(คู่มือ) หนังสือเรียนสสวท พื้นฐาน ม.6 วิทยาศาสตร์โลกและอวกาศ

คู่มอื ครู วิทยาศาสตรโ์ ลก และอวกาศ บทท่ี 3 | ระบบสุรยิ ะ 85 5. ระบุโครงสรา้ งของดวงอาทติ ย์ลงในช่องว่างใหส้ อดคลอ้ งกบั แผนภาพท่ีก�ำ หนด ก. …………… แก่น…………….… ข. ………เขตการแผ่รังสี………. ค. …เขตการพาความรอ้ น..... ง. ……จุดมดื ดวงอาทติ ย์.…… จ. .….โฟโตสเฟียร์.………….…. ฉ. ……….…คอโรนา….………… 6. จดุ มดื ดวงอาทติ ยเ์ กดิ ขน้ึ ไดอ้ ยา่ งไร แนวคำ�ตอบ จุดมืดดวงอาทิตย์ คือ บริเวณช้ันโฟโตสเฟียร์ที่มีอุณหภูมิต่ำ�กว่าบริเวณ โดยรอบ และมีความเข้มของสนามแมเ่ หลก็ สูงกว่าบริเวณอน่ื 7. พายสุ ุรยิ ะเกดิ ข้นึ ได้อยา่ งไร และสง่ ผลกระทบตอ่ ส่ิงมชี วี ิตบนโลกหรอื ไม่ อย่างไร แนวคำ�ตอบ เกิดจากการปล่อยอนุภาคความเร็วสูงจำ�นวนมหาศาลจากช้ันบรรยากาศ คอโรนาของดวงอาทติ ย ์ โดยอนภุ าคดงั กลา่ วสง่ ผลกระทบตอ่ โครงสรา้ งของ DNA ภายใน ร่างกายของส่ิงมีชีวิต มีการรบกวนสนามแม่เหล็กของโลก ทำ�ให้ระบบส่ือสารโดยวิทยุ คล่ืนสั้นทั่วโลกและระบบส่งกำ�ลังไฟฟ้าขัดข้องในประเทศที่อยู่ใกล้ข้ัวแม่เหล็กโลก สายการบนิ จะยกเลกิ เทยี่ วบนิ ในชว่ งเวลาทเี่ กดิ พายสุ รุ ยิ ะ วงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ สใ์ นดาวเทยี ม ทโ่ี คจรรอบโลกอาจเสยี หาย แตส่ งิ่ มชี วี ติ บนโลกจะมชี นั้ บรรยากาศและสนามแมเ่ หลก็ โลก ช่วยปกป้องจากรงั สีและอนุภาคความเรว็ สงู ต่าง ๆ จากอวกาศ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

86 บทที่ 4 | เทคโนโลยีอวกาศและการประยกุ ต์ใช้ คู่มือครู วทิ ยาศาสตร์โลก และอวกาศ 4บทท่ี | เทคโนโลยีอวกาศและการประยกุ ต์ใช้ ipst.me/8854 ตวั ชวี้ ดั สืบค้นข้อมูล อธิบายการสำ�รวจอวกาศ โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ในช่วงความยาวคล่ืนต่าง ๆ ดาวเทยี ม ยานอวกาศ สถานอี วกาศ และน�ำ เสนอแนวคดิ การน�ำ ความรทู้ างดา้ นเทคโนโลยอี วกาศมา ประยกุ ตใ์ ชใ้ นชวี ติ ประจ�ำ วนั หรอื ในอนาคต สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ อื ครู วทิ ยาศาสตร์โลก และอวกาศ บทท่ี 4 | เทคโนโลยอี วกาศและการประยุกต์ใช้ 87 การวิเคราะห์ตวั ช้ีวัด ตัวช้วี ดั สืบค้นข้อมูล อธิบายการสำ�รวจอวกาศ โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ในช่วงความยาวคล่ืนต่าง ๆ ดาวเทยี ม ยานอวกาศ สถานอี วกาศ และน�ำ เสนอแนวคดิ การน�ำ ความรทู้ างดา้ นเทคโนโลยอี วกาศ มาประยกุ ตใ์ ชใ้ นชวี ติ ประจ�ำ วนั หรอื ในอนาคต จุดประสงคก์ ารเรียนรู้ 1. อธิบายการทำ�งานของกล้องโทรทรรศนใ์ นชว่ งความยาวคลนื่ ต่าง ๆ 2. อธบิ ายการใช้เทคโนโลยีของยานอวกาศ สถานีอวกาศนานาชาติ และดาวเทียม 3. อธิบายเกยี่ วกบั สว่ นประกอบของจรวด และระบบขนสง่ อวกาศ 4. อธบิ ายการประยุกตใ์ ช้เทคโนโลยอี วกาศในด้านวัสดุศาสตร์ อาหาร การแพทย์และอ่นื ๆ ทักษะกระบวนการทาง ทกั ษะแห่งศตวรรษท่ี 21 จิตวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์ 1. การจดั กระท�ำ และสอื่ ความ 1. การสอ่ื สาร 1. ความมเี หตผุ ล 2. การคิดสรา้ งสรรค์ 2. ความรว่ มมอื ชว่ ยเหลอื หมายข้อมูล 3. การใชเ้ ทคโนโลยสี ารสนเทศ 3. ความรบั ผดิ ชอบ 2. การตคี วามหมายและลงขอ้ 4. การสร้างแบบจ�ำ ลอง 5. การคิดและการแก้ปญั หา สรุป 6. การท�ำ งานร่วมกัน 3. ก า ร ห า ค ว า ม สั ม พั น ธ์ ร ะ ห ว่ า ง ส เ ป ซ กั บ กั บ ส เ ป ซ และสเปซกบั เวลา สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

88 บทท่ี 4 | เทคโนโลยีอวกาศและการประยุกต์ใช้ คมู่ ือครู วทิ ยาศาสตร์โลก และอวกาศ ล�ำ ดบั ความคิดต่อเน่ือง นกั วิทยาศาสตร์ไดส้ รา้ งกล้องโทรทรรศน์เพื่อศึกษาแหล่งกำ�เนิดของรงั สหี รอื อนุภาคในอวกาศ ในช่วงความยาวคลนื่ ต่าง ๆ ไดแ้ ก่ คลน่ื วิทยุ ไมโครเวฟ อินฟราเรด แสง อัลตราไวโอเลต และ รงั สเี อ็กซ์ ดาวเทียม คือ อปุ กรณท์ ่ีใชใ้ นการส�ำ รวจวัตถุทอ้ งฟ้าและน�ำ มาประยกุ ต์ใชใ้ นดา้ นตา่ ง ๆ เชน่ การสอ่ื สารโทรคมนาคม การระบตุ ำ�แหนง่ บนโลก การสำ�รวจทรพั ยากรธรรมชาติ อุตนุ ยิ มวทิ ยา โดยดาวเทียมมหี ลายประเภทสามารถแบง่ ไดต้ ามเกณฑว์ งโคจรและการใช้งาน ยานอวกาศ คอื ยานพาหนะทนี่ �ำ อุปกรณท์ างดาราศาสตรห์ รือมนษุ ย์ขนึ้ ไปสูอ่ วกาศ เพ่ือสำ�รวจหรอื เดินทางไปยังดาวดวงอื่น สว่ นสถานีอวกาศ คือ ห้องปฏบิ ตั กิ ารลอยฟ้า ท่ีโคจรรอบโลก ใช้ในการศึกษาวิจัยทางวิทยาศาสตรใ์ นสาขาตา่ ง ๆ ในสภาพไรน้ �ำ้ หนัก มนุษยใ์ ชเ้ ทคโนโลยีอวกาศในการศึกษาเพื่อขยายขอบเขตความรดู้ า้ นวทิ ยาศาสตร์ ขณะเดียวกนั มนษุ ย์ได้นำ�เทคโนโลยอี วกาศมาประยกุ ต์ใชใ้ หเ้ กดิ ประโยชนใ์ นด้านต่าง ๆ เช่น วัสดุศาสตร์ อาหาร การแพทย์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ ือครู วทิ ยาศาสตรโ์ ลก และอวกาศ บทท่ี 4 | เทคโนโลยอี วกาศและการประยุกต์ใช้ 89 สาระส�ำ คัญ เทคโนโลยีอวกาศเป็นการสำ�รวจสิ่งต่างๆที่อยู่ในอวกาศเพื่อหาข้อมูลทำ�ให้ได้ความรู้ใหม่ ๆ และ น�ำ มาใช้ในการพัฒนาความเป็นอยขู่ องมนษุ ยใ์ หม้ คี วามสะดวกสบายมากข้ึน เทคโนโลยมี ากมายทจี่ ัด เป็นเทคโนโลยีอวกาศ เช่น กล้องโทรทรรศน์ใช้สำ�รวจวัตถุท้องฟ้า ดาวเทียมใช้ในการเก็บข้อมูล ดา้ นตา่ ง ๆ ยานอวกาศใชใ้ นการส�ำ รวจดวงจนั ทร์ และดาวเคราะหต์ า่ ง ๆ สถานอี วกาศใชใ้ นการคน้ ควา้ วิจัยในสภาพไร้น้ำ�หนัก ความรู้ของเทคโนโลยีอวกาศสามารถนำ�ไปประยุกต์ใช้ด้านต่าง ๆ เช่น วสั ดศุ าสตร ์ อาหาร การแพทยแ์ ละอ่ืน ๆ เวลาท่ีใช้ บทนี้ควรใชเ้ วลาประมาณ 4 ชั่วโมง 2 ช่ัวโมง 4.1 เทคโนโลยีอวกาศกับการส�ำ รวจอวกาศ 1 ช่วั โมง 4.2 เทคโนโลยอี วกาศกับการประยกุ ตใ์ ช ้ 3 ชวั่ โมง รวม ความร้กู ่อนเรียน สมบัติของคลื่น (การสะท้อนและการหักเห) องค์ประกอบของคล่ืน (ความถ่ี ความยาวคล่ืน) คลื่นแมเ่ หล็กไฟฟ้า แรงโนม้ ถ่วง แรงและการเคลอ่ื นที่ แสงและการเกดิ ภาพ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

90 บทท่ี 4 | เทคโนโลยีอวกาศและการประยุกตใ์ ช้ คู่มือครู วิทยาศาสตรโ์ ลก และอวกาศ 4.1 เทคโนโลยีอวกาศกับการส�ำ รวจอวกาศ จดุ ประสงค์การเรยี นรู้ 1. อธบิ ายการทำ�งานของกล้องโทรทรรศนใ์ นชว่ งความยาวคล่นื ตา่ ง ๆ 2. อธบิ ายการใช้เทคโนโลยขี องยานอวกาศ สถานีอวกาศ และดาวเทยี ม 3. อธบิ ายสว่ นประกอบของจรวด และระบบขนส่งอวกาศ สือ่ และแหลง่ การเรียนรู้ หนังสอื เรยี นรายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์ วทิ ยาศาสตร์โลกและอวกาศ ชน้ั มธั ยมศึกษาปีที่ 6 แนวการจัดการเรยี นรู้ 1. ครใู ชค้ �ำ ถามเพอ่ื น�ำ เขา้ สบู่ ทเรยี นและกระตนุ้ ความสนใจของนกั เรยี น ดงั น้ี นกั วทิ ยาศาสตรใ์ ชอ้ ปุ กรณใ์ ดบา้ งในการส�ำ รวจอวกาศ แนวคำ�ตอบ กลอ้ งโทรทรรศน ์ ดาวเทยี ม ยานอวกาศ กลอ้ งโทรทรรศนม์ ปี ระโยชนอ์ ยา่ งไร แนวคำ�ตอบ ใชศ้ กึ ษาวตั ถทุ อ้ งฟา้ ทอ่ี ยไู่ กลจากโลกมาก กลอ้ งโทรทรรศนท์ น่ี กั เรยี นรจู้ กั มแี บบใดบา้ ง แนวคำ�ตอบ ตอบตามความเข้าใจของนักเรียน เช่น กล้องโทรทรรศน์หักเหแสง และ กลอ้ งโทรทรรศนส์ ะทอ้ นแสง 2. ครนู �ำ แผนภาพเนบวิ ลาปทู ถ่ี า่ ยในชว่ งคลอ่ื นตา่ ง ๆ ใหน้ กั เรยี นศกึ ษาและเปรยี บเทยี บความ แตกตา่ งวา่ ภาพแตล่ ะภาพแตกตา่ งกนั อยา่ งไร เพราะเหตใุ ดจงึ ตอ้ งมกี ารศกึ ษาเนบวิ ลาปใู นชว่ ง คลน่ื ตา่ ง ๆ แผนภาพเนบวิ ลาปู ทม่ี ารปู นาซา สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คูม่ อื ครู วิทยาศาสตรโ์ ลก และอวกาศ บทที่ 4 | เทคโนโลยอี วกาศและการประยกุ ต์ใช้ 91 ครูและนักเรียนร่วมสรุปองค์ความร้ทู ่ไี ด้ นักวิทยาศาสตร์ต้องการทราบองค์ประกอบภายใน เนบวิ ลาปู นกั วทิ ยาศาตรไ์ ดม้ กี ารถา่ ยภาพเนบวิ ลาปใู นหลาย ๆ ชว่ งคลน่ื จงึ ท�ำ ใหท้ ราบวา่ ภายใน เนบวิ ลาปมู อี งคป์ ระกอบหลายอยา่ ง จงึ มกี ารปลอ่ ยแมเ่ หลก็ ไฟฟา้ ในหลายชว่ งคลน่ื ซง่ึ การถา่ ยภาพ ในแตล่ ะชว่ งคลน่ื จะใหข้ อ้ มลู ทแ่ี ตกตา่ งกนั 3. ครใู ห้นักเรียนทำ�กิจกรรม 4.1 กล้องโทรทรรศน์ท่ีใช้ศึกษาวัตถุท้องฟ้าในช่วงความยาว คลน่ื ตา่ ง ๆ กจิ กรรม 4.1 กลอ้ งโทรทรรศนท์ ีใ่ ช้ศกึ ษาวตั ถุทอ้ งฟ้าในชว่ ง ความยาวคลน่ื ตา่ ง ๆ จดุ ประสงค์กิจกรรม เปรียบเทียบและอธิบายความยาวคล่ืนและวัตถุท้องฟ้าที่ศึกษาด้วยกล้องโทรทรรศน์ แตล่ ะชนิด เวลา 20 นาที วสั ด-ุ อุปกรณ์ 1. รปู แถบสเปกตรมั ของคล่นื แมเ่ หลก็ ไฟฟา้ จำ�นวน 1 แผ่น 2. ใบความรเู้ รอ่ื ง กล้องโทรทรรศนใ์ นชว่ งความยาวคล่ืนต่าง ๆ วธิ กี ารทำ�กิจกรรม 1. นักเรียนสืบค้นข้อมูลเก่ียวกับ กล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ใช้ศึกษาวัตถุท้องฟ้าใน ชว่ งความยาวคล่ืนตา่ ง ๆ ในประเดน็ ต่อไปน้ี - ความยาวคลนื่ ท่ีใช้ในการศกึ ษา - ตวั อยา่ งวตั ถทุ อ้ งฟ้าที่ใชใ้ นการศึกษา - ทต่ี ั้งของกลอ้ งโทรทรรศน์ทใ่ี ชใ้ นการศึกษา เช่น ศกึ ษาจากบนโลก ศึกษาในอวกาศ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

92 บทท่ี 4 | เทคโนโลยีอวกาศและการประยกุ ตใ์ ช้ คมู่ อื ครู วิทยาศาสตร์โลก และอวกาศ 2. เขียนชื่อภาพกล้องโทรทรรศน์แต่ละชนิด และวัตถุท้องฟ้าที่ศึกษาลงบนแถบสเปกตรัม ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ดังรูป เพื่อให้สอดคล้องกับข้อมูลความยาวคลื่นท่ีสืบค้นได้ใน ข้อ 1 3. อภิปรายและอธิบายความแตกต่างของความยาวคล่ืนและความถี่ รวมท้ังวัตถุท้องฟ้าท่ี ศกึ ษาของกลอ้ งโทรทรรศนแ์ ต่ละชนิด 4. นำ�เสนอและอภิปรายผลการทำ�กจิ กรรม ผลการทำ�กจิ กรรม - กล้องโทรทรรศนฟ์ าสต์ - ก ลอ้ งโทรทรรศน์ - ก ลอ้ งโทรทรรศน์ - กลอ้ งโทรทรรศน์ - ก ลอ้ งโทรทรรศน์ - ศกึ ษาซูเปอรโ์ นวา สปติ เซอร์ อวกาศฮับเบิล อวกาศฮบั เบลิ อวกาศจันทรา หลมุ ด�ำ การแล็กซี - กลอ้ งโทรทรรศน์ - กล้องโทรทรรศน์ - กลอ้ งโทรทรรศน์ - ศ ึกษาดาว อวกาศเจมส์เวบบ์ อวกาศเจมสเ์ วบบ์ อวกาศเจมส์เวบบ์ นวิ ตรอนและ - ศ กึ ษากาแลก็ ซี - ศ กึ ษากาแลก็ ซี - ศกึ ษาดาวฤกษ์ หลมุ ด�ำ และดาวฤกษเ์ กดิ และดาวฤกษ์ อายนุ ้อย และ ใหม่ เนบิวลา ววิ ฒั นาการ ดาวเคราะห์ กาแลก็ ซี ไมโครเวฟ อินฟาเรด อลั ตราไว รังสเี อกซ์ รังสแี กมมา โอเลต สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ อื ครู วทิ ยาศาสตร์โลก และอวกาศ บทท่ี 4 | เทคโนโลยอี วกาศและการประยกุ ตใ์ ช้ 93 ค�ำ ถามท้ายกิจกรรม กล้องโทรทรรศน์แตล่ ะชนิดใช้สงั เกตวตั ถทุ ้องฟา้ ในช่วงคล่นื ใดบา้ ง แนวค�ำ ตอบ กล้องโทรทรรศนฟ์ าสต์ ใช้ความยาวคลื่นวิทยุ กลอ้ งโทรทรรศนอ์ วกาศฮบั เบลิ ใชค้ วามยาวคลนื่ อนิ ฟราเรด แสง และอลั ตราไวโอเลต กลอ้ งโทรทรรศนอ์ วกาศเจมส์เวบบ์ ใช้ความยาวคลน่ื อนิ ฟราเรด กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ ใช้ความยาวคล่นื อินฟราเรด กลอ้ งโทรทรรศน์อวกาศจันทรา ใชค้ วามยาวคลืน่ รงั สีเอกซ์ กล้องโทรทรรศน์ในช่วงคลืน่ ใดบา้ งทีใ่ ช้ศกึ ษาได้จากบนโลก แนวคำ�ตอบ คลนื่ วทิ ยุ ไมโครเวฟ กลอ้ งโทรทรรศนใ์ นชว่ งคลื่นใดบ้างทีเ่ ป็นกลอ้ งโทรทรรศน์อวกาศ แนวคำ�ตอบ อนิ ฟราเรด อัลตราไวโอเลต และรังสเี อกซ์ ถ า้ จะศกึ ษาวตั ถทุ อ้ งฟา้ ทม่ี คี วามยาวคลน่ื ในชว่ งรงั สเี อกซ์ สามารถใชก้ ลอ้ งโทรทรรศน์ บนพืน้ โลกได้หรือไม่ เพราะเหตุใด แนวคำ�ตอบ ไม่ได้ เน่ืองจากคลื่นในช่วงรังสีเอกซ์ จะถูกดูดกลืนจากชั้นบรรยากาศ ของโลก 4. ครูให้ความรู้เพ่ิมเติมเกี่ยวกับการสำ�รวจอวกาศว่านอกจากจะมีการใช้กล้องโทรทรรศน์ใน ช่วงความยาวคลื่นต่าง ๆ ในการสำ�รวจอวกาศแล้วยังมีการนำ�เทคโนโลยีอวกาศอื่น ๆ มาใช้ใน การศึกษาอวกาศ เชน่ ยานอวกาศ สถานอี วกาศและดาวเทยี ม และระบบขนสง่ อวกาศ 5. ใหน้ ักเรียนสืบคน้ ขอ้ มูลและศกึ ษาเก่ียวกบั ยานอวกาศ สถานอี วกาศ ดาวเทยี มและระบบขนสง่ อวกาศ ในหนงั สือเรียนหนา้ 70-75 พร้อมตอบค�ำ ถามดงั ต่อไปน้ี สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

94 บทที่ 4 | เทคโนโลยอี วกาศและการประยุกตใ์ ช้ คมู่ ือครู วทิ ยาศาสตร์โลก และอวกาศ เพราะเหตใุ ดต้องมกี ารส่งยานอวกาศออกไปสำ�รวจนอกโลก แนวคำ�ตอบ เนอ่ื งจากการศกึ ษาอวกาศโดยใช้กลอ้ งโทรทรรศนท์ ำ�ไดแ้ ค่วิเคราะห์ลกั ษณะวตั ถุ ท้องฟ้าเบ้ืองต้นเท่าน้ัน หากต้องการศึกษารายละเอียดของวัตถุท้องฟ้าให้มากข้ึนต้องมีการส่ง ยานอวกาศออกไปสำ�รวจนอกโลก เช่น การส่งยานอวกาศอพอลโลไปสำ�รวจดวงจันทร์ ยานอวกาศคิวริออสซิตีสำ�รวจดาวอังคาร ยานอวกาศจูโนสำ�รวจดาวพฤหัสบดี ยานอวกาศ แคสสนิ -ี ฮอยเกนสส์ �ำ รวจดาวเสาร์ และยานอวกาศนวิ ฮอไรซอนสส์ �ำ รวจดาวเคราะหแ์ คระพลโู ต สถานีอวกาศมปี ระโยชนใ์ นดา้ นใด แนวคำ�ตอบ เปรียบเสมือนห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ที่โครจรอบโลก มีวัตถุประสงค์เพื่อ ประโยชน์ในการวจิ ัย ทดลอง และประดษิ ฐค์ ิดคน้ ในสภาพไรน้ ำ�้ หนัก เพราะเหตุใดจงึ ต้องมกี ารท�ำ วจิ ยั ในอวกาศ แนวคำ�ตอบ เน่ืองจากการศึกษาและวิจัยในอวกาศจะมีสภาวะที่แตกต่างจากบนโลก   ที่ให้ ได้ข้อมูลที่ต่างกัน เช่น การศึกษาสภาวะไร้นำ้�หนักท่ีมีผลต่อร่างกายมนุษย์   การศึกษาพัฒนา ยาและวคั ซีนรักษาโรค ระดบั วงโคจรของดาวเทียมสัมพันธก์ บั การใชง้ านของดาวเทยี มหรือไม่ อย่างไร แนวคำ�ตอบ   วงโคจรของดาวเทียมที่ความสูงต่าง  ๆ   สัมพันธ์กับภารกิจของดาวเทียม โดยดาวเทียมที่โคจรอยู่ใกล้ผิวโลกจะมีความเร็วในการโคจรมากซึ่งส่วนใหญ่เป็นดาวเทียม สำ�รวจทรัพยากรธรรมชาติและดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา   ดาวเทียมที่มีวงโคจรระดับกลางจะใช้ ในการบอกต�ำ แหนง่ บนโลก   สว่ นดาวเทยี มวงโคจรระดบั สงู จะมคี วามเรว็ ในการโคจรรอบโลก ที่ ชา้ ลง เชน่ ดาวเทยี มคา้ งฟา้ ซงึ่ จะโคจรรอบโลกเทา่ กบั ทโี่ ลกหมนุ รอบตวั เอง ดาวเทยี มจงึ เสมอื น ลอยอยู่นิ่งท่ตี ำ�แหนง่ เดมิ จงึ ถูกน�ำ มาใชเ้ ปน็ ดาวเทยี มส่ือสาร จรวดมคี วามส�ำ คญั อย่างไร และการสง่ จรวดตอ้ งคำ�นงึ ถงึ ส่งิ ใดบ้าง แนวคำ�ตอบ   จรวดเป็นเคร่ืองมือท่ีใช้ในการส่งดาวเทียมและยานอวกาศออกนอกโลก ในการ สง่ จรวดสอู่ วกาศจะตอ้ งพจิ ารณาถงึ ความเรว็ เรม่ิ ตน้ ของจรวดทส่ี ามารถขน้ึ ไปถงึ วงโคจรไดห้ รอื ตอ้ งมีความเร็วหลุดพ้นท่ที �ำ ใหจ้ รวดเคล่อื นทีอ่ อกนอกโลกได้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ ือครู วิทยาศาสตร์โลก และอวกาศ บทท่ี 4 | เทคโนโลยีอวกาศและการประยกุ ต์ใช้ 95 ระบบขนส่งอวกาศมสี ่วนประกอบใดบ้าง และแต่ละส่วนทำ�หนา้ ทอี่ ะไร แนวคำ�ตอบ  ประกอบด้วย   จรวดเช้ือเพลิงแข็งซึ่งติดกับถังเช้ือเพลิงภายนอกทั้งสองข้าง ถงั เชอ้ื เพลงิ ภายนอกเปน็ ทเี่ กบ็ เชอื้ เพลงิ เหลว   และยานขนสง่ อวกาศท�ำ หนา้ ทใ่ี ชบ้ รรทกุ สมั ภาระ ดาวเทยี ม กลอ้ งโทรทรรศน์อวกาศ และการส่งนกั บนิ อวกาศเพ่อื ไปปฏบิ ตั งิ านยงั สถานีอวกาศ 6. ครใู หน้ ักเรยี นท�ำ กจิ กรรมลองท�ำ ดู ภารกจิ สู่ดวงองั คาร ลองท�ำ ดู จุดประสงคก์ จิ กรรม ออกแบบและสร้างแบบจ�ำ ลองการสง่ ยานอวกาศไปยงั ดาวอังคาร วัสด-ุ อปุ กรณ์ 1. กระดาษ A 4 2. ดินสอสี วิธกี ารทำ�กจิ กรรม 1. นกั เรียนสบื คน้ ข้อมลู ในประเด็นตอ่ ไปนี้ การส่งยานอวกาศไปดาวอังคาร • วสั ดุท่ีเหมาะสมในการสรา้ งยานอวกาศ • แรงโนม้ ถว่ ง อุณหภมู ิ ชน้ั บรรยากาศ ความดนั บนดาวองั คาร • การวางแผนดา้ นที่อยู่อาศัยบนดาวองั คาร •• อาหาร น้�ำ และอากาศบนดาวอังคาร 2. ออกแบบและสร้างแบบจำ�ลองยานอวกาศในการเดินทางไปดาวอังคารและวางแผนการ ใช้ชีวติ บนดาวอังคาร 3. น�ำ เสนอแบบจำ�ลองและอภปิ รายรว่ มกัน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

96 บทที่ 4 | เทคโนโลยอี วกาศและการประยกุ ตใ์ ช้ คมู่ ือครู วทิ ยาศาสตรโ์ ลก และอวกาศ สรปุ ผลการท�ำ กจิ กรรม ในการออกแบบยานอวกาศเพื่อเดินทางไปดาวอังคารและการใช้ชีวิตบนดาวอังคาร นกั เรียนควรค�ำ นึงถงึ เงอ่ื นไขตอ่ ไปน้ี - การสง่ ยานอวกาศตอ้ งออกแบบใหย้ านอวกาศสามารถเคลอื่ นทด่ี ว้ ยความเรว็ หลดุ พน้ เพอ่ื ใหเ้ อาชนะแรงโน้มถ่วงของโลกได้ - การเลือกใช้วัสดุในการสร้างยานอวกาศ ควรเป็นวัสดุท่ีทนต่อความร้อนที่สูงมากใน การเดินทางผ่านชน้ั บรรยากาศของโลก - มีการออกแบบการลงจอดบนดวงองั คาร เนือ่ งจากดาวอังคารมแี รงโน้มถว่ งนอ้ ยกวา่ โลก ประมาณคร่งึ หนึง่ ท�ำ ให้นำ้�หนกั ของตัวยานน้อยกว่าบนโลก - การวางแผนออกแบบด้านที่อยู่อาศัย จำ�เป็นต้องสร้างที่อยู่อาศัยที่สามารถจำ�ลอง ชนั้ บรรยากาศและใชป้ อ้ งกนั รงั สตี า่ ง ๆ ได้ เนอื่ งจากชน้ั บรรยากาศของดาวองั คารเบาบาง มากและไม่มีแก๊สออกซิเจน มีอากาศที่หนาวมาก แต่ดินบนดาวอังคารมีนำ้�เป็น สว่ นประกอบถงึ 60 เปอรเ์ ซน็ ต ์ โดยน�ำ้ ใตพ้ น้ื ผวิ ดนิ ทมี่ สี ภาพเปน็ น�ำ้ แขง็ จงึ จ�ำ เปน็ ตอ้ งหา นำ้�เพ่ือใช้ในการปลูกพืชโดยได้นำ้�จากการละลายน้ำ�แข็งเพ่ือสามารถปลูกพืชได้และ ให้แกส๊ ออกซเิ จนจากการสงั เคราะหแ์ สง แนวทางการวัดและประเมินผล ทางการวดั และประเมนิ ผล KPA 1. ผลการปฏบิ ตั กิ จิ กรรม 4.1 และการตอบ K: เทคโนโลยอี วกาศกบั การสำ�รวจอวกาศ ค�ำ ถามทา้ ยกจิ กรรม 2. การรว่ มอภิปรายเพ่อื สรุปองคค์ วามรู้ 3. แบบฝกึ หัดท้ายบท สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ค่มู ือครู วิทยาศาสตรโ์ ลก และอวกาศ บทที่ 4 | เทคโนโลยอี วกาศและการประยุกตใ์ ช้ 97 KPA แนวทางการวดั และประเมนิ ผล P: 1. การจดั กระทำ�และสอ่ื ความหมายข้อมูล ผ ล ก า ร จั ด ก ร ะ ทำ � ข้ อ มู ล ใ น ก า ร ป ฏิ บั ติ 2. การส่อื สาร กจิ กรรม 4.1 A: ความร่วมมือชว่ ยเหลือ พฤตกิ รรมระหว่างการทำ�งานกลมุ่ 4.2 เทคโนโลยอี วกาศกบั การประยกุ ต์ใช้ จดุ ประสงค์การเรียนรู้ อธบิ ายการประยุกตใ์ ช้เทคโนโลยีอวกาศในด้านวัสดุศาสตร์ อาหาร การแพทยแ์ ละอนื่ ๆ สือ่ และแหล่งการเรียนรู้ หนงั สอื เรยี นรายวชิ าพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์โลกและอวกาศ ช้นั มธั ยมศึกษาปที ่ี 6 แนวการจดั การเรยี นรู้ 1. ครนู �ำ เขา้ สบู่ ทเรยี นเกย่ี วกบั การใชป้ ระโยชนจ์ ากเทคโนโลยอี วกาศโดยใชป้ ระเดน็ ค�ำ ถาม ดงั น้ี นกั เรยี นคดิ วา่ ความรจู้ ากเทคโนโลยอี วกาศ สามารถน�ำ มาประยกุ ตใ์ ชใ้ นชวี ติ ประจ�ำ วนั ได้ อยา่ งไรบา้ ง แนวคำ�ตอบ  นักเรียนตอบตามความรู้เดิมของนักเรียน เช่น ด้านวัสดุศาสตร์ นำ�มาใช้ ออกแบบชดุ ดบั เพลงิ ทท่ี นความรอ้ นสงู สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

98 บทที่ 4 | เทคโนโลยอี วกาศและการประยกุ ต์ใช้ คู่มอื ครู วิทยาศาสตรโ์ ลก และอวกาศ 2. ใหน้ กั เรยี นศกึ ษาประโยชนจ์ ากเทคโนโลยอี วกาศในดา้ นตา่ ง ๆ จากหนงั สอื เรยี นหนา้ 77-82 และอภปิ รายรว่ มกนั โดยใชป้ ระเดน็ ค�ำ ถามดงั ตอ่ ไปน้ี ความรจู้ ากเทคโนโลยอี วกาศสามารถน�ำ มาประยกุ ตใ์ ชใ้ นดา้ นใดบา้ ง แนวค�ำ ตอบ  ดา้ นวสั ดศุ าสตร ์ ดา้ นอาหาร ดา้ นการแพทยแ์ ละสขุ ภาพ ความรทู้ างเทคโนโลยอี วกาศสามารถน�ำ มาประยกุ ตใ์ ชท้ างดา้ นวสั ดศุ าสตรอ์ ยา่ งไรบา้ ง แนวคำ�ตอบ สามารถนำ�ความรู้ท่ีได้จากการออกแบบยานอวกาศ ชุดนักบินอวกาศมา ประยกุ ตใ์ ชใ้ นการพฒั นาวสั ดตุ า่ ง ๆ เชน่ การผลติ เลนสแ์ วน่ ตาจากคารบ์ อนแขง็ แรงพเิ ศษ ทนทานตอ่ รอยขดี ขว่ น มกี ารผลติ แอโรเจล ซง่ึ จดั เปน็ ของแขง็ ทเ่ี บาทส่ี ดุ มคี วามหนาแนน่ ต�ำ่ แข็งแรงและมีสภาพยืดหยุ่นสูง นำ�มาพัฒนาเป็นส่ิงของท่ีใช้ประโยชน์บนโลก เช่น นำ�มาทำ�ชุดนักดับเพลิง ชุดของนักแข่งรถ นำ�มาทำ�ผ้าห่มท่ีช่วยเก็บกักรักษาอุณหภูมิ ความรอ้ น ผลติ เปน็ พน้ื รองเทา้ ทส่ี ามารถลดการสญู เสยี ความรอ้ นส�ำ หรบั นกั ปนี ภเู ขาน�ำ้ แขง็ การผลติ โฟมนม่ิ ชนดิ พเิ ศษ ทถ่ี กู น�ำ มาเปน็ ทน่ี อนกบั หมอนเพอ่ื ลดน�ำ้ หนกั ทก่ี ดทบั ขณะนอน สามารถปรบั ตวั ใหร้ องรบั พอดกี บั รา่ งกาย ลดปญั หาการปวดเมอ่ื ย การออกแบบเซลลส์ รุ ยิ ะ เพอ่ื น�ำ มาเปน็ พลงั งานทใ่ี ชใ้ นดาวเทยี มและยานอวกาศ สามารถน�ำ มาใชเ้ ปน็ แหลง่ ก�ำ เนดิ พลงั งานบนโลกได้ ความรทู้ างเทคโนโลยอี วกาศสามารถน�ำ มาประยกุ ตใ์ ชท้ างดา้ นอาหารอยา่ งไรบา้ ง แนวค�ำ ตอบ ความกา้ วหนา้ ทางดา้ นอาหารส�ำ หรบั นกั บนิ อวกาศไดถ้ กู น�ำ มาประยกุ ตใ์ ชใ้ น การพัฒนาอาหารให้กับมนุษย์ท่ีอยู่บนโลก เช่น เทคโนโลยีการทำ�แห้งเยือกแข็งแบบ สุญญากาศ เป็นการลดอุณหภูมิและความช้ืนในอาหารทำ�ให้อาหารมีนำ้�หนักเบามีอายุ ยาวนานขน้ึ การพฒั นาบรรจภุ ณั ทท์ ส่ี ามารถเกบ็ รกั ษาอาหารไวใ้ หไ้ ดน้ าน และมกี ารพฒั นา อาหารเสรมิ ส�ำ หรบั เดก็ ทม่ี สี ารอาหารทจ่ี �ำ เปน็ ตอ่ เดก็ เชน่ เดยี วกบั น�ำ้ นมแม่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คู่มอื ครู วทิ ยาศาสตรโ์ ลก และอวกาศ บทท่ี 4 | เทคโนโลยีอวกาศและการประยกุ ตใ์ ช้ 99 ความรู้ทางเทคโนโลยีอวกาศสามารถนำ�มาประยุกต์ใช้ทางด้านการแพทย์และสุขภาพ อยา่ งไรบา้ ง แนวค�ำ ตอบ มกี ารน�ำ ความรเู้ กย่ี วกบั การเสอ่ื มของกลา้ มเนอ้ื และกระดกู ของมนษุ ยท์ อ่ี ยู่ ในอวกาศเป็นเวลานานมาช่วยในการชะลอการสูญเสียมวลกระดูกของคนท่ีอยู่บนโลก การนำ�ความร้ทู างเทคโนโลยอี วกาศมาพัฒนาเครอ่ื งมือท่ชี ่วยตรวจวนิ ิจฉยั ทางการแพทย์ เช่น การพัฒนากล้อง 3 มิติ ท่มี ีขนาดเล็กและมีประสิทธิภาพสูงจากห้องปฏิบัติการของ นาซา น�ำ มาพฒั นากลอ้ งสอ่ งตรวจอวยั วะภายในของรา่ งกาย 3 มติ ิ การออกแบบเครอ่ื งวดั อณุ หภมู ทิ างหเู พอ่ื ใชว้ ดั อณุ หภมู ขิ องคนไข ้ การพฒั นาเครอ่ื งปม๊ั หวั ใจเทยี มขนาดเลก็ พเิ ศษ ซ่ึงจะเป็นประโยชน์ต่อผู้ป่วยท่ีมีภาวะหัวใจล้มเหลว การออกแบบเคร่ืองวัดรังสี อลั ตราไวโอเลต ใชส้ �ำ หรบั วดั คา่ การแผร่ งั สอี ลั ตราไวโอเลตของดวงอาทติ ยท์ ส่ี อ่ งมายงั โลก ซง่ึ ชว่ ยในการกระตนุ้ ผวิ หนงั ใหส้ รา้ งวติ ามนิ D ทพ่ี อเหมาะโดยไมท่ �ำ อนั ตรายตอ่ ผวิ หนงั แนวทางการวดั และประเมนิ ผล KPA ทางการวดั และประเมนิ ผล K: เทคโนโลยอี วกาศกับการประยุกต์ใช้ 1. การตอบค�ำ ถาม 2. การร่วมอภิปรายเพ่ือสรปุ องค์ความรู้ P: การอภปิ รายเพ่อื ตอบค�ำ ถาม 1. การจัดกระทำ�และส่ือความหมายขอ้ มูล พฤตกิ รรมระหวา่ งการทำ�งานกลุ่ม 2. การส่อื สาร A: ความร่วมมอื ชว่ ยเหลือ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

100 บทที่ 4 | เทคโนโลยีอวกาศและการประยุกตใ์ ช้ คู่มือครู วิทยาศาสตรโ์ ลก และอวกาศ แบบฝึกหดั ทา้ ยบท 1. เพราะเหตใุ ดจงึ ตอ้ งสง่ กลอ้ งโทรทรรศนข์ ้ึนไปโคจรรอบโลกในการศกึ ษาวตั ถทุ ้องฟา้ แนวค�ำ ตอบ เพราะบรรยากาศท่ีหอ่ หมุ้ โลกประกอบดว้ ย ฝนุ่ ละออง ไอน�ำ้ แกส๊ ตา่ ง ๆ และมีความแปรปรวน ตลอดจนแสงรบกวนจากเมืองทำ�ให้ลดทอนประสิทธิภาพของ กลอ้ งโทรทรรศนท์ �ำ ใหก้ ลอ้ งโทรทรรศนบ์ นพน้ื โลกสอ่ งเหน็ วตั ถทุ อ้ งฟา้ ไดไ้ กลสดุ ประมาณ 2,000 ล้านปีแสง แต่กล้องโทรทรรศน์ท่ีขึ้นไปโคจรรอบโลกช่วยขยายขอบเขตการเห็น และการรบั รขู้ องมนษุ ยเ์ กยี่ วกบั เอกภพใหไ้ กลออกไป เชน่ กลอ้ งโทรทรรศนอ์ วกาศฮบั เบลิ ส่องเห็นวัตถุท้องฟ้าได้ไกลออกไปประมาณ 13,000 ล้านปีแสง นอกจากนี้ยังสังเกต ดาวฤกษใ์ นชว่ งคลนื่ อ่ืนทไี่ ม่อาจทำ�ได้บนผวิ โลก 2. ทำ�ไมกล้องโทรทรรศนท์ ใ่ี ชศ้ กึ ษาวตั ถทุ ้องฟา้ ตอ้ งใชค้ วามยาวคลน่ื ในช่วงตา่ ง ๆ แนวคำ�ตอบ เนื่องจากวัตถุท้องฟ้าแผ่พลังงานหลายช่วงคล่ืน จึงต้องมีการประดิษฐ์ กล้องโทรทรรศน์เพื่อใช้ตรวจจับหลายช่วงคล่ืนซึ่งมีวัตถุประสงค์ในการใช้แตกต่างกัน เช่น ช่วงคล่ืนวิทยุและช่วงคลื่นไมโครเวฟ ใช้สังเกตวัตถุท้องฟ้าซ่ึงสามารถรับสัญญาณ บนพ้ืนผิวโลกได้ ช่วงคล่ืนอินฟราเรดจะใช้สังเกตวัตถุท้องฟ้าท่ีสามารถทะลุทะลวงฝุ่น และแก๊สในอวกาศได้ดี ช่วงคลื่นแสงที่มองเห็นจะใช้สังเกตวัตถุท้องฟ้าทั่วไป ช่วงคลื่น อัลตราไวโอเลตใช้สังเกตวัตถุท้องฟ้าท่ีมีอุณหภูมิสูงมาก และช่วงคล่ืนรังสีเอกซ์จะใช้ สังเกตวัตถทุ ้องฟ้าท่ีอยู่ไกลมาก สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คู่มือครู วิทยาศาสตร์โลก และอวกาศ บทที่ 4 | เทคโนโลยอี วกาศและการประยกุ ต์ใช้ 101 3. จงเติมค�ำ ตอบลงในตารางใหถ้ กู ต้อง กลอ้ งโทรทรรศน์ ช่วงความยาวคล่นื วตั ถุอวกาศทีเ่ หมาะสม ทสี่ ามารถรบั ในการศกึ ษา กลอ้ งโทรทรรศนฟ์ าสต์ สัญญาณ กลอ้ งโทรทรรศนแ์ บบ ซูเปอรโ์ นวา หลมุ ด�ำ 1 เซนตเิ มตร - 20 กาแล็กซี และไมโครเวฟพื้น สะท้อนแสง เมตร หลังจากอวกาศ 400 - 700 ดาวเคราะห์ ดาวฤกษ์ นาโนเมตร เนบิวลาและกาแล็กซี กลอ้ งโทรทรรศนอ์ วกาศจันทรา 10 - 0.1 ดาวนวิ ตรอน เศษซากของ นาโนเมตร ดาวฤกษท์ ี่หลงเหลอื อยจู่ าก การระเบิดซเู ปอร์โนวา และ หลุมด�ำ ในใจกลางกาแล็กซี กล้องโทรทรรศนอ์ วกาศฮับเบิล 1 ไมโครเมตร - 1 สสารระหว่างดาว ดาวฤกษ์ มลิ ลิเมตร , 10 อายุน้อย ววิ ฒั นาการของ กล้องโทรทรรศนอ์ วกาศ - 320 นาโนเมตร , สปิตเซอร์ 400 - 700 นาโนเมตร กาแล็กซ ี และ องค์ประกอบของเนบิวลา 1 ไมโครเมตร - 1 มลิ ลิเมตร ดาวเคราะห์ การก่อก�ำ เนิดของดาวฤกษ์ ในใจกลางกาแลก็ ซี 4. ระบบขนส่งอวกาศประกอบด้วยส่วนใดบา้ ง แนวคำ�ตอบ ประกอบด้วย จรวดเช้ือเพลิงแข็ง ถังเช้ือเพลิงภายนอก และยานขนส่ง อวกาศ 5. การทดลองทางวิทยาศาสตร์บนสถานีอวกาศนานาชาตมิ อี ะไรบ้าง แนวค�ำ ตอบ การทดลองทางวทิ ยาศาสตรบ์ นสถานอี วกาศนานาชาตมิ วี ตั ถปุ ระสงคเ์ พอ่ื การทดลองทางวทิ ยาศาสตรใ์ นสภาพไรน้ �ำ้ หนกั เชน่ พ ัฒนายาท่ีมีประสิทธิภาพ สำ�หรับ โรคตา่ งๆ เชน่ โรคกลา้ มเนอ้ื หวั ใจ และมะเรง็ เพอ่ื หาทางปอ้ งกนั และรกั ษาโรคทเ่ี กดิ จาก เอนไซมบ์ างตวั ในระบบภมู คิ มุ้ กนั พฒั นาวคั ซนี ปอ้ งกนั โรคทางเดนิ อาหาร การบ�ำ บดั รกั ษา สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

102 บทท่ี 4 | เทคโนโลยีอวกาศและการประยกุ ต์ใช้ ค่มู อื ครู วิทยาศาสตร์โลก และอวกาศ แกผ่ ปู้ ว่ ยโรคพารก์ นิ สนั ทดลองเพาะปลกู พชื บนสถานอี วกาศ ศกึ ษาผลกระทบตอ่ รา่ งกาย มนุษย์ท่ีอยู่ในอวกาศเป็นเวลานาน เช่น การเส่ือมของกล้ามเน้ือ และกระดูก ศึกษา การรวมตวั ของของไหลทส่ี ามารถผสมกนั ไดเ้ กอื บสมบรู ณ์ การเคลอ่ื นทช่ี า้ ลงของสสารใน อณุ หภมู ติ �ำ่ ซง่ึ จะท�ำ ใหส้ ามารถความเขา้ ใจเกย่ี วกบั สารตวั น�ำ ยวดยง่ิ ไดด้ ยี ง่ิ ขน้ึ การศกึ ษา กระบวนการเผาไหม้ของเช้ือเพลิงอาจนำ�ไปสู่การออกแบบเคร่ืองยนต์เผาไหม้ท่ีมี ประสิทธิภาพมากข้นึ บนโลก การทดสอบเทคโนโลยีท่พี ัฒนาข้นึ สำ�หรับการประยุกต์ใช้ งานในอวกาศ เชน่ การสอ่ื สาร แขนกล และเทคโนโลยดี า้ นพลงั งาน 6. การอาศัยอยู่ในอวกาศของมนุษย์อวกาศเป็นระยะเวลานาน ๆ มีผลกระทบต่อ มนุษย์อวกาศอยา่ งไรบ้าง แนวคำ�ตอบ มนุษย์อวกาศท่ีอาศัยอยู่ในอวกาศซ่ึงเป็นสภาพไร้นำ้�หนักเป็นเวลานาน อาจท�ำ ใหร้ ะบบตา่ งๆภายในรา่ งกายเปลย่ี นแปลง เชน่ หวั ใจเตน้ ชา้ ลง กลา้ มเนอ้ื ทกุ สว่ นมี ขนาดเลก็ ลง กระดกู พรนุ และแตกหกั งา่ ย 7. เทคโนโลยีอวกาศนำ�มาประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำ�วันได้อย่างไรบ้าง ให้ยกตัวอย่าง 2 ตัวอยา่ ง แนวค�ำ ตอบ เทคโนโลยอี วกาศสามารถน�ำ มาประยกุ ตใ์ ชใ้ นชวี ติ ประจ�ำ วนั ในดา้ นตา่ ง ๆ ดังน้ี ด้านวัสดุศาสตร์ สามารถออกแบบวัสดุกันความร้อนใช้กับชุดนักดับเพลิง และชุดของ นักแขง่ รถ ผา้ อ้อมเด็กและผู้ใหญ่ ผ้าหม่ ทชี่ ่วยเก็บรักษาอุณหภูมิรา่ งกายให้คงท่ี ดา้ นอาหาร มีการออกแบบการเกบ็ รักษาอาหารใหไ้ ด้นานและยงั คงคณุ ค่าสารอาหารไว้ เช่น อาหารเยอื กแข็งแบบสญุ ญากาศ อาหารเสรมิ ส�ำ หรับเด็ก ด้านการแพทย์ เช่น กล้องส่องตรวจอวัยวะภายในของร่างกาย เครื่องปั๊มหัวใจเทียม ขนาดเล็กพเิ ศษ เคร่ืองวดั รังสีอลั ตราไวโอเลต ประยุกต์ด้านอ่ืน เช่น เคร่ืองตรวจควัน เซลล์สุริยะ กล้องดิจิทัล กล้องอินฟราเรด เครอื่ งกรองน้ำ� สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ค่มู ือครู วิทยาศาสตร์โลก และอวกาศ หน่วยที่ 2 | กระบวนการเปล่ยี นแปลงภายในโลก 103 หนว่ ยที่ | กระบวนการเปลย่ี นแปลงภายในโลก 2 ตวั ช้ีวดั 1. อธบิ ายการแบง่ ชน้ั และสมบตั ขิ องโครงสรา้ งโลก พรอ้ มยกตวั อยา่ งขอ้ มลู ทส่ี นบั สนนุ 2. อธบิ ายหลกั ฐานทางธรณวี ทิ ยาทส่ี นบั สนนุ การเคลอ่ื นทข่ี องแผน่ ธรณี 3. ระบสุ าเหตุ และอธบิ ายรปู แบบแนวรอยตอ่ ของแผน่ ธรณที ส่ี มั พนั ธก์ บั การเคลอ่ื นทข่ี องแผน่ ธรณี พรอ้ มยกตวั อยา่ งหลกั ฐานทางธรณวี ทิ ยาทพ่ี บ 4. อ ธบิ ายสาเหตุ กระบวนการเกดิ ภเู ขาไฟระเบดิ รวมทง้ั สบื คน้ ขอ้ มลู พน้ื ทเ่ี สย่ี งภยั ออกแบบและ น�ำ เสนอแนวทางการเฝา้ ระวงั และการปฏบิ ตั ติ นใหป้ ลอดภยั 5. อ ธบิ ายสาเหตุ กระบวนการเกดิ ขนาดและความรนุ แรง และผลจากแผน่ ดนิ ไหว รวมทง้ั สบื คน้ ขอ้ มลู พน้ื ทเ่ี สย่ี งภยั ออกแบบและน�ำ เสนอแนวทางการเฝา้ ระวงั และการปฏบิ ตั ติ นใหป้ ลอดภยั 6. อ ธบิ ายสาเหตุ กระบวนการเกดิ และผลจากสนึ ามิ รวมทง้ั สบื คน้ ขอ้ มลู พน้ื ทเ่ี สย่ี งภยั ออกแบบและ น�ำ เสนอแนวทางการเฝา้ ระวงั และการปฏบิ ตั ติ นใหป้ ลอดภยั สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

104 หน่วยท่ี 2 | กระบวนการเปลี่ยนแปลงภายในโลก คมู่ อื ครู วทิ ยาศาสตร์โลก และอวกาศ เวลาท่ใี ช้ จำ�นวนชวั่ โมงของหน่วยการเรียนรู้ รวม 19 ชว่ั โมง แบง่ เป็น ช่อื บท เวลา (ชัว่ โมง) บทท่ี 5 โครงสร้างโลก 2 5.1 ขอ้ มูลท่ใี ช้ในการศึกษาโครงสร้างโลก 3 5.2 การแบง่ ช้ันโครงสร้างโลก 5 เวลา (ชว่ั โมง) รวม 2 ชือ่ บท บทที่ 6 การแปรสณั ฐานของแผ่นธรณี 2 6.1 แนวคดิ ของทฤษฎีทวปี เลื่อนและหลกั ฐาน 2 สนบั สนุน 2 6.2 แนวคิดของทฤษฎกี ารแผข่ ยายพนื้ มหาสมทุ รและ 8 หลกั ฐานสนบั สนุน เวลา (ชว่ั โมง) 6.3 การแปรสณั ฐานของแผน่ ธรณี 6.4 ธรณสี ณั ฐานและธรณโี ครงสร้างท่ีเกดิ จากการ 2 2 เคล่อื นทข่ี องแผน่ ธรณี 2 รวม 6 ชือ่ บท บทที่ 7 ธรณีพบิ ัตภิ ัย 7.1 ภูเขาไฟระเบดิ 7.2 แผน่ ดนิ ไหว 7.3 สนึ ามิ รวม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ผงั มโนทศั น์ กระบวนการเปลี่ยนแปลงภายในโลก กระบวนการเปลีย่ นแปลงภายในโลก ค่มู อื ครู วทิ ยาศาสตรโ์ ลก และอวกาศ ศึกษาจาก เกิดจาก สง่ ผลให้เกดิ โครงสร้างโลก ธรณีพิบตั ิภัย การแปรสณั ฐาน ของแผ่นธรณี เช่น อธิบายด้วย อธบิ ายดว้ ย มี ข้อมูลสนบั สนุนสำ�คัญ เกณฑใ์ นการแบง่ ชนั้ ทฤษฎกี ารแปร แบบจำ�ลองวงจร รูปแบบของ ภูเขาไฟ สึนามิ แผน่ ดนิ ไหว เช่น ได้แก่ สณั ฐานของแผน่ การพาความรอ้ น แนว รอยต่อ ธรณี ไดแ้ ก่ มาจาก ไดแ้ ก่ เกดิ จาก องค์ประกอบทาง คลื่นไหว องค์ประกอบทาง สมบตั ิเชิงกล ทฤษฎที วีป ทฤษฎีการแผข่ ยาย 1. แนวแผน่ ธรณเี คลื่อนท่ีเขา้ หากนั การเคลอื่ นตัว การเคล่อื น การปลด เคมีของหินและ สะเทือน เคมเี ปน็ หลัก เป็นหลกั เล่ือน พ้นื สมทุ ร 2 แนวแผน่ ธรณเี คลอื่ นทอ่ี อกจากกนั ของ แมกมา ตวั ของ ปล่อย อุกกาบาตเหล็ก 3 แนวแผ่นธรณีเคลอื่ นท่ผี า่ นกนั ข้ึนมาบนผิว พลงั งานของ เปลอื กโลกใน เปลอื กโลกใน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี แ ่บงโลกเป็น โลก แนวด่งิ ใต้ รูปแบบของ หน่วยท่ี 2 | กระบวนการเปลยี่ นแปลงภายในโลก แ ่บงโลกเป็น มหาสมุทร คล่ืนไหว หลักฐาน ได้แก่ สะเทือน ห ัลกฐาน ไ ้ดแก่ ธณีสัณฐาน โครงสร้างทางธรณี 1. ธรณภี าค 1. รอยต่อของทวีป 1. ก า ร พ บ สั น เ ข า พืน้ ทเ่ี สย่ี งภยั ไดแ้ ก่ 2. ฐานธรณภี าค 2. ซากดึกด�ำ บรรพ์ กลางสมทุ ร หบุ เขา 1.เปลือกโลก 3. มัชฌมิ ภาค 3. ความคล้ายคลึง กัน ทรุด และร่องลึก - บริเวณแนว รอย แนวชายฝง่ั - บริเวณแนวรอยต่อ 2. เนอ้ื โลก 4. แก่นโลกช้นั นอก กันสมุทร ต่อของแผ่นธรณี ทะเล ของแผน่ ธรณี เช่น 3. แก่นโลก 5. แก่นโลกชัน้ ใน ของกลมุ่ หนิ และแนว วงแหวนไฟรอบ เทือกเขา 2. อ า ยุ หิ น บ ะ ซ อ ล ต์ - บริเวณจุดรอ้ น มหาสมุทรแปซฟิ ิก 4 ร่องรอยการเคล่ือนท่ี บนพน้ื สมุหร ข อ ง ธ า ร นำ้ � แ ข็ ง ต้องมีการศึกษา บรรพกาล 3. ภ า ว ะ แ ม่ เ ห ล็ ก บรรพกาล ผลกระทบและแนวทางการปฏบิ ตั ติ นใหป้ ลอดภัย 105

106 หน่วยที่ 2 | กระบวนการเปลย่ี นแปลงภายในโลก คูม่ อื ครู วทิ ยาศาสตร์โลก และอวกาศ ตรวจสอบความร้กู อ่ นเรยี น ใหน้ กั เรยี นพจิ ารณาขอ้ ความตอ่ ไปน้ี แลว้ เตมิ เครอ่ื งหมาย ( ) ลงในชอ่ งค�ำ ตอบหนา้ ขอ้ ความทถ่ี กู หรอื เครอ่ื งหมาย ( ) ลงในชอ่ งค�ำ ตอบหนา้ ขอ้ ความทผ่ี ดิ 1. ชน้ั โครงสรา้ งโลกประกอบด้วย เปลือกโลก เน้ือโลก และแกน่ โลก 2. เปลือกโลกเป็นส่วนที่หนาที่สุดของโครงสร้างโลก (เปลือกโลกเป็นชั้นที่บางท่ีสุดของ โครงสรา้ งโลก) 3. เนอ้ื โลกมสี ถานะเป็นของเหลว (เน้ือโลกมสี ถานะเป็นของแขง็ ) 4. แก่นโลกเป็นช้ันของโลกที่มีความหนาแน่นน้อยที่สุด (แก่นโลกเป็นชั้นท่ีมีความหนา แน่นมากทสี่ ุด) 5. ธาตุโลหะสว่ นใหญม่ ีความหนาแน่นมากกวา่ ธาตุอโลหะ 6. คลนื่ กลจะเกิดการสะทอ้ นและหกั เหเมื่อเคลอื่ นทผ่ี า่ นตัวกลางต่างชนดิ กัน 7. คลน่ื กลจะเปลย่ี นแปลงความเร็วเมื่อเคลือ่ นที่ผา่ นรอยต่อของตวั กลางต่างชนิดกัน 8. อุกกาบาตเป็นวตั ถทุ ีม่ าจากนอกระบบสุริยะ (อุกกาบาตเปน็ วตั ถทุ ่หี ลงเหลือจากการ ก�ำ เนิดระบบสรุ ิยะ จงึ เป็นวัตถทุ ่ีอยู่ในระบบสรุ ยิ ะ) 9. สนามแม่เหลก็ เกดิ จากการเคลอ่ื นท่ขี องประจุ 10. ซากดึกด�ำ บรรพ์ คือ ซากและรอ่ งรอยของสิง่ มีชวี ิตในอดตี ทปี่ รากฏอยูใ่ นหิน 11. ในกระบวนการพาความร้อน เมื่อสสารได้รับความร้อนจะเกิดการขยายตัว ทำ�ให้ ความหนาแนน่ ต�่ำ ลง และมวลสสารที่มีอณุ หภมู ิตำ�่ กวา่ ความหนาแน่นสูงกว่าจะเขา้ มาแทนท่ี 12. ภเู ขาไฟระเบดิ แผน่ ดนิ ไหว และสนึ ามเิ ปน็ ธรณพี บิ ตั ภิ ยั ทเี่ กดิ ขน้ึ จากกระบวนการบน ผิวโลก (เปน็ ธรณีพบิ ตั ภิ ัยทเ่ี กดิ จากกระบวนการเปลย่ี นแปลงภายในโลก) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ค่มู ือครู วทิ ยาศาสตรโ์ ลก และอวกาศ หนว่ ยที่ 2 | กระบวนการเปล่ียนแปลงภายในโลก 107 13. คลืน่ ไหวสะเทอื นเปน็ คลืน่ ท่ตี อ้ งอาศัยตัวกลางในการเคลือ่ นท่ี 14. หากเกิดแผน่ ดินไหวขณะอย่ใู นอาคารควรหมอบลงใต้โต๊ะเพ่อื ปอ้ งกนั ของตกใส่ 15. หากเกดิ สนึ ามขิ ณะอยใู่ นเรอื กลางทะเลใหร้ บี เขา้ ใกลฝ้ งั่ ใหม้ ากทส่ี ดุ    (ควรน�ำ เรอื ออก จากฝงั่ ใหม้ ากทสี่ ดุ เนอ่ื งจากเมอ่ื อยใู่ นทะเลลกึ สนึ ามจิ ะมคี วามสงู คลน่ื นอ้ ยกวา่ บรเิ วณ น�้ำ ต้ืน) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

108 บทที่ 5 | โครงสร้างโลก คู่มอื ครู วทิ ยาศาสตร์โลก และอวกาศ 5บทท่ี | โครงสรา้ งโลก (Earth’s Structure) ipst.me/8855 ตวั ช้ีวัด อธบิ ายการแบง่ ชน้ั และสมบตั ขิ องโครงสรา้ งโลก พรอ้ มยกตวั อยา่ งขอ้ มลู ทส่ี นบั สนนุ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ อื ครู วทิ ยาศาสตร์โลก และอวกาศ บทท่ี 5 | โครงสร้างโลก 109 การวิเคราะหต์ ัวชว้ี ดั ตัวชีว้ ดั อธิบายการแบ่งชัน้ และสมบัตขิ องโครงสรา้ งโลก พร้อมยกตัวอยา่ งข้อมูลทสี่ นบั สนุน จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. ส ืบค้นและอธบิ ายข้อมูลทสี่ นับสนุนการแบง่ ชัน้ โครงสรา้ งโลก ตามองค์ประกอบทางเคมี และ การแบง่ ชัน้ โครงสร้างโลกตามสมบตั ิเชิงกล 2. วิเคราะห์ข้อมูลคล่นื ไหวสะเทือน และอธิบายการแบ่งช้นั โครงสร้างโลก และสมบัติเชิงกลของ โครงสรา้ งโลกแต่ละชัน้ 3. สรา้ งแบบจำ�ลองโครงสร้างโลก และอธิบายสมบตั ิของโครงสรา้ งโลกในแตล่ ะช้นั ได้ ทักษะกระบวนการทาง ทักษะแหง่ ศตวรรษที่ 21 จติ วิทยาศาสตร์ ความใจกวา้ ง วทิ ยาศาสตร์ 1. การสอื่ สารสารสนเทศและการ 1. การหาความสัมพันธ์ของ รู้เท่าทนั ส่อื สเปซกับเวลา 2. การสร้างสรรค์และนวตั กรรม 2. การสรา้ งแบบจำ�ลอง 3. ความร่วมมือ การทำ�งานเป็น ทีมและภาวะผนู้ �ำ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

110 บทที่ 5 | โครงสรา้ งโลก คมู่ ือครู วทิ ยาศาสตรโ์ ลก และอวกาศ ล�ำ ดับความคดิ ต่อเน่ือง โครงสร้างโลก การศึกษาโครงสร้างโลกศึกษาจากข้อมูลหลายด้าน เช่น องค์ประกอบทางเคมีของหินและแร่ อกุ กาบาตที่พบบนโลก ข้อมูลคลื่นไหวสะเทอื นท่ีเคลอ่ื นทผ่ี า่ นโลก การศึกษาโครงสร้างโลกจากข้อมูลคลื่นไหวสะเทือนที่เคลื่อนที่ผ่านภายในโลกน้ันใช้สมบัติของ คลื่นในตัวกลางเป็นหลัก ซึ่งแบ่งออกเป็น คล่ืนปฐมภูมิท่ีเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางได้ทุกสถานะ และ คลื่นทุติยภูมิซึ่งไม่สามารถเคล่ือนท่ีผ่านตัวกลางที่มีสถานะเป็นของเหลวได้ โดยคลื่นท้ังสองชนิดจะ เปลยี่ นแปลงความเรว็ เม่อื เคลื่อนทผ่ี า่ นตวั กลางตา่ งชนิดกนั นักวิทยาศาสตร์ใช้ข้อมูลหาความหนาแน่นเฉล่ียของโลกซ่ึงคำ�นวณได้จากค่าความหนาแน่นของ แร่เหล็กจากอุกกาบาตเหล็ก หินแข็งที่เคยอยู่ในระดับลึกใต้เปลือกโลก และหินท่ีพบบนโลก รวมทั้ง ข้อมูลความหนาของโครงสร้างโลกแต่ละชั้นท่ีได้จากการศึกษาคลื่นไหวสะเทือน จึงมีการแบ่งชั้น โครงสร้างโลกโดยใช้ทงั้ ตามองค์ประกอบทางเคมี และสมบตั ิเชิงกลเปน็ เกณฑ์ในการแบง่ การแบง่ โครงสรา้ งโลกโดยใชอ้ งคป์ ระกอบทางเคมแี บง่ ไดเ้ ปน็ 3 ชนั้ ไดแ้ ก่ เปลอื กโลก เนอื้ โลก และ แก่นโลก โดยเปลือกโลกมีองค์ประกอบหลักเป็นสารประกอบของซิลิกอนและออกซิเจน เน้ือโลกมี องค์ประกอบหลักเป็นสารประกอบของเหล็กและแมกนีเซียม แก่นโลกมีองค์ประกอบหลักเป็น สารประกอบของ เหล็กและนิกเกิล การแบง่ โครงสรา้ งโลกตามสมบตั เิ ชงิ กลแบง่ ไดเ้ ปน็ 5 ชน้ั ไดแ้ ก่ ธรณภี าค ฐานธรณภี าค มชั ฌมิ ภาค แกน่ โลกชน้ั นอก และแกน่ โลกชน้ั ใน ซงึ่ แตล่ ะชน้ั มสี มบตั เิ ชงิ กลแตกตา่ งกนั ซงึ่ วเิ คราะหไ์ ดจ้ ากความเรว็ ของคล่ืนไหวสะเทือนทเ่ี ปลย่ี นไปในแตร่ ะดับความลึกเมือ่ เคลือ่ นทีผ่ า่ นชัน้ โครงสรา้ งโลก สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ อื ครู วทิ ยาศาสตรโ์ ลก และอวกาศ บทที่ 5 | โครงสร้างโลก 111 สาระส�ำ คัญ การศึกษาโครงสร้างโลกใช้ข้อมูลสำ�คัญในการสนับสนุนการแบ่งชั้นโครงสร้างโลกท้ังการแบ่งตาม องค์ประกอบทางเคมีและการแบ่งตามสมบัติเชิงกล เช่น องค์ประกอบทางเคมีของหินและแร่ อกุ กาบาตเหล็ก และข้อมลู คลืน่ ไหวสะเทือนท่ีเคลอื่ นทภ่ี ายในโลก ซง่ึ ขอ้ มูลดงั กล่าวยังสามารถน�ำ มา ใช้อธบิ ายองคป์ ระกอบทางเคมีและสมบตั ิเชิงกลของโครงสรา้ งโลกแตล่ ะชั้น เวลาทใ่ี ช้ บทเรียนนค้ี วรใชเ้ วลาประมาณ 5 ชวั่ โมง บทท่ี 5 โครงสรา้ งโลก 5.1 ข้อมลู ทีใ่ ชใ้ นการศกึ ษาโครงสร้างโลก 2 ชว่ั โมง 5.2 การแบ่งชน้ั โครงสร้างโลก 3 ชว่ั โมง ความรกู้ ่อนเรยี น การเคลื่อนท่ีของคล่ืนในตัวกลาง การสะท้อนและการหักเหของคลื่น สมบัติของธาตุและ สารประกอบบางชนดิ ทฤษฎีก�ำ เนิดระบบสรุ ิยะ ความเขา้ ใจท่คี ลาดเคลอ่ื นทอ่ี าจเกดิ ขน้ึ ความเขา้ ใจคลาดเคล่อื น ความเขา้ ใจทถ่ี กู ตอ้ ง เนอ้ื โลกเปน็ ของเหลว เนื้อโลกมีสถานะเป็นของแข็งที่มีสภาพ พลาสตกิ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

112 บทที่ 5 | โครงสรา้ งโลก คู่มือครู วทิ ยาศาสตรโ์ ลก และอวกาศ 5.1 ขอ้ มูลในการศกึ ษาและแบง่ ชน้ั โครงสร้างโลก จดุ ประสงค์การเรียนรู้ สืบค้นและอธิบายข้อมูลที่สนับสนุนการแบ่งชั้นโครงสร้างโลกตามองค์ประกอบทางเคมี และ การแบง่ ช้นั โครงสร้างโลกตามสมบัตเิ ชงิ กล สื่อและแหล่งเรียนรู้ 1. หนงั สือเรียนวิชาพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์โลกและอวกาศ ชนั้ มัธยมศกึ ษาปีที่ 6 2. วีดิทัศน์เก่ียวกับการกำ�เนิดโลก https://www.youtube.com/watch?v=JIF13tppRCs Solar System History - How Was the Earth Formed - Full Documentary National Geograph- ic HD แนวการจดั การเรยี นรู้ 1. ครูทบทวนความรู้เรื่องโครงสร้างโลกโดยให้นักเรียนร่วมกันอภิปรายเก่ียวกับภาพนำ�บทใน หนังสอื เรียนหน้า 88 โดยใช้ค�ำ ถาม ดงั ตวั อยา่ งต่อไปนี้ โครงสร้างภายในโลกแบง่ ออกเปน็ กชี่ ้ัน อะไรบ้าง แนวค�ำ ตอบ โครงสรา้ งภายในโลกแบ่งออกเป็น 3 ช้ัน ได้แก่ เปลอื กโลก เนอ้ื โลก และแก่นโลก นักเรียนคดิ วา่ นักวทิ ยาศาสตรท์ ราบลกั ษณะของโครงสรา้ งภายในโลกได้อยา่ งไร แนวคำ�ตอบ นกั เรยี นตอบตามความเข้าใจของตนเอง 2. ครูนำ�อภปิ รายเกีย่ วกบั ข้ันตอนการก�ำ เนิดโลกโดยใช้รปู 5.1 (ก)-(ค) ในหนังสอื เรียนหน้าที่ 89 หรือครูอาจใช้วีดิทัศน์เกี่ยวกับการกำ�เนิดโลกประกอบการนำ�อภิปรายทั้งนี้ครูควรใช้เวลาประมาณ 10 นาที โดยมแี นวการอภปิ รายดังตวั อย่าง จากรูป 5.1 (ก) แสดงช่วงต้นของการกำ�เนิดโลกเป็นช่วงท่ีโลกมีอุณหภูมิสูง สสารที่ประกอบเป็น โลกยังหลอมรวมกันด้วยความร้อนเน่ืองจากการปะทะของวัตถุอื่น ๆ ท่ีหลงเหลือจากการก่อตัวของ ดวงอาทิตย์ การที่โลกถูกวัตถุที่หลงเหลือจากการก่อตัวของดวงอาทิตย์พุ่งชนน้ัน นอกจากจะทำ�ให้มี อุณหภูมิสูงข้ึนแล้ว ยังเกิดการพอกพูนมวลทำ�ให้โลกมีขนาดใหญ่ข้ึนจึงมีแรงโน้มถ่วงเพิ่มมากขึ้น จึงดึงดูดวัตถุอื่น ๆ เข้ามาปะทะมากข้ึน โลกในขณะน้ันเปรียบเหมือนลูกบอลไฟขนาดใหญ่ที่เป็น สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ค่มู ือครู วทิ ยาศาสตร์โลก และอวกาศ บทที่ 5 | โครงสร้างโลก 113 สารเหลวรอ้ น ทผ่ี วิ มอี ณุ หภมู สิ งู ถงึ 2,000 องศาเซลเซยี ส ธาตทุ ม่ี คี วามหนาแนน่ มากจะจมลงสใู่ จกลางโลก ส่วนธาตุท่ีมีความหนาแน่นน้อยกว่าจะรวมตัวกันอยู่ด้านบน ทำ�ให้เกิดกระบวนการแยกช้ันของโลก (planetary differentiation) ซง่ึ ในช่วงน้ใี ช้เวลาประมาณ 30 ล้านปี โลกจงึ มขี นาดเท่ากับปจั จุบนั จากรปู 5.1 (ข) แสดงถงึ โลกในช่วงที่ไม่มีการปะทะกบั วัตถอุ ืน่ แลว้ ทำ�ใหอ้ ณุ หภมู ิภายนอกของโลก ลดลงอย่างช้า ๆ ส่วนนอกสุดของโลกเกิดการแข็งตัวจนกลายเป็นชั้นของแข็งบาง ๆ ห่อหุ้มโลก แต่ภายในยังมอี ณุ หภูมิสูงและความดนั สูง จากรูป 5.1 (ค) แสดงถึงโลกในปัจจุบันท่ีผิวโลกมีท้ังส่วนที่ปกคลุมด้วยน้ำ�และส่วนที่เป็นแผ่นดิน ที่เกิดข้ึนภายหลังท่ีโลกมีอุณหภูมิลดลงแล้ว สภาพของโลกในปัจจุบันเกิดจากทั้งกระบวนการ เปล่ยี นแปลงภายในโลกและบนผิวโลก หลังการอภิปรายครูให้นักเรียนสรุปองค์ความรู้เกี่ยวกับลักษณะของโลก ซ่ึงนักเรียนอาจนำ�เสนอ โดยใช้แผนภาพ ความเรียง หรอื เรือ่ งเล่าประกอบภาพ นักเรยี นควรสรปุ ไดว้ า่ โลกเป็นดาวเคราะห์ที่มีกำ�เนิดมาจากกลุ่มแก๊สและธาตุต่าง ๆ จากเนบิวลาสุริยะ พร้อมกับ ดาวเคราะห์ดวงอ่ืน ๆ ในระบบสุริยะ โลกและดาวเคราะห์ดวงอ่ืน ๆ จึงมีกำ�เนิดและองค์ประกอบท่ี คลา้ ยกัน ลักษณะของโลกเร่มิ จากลูกบอลไฟที่เปน็ ของเหลวรอ้ นในอวกาศ ซง่ึ ตอ่ มาอณุ หภูมทิ ีผ่ ิวของ โลกจะค่อย ๆ ลดลงทำ�ให้ธาตุที่อยู่ภายนอกรวมตัว และแข็งตัวกลายเป็นหินซึ่งต่อมาเป็นเปลือกโลก หอ่ ห้มุ ธาตหุ รอื สสารตา่ ง ๆ ทย่ี ังคงมอี ณุ หภมู สิ งู ไว้ภายในโลก 3. ครูให้นักเรียนศึกษาลักษณะและองค์ประกอบของเปลือกโลก เน้ือโลก และแก่นโลก (ศึกษาจาก หนงั สอื เรยี นหนา้ 90-91) และอภปิ รายเชอ่ื มโยงสขู่ อ้ มลู ทน่ี กั วทิ ยาศาสตรใ์ ชใ้ นการศกึ ษาโครงสรา้ งโลก โดยใช้คำ�ถามดงั ตัวอยา่ งตอ่ ไปนี้ • นกั วิทยาศาสตร์ทราบได้อย่างไรว่าแต่ละช้ันของโลกมลี ักษณะและองคป์ ระกอบดังกลา่ ว แนวทางการอภิปราย นักวิทยาศาสตร์ได้เจาะสำ�รวจและศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของหิน บนเปลือกโลก พบว่าเปลือกโลกมีองค์ประกอบหลักเป็นสารประกอบของซิลิกอนและ อะลูมิเนียม แต่ด้วยข้อจำ�กัดด้านเทคโนโลยีการสำ�รวจในปัจจุบันยังไม่สามารถเจาะสำ�รวจหิน ทอ่ี ยลู่ กึ ลงไปกวา่ เปลอื กโลกได ้ ขอ้ มลู เพมิ่ เตมิ ทไ่ี ดจ้ ากการเจาะส�ำ รวจท�ำ ใหท้ ราบวา่ ภายในโลก มีอุณหภูมิและความดันเพ่ิมขึ้นตามระดับความลึกซึ่งเป็นข้อมูลที่นำ�มาใช้ประกอบในการ แบง่ ชั้นโครงสรา้ งโลก สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

114 บทที่ 5 | โครงสร้างโลก คมู่ อื ครู วิทยาศาสตรโ์ ลก และอวกาศ ตอ่ มานกั วทิ ยาศาสตรพ์ บหนิ แปลกปลอม (xenolith) ทถ่ี กู ลาวาพาขน้ึ มาจากภายในโลก และศกึ ษา องคป์ ระกอบทางเคมขี องหนิ ดงั กลา่ ว พบวา่ หนิ แปลกปลอมมอี งคป์ ระกอบหลกั เปน็ สารประกอบของ ซิลิกอน แมกนีเซียมและเหล็ก ซ่ึงแตกต่างจากหินบนเปลือกโลก นักวิทยาศาสตร์จึงสรุปว่า องค์ประกอบทางเคมขี องโลกชน้ั ทีอ่ ยนู่ อกสดุ และชัน้ ท่อี ยู่ลกึ ลงไปมีองคป์ ระกอบแตกตา่ งกัน นอกจากนี้ จากการศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของอุกกาบาตท่ีพบบนพื้นโลก โดยเฉพาะ อุกกาบาตเหล็ก ดังรูป 5.2 ในหนังสือเรียนหน้า 91 พบว่ามีเหล็กเป็นองค์ประกอบหลัก ส่วน องค์ประกอบที่เหลือ ที่เหลือเป็นนิกเกิลและธาตอุ ่นื ๆ ซ่งึ อกุ กาบาตเหลก็ เป็นช้ินส่วนของวัตถทุ ี่เหลือ จากการกำ�เนิดระบบสุริยะ และเกิดข้ึนในเวลาใกล้เคียงกับกำ�เนิดโลก จึงสันนิษฐานว่าชั้นในสุดของ โลกมอี งค์ประกอบทางเคมคี ล้ายอกุ กาบาตเหล็ก 4. ครูใชก้ ิจกรรมกลอ่ งปริศนาเพอื่ น�ำ เขา้ สบู่ ทเรยี นเกย่ี วกบั การศึกษาลักษณะโครงสรา้ งโลก โดยนำ� ส่ิงของใสใ่ นกล่องทึบและปดิ ฝา ดังรปู ตวั อย่าง และใชค้ �ำ ถามดังตัวอยา่ ง รปู ตวั อย่างกลอ่ งทบึ • ถ้าตอ้ งการทราบวา่ มีสิ่งใดอยภู่ ายในกล่อง โดยไมเ่ ปดิ ฝากล่องนักเรียนจะมีวธิ ีการใดบา้ ง แนวทางการอภิปราย นักเรียนอาจหาวิธีการต่าง ๆ เพื่อให้ได้คำ�ตอบ เช่น การเขย่ากล่อง การเคาะ การส่องกับแสงไฟ ยกเพื่อคาดคะเนน้ำ�หนัก หรือหาน้ำ�หนักของวัตถุโดยการแทนท่ี นำ้� จากน้ันครูนำ�อภิปรายว่า การศึกษาของนักวิทยาศาสตร์ในบางเรื่องไม่สามารถศึกษาได้ โดยตรง จงึ ตอ้ งศกึ ษาเรื่องอน่ื ทเี่ ก่ยี วขอ้ งเพื่อนำ�มาใชท้ �ำ ความเข้าใจและอธบิ ายเก่ียวกับเร่อื งท่ี ต้องการศึกษาด้วยในทำ�นองเดียวกัน ในการศึกษาโครงสร้างโลกนักวิทยาศาสตร์ได้ใช้สมบัติ ของคลื่นไหวสะเทือนที่เคล่ือนท่ีผ่านตัวกลางชนิดต่าง ๆ มาศึกษาสมบัติเชิงกลของ โครงสร้างโลก สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ ือครู วทิ ยาศาสตรโ์ ลก และอวกาศ บทท่ี 5 | โครงสร้างโลก 115 5. ครูนำ�อภิปรายเพ่ือให้ความรู้เพ่ิมเติมเกี่ยวกับสมบัติเชิงกลของวัสดุตามหนังสือเรียนหน้า 92 โดยมแี นวการอภิปรายดงั นี้ สมบัติเชิงกล คือ พฤติกรรมอย่างหน่ึงของวัสดุ ท่ีสามารถแสดงออกมาเม่ือมีแรงจากภายนอกมา กระทำ� เช่น ความเค้น (stress) ความเครียด (strain) สภาพพลาสติก (ฺplasticity) สภาพยืดหยุ่น (elasticity) ความเปราะ (ฺbrittleness) ความแข็งแกร่ง (stiffness) วัสดุตา่ ง ๆ จะมีการตอบสนองตอ่ แรงภายนอกที่มากกระทำ�แตกต่างกันขึ้นอยู่กับสมบัติเชิงกลของวัสดุ ในที่นี้คือการตอบสนองของ โครงสร้างโลกแตล่ ะชนั้ เม่อื คลนื่ ไหวสะเทือนเคลื่อนท่ีผ่าน 6. ครใู หน้ กั เรยี นศกึ ษาเรอื่ งกย่ี วกบั คลนื่ ไหวสะเทอื นทใ่ี ชใ้ นการศกึ ษาโครงสรา้ งโลกจากหนงั สอื เรยี น หนา้ 92 ในหวั ขอ้ คลน่ื ปฐมภมู แิ ละคลน่ื ทตุ ยิ ภมู ิ จากนนั้ ใหอ้ ภปิ รายรว่ มกนั โดยใชค้ �ำ ถามดงั ตวั อยา่ ง คลนื่ ไหวสะเทือนทใ่ี ชศ้ ึกษาโครงสร้างภายในโลกมีคล่ืนใดบา้ ง แนวค�ำ ตอบ คลน่ื ไหวสะเทอื นทใี่ ชศ้ กึ ษาโครงสรา้ งภายในโลกคอื คลน่ื ในตวั กลาง ซง่ึ แบง่ ออกเปน็ คล่นื ปฐมภมู ิ (primary wave, P-wave) และคลืน่ ทุตยิ ภมู ิ (secondary wave, S-wave) คล่นื ปฐมภูมแิ ละคลื่นทตุ ยิ ภูมมิ สี มบัติแตกต่างกันอย่างไร แนวคำ�ตอบ คลื่นปฐมภูมิเป็นคล่ืนตามยาวเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าคล่ืนทุติยภูมิ และเคลื่อนที่ผ่าน ตวั กลางไดท้ กุ สถานะ สว่ นคลน่ื ทตุ ยิ ภมู เิ ปน็ คลน่ื ตามขวางและไมส่ ามารถเคลอ่ื นทผ่ี า่ นตวั กลาง ทมี่ สี ถานะเป็นของเหลวและแกส๊ ได้ นกั วทิ ยาศาสตร์ใช้สมบัติใดของคลืน่ ไหวสะเทอื นในการศึกษาโครงสรา้ งโลก แนวคำ�ตอบ ใช้สมบัติการสะท้อนและหักเหของคล่ืน และการเปลี่ยนแปลงความเร็วของคลื่น เม่ือเคลอ่ื นทผ่ี ่านตวั กลางต่างชนิดกัน 7. ครใู หน้ กั เรยี นพจิ ารณารปู 5.5 ในหนงั สอื เรยี นหนา้ 94 และอภปิ รายรว่ มกนั โดยใชค้ �ำ ถามดงั ตวั อยา่ ง จ ากสมบัติของคล่ืนไหวสะเทือน นักเรียนคิดว่าเพราะเหตุใดคล่ืนไหวสะเทือนท่ีเคล่ือนที่ผ่าน โครงสรา้ งภายในโลกจงึ มีลักษณะ ดังเช่นรูป 5.5 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

116 บทท่ี 5 | โครงสร้างโลก ค่มู ือครู วทิ ยาศาสตรโ์ ลก และอวกาศ แนวค�ำ ตอบ หากภายในโลกเปน็ เนอื้ เดยี วกนั โดยตลอด คลน่ื ไหวสะเทอื นทเ่ี คลอ่ื นทผี่ า่ นภายใน โลกจะมคี วามเรว็ คงทแี่ ละเดินทางเปน็ เสน้ ตรง ดังรูปดา้ นล่าง ศูนยเ์ กิดแผ่นดนิ ไหว คล่ืนปฐมภมู ิ รปู การเคล่อื นท่ขี องคลน่ื ไหวสะเทือน หากภายในโลกเปน็ เนอ้ื เดยี วกนั หากความหนาแน่นและความดันภายในโลกเพ่ิมข้ึนเร่ือย ๆ ตามระดับความลึก คลนื่ ไหวสะเทอื นจะเดนิ ทางผา่ นภายในโลกดว้ ยความเรว็ เพมิ่ ขนึ้ ทลี ะนอ้ ยตามการเพมิ่ ขนึ้ ของ ความหนาแนน่ และความดนั เส้นทางเดนิ ของคล่นื จะเบย่ี งเบนเล็กน้อย ดังรปู ด้านลา่ ง ศนู ย์เกดิ แผน่ ดินไหว คล่นื ปฐมภูมิ รูป การเคลอ่ื นทข่ี องคลน่ื ไหวสะเทอื นเมอื่ ภายในโลกมี ความหนาแน่นและความดันเพิม่ ขนึ้ ตามความลึก แต่จากการศึกษาของนักวิทยาศาสตร์พบว่า เม่ือคลื่นไหวสะเทือนเคลื่อนที่ผ่านโครงสร้าง โลกจะมีลักษณะดังรูปด้านล่าง ซ่ึงแสดงว่าภายในโลกอาจแบ่งเป็นช้ันท่ีมีสถานะและ ความหนาแน่นแตกต่างกัน เม่ือคล่ืนไหวสะเทือนเคลื่อนท่ีผ่านภายในโลกจะมีให้ทิศทางและ ความเรว็ เปลีย่ นแปลงไป ทำ�ใหน้ �ำ มาสู่ข้อสรปุ เรื่องความหนาแนน่ สถานะ และความหนาโดย ประมาณ ของโครงสร้างโลกแต่ละช้ัน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ ือครู วทิ ยาศาสตรโ์ ลก และอวกาศ บทท่ี 5 | โครงสรา้ งโลก 117 ศนู ย์เกดิ แผน่ ดนิ ไหว รปู คล่ืนไหวสะเทือนเคลื่อนท่ผี ่านโครงสรา้ งโลก ชวนคดิ ความดันและอุณหภูมิภายในโลก พจิ ารณากราฟแสดงอณุ หภูมแิ ละความดนั ท่ีเปล่ียนแปลงไปตามความลึกของ โครงสรา้ งโลก ณ ปัจจุบนั และตอบคำ�ถามตอ่ ไปนี้ 1. ทรี่ ะดบั ความลกึ ใดของโลกทมี่ อี ณุ หภมู แิ ละความดนั สงู ทส่ี ดุ และทร่ี ะดบั ความลกึ ใดมี อุณหภูมแิ ละความดันต่�ำ ท่ีสุด แนวคำ�ตอบ ทีร่ ะดับความลึก 0 กโิ ลเมตร มีอุณหภมู ิและความดนั ตำ่�ทสี่ ดุ ทีร่ ะดบั ความลึกประมาณ 6,000 กโิ ลเมตร มอี ุณหภมู แิ ละความดันสูงทส่ี ดุ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

118 บทที่ 5 | โครงสรา้ งโลก คูม่ ือครู วทิ ยาศาสตรโ์ ลก และอวกาศ 2. อุณหภูมิและความดันภายในโลกท่ีเปล่ียนไปในแต่ละระดับความลึกมีความสัมพันธ์กับ สง่ิ ใด แนวคำ�ตอบ สมั พนั ธ์กับความหนาแน่นและสถานะของโครงสร้างโลกแต่ละชัน้ 3. อณุ หภูมแิ ละความดันของโลกในชว่ งกอ่ ก�ำ เนดิ แตกตา่ งจากปจั จบุ นั อย่างไร แนวค�ำ ตอบ ช้ันตา่ ง ๆ ภายในโลกมคี วามดันและอุณหภูมสิ งู กวา่ ปัจจุบนั มาก 8. นกั เรยี นรว่ มกันอภปิ รายเพื่อสรุปองคค์ วามรู้เกย่ี วกบั ข้อมลู ทใี่ ชใ้ นการศกึ ษาโครงสร้างโลก โดยมี แนวทางการสรุปดังตอ่ ไปนี้ การศึกษาการแบง่ ช้นั ต่าง ๆ ของโครงสร้างโลก นักวิทยาศาสตร์ใช้ขอ้ มูลทห่ี ลากหลายร่วมกนั เช่น องค์ประกอบทางเคมีของหิน อุกกาบาต และสมบัติเชิงกลของโครงสร้างโลกแต่ละช้ันเม่ือ คล่ืนไหวสะเทือนเคลอ่ื นที่ผา่ น แนวการวดั และประเมินผล KPA แนวทางการวดั และประเมนิ ผล K : ขอ้ มลู องคป์ ระกอบทางเคมขี องหนิ อกุ กาบาต เหลก็ และคลน่ื ไหวสะเทือนทีส่ นับสนนุ การแบง่ 1. การตอบคำ�ถามในชน้ั เรียน ชน้ั โครงสรา้ งโลก 2. การสรุปองคค์ วามรู้จากการอภิปราย P : การตคี วามหมายข้อมลู และลงข้อสรุป 3. แบบฝกึ หัด A : ความใจกว้าง คำ�ถามที่ครูอาจสร้างข้ึนโดยใช้ข้อมูลจาก กราฟ การรับฟังความเห็นของผู้อ่ืนในการร่วม อภิปราย สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คู่มือครู วิทยาศาสตรโ์ ลก และอวกาศ บทท่ี 5 | โครงสร้างโลก 119 5.2 การแบ่งชั้นโครงสรา้ งโลก จุดประสงคก์ ารเรียนรู้ 1. วิเคราะห์ข้อมูลองค์ประกอบทางเคมี และอธิบายการแบ่งช้ันโครงสร้างโลกและองค์ประกอบทาง เคมีของโครงสรา้ งโลกแต่ละช้ัน 2. วิเคราะห์ข้อมูลคล่ืนไหวสะเทือน และอธิบายการแบ่งชั้นโครงสร้างโลกและสมบัติเชิงกลของ โครงสรา้ งโลกแตล่ ะชั้น 3. สรา้ งแบบจ�ำ ลองโครงสรา้ งโลกทแี่ บง่ ตามสมบตั เิ ชงิ กล และเปรยี บเทยี บกบั การแบง่ โครงสรา้ งโลก ตามองค์ประกอบทางเคมี ส่ือการเรยี นรแู้ ละแหล่งการเรยี นรู้ 1. หนังสอื เรยี นวิชาพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตรโ์ ลกและอวกาศ ช้นั มธั ยมศึกษาปีท่ี 6 2. สสวท. Learning space http://www.scimath.org แนวการจัดการเรียนรู้ 1. ครูน�ำ เขา้ ส่บู ทเรยี นโดยใหน้ ักเรยี นพจิ ารณารูป 5.6 องคป์ ระกอบทางเคมีของโลก ในหนงั สอื เรียน หนา้ 95 และอภปิ รายร่วมกันโดยใชต้ วั อย่างค�ำ ถามต่อไปนี้ ธาตทุ ี่เป็นองค์ประกอบหลักของโลกมีอะไรบ้าง แนวคำ�ตอบ เหล็ก ออกซิเจน ซิลกิ อน และแมกนีเซียม 2. ครใู หน้ กั เรยี นวเิ คราะหป์ รมิ าณธาตตุ า่ ง ๆ ทเ่ี ปน็ องคป์ ระกอบทางเคมขี องแตล่ ะชน้ั ของโครงสรา้ งโลก จากรปู 5.7 ในหนงั สอื เรยี นหน้า 96 และอภิปรายร่วมกนั โดยใช้ค�ำ ถามดงั ตวั อย่าง โครงสรา้ งโลกทแ่ี บ่งตามองคป์ ระกอบทางเคม ี แบ่งเปน็ ก่ชี ั้น อะไรบ้าง แนวคำ�ตอบ แบ่งเป็น 3 ชั้น ได้แก่ เปลอื กโลก เนื้อโลก และแกน่ โลก โครงสร้างโลกแต่ละชัน้ ประกอบดว้ ยธาตุ หรอื สารประกอบใดเป็นหลกั แนวคำ�ตอบ เปลือกโลกประกอบด้วยสารประกอบของซิลิกอนและอะลูมิเนียมเป็นหลัก เนื้อโลกประกอบด้วยสารประกอบของซิลิกอน แมกนีเซียมและเหล็กส่วนเป็นหลัก สว่ นแก่นโลกมีองคป์ ระกอบหลักเปน็ สารประกอบของเหลก็ และนกิ เกลิ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

120 บทท่ี 5 | โครงสร้างโลก คูม่ อื ครู วิทยาศาสตร์โลก และอวกาศ 3. ให้นักเรียนศึกษารายละเอียดของโครงสร้างโลกแต่ละช้ันเพิ่มเติมจากในหนังสือเรียน หน้า 97-99 จากนั้นร่วมกันอภิปรายเพื่อสรุปองค์ความรู้เก่ียวกับการแบ่งชั้นโครงสร้างโลกตาม องคป์ ระกอบทางเคมี และขอ้ มูลทีใ่ ชศ้ กึ ษาโครงสรา้ งโลกแตล่ ะช้นั โดยมแี นวการสรุปดังต่อไปนี้ โครงสร้างโลกตามองค์ประกอบทางเคมแี บ่งได้เปน็ 3 ชนั้ คือ เปลือกโลก เน้ือโลก และแกน่ โลก - นกั วทิ ยาศาสตรศ์ กึ ษาโครงสรา้ งโลกเปลอื กโลกจากการเจาะส�ำ รวจและศกึ ษาองคป์ ระกอบของ หินบนเปลือกโลกพบว่า เปลือกโลก (crust) เป็นชั้นนอกสุดท่ีห่อหุ้มโลก มีความหนาระหว่าง 5-70 กโิ ลเมตร เปลอื กโลกประกอบดว้ ย เปลอื กโลกทวปี (continental crust) และเปลอื กโลก มหาสมุทร (oceanic crust) เปลือกโลกทวปี คือ บรเิ วณพนื้ ทวีปและไหลท่ วปี ประกอบด้วยหนิ แกรนติ เป็นส่วนใหญ่ โดยมี องค์ประกอบหลักเป็นสารประกอบของซิลิกอนและอะลูมิเนียม มีความหนาประมาณ 35-70 กโิ ลเมตร และมีความหนาแน่นเฉลี่ย 2.7 กรัมตอ่ ลกู บาศก์เซนติเมตร เปลือกโลกมหาสมุทร เป็นส่วนท่ีรองรับทะเลหรือมหาสมุทร ประกอบด้วยหินบะซอลต์เป็น สว่ นใหญม่ อี งคป์ ระกอบหลกั เปน็ สารประกอบของซลิ กิ อนและแมกนเี ซยี ม มคี วามหนาประมาณ 5-10 กิโลเมตร และมคี วามหนาแนน่ เฉลีย่ 2.9 กรมั ต่อลูกบาศกเ์ ซนตเิ มตร - นักวิทยาศาสตร์ศึกษาเปรียบเทียบองค์ประกอบทางเคมีของหินบนเปลือกโลกกับ หนิ แปลกปลอมทเ่ี ปน็ หนิ อยใู่ นระดบั ลกึ ทขี่ น้ึ มาบนผวิ โลกพรอ้ มกบั ลาวาพบวา่ มอี งคป์ ระกอบ ทางเคมแี ตกตา่ งกนั จงึ สนั นษิ ฐานวา่ เนอื้ โลกมอี งคป์ ระกอบหลกั เปน็ สารประกอบของเหลก็ และ แมกนีเซียมเช่นเดียวกับหินแปลกปลอม และเมือนำ�มาประกอบกับข้อมูลคลื่นไหวสะเทือนที่ เคลอื่ นทผี่ า่ นในโลกจงึ ท�ำ ใหท้ ราบวา่ เนอ้ื โลกมขี อบเขตตง้ั แตใ่ ตเ้ ปลอื กโลกจนถงึ ระดบั ความลกึ ประมาณ 2,900 กิโลเมตร - จากทฤษฎีกำ�เนิดระบบสุริยะ ท่ีกล่าวว่า โลกเกิดพร้อมกับวัตถุอ่ืน ๆ ในระบบสุริยะ นกั วทิ ยาศาสตรจ์ งึ ศกึ ษาองคป์ ระกอบทางเคมขี องอกุ กาบาตเหลก็ เปรยี บเทยี บองคป์ ระกอบทาง เคมขี องหนิ จากเนอ้ื โลกและเปลอื กโลก พบวา่ อกุ กาบาตเหลก็ มอี งคป์ ระกอบทางเคมที แ่ี ตกตา่ ง ออกไป และจากการคำ�นวณหาค่าความหนาแน่นของโลก เม่อื นำ�ค่าความหนาแน่นของธาตุท่ี เปน็ องคป์ ระกอบของอกุ กาบาตเหลก็ มาค�ำ นวณ พบวา่ มคี า่ ใกลเ้ คยี งกบั ความหนาแนน่ ของโลก ทค่ี �ำ นวณไดจ้ ากกฏแรงโนม้ ถว่ งสากลของนวิ ตนั จากเหตผุ ลขา้ งตน้ นกั วทิ ยาศาสตรส์ นั นษิ ฐาน วา่ แกน่ โลกนา่ จะมอี งคป์ ระกอบทางเคมเี ปน็ สารประกอบของเหลก็ และนกิ เกลิ และเมอ่ื น�ำ ขอ้ มลู ดงั กลา่ วมาพจิ ารณารว่ มกบั ขอ้ มลู จากคลน่ื ไหวสะเทอื นทเ่ี คลอ่ื นทผ่ี า่ นโลกท�ำ ใหน้ กั วทิ ยาศาสตร์ สัณนิษฐานว่า แก่นโลกท่เี ป็นช้นั ในสุดของโลกอย่ทู ่รี ะดับความลึกต้งั แต่ 2,900 กิโลเมตรจาก ผิวโลก จนถึงใจกลางโลก ประกอบด้วยธาตุเหล็กเป็นส่วนใหญ่ และธาตุอ่ืน ๆ ได้แก่ นิกเกิล ออกซิเจน ซิลิกอน และซัลเฟอร์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ค่มู อื ครู วิทยาศาสตร์โลก และอวกาศ บทที่ 5 | โครงสร้างโลก 121 4. ครูนำ�อภิปรายเก่ียวกับการแบ่งโครงสร้างโลกตามสมบัติเชิงกล โดยใช้คลื่นไหวสะเทือน โดยมแี นวการอภิปรายดงั ตัวอย่าง แนวทางการอภิปราย เน่ืองจากนักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถศึกษาชั้นโครงสร้างโลกได้โดยตรง ซึง่ ในปจั จบุ นั สามารถเจาะสำ�รวจได้ลึกไม่เกินความหนาของเปลอื กโลก นักวิทยาศาสตร์จึงศกึ ษา โครงสร้างโลกโดยใช้สมบตั ขิ องคล่ืนไหวสะเทอื น 5. ใหน้ กั เรยี นวเิ คราะหร์ ปู 5.12 ในหนงั สอื เรยี นหนา้ 100 ซงึ่ แสดงขอ้ มลู คลนื่ ไหวสะเทอื นจากการ เกิดแผ่นดินไหวที่ตรวจวัดได้จากสถานีตรวจวัดคล่ืนไหวสะเทือน ณ บริเวณต่าง ๆ ของโลก จากน้ัน อภปิ รายรว่ มกนั โดยใช้คำ�ถามดังตวั อย่าง • จากรูปนกั เรียนคดิ วา่ เพราะเหตใุ ดจึงมีบรเิ วณทไี่ ม่พบคล่ืนปฐมภมู ิ และคลื่นทุตยิ ภมู ิ แนวทางการอภปิ ราย จากสมบัตขิ องคลืน่ ปฐมภูมแิ ละคลนื่ ทตุ ยิ ภมู ิ หากโครงสรา้ งภายในโลก เป็นเนื้อเดียวกัน คล่ืนไหวสะเทือนจะต้องเคลื่อนที่เป็นแนวตรง แต่จากภาพจะเห็นได้ว่า คลนื่ ไหวสะเทอื นไมเ่ คลอ่ื นทเี่ ปน็ แนวตรงทง้ั หมด แตม่ กี ารหกั เหทต่ี �ำ แหนง่ ทคี่ าดวา่ เปน็ รอยตอ่ ระหว่างตัวกลางต่างชนิดกัน และมีบางบริเวณคล่ืนไม่สามารถเคล่ือนที่ผ่านได้ ที่เรียกว่า เขตอบั คลนื่ ไดแ้ ก่ บรเิ วณทห่ี า่ งจากจดุ เหนอื ศนู ยเ์ กดิ แผน่ ดนิ ไหวเปน็ ระยะทางเชงิ มมุ 104-140 องศา สำ�หรับคลื่นปฐมภูมิ และ ถัดจากบริเวณ 104 องศาเป็นต้นไปจะไม่พบคลื่นทุติยภูมิ ซ่ึงเป็นมุมท่ีกวาดออกไปจากจุดกำ�เนิดทุกทิศทาง โดยมีจุดยอดมุมอยู่ท่ีจุดศูนย์กลางโลก นักวทิ ยาศาสตรจ์ งึ สรปุ ว่าภายในโลกไมเ่ ปน็ เน้อื เดยี วกันและมโี ครงสร้างแบง่ ได้เปน็ ชั้น ๆ 6. จากสมบัติของคลื่นไหวสะเทือนที่ว่า คล่ืนจะเปล่ียนแปลงความเร็วเมื่อเคล่ือนที่ผ่านตัวกลาง ต่างชนิดกัน ให้นักเรียนปฏิบัติกิจกรรม 5.1 เพ่ือแปลความหมายและอธิบายความสัมพันธ์ระหว่าง ความเร็วของคลื่นไหวสะเทือนกับระดับความลึกท่ีคล่ืนไหวสะเทือนเคล่ือนที่ผ่านช้ันต่าง ๆ ของ โครงสรา้ งโลก สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

122 บทท่ี 5 | โครงสร้างโลก คู่มอื ครู วทิ ยาศาสตร์โลก และอวกาศ กิจกรรม 5.1 การศกึ ษาคลื่นไหวสะเทอื นท่ีผา่ นโครงสรา้ งโลก จุดประสงค์กจิ กรรม แปลความหมายและอธบิ ายขอ้ มลู การเคลอื่ นทข่ี องคลน่ื ไหวสะเทอื นตามระดบั ความลกึ ของ โครงสร้างโลกจากกราฟทก่ี �ำ หนดให้ เวลา 1 ช่วั โมง วสั ด-ุ อุปกรณ์ ภาพกราฟแสดงความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งความเรว็ ของคลนื่ ไหวสะเทอื นกบั ระดบั ความลกึ รปู 1 และ 2 การเตรียมตวั ล่วงหน้า ดาวน์โหลด ภาพกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วของคล่ืนไหวสะเทือนกับระดับ ความลึก รปู 1 และ 2 และภาพเฉลยจาก QR code ประจำ�บท วธิ กี ารทำ�กจิ กรรม 1. สังเกตและบันทึกการเปล่ียนแปลงความเร็วของคลื่นปฐมภูมิและคลื่นทุติยภูมิจากกราฟ ในแตล่ ะช่วงระดับความลึก โดยพจิ ารณาในประเด็นตอ่ ไปน้ี - การเปลยี่ นแปลงความเรว็ ของคลน่ื ปฐมภูมใิ นแต่ละชว่ งระดบั ความลกึ - การเปลี่ยนแปลงความเรว็ ของคล่นื ทตุ ิยภูมิในแต่ละชว่ งระดับความลึก - การปรากฏของคลนื่ ปฐมภูมแิ ละคลื่นทตุ ยิ ภมู ทิ ่แี ต่ละช่วงระดบั ความลกึ 2. นำ�ผลการสังเกตจากข้อท่ี 1 มาวิเคราะห์และอภิปรายถึงสาเหตุท่ีคล่ืนปฐมภูมิและ คลน่ื ทตุ ยิ ภมู เิ ปลย่ี นแปลงความเรว็ โดยเชอื่ มโยงกบั สถานะของตวั กลาง และสรปุ แนวคดิ การแบง่ ช้นั โครงสรา้ งโลก สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ค่มู ือครู วทิ ยาศาสตรโ์ ลก และอวกาศ บทท่ี 5 | โครงสรา้ งโลก 123 3. จากขอ้ 2 ใหร้ ะบแุ ละอธบิ ายสถานะของตวั กลางทค่ี ลนื่ แตล่ ะชนดิ เคลอ่ื นทผ่ี า่ นตามระดบั ความลกึ ตา่ ง ๆ พร้อมเหตผุ ลสนบั สนุน 4. ระบชุ นั้ โครงสรา้ งโลกและสถานะของโครงสรา้ งแตล่ ะชนั้ ตามความคดิ ของนกั เรยี น พรอ้ ม ใหเ้ หตผุ ลสนับสนนุ 5. น�ำ เสนอและอภิปรายผลการทำ�กิจกรรม ตัวอยา่ งผลการทำ�กจิ กรรม การเปลีย่ นแปลงความเร็วของ ระดบั ความลกึ คลน่ื P คล่ืน S สถานะของ (กิโลเมตร) ตวั กลาง 0-100 ที่ ค ว า ม ลึ ก 1 0 0 ทค่ี วามลกึ 100 กโิ ลเมตร ของแขง็ 100-660 ของแข็ง กิโลเมตร ความเร็ว ความเร็วเพิ่มข้ึนอย่าง 660-2,900 ของแข็ง เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว รวดเรว็ จาก จาก 6.4 กิโลเมตร/ 3.7 กโิ ลเมตร/วนิ าที เปน็ วนิ าที เปน็ 4.8 กโิ ลเมตร/วนิ าที 8.4 กโิ ลเมตร/วนิ าที ความลึกที่ 100–250 ความลึกที่ 100–250 กิโลเมตร มีความเร็ว กิโลเมตร มีความเร็ว ลดลงจาก ลดลงจาก 8.4 กิโลเมตร/วินาที 4.8 กิโลเมตร/วินาที เหลือ 7.9 กิโลเมตร/ เหลือ 4.3 กิโลเมตร/ วนิ าที วินาที จากนน้ั มคี วามเรว็ เพม่ิ จากนั้นมีความเร็วเพิ่ม ขนึ้ จนถึง ข้ึนจนถงึ 11 กโิ ลเมตร/วินาที 6 กิโลเมตร/วนิ าที ความเร็วเพิ่มขึ้นจาก ความเรว็ เพม่ิ ขนึ้ จาก 11 เป็น 14 กิโลเมตร/ 6 กโิ ลเมตร/วนิ าที เปน็ 7 วินาที กโิ ลเมตร/วนิ าที สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

124 บทที่ 5 | โครงสร้างโลก คูม่ ือครู วิทยาศาสตรโ์ ลก และอวกาศ ระดบั ความลึก การเปลย่ี นแปลงความเร็วของ สถานะของ (กโิ ลเมตร) ตัวกลาง คลื่น P คลื่น S ของเหลว 2,900–5,150 ทร่ี ะดับความลกึ ท่ีระดบั ความลึก 2900 ของแขง็ 2900 กิโลเมตร กิโลเมตร ความเรว็ ลด ความเร็วลดลงอย่าง ลงอย่างรวดเรว็ และไม่ รวดเร็ว จาก ปรากฏคลื่น S 14 กิโลเมตร/วินาที เป็น 8 กิโลเมตร/ วินาที จากนัน้ เพ่ิมขึน้ จาก 9 กโิ ลเมตร/ วินาที เป็น 11กิโลเมตร/วินาที 5,150-6,370 ความเร็วคงที่ ความเร็วเพิ่มขนึ้ จาก ประมาณ 3.5 เปน็ 11 กิโลเมตร/วินาที 4 กิโลเมตร/วนิ าที รปู 1 กราฟแสดงความสมั พันธร์ ะหว่างความเร็วของคลนื่ ไหวสะเทือนกับระดับความลึก สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ อื ครู วิทยาศาสตร์โลก และอวกาศ บทท่ี 5 | โครงสร้างโลก 125 รปู 2 ภาพขยายกราฟแสดงความสมั พันธร์ ะหว่างความเร็วของคลืน่ ไหว สะเทอื นกบั ระดับความลกึ ชว่ ง 0-660 กิโลเมตร จากผวิ โลก ผลการทำ�กิจกรรม จากกราฟพบวา่ คลน่ื ปฐมภมู เิ คลอ่ื นทเ่ี รว็ กวา่ คลน่ื ทตุ ยิ ภมู ใิ นทกุ ระดบั ความลกึ ทม่ี คี ลน่ื ทง้ั สองชนดิ ปรากฏ ความเรว็ ของคลน่ื ปฐมภมู แิ ละคลน่ื ทตุ ยิ ภมู ใิ นแตล่ ะชว่ งระดบั ความลกึ เปน็ ดงั น้ี • ในระดับลึกประมาณ 0-100 กิโลเมตร คล่ืนปฐมภูมิและคล่ืนทุติยภูมิมีความเร็ว เพม่ิ ขน้ึ อยา่ งรวดเรว็ แสดงวา่ เปน็ ชน้ั ทม่ี สี ถานะเปน็ ของแขง็ • ในระดบั ลกึ ประมาณ 100-660 กโิ ลเมตร คลน่ื ปฐมภมู แิ ละคลน่ื ทตุ ยิ ภมู เิ คลอ่ื นทด่ี ว้ ย ความเรว็ ไมส่ ม�ำ่ เสมอ แสดงวา่ เปน็ ชน้ั ทม่ี สี ถานะเปน็ ของแขง็ • ในระดับลึกประมาณ 660-2,900 กิโลเมตร เป็นบริเวณท่ีคล่ืนปฐมภูมิและ คลน่ื ทตุ ยิ ภมู คิ วามเรว็ เพม่ิ ขน้ึ สม�ำ่ เสมอ แสดงวา่ เปน็ ชน้ั ทม่ี สี ถานะเปน็ ของแขง็ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

126 บทท่ี 5 | โครงสร้างโลก คู่มอื ครู วิทยาศาสตรโ์ ลก และอวกาศ • ในระดับลึกประมาณ 2,900–5,150 กิโลเมตร คล่ืนปฐมภูมิมีความเร็วลดลงอย่าง รวดเรว็ กอ่ นทจ่ี ะเพม่ิ ขน้ึ อยา่ งชา้ ๆ และไมพ่ บคลน่ื ทตุ ยิ ภมู ิ แสดงวา่ เปน็ ชน้ั ทม่ี สี ถานะ เปน็ ของเหลว • ในระดับลึกประมาณ 5,150-6,370 กิโลเมตร คล่ืนปฐมภูมิมีอัตราเร็วค่อนข้างคงท่ี แสดงวา่ เปน็ ชน้ั ทม่ี สี ถานะเปน็ ของแขง็ คำ�ถามทา้ ยกิจกรรม จากกจิ กรรม กราฟทก่ี �ำ หนดใหแ้ สดงขอ้ มลู เรอ่ื งใดบา้ ง แนวค�ำ ตอบ ขอ้ มลู ความเรว็ ในการเคลอ่ื นทข่ี องคลน่ื ปฐมภมุ ิ และ คลน่ื ทตุ ยิ ภมู ิ และระดบั ความลกึ ของโครงสรา้ งโลก ข้อมูลในกราฟมีความสัมพันธ์กันอย่างไร ความลึกท่ีเพ่ิมข้ึนทำ�ให้ความเร็วของ คลน่ื ไหวสะเทอื นเปลย่ี นแปลงอยา่ งไร แนวค�ำ ตอบ ในชว่ ง 0–2,900 กโิ ลเมตร ความเรว็ ของคลน่ื P และ S มแี นวโนม้ เพม่ิ ขน้ึ ตามระดับความลึก จากน้นั ท่รี ะดับความลึก 2,900 กิโลเมตร ความเร็วของคล่นื ท้งั สอง ลดลงอยา่ งรวดเรว็ สว่ นคลน่ื S หายไป และความเรว็ ของคลน่ื P คอ่ ย ๆ เพม่ิ ขน้ึ ตามระดบั ความลกึ อกี ครง้ั โครงสร้างโลกแต่ละระดับความลึกมีสถานะเหมือนกันหรือแตกต่างกันอย่างไร ทราบได้ อยา่ งไร แนวคำ�ตอบ มีสถานะแตกต่างกันดังตารางบันทึกผล ดังน้ี ระดับความลึกจากผิวโลก 0-2,900 กโิ ลเมตร ตวั กลางมสี ถานะเปน็ ของแขง็ ระดบั ความลกึ จากผวิ โลก 2,900-5,150 กิโลเมตร ตัวกลางมีสถานะเป็นของเหลวและ ระดับความลึกจากผิวโลก 5,150-6,370 กโิ ลเมตร ตวั กลางมสี ถานะเปน็ ของแขง็ เนอ่ื งจากสมบตั ขิ องคลน่ื ทเ่ี คลอ่ื นทผ่ี า่ นตวั กลาง ได้ต่างสถานะกัน คล่ืนปฐมภูมิเคล่ือนท่ีผ่านตัวกลางได้ทุกสถานะ คล่ืนทุติยภูมิผ่านได้ เฉพาะตวั กลางทเ่ี ปน็ ของแขง็ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คู่มอื ครู วทิ ยาศาสตร์โลก และอวกาศ บทที่ 5 | โครงสรา้ งโลก 127 7. ใหน้ กั เรยี นแตล่ ะกลมุ่ น�ำ เสนอผลการท�ำ กจิ กรรม และรว่ มกนั อภปิ รายผลการท�ำ กจิ กรรม พรอ้ ม ตอบค�ำ ถามท้ายกิจกรรม โดยมแี นวทางการอภิปรายและแนวทางการตอบค�ำ ถามดังแสดงดา้ นบน 8. ครูให้นักเรียนศึกษารายละเอียดของการแบ่งโครงสร้างโลกตามสมบัติเชิงกล ตามหนังสือเรียน หน้า 104-106 และนำ�อภปิ รายเพื่อเชอ่ื มโยงความรูจ้ ากกิจกรรม 5.1 กบั การแบง่ โครงสร้างโลกตาม สมบตั ิเชงิ กล โดยมแี นวทางในการอภปิ รายดังนี้ จากข้อมลู ดงั กลา่ วทำ�ให้นักวิทยาศาสตรแ์ บ่งโครงสรา้ งโลกตามสมบตั เิ ชงิ กลไดเ้ ปน็ 5 ช้นั คือ • ในระดบั ลกึ ประมาณ 0-100 กโิ ลเมตร คอื ธรณภี าค มสี ถานะเปน็ ของแขง็ ความหนาแนน่ นอ้ ย ทีส่ ุด • ในระดับลึกประมาณ 100-660 กิโลเมตร คือ ฐานธรณีภาค มีสถานะเป็นของแข็งท่ีมี สภาพพลาสตกิ ความหนาแนน่ ใกลเ้ คยี งธรณีภาค • ในระดับลึกประมาณ 660-2,900 กิโลเมตร คือ มัชฌิมภาคมีสถานะเป็นของแข็ง ความหนาแนน่ เพิม่ ข้ึนจากมชั ฌิมภาค • ในระดับลึกประมาณ 2,900–5,150 กิโลเมตร คือ แก่นโลกช้ันนอก มีสถานะเป็นของเหลว ความหนาแน่นเพมิ่ ข้ึนจากช้ันมโี ซสเฟียร์ • ในระดับลึกประมาณ 5,150-6,370 กิโลเมตร คือ แก่นโลกชั้นใน มีสถานะเป็นของแข็ง มีความหนาแนน่ มากที่สุด 9. ครูให้นักเรียนปฏิบัติกิจกรรม 5.2 แบบจำ�ลองโครงสร้างโลก เพื่อเปรียบเทียบช้ันต่าง ๆ ของ การแบ่งโครงสร้างโลกที่แบ่งตามองค์ประกอบทางเคมีและการแบ่งโครงสร้างโลกตามสมบัติเชิงกล (อาจให้นักเรียนท�ำ นอกเวลาและมาน�ำ เสนอได้ตามความเหมาะสม) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

128 บทท่ี 5 | โครงสร้างโลก คู่มือครู วิทยาศาสตร์โลก และอวกาศ กิจกรรม 5.2 แบบจำ�ลองโครงสรา้ งโลก จดุ ประสงค์กจิ กรรม สรา้ งแบบจ�ำ ลอง อธิบายและเปรยี บเทยี บการแบ่งโครงสร้างโลกตามองคป์ ระกอบทางเคมี และสมบตั ิเชิงกล เวลา 1-2 ชว่ั โมง วสั ดุ-อุปกรณ์ โฟม ดินน้ำ�มนั กรรไกร คตั เตอร์ สี กระดาษ หรือวสั ดุและอปุ กรณ์อืน่ ตามความเหมาะสม การเตรยี มตวั ลว่ งหนา้ 1. ครอู าจเตรียมหรอื แนะนำ�วัสดตุ ่าง ๆ ทห่ี าได้ในทอ้ งถน่ิ ให้กบั นักเรยี น 2. หากนกั เรยี นทำ�ในหอ้ งเรยี นครอู าจเตรียม หรือให้นกั เรียนเตรยี มถงุ มือ ผา้ กันเปอ้ื นหรือ กระดาษปโู ตะ๊ เพอ่ื กนั เปือ้ นจากสีทใี่ ช้ 3. ครูควรกำ�ชบั นักเรียนเรอ่ื งความปลอดภยั ในการใช้วัสดอุ ปุ กรณ์ตา่ ง ๆ ข้อแนะนำ�สำ�หรบั ครู ครูแนะนำ�ให้นักเรียนออกแบบแบบจำ�ลองด้วยการวาดภาพร่างก่อน จากน้ันให้นักเรียน น�ำ เสนอภาพร่าง และให้คำ�แนะนำ�ในการปรับภาพร่างก่อนทน่ี ักเรยี นจะลงมอื สรา้ งจริง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ ือครู วิทยาศาสตร์โลก และอวกาศ บทท่ี 5 | โครงสร้างโลก 129 สถานการณ์ “โรงเรียนจะจัดนิทรรศการวิทยาศาสตร์เพ่ือการแลกเปลี่ยนเรียนรู้ของนักเรียนในแต่ละ ระดับชั้น ซึ่งในห้องเรียนของนักเรียนได้รับมอบหมายให้นำ�เสนอความรู้เก่ียวกับ “โครงสรา้ งโลก” โดยมพี นื้ ทจ่ี ดั แสดงขนาด กวา้ ง 1.5 เมตร ยาว 1.5 เมตร ใหน้ กั เรยี นออกแบบ และสร้างแบบจำ�ลองโครงสร้างโลกที่แสดงการแบ่งชั้นโครงสร้างโลกตามองค์ประกอบทาง เคมีและสมบัติเชิงกลอยู่ในแบบจำ�ลองเดียวกัน โดยให้มีความหนาของแต่ละชั้นตาม สดั ส่วนจรงิ ” วิธกี ารท�ำ กิจกรรม 1. วิเคราะหส์ ถานการณ์ท่ีกำ�หนด 2. สบื คน้ ขอ้ มลู และอภปิ รายเกย่ี วกบั องคค์ วามรกู้ ารแบง่ ชนั้ โครงสรา้ งโลกตามองคป์ ระกอบ ทางเคมแี ละสมบตั ิเชงิ กล 3. ออกแบบและสร้างแบบจำ�ลองโครงสร้างโลกตามสัดส่วนท่ีถูกต้อง จากนั้นสร้าง แบบจำ�ลอง ตามทไี่ ดอ้ อกแบบไว้ 4. น�ำ เสนอแบบจ�ำ ลองและอภิปรายร่วมกัน 5. ปรับปรุงแบบจ�ำ ลองให้ถูกตอ้ งและสมบรู ณ์ ตัวอยา่ งผลการทำ�กจิ กรรม นักเรียนอาจสร้างเปน็ แบบจำ�ลอง 2 มติ ิ หรอื 3 มติ ิ ตัวอย่างผลงานนกั เรยี นโรงเรียนสาธิตจฬุ าลงกรณม์ หาวิทยาลัย ท่ีมาของรูป : นายวทิ ยา อนิ โท สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

130 บทท่ี 5 | โครงสรา้ งโลก คมู่ ือครู วทิ ยาศาสตร์โลก และอวกาศ การอภิปรายและสรปุ ผล แบบจำ�ลองโครงสร้างโลกตามองค์ประกอบทางเคมี เปลือกโลกจะเป็นชั้นที่บางที่สุด มคี วามหนา 5-70 กโิ ลเมตร ตอ่ มาคอื เนอื้ โลก มคี วามหนา 2,885 กโิ ลเมตร และแกน่ โลกเปน็ ชั้นที่หนาท่สี ดุ มคี วามหนา 3,486 กิโลเมตร แบบจำ�ลองโครงสร้างโลกตามสมบัติเชิงกล ธรณีภาคเป็นชั้นที่บางที่สุด มีความหนา 0-100 กโิ ลเมตร ตอ่ มาเปน็ ฐานธรณภี าค มคี วามหนา 500 กโิ ลเมตร มชั ฌมิ ภาค มคี วามหนา 2,300 กิโลเมตร แก่นโลกชั้นนอกมีความหนา 2,250 กิโลเมตร และแก่นโลกช้ันใน มคี วามหนา 1,220 กิโลเมตร 10. ให้นักเรียนนำ�เสนอผลการทำ�กิจกรรม และร่วมกันอภิปรายผลการทำ�กิจกรรม โดยครูสะท้อน ความคิดเห็นเก่ียวกับแบบจำ�ลองของนักเรียน และให้เพื่อนร่วมชั้นสะท้อนและแลกเปลี่ยน ความคดิ เหน็ เกย่ี วกบั แบบจ�ำ ลองของเพอื่ นซงึ่ มแี นวทางตามเกณฑก์ ารประเมนิ เพอ่ื เปน็ แนวทาง ในการปรับปรงุ แบบจ�ำ ลองใหส้ มบูรณ์ยิ่งขึ้น 11. ครูตรวจสอบความเข้าใจนักเรียนเก่ียวกับการแบ่งชั้นโครงสร้างโลก โดยให้นักเรียนเติมข้อมูล การแบ่งช้นั โครงสร้างโลกลงในตารางหนา้ 108 ซึง่ มีแนวค�ำ ตอบดังนี้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ ือครู วทิ ยาศาสตรโ์ ลก และอวกาศ บทที่ 5 | โครงสรา้ งโลก 131 ตรวจสอบความเขา้ ใจ ให้นกั เรยี นเติมข้อมลู การแบง่ ชน้ั โครงสร้างโลกลงในตารางใหถ้ ูกต้อง ชั้นโครงสร้างโลก ความลกึ (กโิ ลเมตร) แบง่ ตามองค์ประกอบ ทางเคมี แบ่งตามสมบัตเิ ชงิ กล 0–70 เปลือกโลก 70-100 ธรณีภาค 100-400 เขตความเร็วต่ำ� ฐานธรณี 400-660 เขตเปลย่ี นแปลง ภาค เนอ้ื โลก 660-2,900 มัชฌิมภาค 2,900-5,150 แกน่ โลก แก่นโลกชั้นนอก 5,150-6,370 แกน่ โลกชนั้ ใน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

132 บทที่ 5 | โครงสร้างโลก คูม่ อื ครู วิทยาศาสตร์โลก และอวกาศ 12. ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายเพ่ือสรุปบทเรียนเกี่ยวกับการแบ่งช้ันโครงสร้างโลกตาม องค์ประกอบเคมี และตามสมบัติเชิงกล โดยมแี นวทางการสรุปดงั น้ี แนวทางการสรุป การศึกษาโครงสรา้ งโลกนักวิทยาศาสตร์ใช้ข้อมลู ต่าง ๆ เช่น องคป์ ระกอบทางเคมีของหนิ และแร่ องค์ประกอบทางเคมีของอุกกาบาต ข้อมูลคล่ืนไหวสะเทือนท่ีเคลื่อนที่ผ่านโลก ทำ�ให้แบ่งช้ัน โครงสร้างโลกได้ 2 แบบ คือ โครงสร้างโลกตามองค์ประกอบทางเคมี แบ่งได้เป็น 3 ชั้น ได้แก่ เปลือกโลก เนื้อโลก และแก่นโลก และโครงสร้างโลกตามสมบัติเชิงกล แบ่งได้เป็น 5 ช้ัน ได้แก่ ธรณภี าค ฐานธรณภี าค มชั ฌมิ ภาค แกน่ โลกชน้ั นอก และแกน่ โลกชนั้ ใน โดยเปรยี บเทยี บการแบง่ ชน้ั โครงสร้างโลกตามองค์ประกอบทางเคมีกับการแบ่งตามสมบัติเชิงกลแบบได้ ดังรูป 5 ส่วนของ เปลือกโลกและเนือ้ โลกตอนบนสุด คือ ธรณภี าค เนอ้ื โลกตอนบน คอื ฐานธรณีภาค เน้อื โลกตอนลา่ ง คือ มชั ฌิมภาค และแก่นโลกแบ่งออกเป็นแก่นโลกชัน้ นอก และแกน่ โลกชน้ั ใน รปู 5 เปรยี บเทียบการแบง่ โครงสร้างโลกตามองค์ประกอบทางเคมี และตามสมบัติเชิงกล สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ค่มู อื ครู วิทยาศาสตร์โลก และอวกาศ บทที่ 5 | โครงสร้างโลก 133 การแบ่งช้ันโครงสร้างโลกตามสมบัติเชิงกล นำ�มาอธิบายชั้นต่าง ๆ ของโครงสร้างโลกได้แตกต่าง จากการใช้เกณฑ์องค์ประกอบทางเคมี นอกจากทำ�ให้แบ่งช้ันโครงสร้างโลกได้ละเอียดขึ้นแล้วยังเป็น ขอ้ มูลพ้นื ฐานในการอธบิ ายเกี่ยวกับการเคล่อื นทข่ี องแผ่นธรณแี ละการเกิดธรณีพบิ ตั ภิ ัยอีกดว้ ย แนวทางการวดั และประเมนิ ผล KPA แนวทางการวดั และประเมนิ ผล K: การแบ่งช้ันโครงสร้างโลกตามองค์ประกอบ ทางเคมี และตามสมบัติเชิงกล 1. ผ ลการปฏบิ ตั กิ จิ กรรม 5.1 และ 5.2 และ การตอบค�ำ ถามท้ายกิจกรรม P: 1. การหาความสมั พนั ธร์ ะหว่างสเปซกับสเปซ 2. การอภปิ รายเพือ่ สรปุ องค์ความรู้ 2. การสร้างแบบจ�ำ ลอง 3. แบบฝึกหดั 3. การส่อื สารสารสนเทศและการรูเ้ ทา่ ทันส่ือ 4. การสร้างสรรค์และนวตั กรรม 1. ผ ลการจัดกระทำ�ข้อมูลจากการปฏิบัติ กจิ กรรม 5.1 และ 5.2 A : ความใจกว้าง 2. ก ารสร้างแบบจำ�ลองตามมาตราส่วนท่ี ถูกต้อง 3. ก ารน�ำ เสนอผลการท�ำ กจิ กรรม 5.1 และ 5.2 4. แนวความคิด และการเลือกใช้วัสดุใน การสรา้ งแบบจ�ำ ลอง การรับฟังความเห็นของผู้อื่นในการร่วม อภิปราย สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

134 บทท่ี 5 | โครงสรา้ งโลก คู่มือครู วทิ ยาศาสตรโ์ ลก และอวกาศ ตัวอย่างแบบประเมินแบบจำ�ลองโครงสรา้ งโลก ประเด็นการ ระดบั การประเมนิ ประเมนิ ดี (3) พอใช้ (2) ปรบั ปรุง (1) เ นื้ อ ห า แ ล ะ ความถูกต้อง แสดงประเดน็ ดงั ตอ่ ไปน้ี แสดงประเด็นดังต่อ แสดงประเด็นดังต่อ ทางวชิ าการ ครบถว้ น และถกู ตอ้ ง ไปน้ีครบถ้วน แต่มี ไปนี้ไม่ครบถ้วน และ - แ บ บ จำ � ล อ ง แ ส ด ง บางส่วนไมถ่ ูกตอ้ ง มีบางสว่ นไมถ่ ูกตอ้ ง ความสวยงาม - แ บ บ จำ � ล อ ง แ ส ด ง - แ บบจำ�ลองแสดง และความคิด จ�ำ นวนชนั้ โครงสรา้ ง สร้างสรรค์ โลกที่ถูกตอ้ ง จำ � น ว น ช้ั น โ ค ร ง จำ � น ว น ชั้ น - แ บ บ จำ � ล อ ง แ ส ด ง สร้างโลกที่ถูกตอ้ ง โครงสร้างโลกที่ถูก ความหนาของแตล่ ะ - แ บบจำ�ลองแสดง ตอ้ ง ชน้ั ตามสดั ส่วนจรงิ ความหนาของ - แ บ บ จำ � ล อ ง แ ส ด ง - แ บ บ จำ � ล อ ง แ ส ด ง แ ต่ ล ะ ชั้ น ต า ม ความหนาของ ค ว า ม สั ม พั น ธ์ ข อ ง สัดสว่ นจริง แ ต่ ล ะ ชั้ น ต า ม ช้ันโครงสร้างโลกท่ี - แ บ บ จำ � ล อ ง แ ส ด ง สัดส่วนจริง แ บ่ ง ต า ม อ ง ค์ ความสัมพันธ์ของ - แ บ บ จำ � ล อ ง แ ส ด ง ประกอบเคมี และ ชั้นโครงสร้างโลกท่ี ความสัมพันธ์ของ สมบตั ิเชงิ กล แ บ่ ง ต า ม อ ง ค์ ชั้นโครงสร้างโลกท่ี ประกอบเคมี และ แ บ่ ง ต า ม อ ง ค์ สมบตั เิ ชงิ กล ประกอบเคมี และ สมบตั เิ ชิงกล แสดงประเดน็ ดงั ตอ่ ไปน้ี แสดงประเด็นดังต่อ ครบถว้ น ไปนี้บางส่วน ไม่แสดงประเด็นดัง - มรี ปู แบบท่สี วยงาม - มรี ปู แบบทีส่ วยงาม ต่อไปน้ี - มีความแปลกใหม่ - มคี วามแปลกใหม่ - มีรูปแบบที่สวยงาม - มีความแปลกใหม่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี