแตกต่างกันจะมีการสังเคราะห์ธาตุท่ีแก่น แตกต่างกนั อย่างไร แนวคำำ�ตอบ ดาวฤกษ์์ที่่�มีีมวลตั้�งต้้นตั้�งแต่่ 0.08 ถึึงน้้อยกว่่า 9 เท่่าของมวลดวงอาทิิตย์์ จะมีี การสัังเคราะห์์ธาตุุฮีีเลีียมและคาร์์บอน ส่่วนดาวฤกษ์์ที่่�มีีมวลตั้�งแต่่ 9 เท่่าของมวลดวงอาทิิตย์์ เป็็นต้น้ ไป จะมีกี ารสังั เคราะห์ธ์ าตุุที่�หนัักและสิ้�นสุดุ ที่�เหล็็ก • การสัังเคราะห์์ธาตุุที่�หนัักกว่่าเหล็็กซึ่�งพบในดวงอาทิิตย์์และดาวบริิวาร รวมทั้�งโลกของเรา เกิดขน้ึ ได้อยา่ งไร แนวค�ำตอบ กระบวนการสังเคราะห์ธาตุที่หนักกว่าเหล็ก เช่น ดีบุก ทองค�ำ ตะก่ัว เกิดข้ึนที่ อณุ หภมู ิสงู มากกว่า 3,000 ลา้ นเคลวิน ซึง่ เกดิ จากการระเบิดทเ่ี รียกว่า ซูเปอร์โนวา • ในอนาคต ดวงอาทิตยจ์ ะมีววิ ัฒนาการและการเปล่ียนแปลงอยา่ งไร แนวค�ำตอบ เมื่อธาตุไฮโดรเจนท่ีใช้เป็นเชื้อเพลิงท่ีแก่นของดวงอาทิตย์เกือบหมด ดวงอาทิตย์ จะมีขนาดใหญ่ขึ้น ส่งผลให้อุณหภูมิผิวลดลง สีจะเปลี่ยนจากสีเหลืองเป็นสีแดง กลายเป็น ดาวยักษ์แดง และเม่ือปฏิกิริยาเทอร์มอนิวเคลียร์ส้ินสุดลง แก่นของดวงอาทิตย์จะยุบตัวลง กลายเปน็ ดาวแคระขาวท่มี ีอณุ หภูมสิ ูง และมีขนาดเล็ก สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

78 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 5. ใหน้ กั เรยี นศกึ ษาการเปลยี่ นแปลงสมบตั ขิ องดวงอาทติ ยต์ ามชว่ งววิ ฒั นาการจากรปู 14.14 แผนภาพ เฮิรต์ ซปรุง-รัสเซลลใ์ นหนังสอื เรียนหน้า 63 จากน้ันอภิปรายรว่ มกนั โดยมีแนวค�ำถามต่อไปนี้ • เพราะเหตุใดดวงอาทติ ยจ์ งึ ย้ายจากแถบลำ� ดบั หลกั ไปอยู่ในกลมุ่ ของดาวยักษ์ แนวค�ำตอบ เมื่อดวงอาทติ ย์หลอมไฮโดรเจนรอบแก่นจนเกือบหมด ดวงอาทติ ยข์ ยายขนาด ทำ� ให้ อุณหภมู ิลดลง กำ� ลงั สอ่ งสว่างเพ่มิ มากขน้ึ ดวงอาทิตยจ์ งึ เปลีย่ นเป็นดาวยกั ษ์แดงซึ่งอยู่ในกลุม่ ของ ดาวยกั ษ์ • เมื่อดวงอาทิตย์อยู่ที่ต�ำแหน่งหมายเลข 3 อุณหภูมิและก�ำลังส่องสว่างเปล่ียนแปลงอย่างไร เพราะเหตใุ ด แนวคำำ�ตอบ เมื่�อดวงอาทิิตย์์หลอมฮีีเลีียมเป็็นคาร์์บอน แก่่นดาวยุุบตััวลง ทำำ�ให้้อุุณหภููมิิสููงขึ้�น กำำ�ลัังส่่องสว่่างลดลง ดวงอาทิิตย์์จึึงเปลี่�ยนตำำ�แหน่่งจากดาวยัักษ์์แดง (หมายเลข2) ไปอยู่�ในตำำ�แหน่ง่ กิ่�งแนวนอน (หมายเลข3) • หลังจากปฏิกริ ิยาเทอรม์ อนวิ เคลียร์สนิ้ สดุ ลงท่หี มายเลข 4 ดวงอาทติ ยม์ สี มบัติเปลยี่ นแปลงอยา่ งไร แนวค�ำตอบ พลังงานท่ีแก่นในการหลอมฮีเลียมเป็นคาร์บอนสิ้นสุดลง แก่นของดาวยุบตัวลงเป็น ดาวแคระขาวดังแสดงที่ต�ำแหน่งหมายเลข 6 และส่วนท่ีเหลือกระจายออกสู่อวกาศเป็น เนบิวลาดาวเคราะหด์ งั แสดงทต่ี �ำแหนง่ หมายเลข 5 สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 บทท่ี 14 | ดาวฤกษ์ 79 แนวทางการวดั และประเมินผล KPA การวัดและประเมินผล K: 1. ผลการปฏบิ ตั กิ จิ กรรม 14.5 และการตอบคำ� ถามทา้ ย วิวฒั นาการของดาวฤกษ์ กจิ กรรม 2. การร่วมอภปิ รายเพือ่ สรุปองคค์ วามรแู้ บบฝึกหดั P: 1. การหาความสมั พนั ธข์ องสเปซกบั เวลา 1. การน�ำเสนอผลงานให้เห็นวิวัฒนาการและการ 2. การสอื่ สารสนเทศและการรเู้ ทา่ ทนั สอื่ เปลยี่ นแปลงสมบตั บิ างประการของดาวฤกษท์ ส่ี มั พนั ธ์ 3. การคดิ อยา่ งมวี จิ ารณญาณและการแก้ กับมวลตัง้ ตน้ ปญั หา 2. การสบื คน้ ข้อมลู และการน�ำเสนอผลงาน 4. ความร่วมมือ การท�ำงานเป็นทีมและ 3. การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างวิวัฒนาการและ ภาวะผู้น�ำ การเปล่ียนแปลงสมบัติบางประการของดาวฤกษ์ที่ สัมพันธ์กับมวลตั้งต้น 4. การแบง่ หนา้ ที่รบั ผิดชอบในการทำ� งานกล่มุ A: 1. การอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างวิวัฒนาการและการ 1. การใช้วจิ ารณญาณ เปลย่ี นแปลงสมบตั บิ างประการของดาวฤกษท์ ส่ี มั พนั ธ์ 2. ความใจกว้าง กบั มวลต้งั ต้น 3. ความอยากรอู้ ยากเหน็ 4. ความสนใจในวิทยาศาสตร์ 2. ร่วมกันอภิปรายและการตอบค�ำถาม 5. การเหน็ คณุ คา่ ทางวทิ ยาศาสตร์ 3. สืบค้นข้อมูลร่วมกันต้ังค�ำถาม อภิปราย เก่ียวกับ ประเด็นต่าง ๆ ดังตัวอย่างในขน้ั ขยายความรู้ ความรูเ้ พ่ิมเตมิ สำ� หรบั ครู แผนภาพเฮิรต์ ซปรงุ -รัสเซลล์ แผนภาพเฮิร์ตซปรุง-รัสเซลล์นอกจากจัดประเภทดาวฤกษ์แล้ว ยังสามารถอธิบายการ เปลี่�ยนแปลงสมบัตั ิขิ องดาวฤกษ์ต์ ามขั้�นตอนการวิวิ ัฒั นาการได้อ้ ีกี ด้ว้ ย เมื่�อดาวฤกษ์ใ์ ช้ไ้ ฮโดรเจนที่� แก่่นหลอมเป็็นฮีีเลีียมจนเกืือบหมด จะเริ่�มวิิวััฒนาการจากแถบลำำ�ดัับ ไปอยู่�ในกลุ่�มอื่�น ๆ บน แผนภาพเฮิริ ์ต์ ปรุงุ -รัสั เซลล์์ โดยลำำ�ดับั วิวิ ัฒั นาการของดาวฤกษ์ข์ึ้�นอยู่่�กับั มวลของดาวฤกษ์ก์ ่อ่ นเกิดิ ดังั นี้� สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

80 บทท่ี 14 | ดาวฤกษ์ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 ดาวฤกษก์ อ่ นเกิดทม่ี มี วลตง้ั แต่ 0.08 ถึง 9 เท่าของมวลดวงอาทติ ย์ วิวฒั นาการของดาวฤกษบ์ นแผนภาพเฮริ ์ตซปรงุ -รสั เซลล์ จากรปู เมอ่ื ดาวฤกษ์ออกจากแถบลำ� ดับหลกั ท่ีต�ำแหน่งหมายเลข 1 แล้ว ดาวฤกษจ์ ะเขา้ สู่ กลุ่มของดาวยักษ์ โดยรอบแก่นและผิวดาวฤกษ์ขยายขนาดขึ้น ท�ำให้อุณหภูมิผิวของดาวฤกษ์ ลดลง สผี วิ ของดาวฤกษเ์ ปลี่ยนเปน็ สแี ดง เรยี กว่า ดาวยกั ษ์แดง ดงั แสดงที่ตำ� แหน่งหมายเลข 2 ในช่วงชีวิตของดาวยักษ์แดงจะเกิดการหลอมไฮโดรเจนเป็นฮีเลียมรอบแก่นอย่างต่อเน่ือง จน อณุ หภูมิท่ีแกน่ สงู ข้ึนประมาณ 300 ล้านเคลวนิ ท�ำให้เกิดปฏิกิริยาเทอร์มอนวิ เคลียร์ท่แี กน่ ของ ดาวยักษ์แดงอย่างฉับพลัน โดยหลอมฮีเลียมเป็นคาร์บอนและออกซิเจน แก่นจึงเกิดการขยาย ตวั ทนั ทีทนั ใด เรยี กวา่ ฮีเลียมแฟลช (helium flash) ดังแสดงท่ตี ำ� แหน่งหมายเลข 3 จากนน้ั ดาวฤกษจ์ ะหลอมฮเี ลยี มทแี่ กน่ กลายเปน็ คารบ์ อนและออกซเิ จน และหลอมไฮโดรเจนทรี่ อบแกน่ ให้เป็นฮีเลียมอย่างต่อเน่ือง ในช่วงน้ีดาวจะเล่ือนจากต�ำแหน่งฮีเลียมแฟลชต่�ำลงมาทางซ้าย บริเวณหมายเลข 4 เรียกบริเวณน้ีวา่ กง่ิ แนวนอน (the horizontal branch) ต่อมากดาวฤกษ์ สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ 81 เกิดการหลอมฮีเลียมที่แก่นเป็นคาร์บอนอย่างต่อเน่ือง จนดาวฤกษ์เลื่อนเข้าสู่ต�ำแหน่งกิ่งดาว ยกั ษ์แอซิมปโ์ ทตกิ (asymptotic giant branch) ดงั แสดงทีต่ �ำแหนง่ 5 เมอื่ แกน่ ของดาวฤกษ์ หลอมฮเี ลยี มเปน็ คารบ์ อนจนเกอื บหมด แกน่ มมี วลสงู ขน้ึ ทำ� ใหแ้ รงโนม้ ถว่ งมากกวา่ แรงดนั แกน่ จงึ ยบุ ตวั ลง สสารสว่ นทเ่ี หลอื กระจายออกสอู่ วกาศกลายเปน็ เนบวิ ลาดาวเคราะห์ สว่ นแกน่ ดาว ซ่ึงประกอบไปด้วยคาร์บอนเป็นส่วนใหญ่จะมีอุณหภูมิสูงขึ้น มีความสว่างน้อยและมีขนาดเล็ก เรียกวา่ ดาวแคระขาว (white dwarf) ดาวฤกษท์ ี่มีมวลตัง้ ตน้ ตง้ั แต่ 9 ถึงน้อยกว่า 25 เท่าของดวงอาทิตย์ ดาวฤกษ์์เริ่�มวิิวััฒนาการจากแถบลำำ�ดัับหลัักบริิเวณซ้้ายบนของแผนภาพเฮิิร์์ตซปรุุง- รัสั เซลล์์ที่่�ตำำ�แหน่่งหมายเลข 6 เมื่�อดาวฤกษ์์ออกจากแถบลำำ�ดัับหลัักแล้ว้ จะเลื่�อนตำำ�แหน่่งไปอยู่� ในกลุ่�มดาวยัักษ์์ใหญ่่ ดัังแสดงที่�หมายเลข 7 ซึ่�งมีีกำำ�ลัังส่่องสว่่างสููง มีีขนาดใหญ่่ และมีีสีีแดง จึึงเรีียกว่่า ดาวยัักษ์์ใหญ่่แดง ในช่่วงนี้�เริ่�มมีีการหลอมไฮโดรเจนรอบแก่่นของดาวฤกษ์์จน อุุณหภููมิิสููงมากพอที่�จะเกิิดการหลอมฮีีเลีียมเป็็นคาร์์บอน ดาวฤกษ์์จะเลื่�อนไปอยู่่�ที่่�ตำำ�แหน่่ง หมายเลข 8 และเกิดิ ฮีเี ลียี มแฟลช จากนั้�นแก่น่ ของดาวหลอมฮีเี ลียี มเป็น็ คาร์บ์ อนและออกซิเิ จน ทำำ�ให้้อุุณหภููมิิของดาวฤกษ์์เพิ่�มสููงขึ้�น ดาวจะเลื่�อนไปยัังซ้้ายมืือในกลุ่�มดาวยัักษ์์ใหญ่่บริิเวณกิ่�ง แนวนอนซึ่�งอยู่่�ที่่�ตำำ�แหน่่งหมายเลข 9 ในช่่วงนี้�ปฏิิกิิริิยาเทอร์์มอนิิวเคลีียร์์เกิิดขึ้�นอย่่างต่่อเนื่�อง ที่�แก่่น โดยมวลของแก่่นมีีค่่าสููงพอที่�จะทำำ�ให้้เกิิดปฏิิกิิริิยานิิวเคลีียร์์เป็็นขั้�น ๆ ซึ่�งทำำ�ให้เ้ กิิดธาตุคุ าร์บ์ อน ออกซิเิ จน นีีออน แมกนีเี ซียี ม และสิ้�นสุุดที่�เหล็ก็ จากนั้�นอุุณหภููมิิของ ดาวฤกษ์์จะลดลงอีีกครั้�ง กลายเป็็นดาวยัักษ์์ใหญ่่แดง ดาวฤกษ์์จะเลื่�อนตำำ�แหน่่งไปอยู่�ที่� กิ่�งดาวยักั ษ์แ์ อซิมิ โทติกิ ดังั แสดงที่่�ตำำ�แหน่ง่ หมายเลข 10 แก่น่ ของดาวยักั ษ์ใ์ หญ่แ่ ดงในช่ว่ งนี้�จะมีี ขนาดเล็็กประกอบด้้วยเหล็็กล้อ้ มด้ว้ ยชั้�นของปฏิกิ ิิริยิ านิิวเคลีียร์ข์ั้�นต่่าง ๆ จนกระทั่�งแก่น่ ที่�เป็น็ เหล็็กมีีมวลมากกว่่า 1.4 ถึึงน้้อยกว่่า 3 เท่่าของมวลดวงอาทิิตย์์ อิิเล็็กตรอนในแก่่นรวมกัับ โปรตอนเปลี่�ยนเป็็นนิิวตรอน แก่่นจึึงกลายเป็็นดาวนิิวตรอน พร้้อมปลดปล่่อยสสารและ พลัังงานออกมาจำำ�นวนมากทำำ�ให้้เกิดิ การระเบิดิ เรียี กว่่า ซูเู ปอร์์โนวา ดาวฤกษ์ท์ ี่่�มีมี วลตั้�งต้น้ มากกว่า่ 25 เท่่าของดวงอาทิิตย์์ ดาวฤกษ์จะมีขนาดใหญ่สีน�้ำเงินอยู่ซ้ายบนของแผนภาพเฮิร์ตซปรุง-รัสเซลล์ 11 ดาวฤกษ์จะมี ลำ� ดับวิวฒั นาการเชน่ เดยี วกันกบั ดาวฤกษท์ ่มี มี วลต้งั ตน้ ตง้ั แต่ 9 ถึง 25 เทา่ ของมวลดวงอาทิตย์ โดยเกิดกระบวนการสังเคราะห์ธาตุหนักท่ีแก่นและไปสิ้นสุดที่เหล็ก จากนั้นดาวฤกษ์เลื่อน ต�ำแหน่งไปอยู่ที่กิ่งดาวยักษ์แอซิมโทติก ในช่วงน้ีแก่นดาวฤกษ์มีมวลมากกว่า 3 เท่าของมวล ดวงอาทติ ย์ แรงโนม้ ถว่ งทแี่ กน่ สงู มาก ไมม่ สี งิ่ ใดทจ่ี ะตา้ นทานแรงโนม้ ถว่ งได้ ทำ� ใหแ้ กน่ กลางของ ดาวยบุ ตวั ลงเป็นหลมุ ด�ำ หลงั จากน้ันส่วนทเ่ี หลอื จะเกิดการระเบดิ เปน็ ซูเปอร์โนวา สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

82 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 เฉลยแบบฝกึ หัดท้ายบท 1. ความสอ่ งสว่างของดาวฤกษข์ ้นึ อยู่กบั ปจั จัยใดบา้ ง ปจั จัยดังกล่าวมีความสมั พันธก์ ันอยา่ งไร แนวคำ� ตอบ ความสอ่ งสวา่ งของดาวฤกษข์ นึ้ อยกู่ บั กำ� ลงั สอ่ งสวา่ งของดาวฤกษแ์ ละระยะหา่ ง ของดาวฤกษ์กับผู้สังเกตุ โดยดาวท่ีมีก�ำลังสองสว่างมากจะมีความส่องสว่างมากกว่าดาวที่มี ก�ำลงั ส่องสวา่ งน้อยเมอื่ ห่างจากผสู้ ังเกตในระยะทางทีเ่ ทา่ กัน 2. จากภาพ ดาวแต่ละดวงมีความส่องสว่างแตกต่างกัน ดาวดวงใดมีความส่องสว่างมากท่ีสุด และดาวดวงใดมีความสอ่ งสวา่ งนอ้ ยทสี่ ดุ เรียงล�ำดบั ความสอ่ งสว่างของดาวจากมากไปนอ้ ย แนวค�ำตอบ 7 (ดาวไรเจล) 1 (ดาวเบเทลจุส) 2 (ดาวเบลลาทริกซ์) 4 (ดาวอัลนีลัม) 3 (ดาวอลั นแี ทค) 6 (ดาวซาอีฟ) 5 (ดาวมนิ ตากะ) 3. โชตมิ าตรปรากฏและโชตมิ าตรสัมบูรณต์ า่ งกนั อย่างไร แนวคำ� ตอบ โชตมิ าตรปรากฏคอื ความสอ่ งสวา่ งของดาวทสี่ งั เกตไดจ้ ากโลก สว่ นคา่ โชตมิ าตร สมั บูรณ์ คือ คา่ เปรยี บเทียบความสอ่ งสวา่ งของดาวที่ระยะ 10 พาร์เซก 4. จากขอ้ มลู โชตมิ าตรปรากฏของดาวต่าง ๆ ที่กำ� หนดให้ ดาวดวงใดมีความส่องสว่างมากทสี่ ดุ ดาวดวงใดมีความส่องสว่างน้อยที่สุดและเรียงล�ำดับความส่องสว่างของดาวจากมากไปน้อย ได้อยา่ งไร ดาวตานกอนิ ทร ี (0.77) ดวงจนั ทร์เตม็ ดวง (-12.5) ดาวซิรอิ สั (-1.46) ดาวคาเพลลา (0.08) ดาวไรเจล (0.12) ดาวศุกร ์ (-4.4) ดาวพฤหสั บดี (-2.7) ดวงอาทติ ย์ (-26.7) ดาวเวกา (0.04) สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ 83 แนวคำ� ตอบ ดาวทมี่ คี วามสอ่ งสวา่ งมากทส่ี ดุ คอื ดวงอาทติ ย์ และดาวทม่ี คี วามสอ่ งสวา่ งนอ้ ย ท่ีสุด คือดาวตานกอินทรี สามารถเรียงล�ำดับความส่องสว่างของดาวจากมากไปน้อยได้ดังน้ี ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์เต็มดวง ดาวศุกร์ ดาวพฤหัสบดี ดาวซิริอัส ดาวเวกา ดาวคาเพลลา ดาวไรเจล ดาวตานกอินทรี 5. นกั ดาราศาสตรว์ ดั มมุ แพรลั แลกซข์ องดาวฤกษ์ ก และ ข ไดเ้ ทา่ กบั 0.130 พลิ ปิ ดา และ 0.236 พลิ ปิ ดา ตามลำ� ดบั ดาวฤกษท์ งั้ สองมรี ะยะหา่ งจากผสู้ งั เกตเทา่ ใด และดาวฤกษด์ วงใดอยใู่ กล้ โลกมากกว่า แนวค�ำตอบ ดาวฤกษ์ ก มรี ะยะทางจากผู้สังเกตเทา่ กบั และ ดาวฤกษ์ ข มรี ะยะทางจากผสู้ งั เกตเทา่ กับ ดงั นัน้ ดาวฤกษ์ ข จงึ อยู่ใกลผ้ สู้ ังเกตมากกว่าดาวฤกษ์ ก 6. พจิ ารณาตารางแสดงโชตมิ าตรปรากฏและโชตมิ าตรสมั บรู ณข์ องดาว และตอบคำ� ถามขอ้ 6.1 ถึง 6.3 ดาว สี โชตมิ าตรปรากฏ โชตมิ าตรสมั บรู ณ์ ดาวแกว้ (Arcturus) ส้ม -0.05 -0.6 ดาวเบเทลจสุ (Betelgeuse) แดง 0.4 -5.0 ดาวไรเจล (Rigel) น้�ำเงินแกมขาว 0.12 -7.8 ดาวซริ อิ สั (Sirius) ขาว -1.46 1.5 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

84 บทท่ี 14 | ดาวฤกษ์ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 ดาว สี โชตมิ าตรปรากฏ โชตมิ าตรสัมบรู ณ์ ดาวคาเพลลา เหลือง 0.08 0.29 (Capella) นำ�้ เงนิ 2.2 -4.9 ดาวมนิ ตากะ (Mintaka) 6.1 เมื่�อมองจากโลกจะเห็น็ ดาวดวงใดสว่า่ งที่่�สุดุ แนวคำำ�ตอบ ดาวซิิริิอััสมีีค่่าโชติิมาตรปรากฏน้้อยที่่�สุุด จึึงมีีความสว่่างมากที่่�สุุด เมื่�อมองจากโลก 6.2 ดาวดวงใดมีีอุุณหภููมิผิ ิิวสููงที่่�สุดุ แนวคำำ�ตอบ ดาวมิินตากะมีีสีนี ้ำำ��เงิิน จึงึ มีีอุณุ หภูมู ิิสูงู มากที่่�สุดุ 6.3 ดาวดวงใดที่่�มีีอุณุ หภููมิผิ ิวิ ใกล้้เคียี งกับั ดวงอาทิิตย์์มากที่่�สุุด พิจิ ารณาจากข้้อมูลู ใด แนวคำำ�ตอบ เนื่�องจากดาวคาเพลลามีีสีีเหลืืองซึ่�งมีีสีีใกล้้เคีียงกัับดวงอาทิิตย์์ จึึงมีี อุณุ หภูมู ิผิ ิวิ ใกล้เ้ คียี งกัับดวงอาทิิตย์์มากที่่�สุุด 7. เพราะเหตุใุ ดเมื่�อมองจากโลก นัักเรีียนจึึงเห็น็ ดวงอาทิิตย์ส์ ว่่างกว่า่ ดาวซิริ ิอิ ััส แนวคำำ�ตอบ เมื่�อเปรีียบเทีียบโชติิมาตรปรากฏของดวงอาทิิตย์์และดาวซิิริิอััสพบว่่า ดวงอาทิิตย์์มีีค่่าโชติิมาตรปรากฏ -26.7 ส่่วนดาวซิิริิอััสมีีค่่าโชติิมาตรปรากฏ -1.46 ดัั ง นั้ � น ผู้้�สัั ง เ ก ต บ น โ ล ก จ ะ เ ห็็ น ด ว ง อ า ทิิ ต ย์ ์ มีี ค ว า ม ส่ ่ อ ง ส ว่ ่ า ง ม า ก ก ว่ ่ า ด า ว ซิิ ริิ อัั ส เพราะค่่าโชติมิ าตรปรากฏของดวงอาทิติ ย์์น้อ้ ยกว่่าค่่าโชติมิ าตรปรากฏของดาวซิริ ิิอัสั 8. ในแต่ล่ ะช่่วงวิิวััฒนาการสมบััติิของดาวฤกษ์ม์ ีกี ารเปลี่�ยนแปลงหรืือไม่่ อย่่างไร แนวคำำ�ตอบ เปลี่�ยนแปลงโดยสีี อุุณหภููมิิ และกำำ�ลัังส่่องสว่่างของดาวฤกษ์์เปลี่�ยนแปลงไป ตามช่ว่ งวิวิ ัฒั นาการ ลักั ษณะการวิิวัฒั นาการของดาวฤกษ์ข์ึ้�นกับั มวลตั้�งต้น้ ของดาวฤกษ์์ 9. ดาวในแถบลำำ�ดัับหลัักและดาวยัักษ์ม์ ีสี มบัตั ิแิ ตกต่่างกันั หรืือไม่่ อย่า่ งไร แนวคำำ�ตอบ แตกต่่างกััน ดาวในแถบลำำ�ดัับหลัักมีีขนาด สีี และอุุณหภููมิิแตกต่่างกััน ส่่วนดาวยักั ษ์ม์ ีีขนาดใหญ่่ และมีสี ีคี ่่อนไปทางแดง 10. เนบิิวลาคืืออะไร และมีีความสััมพัันธ์ก์ ับั ดาวฤกษ์์อย่่างไร แนวคำำ�ตอบ เนบิิวลา คืือกลุ่�มแก๊๊สไฮโดรเจนและฮีีเลีียมที่�เกิิดจากบิิกแบงหรืือเกิิดจาก ซููเปอร์์โนวา หรืือเกิิดจากจุุดจบของดาวฤกษ์์ขนาดใกล้้เคีียงกัับดวงอาทิิตย์์ เนบิิวลาเกี่�ยว ข้้องกัับดาวฤกษ์์เนื่ �องจากดาวฤกษ์์เกิิดจากการรวมตััวของสสารภายในเนบิิวลาด้้วย แรงโน้ม้ ถ่ว่ ง เมื่�อสสารยุบุ ตัวั ลง เกิดิ ปฏิกิ ิริ ิยิ าเทอร์ม์ อนิวิ เคลียี ร์์ กลายเป็น็ ดาวฤกษ์แ์ ละจุดุ จบ ของดาวฤกษ์์เป็็นเนบิิวลา สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เลม่ 5 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ 85 11. ปฏิิกิิริิยาลููกโซ่่โปรตอน-โปรตอนและวััฏจัักรคาร์์บอน-ไนโตรเจน-ออกซิิเจน มีีความเหมืือน หรือื แตกต่า่ งกันั อย่า่ งไร แนวคำ� ตอบ ปฏกิ ริ ิยา อณุ หภูมิ มวลดาวฤกษ์ ตวั กลาง ผลของปฏิกริ ยิ า ปฏกิ ริ ยิ า ดาวฤกษ์ที่มมี วล ตั้�งแต่่ 0.08 เปล่ยี นนิวเคลยี สของ ลูกโซโ่ ปรตอน- 10-15 ลา้ น ถึึงน้อ้ ยกว่่า 9 ไมม่ ี ไฮโดรเจนเปน็ โปรตอน เคลวนิ เท่า่ ของมวลดวง นวิ เคลียสของฮเี ลียม อาทติ ย์ คาร์บอน- ประมาณ 16 ดาวฤกษท์ ม่ี มี วล คารบ์ อน เปลย่ี นนิวเคลยี สของ ไนโตรเจน- ล้านเคลวิน ตั้งแต่ 9 เทา่ ของ ไนโตรเจน ไฮโดรเจนเปน็ ออกซเิ จน มวลดวงอาทิตย์ ออกซิเจน นิวเคลยี สของฮเี ลยี ม 12. เพราะเหตุใดดาวฤกษ์ท่ีมมี วลนอ้ ย จงึ มชี ่วงชีวิตท่ียาวนานกว่าดาวฤกษท์ ม่ี ีมวลมาก แนวค�ำตอบ ดาวฤกษท์ ่มี วลนอ้ ยมีขนาดเลก็ จะมกี ารใชเ้ ชอ้ื เพลิงในอตั ราทนี่ ้อย จึงมชี ว่ ง ชวี ติ ยาว สว่ นดาวฤกษท์ ม่ี มี วลมาก มขี นาดใหญจ่ ะใชเ้ ชอื้ เพลงิ ในอตั ราทส่ี งู มาก ทำ� ใหม้ ชี ว่ ง ชวี ิตสน้ั สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

86 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 13. น�ำคำ� ทกี่ ำ� หนดใหเ้ ตมิ ลงในชอ่ งว่างของแผนภาพวิวฒั นาการดาวฤกษ์ทกี่ �ำหนด ดาวยกั ษแ์ ดง เนบวิ ลา เนบิวลาดาวเคราะห ์ ดาวนิวตรอน ดาวแคระขาว ดาวยักษใ์ หญ่ ดวงอาทิตย์ หลุมดำ� ดาวยักษน์ ้�ำเงนิ ซเู ปอร์โนวา ดาวยกั ษ์แดง ดาวแคระขาว เนบวิ ลาดาวเคราะห์ ดวงอาทติ ย์ เนบิวลา ซเู ปอรโ์ นวา ดาวนวิ ตรอน ดาวยกั ษน์ ำ�้ เงนิ ดาวยกั ษใ์ หญ่ ซเู ปอรโ์ นวา หลมุ ดำ� 14. ปจั จุบันดวงอาทิตย์ของเราอายุประมาณเท่าไร และจะมอี ายุขัยประมาณเทา่ ไร แนวคำ� ตอบ จากแผนภาพวิวฒั นาการของดวงอาทติ ยพ์ บว่าดวงอาทติ ย์ในปัจจบุ นั มอี ายุ ประมาณ 4,500 ลา้ นปี และมอี ายขุ ยั ได้ประมาณ 10,000 ล้านปี 15. ธาตตุ ่าง ๆ บนโลกและในตวั เราเกย่ี วขอ้ งกับวิวฒั นาการของดาวฤกษ์อย่างไร แนวคำ� ตอบ การววิ ฒั นาการของดาวฤกษก์ อ่ ใหเ้ กดิ ธาตหุ นกั ขนึ้ ในอวกาศ และเปน็ ธาตเุ รมิ่ ต้นในการก่อตัวของโลกและสิ่งมีชีวิต ธาตุตั้งแต่ฮีเลียมถึงเหล็กเกิดจากปฏิกิริยา เทอร์มอนิวเคลียร์ในดาวฤกษ์ ส่วนธาตทุ ห่ี นักกวา่ เหล็กเกดิ จากซูเปอรโ์ นวา สถาบันสง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ เล่ม 5 บทที่ 14 | ดาวฤกษ์ 87 16. พิจารณาแผนภาพเฮริ ต์ ซปรงุ -รสั เซลล์ของดาวฤกษท์ กี่ ำ� หนดใหแ้ ละตอบคำ� ถามตอ่ ไปน้ี หมายเหตุ รูปมีการปรับแก้จากหนังสือเรียน ครูและนักเรียนสามารถดาวน์โหลดได้ที่ QR code ประจ�ำบท ของหนงั สือเรยี นและคูม่ อื ครู 16.1 จากแผนภาพ หมายเลข 1 ถงึ 3 แสดงลำ� ดับวิวัฒนาการช่วงใดของดาวฤกษ์ แนวคำ� ตอบ 1.ดาวในแถบลำ� ดบั หลกั 2.ดาวยกั ษ์ 3.ดาวแคระขาว 16.2 จุดจบของดาวดวงนเี้ ปน็ อย่างไร แนวคำ� ตอบ แกน่ ของดาวฤกษย์ บุ ตวั กลายเปน็ ดาวแคระขาว และสว่ นทเ่ี หลอื กระจายออก สอู่ วกาศกลายเปน็ เนบิวลาดาวเคราะห์ 16.3 ดาวฤกษด์ วงน้ีนา่ จะมีมวลประมาณเท่าใดเมือ่ เทียบกบั มวลของดวงอาทติ ย์ แนวค�ำตอบ ตง้ั แต่ 0.08 ถึงนอ้ ยกวา่ 9 เทา่ ของมวลดวงอาทิตย์ 16.4 อธิบายววิ ฒั นาการของดาวฤกษด์ วงนี้ แนวค�ำตอบ ในช่วงท่ีดาวฤกษ์ดวงน้ีอยู่ในแถบล�ำดับหลัก เกิดปฏิกิริยาเทอร์มอนิวเคลียร์ หลอมไฮโดรเจนเป็นฮเี ลียมทแ่ี ก่น จนกระทง่ั ใชเ้ ช้ือเพลงิ ไฮโดรเจนหมด ดาวฤกษจ์ ะขยาย ขนาดขึ้นกลายเป็นดาวยักษ์แดง ในขณะท่ีแก่นของดาวฤกษ์จะเริ่มหลอมฮีเลียมเป็น คาร์บอน เม่ือฮีเลียมที่แก่นหมดลงแล้ว แก่นดาวจะยุบตัวลงกลายเป็นดาวแคระขาว สว่ นทีเ่ หลอื กระจายออกส่อู วกาศกลายเปน็ เนบิวลาดาวเคราะห์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี