ใบความรู้

ชุดกิจกรรมกำรเรยี นรู้เรอื่ งโลกในเอกภพ รำยวิชำวทิ ยำศำสตรโ์ ลกและอวกำศ สำหรบั นกั เรียนชั้นมธั ยมศึกษำปที ่ี 5 ชุดที่ 1 เอกภพและกาแลก็ ซี โรงเรียนมหำวชริ ำวธุ จังหวัดสงขลำ นำงวชดิ ำ สหสุวรรณ์ ตำแหน่ง ครู วทิ ยฐำนะ ชำนำญกำรพเิ ศษ สำนักงำนเขตพนื้ ทก่ี ำรศกึ ษำมัธยมศกึ ษำสงขลำ สตูล สำนกั งำนคณะกรรมกำกำรศกึ ษำรกำรศึกษำขน้ั พนื้ ฐำน กระทรวงศกึ ษำธกิ ำร

ชุดกิจกรรมการเรยี นรู้ ชดุ ท่ี 1 เอกภพและกาแลก็ ซี 1 บตั รความรู้ท่ี 1 เรอื่ ง การกำเนิดและวิวัฒนาการของเอกภพ เอกภพ เอกภพหรือจกั วาล (Universe) คอื ระบบซ่ึงเปน็ ผลรวมของกาแล็กซที ัง้ หมด ทุกส่ิงทุกอยา่ ง ในอวกาศ ประกอบดว้ ย กาแลก็ ซตี ่าง ๆ กลุ่มแก๊ส ฝุ่นละอองในอวกาศ ระบบดวงดาว ระบบสรุ ยิ ะ และโลกของเรา หรือหมายถงึ วัตถุท้ังหลายทมี่ องเหน็ และมองไมเ่ ห็นในอวกาศ รวมถึงกลุ่มของ พลังงาน ระบบดาวหรือกาแล็กซี ซึ่งแตล่ ะระบบประกอบด้วย ดาวฤกษ์ ดาวบริวาร กลุ่มแก๊สและฝุ่น ละอองในอวกาศ เอกภพมีขนาดใหญ่มาก มรี ัศมีไม่น้อยกวา่ 12,000 ล้านปีแสง ประกอบดว้ ย กาแล็กซจี ำนวนมาก เปน็ แสนลา้ นแห่ง ภายในกาแลก็ ซีแต่ละแห่งประกอบดว้ ย ดาวฤกษจ์ ำนวนมากรวมถงึ แหลง่ กำเนิด ดาวฤกษ์ท่เี รยี นกว่า เนบิวลา ดังภาพท่ี 1 ภาพท่ี 1 เอกภพ ทม่ี า : https://sites.google.com/site/xekphphlaeakalaeksi/_/rsrc/1412411981436/ home/2276959_1154410865.jpg?height=239&width=320 , 2558 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี นางวชิดา สหสุวรรณ์

ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ ชดุ ท่ี 1 เอกภพและกาแลก็ ซี 2 กำเนิดเอกภพ กำเนิดของเอกภพไดเ้ กิดขึ้นมานานกว่า 15,000 ล้านปี นกั วิทยาศาสตร์ นกั ดาราศาสตร์ พยายามจติ นาการ สรา้ งกฎเกณฑ์ และทฤษฎีต่าง ๆ เพ่ืออธิบายความเปน็ ของเอกภพ ทฤษฎีที่สำคัญ ๆ และนา่ เชอื่ ถือ ได้แก่ 1. ทฤษฎขี องไอนส์ ไตน์ ในพ.ศ. 2460 ไอนส์ ไตน์ (Albert Einstein) ได้นำทฤษฎี สัมพนั ธภาพทั่วไปมาสรา้ งแบบจำลองเก่ียวกับเอกภพ โดยมีความคดิ วา่ เอกภพหยดุ นิ่ง สมำ่ เสมอ ทุกทิศทกุ ทาง หรอื เรียกวา่ เอกภพปิด หรอื ไอนส์ ไตน์เรียนเอกภพตามทฤษฎนี ้ีว่า เอกภพไมม่ จี ุดกำเนดิ แตจ่ ากการคำนวณพบว่าเอกภพไม่ได้หยดุ นิง่ แต่กลบั กำลังหดตัวเข้ามา ซ่งึ ไม่สอดคล้องกบั ทฤษฎี ของไอน์สไตน์ ทำให้ทฤษฎีของไอนส์ ไตน์ไม่ได้รบั ความเชอื่ ถือ 2. ทฤษฎีของฟรีดมาน ในปี พ.ศ. 2465 ฟรีดมาน (Alexander Alexandrovich Friedman) นักคณิตศาสตร์และนักฟิสิกส์ ชาวรัสเซียทดลองคำนวณเกย่ี วกบั แบบจำลองของเอกภพ โดยใช้ทฤษฎี สมั พันธภาพของไอน์สไตน์ ผลที่ได้คือ เอกภพมีสภาพไม่คงที่ แตจ่ ะขยายตัวหรอื หดตวั อยา่ งใดอย่าง หนึง่ แสดงใหเ้ ห็นวา่ ทฤษฎีของไอนส์ ไตน์จะต้องเป็นการแสดงว่าเอกภพไม่หยดุ น่ิง มกี ารเปลี่ยนแปลง ตลอดเวลา ใน พ.ศ. 2472 เอดวิน พี ฮบั เบิล (Edwin Powell Hubble) นกั ดาราศาสตร์ ชาวอเมรกิ นั ได้ สำรวจเอกภพด้วยกล้องโทรทรรศน์ ทีห่ อดูดาววิลสัน แห่งแคลฟิ อร์เนีย พบวา่ เอกภพกำลังขยายตัว 3. ทฤษฎีของเลอแมทร์ จอรจ์ ส เลอแมทร์ (Georges Lemaitre) นกั ดาราศาสตรช์ าว เบลเยียม ผูเ้ สนอความเช่อื ทวี่ า่ เอกภพเกดิ จากการระเบดิ ใหญ่หรือทเี่ รยี กวา่ บิกแบง (Big Bang) จากก้อนกลมร้อนท่มี ีเส้นผ่านศูนยก์ ลางประมาณ 6,400 กโิ ลเมตร ซงึ่ มีความหนาแน่นมาก เลอแมทร์ เรียกทรงกลมแรกเริ่มของเอกภพวา่ อะตอมแรกเรม่ิ หรืออะตอมดกึ ดำบรรพ์ ทฤษฎีบิกแบงหรือ การระเบิดใหญ่นีจ้ ัดเป็นทฤษฎที เ่ี ชอ่ื ถือไดม้ ากทส่ี ดุ ขณะน้ี กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นางวชิดา สหสวุ รรณ์

ชุดกิจกรรมการเรยี นรู้ ชดุ ที่ 1 เอกภพและกาแลก็ ซี 3 บิกแบง (Big Bang) หรือการระเบิดใหญ่ และวิวัฒนาการของเอกภพ บิกแบง (Big Bang) หรอื การระเบิดใหญ่ คือ แบบจำลองของเอกภพ เปน็ การกล่าวถึงแนวคดิ การขยายตวั ของเอกภพ หลงั จากสภาวะแรกเร่ิมที่ร้อนและหนาแน่นมากในชว่ งเวลาจำกดั ระยะหนง่ึ ในอดีต และยงั มรการขยายตัวอยูจ่ นถึงปัจจุบัน ดงั ภาพท่ี 2 ภาพท่ี 2 ภาพการระเบิดคร้ังใหญ่ (Big Bang) ท่มี า : https://manthana2013.files.wordpress.com/2013/09/ 38b7a-image019.jpg?w=640&h=523 , 2558 กลุ่มสาระการเรียนร้วู ิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นางวชดิ า สหสุวรรณ์

ชดุ กจิ กรรมการเรียนรู้ ชดุ ท่ี 1 เอกภพและกาแลก็ ซี 4 วิวัฒนาการของเอกภพตามทฤษฎีบกิ แบง เวลาหลงั เกดิ อณุ หภูมิ ปรากฏการณท์ ี่เกดิ ข้นึ บกิ แบง 1010 °C 1032 K เกดิ การระเบดิ อยา่ งรนุ แรง 0 เกิดอนุภาคพน้ื ฐาน ได้แก่ แอนตนิ วิ ทรโิ น นิวทรโิ น 10-43 วินาที 1027 K อิเลก็ ตรอน โฟตอน โพสิตรอน 1013 K เกิดอนุภาคมูลฐานกระจายออกทุกทิศทาง 10-32 วินาที 108 K เกิดโปรตอน นวิ เคลยี สของไฮโดรเจน นวิ ตรอน 10-6 วนิ าที 104 K เกิดการรวมตวั ได้นิวเคลยี ส ฮีเลยี ม เอกภพขยายตวั เรว็ มาก 3 นาที นวิ เคลยี สของฮีเลียม และไฮโดรเจนดงึ อิเลก็ ตรอนเขา้ วง 3 x 105 ปี 102 K โคจรเกิดเป็นอะตอมของไฮโดรเจนและฮเี ลยี ม เกดิ เป็นดาวฤกษ์ เพราะในกาแลก็ ซมี ธี าตุไฮโดรเจนและ 1,000 ลา้ นปี 3K ฮเี ลียมเปน็ สารเบื้องต้น เกิดกาแลก็ ซี 15,000 ล้านปี กลุ่มสาระการเรียนร้วู ิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี นางวชิดา สหสวุ รรณ์

ชุดกจิ กรรมการเรียนรู้ ชดุ ที่ 1 เอกภพและกาแลก็ ซี 5 บตั รความรู้ที่ 2 เร่ือง การกำเนดิ และวิวัฒนาการของกาแล็กซี กาแลก็ ซี กาแลก็ ซี (Galaxy) หมายถึง กระจุกดาว หรืออาณาจกั ร หรอื ระบบดาว ซึ่งประกอบด้วยดาว ฤกษน์ ับแสนลา้ นดวงอยรู่ วมกันด้วยแรงดงึ ดูดหรืแรงโนม้ ถ่วง รวมถงึ เนบวิ ลาและฝุ่นละอองในอวกาศ ดงั ภาพที่ 3 ภาพท่ี 3 กระจุกกาแล็กซี Abell 1689 ทีม่ า : http://www.schoolsobservatory.org.uk/sites/default/files/learn/abell1689.jpg , 2558 กลุ่มสาระการเรียนร้วู ิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นางวชิดา สหสุวรรณ์

ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ ชดุ ที่ 1 เอกภพและกาแลก็ ซี 6 รปู ร่างกาแลก็ ซี การแบง่ กาแล็กซีประเภทต่าง ๆ โดยอาศยั ลักษณะปรากฏของกาแลก็ ซีแต่ละแหง่ การแบ่ง ประเภทกาแล็กซีท่ีมชี ่อื เสยี งที่สดุ ถูกคิดข้ึนโดยเอด็ วนิ ฮบั เบิล ในปี ค.ศ.1936 ในชอ่ื “ส้อมเสยี ง ของฮบั เบลิ ” ดังภาพท่ี 4 ภาพที่ 4 ส้อมเสยี งกาแล็กซขี องฮบั เบลิ ทม่ี า : http://www.lesa.biz/_/rsrc/1327926650041/astronomy/ galaxy/galaxies/forkDiagram.jpg?height=226&width=400 , 2558 ในปี ค.ศ 1920 ฮับเบลิ ได้ทำการศึกษาและจำแนกกาแล็กซีออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ ได้แก่ 1. กาแลก็ ซปี กติ (Regular Galaxy) เปน็ กาแลก็ ซีท่มี รี ปู รา่ งทีช่ ดั เจน แบ่งออกได้เปน็ 3 ประเภท คือ - กาแล็กซที รงรี (Elliptical Galaxy) สญั ลกั ษณ์ E0 - E7 มรี ปู ร่างเปน็ ทรงรี เปน็ กาแลก็ ซีท่มี ลี กั ษณะเรียวยาว กาแล็กซที รงรีท่ีมรี ปู ร่างกลมจัดเป็นชนดิ E0 หากกาแล็กซีมี ลักษณะเรยี วยาวขนึ้ จะมีตวั เลขกำกบั ชนดิ กาแล็กซีท่มี ากข้ึน อย่างกาแลก็ ซีท่ีมีลกั ษณะรีท่สี ดุ จะถูก จดั เป็นชนดิ E7 ดังภาพที่ 5 ภาพท่ี 5 กาแล็กซที รงรีขนาดใหญ่ M87 ที่มา : http://www.schoolsobservatory.org.uk/sites/default/files/astro/elliptical.jpg,2558 กล่มุ สาระการเรียนรู้วิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นางวชิดา สหสุวรรณ์

ชดุ กจิ กรรมการเรยี นรู้ ชดุ ท่ี 1 เอกภพและกาแลก็ ซี 7 - กาแล็กซีกงั หนั (Spiral Galaxy) สญั ลักษณ์ Sa , Sb และ Sc มลี กั ษณะเหมือน กังหนั เดก็ ได้แก่ กาแลก็ ซแี อนโดรเมดา เปน็ กาแล็กซีที่พบส่วนใหญใ่ นเอกภพ ดงั ภาพที่ 6 บางกาแล็กซีมลี กั ษณะเป็นรปู คานพาดผา่ นอยู่ตรงกลาง เรียกว่า กาแลก็ ซที รงกังหนั มีคาน (Barred Spiral Galaxy) สญั ลกั ษณ์ SBa , SBb และ SBc ได้แก่กาแลก็ ซที างช้างเผือก ดงั ภาพท่ี 7 ภาพที่ 6 กาแล็กซที รงกังหนั M101 ที่มา : http://www.schoolsobservatory.org.uk/sites/default/files/astro/m101.jpg , 2558 ภาพที่ 7 กาแล็กซีทรงกังหนั มีคาน NGC1300 ท่มี า : http://www.schoolsobservatory.org.uk/sites/default/files/astro/ngc1300.jpg , 2558 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นางวชดิ า สหสุวรรณ์

ชุดกจิ กรรมการเรียนรู้ ชดุ ท่ี 1 เอกภพและกาแลก็ ซี 8 - กาแล็กซลี กู สะบา้ หรือกาแลก็ ซรี ูปเลนส์ (Lenticular Galaxy) สญั ลักษณ์ S0 มี รูปร่างคลา้ ยเลนส์นนู กาแล็กซีเหล่านปี้ ระกอบดว้ ยส่วนโป่ง (Bulge) ตรงกลางทสี่ วา่ งลอ้ มรอบ ดว้ ย โครงสรา้ งคลา้ ยจานที่แผ่กวา้ งออกไป ดงั ภาพที่ 8 ภาพที่ 8 กาแล็กซีลกู สะบา้ ทมี่ า : http://cosmologyg12.wikispaces.com/file/view/509px-File- Ngc5866_hst_big.jpg/358286114/245x355/509px-File-Ngc5866_hst_big.jpg , 2558 2. กาแลก็ ซีไรร้ ูปร่าง (Irregular Galaxy) คือกาแลก็ ซีท่ีมรี ปู ร่างไมช่ ัดเจน จะมคี วามสวา่ งน้อยและมีขนาดเล็ก ไดแ้ ก่ กาแล็กซีแมกเจลเลนใหญ่ และกาแล็กซี แมกเจลเลนเลก็ ดังภาพที่ 9 ภาพท่ี 9 กาแล็กซไี ร้รูปรา่ ง IRAS 19115-2124 ทมี่ า : http://www.schoolsobservatory.org.uk/sites/default/files/astro/irregular.jpg , 2558 กลุ่มสาระการเรียนรวู้ ิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี นางวชดิ า สหสุวรรณ์

ชดุ กจิ กรรมการเรยี นรู้ ชดุ ท่ี 1 เอกภพและกาแลก็ ซี 9 กาแล็กซที างช้างเผอื ก กาแล็กซีทางช้างเผือก (Milky Way) เปน็ กาแล็กซที เี่ ราอาศัยอยู่ แต่เน่อื งจากดวงอาทิตย์ อยู่ภายในกาแล็กซีแห่งนี้ เมื่อสำรวจแถบนอ้ี ย่างละเอียดแล้ว พบว่าแถบทางช้างเผือกประกอบไปดว้ ย ดาวฤกษ์ที่อย่หู า่ งไกลนบั พนั ล้านดวง แต่แสงจากดาวฤกษ์เหล่านี้สว่ นใหญ่ ถูกลดทอนด้วยฝุน่ แก๊ส ทอ่ี ยู่ในระนาบของกาแลก็ ซี ดังภาพท่ี 10 ภาพท่ี 10 กาแล็กซีทางชา้ งเผือกตลอดทุกส่วนของแถบท่ีประกอบจากภาพถ่ายส่วนตา่ งๆ ทีม่ า : http://www.schoolsobservatory.org.uk/sites/default/files/astro/milkyway.jpg , 2558 กาแล็กซเี พ่อื นบา้ น กาแลก็ ซีเพื่อนบา้ น คือ กาแล็กซีท่ีมองเห็นด้วยตาเปล่า ได้แก่ กาแล็กซีแอนโดรเมดา กาแล็กซีแมกเจลแเลนเล็ก และกาแล็กซีแมกเจลแลนใหญ่ กาแล็กซแี อนโดรเมดา เรียกส้นั ๆ ว่า M31 อยู่หา่ งจากโลกประมาณ 2.5 ล้านปแี สง เปน็ กาแลก็ ซีท่ีอยู่ในทศิ ทางของกลมุ่ ดาวแอนโดรเมดา ซง่ึ อยรู่ ะหวา่ งกลุ่มดาวม้าบนิ และกลุ่มดาว ค้างคาว เป็นกาแลก็ ซีรปู กงั หันมขี นาดใหญ่กวา่ กาแลก็ ซที างชา้ งเผอื ก มองด้วยตาเปล่าไม่ชดั เหน็ เปน็ ฝา้ มัวแผเ่ ปน็ วงกว้างมีเสน้ ผา่ นศูนยก์ ลางประมาณ 3 เท่าของดวงจนั ทร์ ดงั ภาพที่ 11 ภาพที่ 11 กาแล็กซีแอนโดรเมดา(Andromeda) ทีม่ า : https://sites.google.com/site/robroojakkawan/_/rsrc/1472780393025/kalaeksi- pheuxn-ban/8.jpg?height=289&width=400 , 2558 กลมุ่ สาระการเรยี นรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี นางวชดิ า สหสวุ รรณ์

ชุดกจิ กรรมการเรียนรู้ ชดุ ที่ 1 เอกภพและกาแลก็ ซี 10 กาแลก็ ซีแมกเจลแลนเลก็ เป็นกาแลก็ ซีไรร้ ูปรา่ ง อยูห่ ่างจากกาแล็กซที างชา้ งเผือกประมาณ 196,000 ปแี สง ดังภาพท่ี 12 ภาพที่ 12 กาแลก็ ซีแมกเจลแลนเล็ก (Small Magellanic Cloud) ทีม่ า : https://i2.wp.com/www.thaigoodview.com/files/u31914/34-5.jpg , 2558 กาแลก็ ซีแมกเจลแลนใหญ่ เป็นกาแลก็ ซีไรร้ ปู ร่าง อยหู่ า่ งจากกาแล็กซที างชา้ งเผอื ก ประมาณ 163,000 ปแี สง ดงั ภาพท่ี 13 ภาพท่ี 13 กาแลก็ ซีแมกเจลแลนใหญ่ (Large Magellanic Cloud) ท่มี า : https://i1.wp.com/www.thaigoodview.com/files/u31914/galaxy_04.jpg , 2558 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี นางวชิดา สหสุวรรณ์

ชุดกจิ กรรมกำรเรยี นรู้ เร่ืองโลกในเอกภพ รำยวชิ ำวิทยำศำสตร์โลกและอวกำศ สำหรับนักเรียนชั้นมธั ยมศกึ ษำปีที่ 5 ชดุ ที่ 1 เอกภพและกำแล็กซี โรงเรียนมหำวชิรำวธุ จังหวัดสงขลำ