การแทรกสอดของแสงผ่านสลิตคู่.

การแทรกสอดของแสงผานสลติ คู โดย นางสาวอรวรรณ ผันผาย ตาํ แหนง ครู วทิ ยฐานะ ครูชํานาญการ โรงเรยี นบุญวัฒนา อําเภอเมือง จังหวัดนครราชสีมา สํานกั งานเขตพื้นการศึกษามัธยมศึกษานครราชีมา สาํ นกั งานคณะกรรมการการศึกษาขัน้ พ้นื ฐาน กระทรวงศึกษาธกิ าร

ก คํานาํ เอกสารประกอบการเรียนการสอน วิชาฟสิกส หนวยการเรียนรู แสงเชิงคลื่น มธั ยมศึกษาปท ี่ 5 จัดทําข้ึนเพ่ือใชแกปญหาในการเรียนการสอน เลมน้ีเปน เรื่อง การแทรก สอดของแสงผานสลิตคู โดยมีวัตถุประสงคเพ่ือใหนักเรียนเมื่อเรียนจบเน้ือหาแลวนักเรียน สามารถอธบิ ายรปู แบบการแทรกสอดของแสงผา นสลิตคู คํานวณหาปริมาณตางๆที่เก่ียวของ กบั การแทรกสอดของแสงผานสลิตคู เนื่องจากเนื้อหาวิชาฟสิกสตามความคิดของผูเรียนเปน วิชาที่ยาก ผูจัดทําจงึ หาแนวทางใหการเรียนวิชาฟสิกสเปนวิชาที่งายสําหรับผูเรียน โดยสราง เอกสารประกอบ การเรียนการสอนข้ึนและเนนผูเรียนเปนสําคัญในการแกปญหาตาม กระบวนการทางวิทยาศาสตร กระบวนการเรียนแบบสืบเสาะหาความรู และคํานึงถึงความ แตกตางระหวางบุคคล ผูเรียนสามารถศึกษาเอกสารประกอบการเรียนการสอนไดตาม ศักยภาพ กอใหเกิดความทาทายและความคิดที่สรางสรรค ชวยพัฒนาทักษะกระบวนการ ทางวิทยาศาสตร ในการเรียนวิชาฟสิกสท่ีทุกคนคิดวาเปนวิชาท่ียาก แตเม่ือผูเรียนไดเรียนรู ดวยเอกสารประกอบการเรียนการสอนเลมนี้แลวจะเกิดทัศนคติท่ีดีตอการเรียนวิชาฟสิกส มากข้นึ ผูเรยี นจะมีความรสู ึกวา วิชาฟสิกสเ ปนวิชาท่ีงาย เนื่องจากเอกสารประกอบการเรียน การสอน มีแบบทดสอบกอนเรียน ภาพประกอบ มีคําอธิบาย มีเน้ือหาสาระจากงายไปยาก มีกิจกรรมการทดลอง มีเฉลยแนวคําตอบและแบบทดสอบทายเอกสารประกอบการเรียน การสอนทุกเลมพรอมเฉลย ผูเรียนทราบผลการตอบทันที จึงเกิดความภูมิใจในการเรียนรู ดว ยตนเอง ผูจ ัดทํา หวงั อยา งยงิ่ วาเอกสารประกอบการเรยี นการสอน เลมนจี้ ะเปนประโยชนตอ การจัดการเรยี นรู เปนสอ่ื การเรียนรทู ่ีสามารถสง เสรมิ และพฒั นาการเรียนรูของนักเรียน เพิ่ม ผลสัมฤทธท์ิ างการเรียนของนักเรียนใหส ูงขนึ้ พฒั นาใหน กั เรยี นเปนผูท่ีมีความสามารถในการ คิด ตลอดจนเรียนรูถึงการทํางานรวมกับผูอื่นอยางมีความสุข และเปนสวนสําคัญในการ พัฒนาคณุ ภาพและมาตรฐานการศึกษาตอไป อีกท้ังเปนประโยชนตอครูผูสอน และผูท่ีสนใจ ทัว่ ไป อรวรรณ ผนั ผาย

ข สารบัญ เร่ือง หนา คํานํา .....................................................................................................................................ก สารบัญ ..................................................................................................................................ข ผลการเรียนรู .........................................................................................................................1 จดุ ประสงคการเรียนรู ...........................................................................................................1 คําแนะนําการใชเอกสารประกอบการเรียนการสอน .............................................................1 แบบทดสอบกอนเรียน เร่ือง การแทรกสอดของแสงผานสลิตคู ............................................2 กิจกรรมที่ 1 : ใบความรู เรือ่ ง การแทรกสอดของแสงผานสลติ ค.ู ..........................................5 กิจกรรมที่ 2 : การทดลอง เร่ือง การแทรกสอดของแสงผา นสลิตค.ู .......................................8 กจิ กรรมที่ 3 : ศกึ ษาวธิ ีการแกโ จทยปญ หาตามกลวิธีเอฟโอพีเอส (FOPS Strategy)…………………………………………………………………………………………………………..…..11 กิจกรรมท่ี 4 : แบบฝก หัด เรื่อง การแทรกสอดของแสงผานสลิตคู .....................................12 แบบทดสอบหลังเรียน เรื่อง การแทรกสอดของแสงผานสลิตคู............................................16 บรรณานุกรม .......................................................................................................................19

1 เอกสารประกอบการเรียนการเรยี น เรือ่ การแทรกสอดของแสงผานสลติ คู วชิ าฟสกิ สเพิม่ เติม 3 (ว32203) บทที่ 10 เรอื่ ง แสงเชิงคลน่ื ผลการเรียนรู ทดลอง และอธบิ ายการแทรกสอดของแสงผานสลิตคูและเกรตติง การเลีย้ วเบนและการ แทรกสอดของแสงผา นสลติ เดี่ยว รวมทั้งคํานวณปรมิ าณตา ง ๆ ทเ่ี ก่ยี วของ จุดประสงคการเรียนรู 1. อธิบายรปู แบบการแทรกสอดของแสงผา นสลติ คู 2. คาํ นวณหาปริมาณตางๆทเ่ี กย่ี วของกับการแทรกสอดของแสงผา นสลติ คู คําแนะนาํ 1. ใหน กั เรยี นปฏิบตั ิกจิ กรรมตามลําดับ 2. ใหนักเรียนศกึ ษาจากเน้ือหาใหเกดิ ความเขาใจ และหาขอสรปุ รว มกันแลว อภิปรายในกลมุ เพื่อใชป ระกอบการทาํ กิจกรรมตามเอกสารประกอบการเรียนการสอน ตามลําดับดงั น้ี 2.1 ทําแบบทดสอบกอนเรียน เพอื่ ตรวจสอบความรพู ื้นฐานของตนเอง 2.2 ศกึ ษาเน้ือหาและขั้นตอนกจิ กรรมในเอกสารประกอบการเรยี น ตามลาํ ดบั 2.3 ทาํ กจิ กรรมในเอกสารประกอบการเรียนการสอนใหส มบูรณ 2.4 เม่อื ทําเสรจ็ ใหตรวจสอบความถกู ตองและทบทวนเอกสารประกอบการ เรียนอีกคร้ัง 2.5 ทําแบบทดสอบหลงั เรยี น เพือ่ ตรวจสอบความกา วหนาในการเรยี นและ ตรวจสอบวาผา นเกณฑการประเมนิ หรอื ไม 2.6 มีเฉลยคําตอบของแบบทดสอบกอนเรยี น – หลงั เรียน แนวคําตอบใน การทาํ กิจกรรมแตล ะกจิ กรรมใหนกั เรยี นไดตรวจสอบความถกู ตอง 2.7 นักเรยี นจะตองทาํ กิจกรรมดวยความต้ังใจและซื่อสตั ยต อตนเอง

2 แบบทดสอบวดั ผลสมั ฤทธ์ทิ างการเรียนกอนเรยี น เรื่อง แสงเชงิ คล่ืน ช้ันมธั ยมศกึ ษาปท่ี 5 เร่อื ง การทรกสอดของแสงผานสลติ คู คําช้แี จง 1. แบบทดสอบปรนัยเปน แบบเลือกตอบ 4 ตวั เลอื ก มจี าํ นวน 10 ขอ คะแนนเต็ม 10 คะแนน ใชเวลา 20 นาที 2. เลือกคําตอบที่ถูกตองทีส่ ุดเพยี งคาํ ตอบเดยี วทําเคร่ืองหมาย × ใน กระดาษคาํ ตอบ 1.การทดลองเกี่ยวกับสลิตคู แสดงถงึ สมบัติอะไรของคลน่ื ก. การหกั เห ข. การเลย้ี วเบน ค. การเลี้ยวเบนและการหักเห ง. การเลยี้ วเบนและการแทรกสอด 2.ปรากกฎการณใดซึ่งยนื ยันวา แสงแสดงสมบัติของคลืน่ ได a. การสะทอ น b. การหักเห c. การเลีย้ วเบน d. การแทรกสอด ก. ขอ c. ทาน้นั ข. ขอ c. และ d. ค. ขอ a. b. และ d. ง. ขอ a. b. c. และ d. 3. ถากําหนดใหระยะทาง S1P และ S2P เทา กบั 125λ และ 120λ ตามลําดับ กําหนดให ความยาวคลน่ื มคี าเทา กับ λ จงหาความตา งเฟสของคลน่ื สองขบวนนท้ี ่ีตาํ แหนง P เปนกี่ เรเดียน ก. rad ข. 2 rad ค. rad ง. rad 4. แสงจากแหลง กาํ เนิดแสงอาพันธ 2 แหลง มีความยาวคล่ืน 550 นาโนเมตร เดินทางพบ กันทีจ่ ดุ P บนฉาก มคี วามตางระยะทางเทากบั 1,100 นาโนเมตร จงหาวาจดุ นนั้ เปน ตาํ แหนงของแถบสวางหรอื แถบมดื อันดับเทาใด ก. แถบสวางท่ี1 ข. แถบสวา งที่ 2 ค.แถบมืดที่1 ง. แถบมืดท่ี2 5. จงพจิ ารณาวา ณ ตําแหนง บนฉาก ซ่งึ หา งจากแนวสวางกลาง 1.35 เซนตเิ มตร เปน แถบสวางหรือแถบมดื อันดบั ท่ีเทา ใด เมื่อกําหนดใหค วามยาวคลนื่ แสงเทากบั 540 นาโน เมตร ระยะหางระหวา งแหลงกาํ เนิดแสงเทากับ 0.1 มิลลเิ มตร และระยะหา งระหวางแนว แหลงกําเนิดแสงกบั ฉากเทากับ 1.0 เมตร ก. แถบมดื ที่2 ข. แถบมืดท่ี3 ค.แถบสวางท่ี2 ง. แถบสวา งท3ี่

3 6. จากรูป แสดงภาพการแทรกสอดของแสง ซึ่งมแี หลง กาํ เนดิ แสง จากแหลงกําเนิดแสง อาพันธ เฟสตรงกนั สอ งผา นสลติ เดย่ี ว S และผานสลิตคู M กบั N ไปกระทบท่ฉี ากซึ่งหาง จากสลิตคู Mและ N เปน ระยะ D ถาแนวแบงครง่ึ MN ผานฉากท่ตี าํ แหนง G จงหาวา G เปนแถบสวา งหรอื แถบมดื ลําดับท่ีเทา ใด ก. แถบสวา งกลาง ข. แถบสวางที่ 1 ค.แถบมืดกลาง ง. แถบมืดที่1 7. ชอ งแคบสองชองหา งกัน 0.3 มิลลิเมตร วางหา งจากฉาก 1.00 เมตร เมอื่ ฉายดวย แสงซึ่งมคี วามยาวคลื่น 600 นาโนเมตร ในแนวต้งั ฉากใหผานชอ งแคบไปยังฉาก จงหา ระยะหา งของแถบสวาง 2 แถบ ทอ่ี ยูตดิ กัน อยหู า งกนั กมี่ ิลลิเมตร ก. 2,000 mm ข. 200 mm ค. 20 mm ง. 2 mm 8. ชองแคบสองชองหา งกนั 0.2 มิลลเิ มตร แถบสวา งแถบทส่ี าม ซงึ่ ปรากฏบนฉากอยูหา ง จากแถบกลาง 7.5 มลิ ลเิ มตร ถาฉากอยูหา งจากสลติ 1 เมตร จงหาความยาวคลน่ื แสง ทผ่ี า นสลติ ในหนว ยมิลลเิ มตร ก. 5 cm ข. 50 cm ค. 500 cm ง. 5,000 cm 9. จากการทดลองใชแ สงสีเหลืองความยาวคลน่ื 600 นาโนเมตร ผา นชอ งแคบคูถงึ ฉากซ่งึ อยหู างออกไป 1 เมตร ปรากฏวาระยะระหวางแถบสวา งกลางถงึ แถบมดื ที่1 อยูตดิ กัน เทา กบั 6 x 10-3 เมตร จงหาวาชองแคบคูอยูหางกันกี่ไมโครเมตร ก. 1,000 m ข. 100 m ค. 500 m ง. 50 m 10. เมอ่ื ใชแ สงสีเขียวท่ีมีความยาวคลื่น 5.2 X 10-7 เมตร ตกต้ังฉากกระทบสลิตคใู น แนวตั้งฉากเกิดภาพแทรกสอดบนฉาก ถา แถบสวาง 2 แถบที่ติดกนั อยูหา งกัน 0.2 มลิ ลเิ มตร แตถ าใชแ สงสแี ดงทม่ี ีความยาวคลื่น 6.5 X 10-7 แทน จงหาแถบสวา ง 2 แถบท่ีติดกันจะอยูหางกันกี่มิลลิเมตร ก. 0.25 mm ข. 0.15 mm ค. 0.05 mm ง. 0.02 mm

4 กระดาษคําตอบ แบบทดสอบวดั ผลสัมฤทธท์ิ างการเรยี น ชุดกจิ กรรมการเรยี นรู ตามรูปแบบการสืบเสาะหาความรู (5E) เรื่อง แสงเชงิ คล่นื ช้ันมัธยมศึกษาปท่ี 5 เร่อื ง การทรกสอดของแสงผานสลติ คู ขอ ก ข ค ง 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 คะแนน เกณฑการประเมนิ ความหมาย 9-10 คะแนน ระดับคณุ ภาพ ดมี าก 7-8 คะแนน 4 ดี 5-6 คะแนน 3 0-4 คะแนน 2 พอใช 1 ไมผาน

5 กจิ กรรมท่ี 1 ศกึ ษาใบความรู เรือ่ ง การแทรกสอดของแสงผานสลิตคู การแทรกสอดของแสง (Interference) เกิดไดตอเม่ือคล่ืนแสง 2 ขบวนเคล่ือนที่มา พบกัน จะเกิดการรวมตัวกันและแทรกสอดกันเกิดเปนแถบมืดและแถบสวางบนฉาก โดย แหลง กําเนดิ แสงจะตอ งเปน แหลงกําเนิดอาพันธ (Coherent Source) คือเปนแหลงกําเนิดท่ี ใหคลืน่ แสงความถี่เดยี วกัน และความยาวคล่ืนเทากัน นกั วิทยาศาสตรท่ีประสบความสาํ เรจ็ ในการทดลองเพ่ือทดสอบทฤษฎี คือ โทมัส ยัง นักวิทยาศาสตรช าวอังกฤษ รูปภาพที่1 โทมสั ยัง (Thomas Young) สลิต เปนอุปกรณทางแสงมีลักษณะเปนชองเปดขนาดเล็กที่มีความกวางนอยๆ คา หน่ึง หากมชี องเดียวเรยี กวา สลติ เด่ยี ว (single slit) หากมี 2 ชอง ใกลก นั เรียกวา สลิตคู (double slit) รปู ภาพ 2 สลิตเดี่ยวและสลิตคู

6 จากรูป พิจารณา S1 และ S2 เปน แหลง กาํ เนิดคลืน่ อาพนั ธแ บบจดุ ซ่ึงอยู หางกันเปนระยะ d ทาํ ใหป รากฏแถบสวา ง-แถบมดื บนฉากที่อยหู า งออกไป ดังรูป รปู ภาพ3 แสดงเฉพาะทางเดนิ ของคลน่ื จากแหลง กําเนดิ ไปยงั ตาํ แหนง O, P และ Q บนฉาก กําหนดให O, P และ Q เปน ตําแหนงบนฉากที่อยหู า งออกไปจาก แหลง กาํ เนิดคล่ืนท้งั สอง ความตางระยะทาง (∆ ) ของคลน่ื จากแหลงกําเนิดท้งั สองไปยังจุด O, P และ Q บนฉาก คอื จากแหลงกําเนิดทงั้ สองถึงจุด O (∆ = |S O − S O|) จากแหลงกําเนิดทงั้ สองถึงจุด P (∆ = |S P − S P|) จากแหลง กาํ เนิดทง้ั สองถงึ จุด Q (∆ = |S Q − S Q|) สมการ ความตา งระยะทาง (∆ ) ของคลืน่ ∆r = | − | นอกจากการพจิ ารณาความตางระยะทาง สามารถพิจารณาความตา งเฟส (∆∅) ของคลน่ื จากสองแหลงกาํ เนดิ เมอ่ื ไปถงึ ตําแหนง ท่ีพจิ ารณาบนฉาก จะไดว า กําหนดให ∆∅ = ∆ ∆∅ คือ มุมเฟสตา ง (มหี นว ยเปน องศา) ∆ คือ ความตา งระยะทาง (มีหนวยเปน เมตร) λ คือ ความยาวคล่ืน (มีหนว ยเปน นาโนเมตร)

7 พจิ ารณา จากรูป ถาให ชองแคบ S1 และ S2 เปนแหลงกําเนิดแสงหางกันเปนระยะ d เมือ่ แสงเดนิ ทางจากชองแคบมาถงึ ฉากดว ยระยะทางท่ตี า งกัน เดนิ ทางมาพบกนั บนจุด เดยี วกนั คือจดุ P จะไดค วามตางระยะทาง (∆∆ ) ของคลื่นจากแหลงกําเนิดทั้งสองไปยงั จุด P ดังรปู รูปภาพ4 แสดงเฉพาะทางเดนิ ของคล่นื จากแหลง กาํ เนดิ ไปยงั ตาํ แหนง P บนฉาก จุด P คือ แถบสวางเกิดจากการรวมกันของคลืน่ แสงแบบเสริมกนั ซ่งึ เกิดเม่ือคลน่ื แสงมีเฟสตรงกัน(เฟสตางกนั เทากบั ศูนย) สว นจดุ Q คอื แถบมืดเกดิ จากการรวมกันของ คล่นื แสงแบบหกั ลางกัน ซ่งึ เกดิ เมื่อคลื่นแสงมีเฟสตรงกันขาม (เฟสตางกนั 180 ) สมการของแถบมืดและแถบสวา ง มีดงั นี้ การแทรกสอดแบบเสริม (เฟสตรงกัน) แนวกลางเปน แนวปฏบิ ัพ A0 | − |=n เม่ือ n= 0,1,2,…. θ=n =n การแทรกสอดแบบหกั ลาง (เฟสตรงกนั ) เมอ่ื n= 1,2,3… | − |= −1 2 . θ= − = −1 2

8 กิจกรรมท่ี2 ทําการทดลอง เรือ่ ง การแทรกสอดของแสงผานสลติ คู จุดประสงค สังเกตและอธบิ ายการสะทอน การหักเห การแทรกสอด และการเลยี้ วเบนของ คลื่นผวิ นาํ้ รวมท้งั คาํ นวณปริมาณตา ง ๆ ท่ีเกยี่ วของ ชือ่ กลมุ ………………………………………………………………..…………….. ชัน้ ……………………….….. ชือ่ สมาชิก 1.………………………………………………………………………………………………………ประธาน 2.……………………………………………………………………………………………………………… 3.……………………………………………………………………………………………………………… 4.………………………………………………………………………………………………………………… 5.………………………………………………………………………………………………………………… 6.……………………………………………………………………………………………………เลขานุการ

9 กิจกรรมท่ี 2 การทดลอง เรอื่ ง การแทรกสอดของแสงผานสลิตคู ...................................5 1. จดุ ประสงคการทํากิจกรรม สงั เกตและอธิบายรูปแบบการแทรกสอดของแสงผานสลิตคู 2. วสั ดุ-อุปกรณ 1.เลเซอรพอยเตอรช นิดสแี ดง* 1 อนั 2. แทนยึด 3 ชุด 3.เลเซอรพอยเตอรช นิดสเี ขียว* 1 อนั 4.ฉาก 1 แผน 5.สลติ คู 1 แผน 6.อปุ กรณบ นั ทกึ ภาพ 1 เครอ่ื ง 7.ไมเ มตร 1 อนั *ควรมกี าํ ลงั ไมเกิน 2200 มิลลิวัตต และหลกี เลย่ี งการชี้แสงเลเซอรไปยังนัยนตาขอ ตนเองหรือผูอน่ื เพราะเปน อันตรายตอนัยนต า 3. วิธีทาํ กิจกรรม 1. ยึดเลเซอรพ อยเตอรและสลติ คกู ับแทนยดึ ดังรปู 2. จัดใหร ะยะหางระหวางสลติ กับฉาก หา งกนั อยางนอ ย 1 เมตร 3. ฉายแสงเลเซอรสีแดงผานสลิตคูท ีม่ ีระยะหางระหวา งชองคา หน่งึ สังเกตและ บนั ทึกภาพทีป่ รากฏบนฉาก 4. ทดลองซํ้าโดยใชสลิตคูที่มรี ะยะหางระหวางชองคาอน่ื ๆ 5. ทดลองซ้ําขอ 3. และ 4. แตเ ปล่ียนเปนเลเซอรส เี ขยี ว

10 5. ผลการทาํ การทดลอง จากการทําการทดลอง พบวา เม่ือแสงเลเซอรผานสลิตคู จะเห็นลวดลายการแทรกสอดของ แสงเปน แถบสวา ง และแถบมดื สลับกนั บนฉาก คลายกับการเกิดปฏิบัพและบัพจากการแทรกสอด ของคล่ืนผิวน้ํา ตามลําดับ แสดงวาคลื่นแสงมีการแทรกสอดแบบเสริมและแบบหักลาง ลวดลาย การแทรกสอดที่ปรากฏเมื่อแสงเลเซอรผานสลิตคูน้ันแถบสวางแตละแถบมีขนาดใกลเคียงกัน แผ ออกไปทั้งสองขางจากกึ่งกลาง เมื่อเปล่ียนสลิตท่ีมีระยะหางระหวางชองของสลิตคูมากข้ึน ขนาด ของแถบสวางที่ปรากฎจะมีขนาดเล็กลง และอยใู กลก ันมากข้นึ เมอื่ ใหแสงเลเซอรสีแดงและสีเขียว ผานสลิตคูท่ีมีระยะระหวางชองเทากัน ความกวางของแถบสวางที่ปรากฏจากแสงเลเซอรสีเขียว กวางนอ ยกวา ทป่ี รากฏจากแสงเลเซอรส แี ดง แสดงใหใ …...ห็นวา เม่ือใชแ สงเลใ………ซอรสเี ขยี วซงึ่ ใ 6. คาํ ถามทายการทดลอง 1) ในกรณีท่ใี ชแสงเลเซอรสีแดงผา นสลิตคทู ่ีมรี ะยะหางระหวา งชองตางกนั ภาพทป่ี รากฏบน ฉากมลี ักษณะอยางไร มีความแตกตางกนั หรือไม อยา งไร ตอบ เมื่อแสงเลเซอรสีแดงผา นสลติ คูใลกั ษณะภาพบนฉาใกปใระกอบดว ยแถบสวา งและแถบ มืดสลบั กนั โดยมแี ถบสวา งตรงกลางสวา งกวา แถบสวางดา นขาง เมื่อระยะหา งระหวา งชอ งสลิตคูมี 2) ภาพการแทรกสอดของแสงที่ไดจ ากกรณที ่ใี ชแ สงเลเซอรสเี ขียวแตกตา งจากกรณีท่ใี ชแ สง เลเซอรส แี ดงหรือไม อยางไร ตอบ เม่ือแสงเลเซอรสแี ดงผานสลิตคูใลักษณะภาพบนฉาใกปใระกอบดวยแถบสวา งและแถบ มดื สลับกัน โดยมแี ถบสวางตรงกลางสวา งกวา แถบสวา งดา นขา ง เม่ือระยะหางระหวา งชองสลิตคมู ี 7. อภิปรายและสรปุ ผลการทดลอง จากการทําการทดลอง พบวา เมื่อแสงเลเซอรผานสลิตคู จะเห็นลวดลายการแทรกสอดของ แสงเปน แถบสวา ง และแถบมดื สลับกนั บนฉาก คลายกับการเกิดปฏิบัพและบัพจากการแทรกสอด ของคลื่นผิวนํ้า ตามลําดับ แสดงวาคลื่นแสงมีการแทรกสอดแบบเสริมและแบบหักลาง ลวดลาย การแทรกสอดท่ีปรากฏเม่ือแสงเลเซอรผานสลิตคูน้ันแถบสวางแตละแถบมีขนาดใกลเคียงกัน แผ ออกไปทั้งสองขา งจากกง่ึ กลาง เมอื่ เปลีย่ นสลติ ท่มี ีระยะหางระหวางชอ งใของสลติ คมู ากขนึ้ ขนาด

11 กิจกรรมที่ 3 ศกึ ษาวิธีการแกโจทยป ญ หาตามกลวธิ ีเอฟโอพีเอส (FOPS Strategy) ขน้ั ตอนการแกโ จทยปญ หา ข้ันที่ 1 การพิจารณารปู แบบของโจทยปญ หา (F – Find the problem type) บอกสง่ิ ท่โี จทยกําหนดใหแ ละสิ่งท่ี โจทยตองการหา ขัน้ ที่ 2 การจัดขอมลู ของโจทยปญ หาลงในแผนภาพ (O – Organize the information in the problem using the diagram) ขอ มลู ของปญ หาซง่ึ นาํ เสนอโดยใชแ ผนภาพ ขั้นท่ี 3 การวางแผนแกโจทยป ญหา (P – Plan to solve the problem) ระบุสมการท่ใี ชในการแกป ญหาตามขอ มูลของโจทย ขนั้ ท่ี 4 การแกโ จทยปญหา (S – Solve the problem) แสดงวธิ ีการแกโจทยป ญ หาและหาคําตอบ

12 กิจกรรมท่ี 4 แบบฝกหัด เร่ือง การแทรกสอดของแสงผานสลิตคู จดุ ประสงค ทดลอง สงั เกต และอธบิ ายการสะทอน การหักเห การเลย้ี วเบน และการแทรก สอด ของคลืน่ ผวิ น้ํา รวมทั้งคํานวณปรมิ าณตางๆ ที่เกีย่ วของ คําช้แี จง คําถามเปน อตั นัยแบบอธิบาย จาํ นวน 5 ขอ คะแนนเตม็ 10 คะแนน โดยใชเวลาใน การทาํ กิจกรรม ทง้ั หมด 20 นาที 1. ลําแสงขนานตกต้งั ฉากกบั สลติ คู ซง่ึ มรี ะยะหา งระหวางชองสลติ เปน 0.25 มิลลิเมตร แถบสวางแถบแรกทป่ี รากฏบนฉาก มรี ะยะหา งจากจดุ ก่ึงกลางของแถบสวางกลาง 0.5 เซนติเมตร และฉากอยหู างจากสลิตเปน ระยะ 1เมตร จงหาความยาวคล่ืนแสงนั้น วธิ ีทาํ ขน้ั ท่ี 1 การพจิ ารณารปู แบบของโจทยปญหา .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .ขัน้ ท่ี 2 การจดั ขอมลู ของโจทยป ญ หาลงในแผนภาพ ขั้นท่ี 3 การวางแผนแกโจทยปญหา .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. ขัน้ ที่ 4 การแกโ จทยปญ หา .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. ..................................................................................................................................................

13 2. แสงมคี วามยาวคล่นื 6.4x10-7 เมตร ตกกระทบต้ังฉากในแนวสลิตคู ถาสลติ ทง้ั สองอยูหาง กนั 2.0 x 10-3 เมตรภาพการแทรกสอดบนฉากท่อี ยูห างจากสลติ คูเปนระยะ L ให x คือ ระยะท่ีแถบสวา งแรกอยหู า งจากแถบสวางกลางดงั รปู จงหาถา L มคี า 5 เมตร x จะมีคา เทา ใด วธิ ที ํา ขนั้ ที่ 1 การพิจารณารปู แบบของโจทยป ญ หา .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .ขั้นท่ี 2 การจัดขอมลู ของโจทยปญ หาลงในแผนภาพ ขนั้ ที่ 3 การวางแผนแกโจทยปญ หา .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. ขั้นที่ 4 การแกโ จทยป ญ หา .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................

14 3. เสน ทบึ ขางลางแทนแถบสวางของภาพแทรกสอดทเี่ กดิ จากแสงท่ีมคี วามยาวคล่ืน5.0x10-4 เมตร เมือ่ ตกกระทบสลิตคูในแนวต้ังฉาก ถา สลิตทงั้ สองอยูหา งกนั 1.5x10-2 เมตร และฉาก รับภาพอยูหางจากสลิต 8.0 เมตร จงหาระยะ x ข้นั ท่ี 1 การพิจารณารูปแบบของโจทยปญหา .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .ข้ันท่ี 2 การจดั ขอมูลของโจทยปญหาลงในแผนภาพ ข้ันท่ี 3 การวางแผนแกโจทยปญ หา .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. ข้ันที่ 4 การแกโ จทยป ญ หา .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. ..................................................................................................................................................

15 4. ชอ งแคบสองชองหางกัน 0.3 มลิ ลิเมตร วางหา งจากฉาก 1.00 เมตร เมอ่ื ฉายดว ยแสง ซง่ึ มีความยาวคลืน่ 600 นาโนเมตร ในแนวตงั้ ฉากใหผ านชองแคบไปยงั ฉาก จงหา ระยะหางของแถบสวา งสองแถบที่อยูติดกนั มีก่มี ิลลเิ มตร วิธที าํ ข้นั ที่ 1 การพจิ ารณารูปแบบของโจทยป ญหา .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .ขนั้ ที่ 2 การจัดขอมลู ของโจทยป ญ หาลงในแผนภาพ ขั้นท่ี 3 การวางแผนแกโจทยปญหา .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. ข้ันที่ 4 การแกโ จทยป ญหา .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. ..................................................................................................................................................

16 5. แสงขนานผา นชอ งแคบคคู วามยาวคล่ืน 500 mm โดยระยะระหวางชองสลิตเปน 10 เมตร เกดิ แถบการแทรกสอดบนฉากทํากบั แนวกลาง 30๐ จงหาวาจะเกดิ แถบสวา งอันดับท่ี เทา ใด วิธีทาํ ขน้ั ท่ี 1 การพิจารณารูปแบบของโจทยปญหา .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. ขน้ั ท่ี 2 การจัดขอ มูลของโจทยป ญหาลงในแผนภาพ ขน้ั ที่ 3 การวางแผนแกโจทยปญหา .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. ข้นั ที่ 4 การแกโจทยปญหา .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. ..................................................................................................................................................

17 แบบทดสอบวดั ผลสมั ฤทธิ์ทางการเรยี นกอ นเรยี น ชดุ กจิ กรรมการเรยี นรู ตามรูปแบบการสืบเสาะหาความรู (5E) เร่อื ง แสงเชิงคลน่ื ชน้ั มธั ยมศึกษาปที่ 5 เรือ่ ง การทรกสอดของแสงผา นสลิตคู คําช้แี จง 1. แบบทดสอบปรนัยเปน แบบเลือกตอบ 4 ตวั เลอื ก มจี ํานวน 10 ขอ คะแนนเตม็ 10 คะแนน ใชเวลา 20 นาที 2. เลือกคาํ ตอบท่ีถูกตองท่สี ดุ เพียงคําตอบเดยี วทําเครื่องหมาย × ใน กระดาษคาํ ตอบ 1.การทดลองเกยี่ วกับสลติ คู แสดงถงึ สมบตั ิอะไรของคลนื่ ก. การหักเห ข. การเลี้ยวเบน ค. การเล้ยี วเบนและการหักเห ง. การเลย้ี วเบนและการแทรกสอด 2.ปรากกฎการณใ ดซงึ่ ยืนยนั วา แสงแสดงสมบตั ขิ องคล่นื ได a. การสะทอ น b. การหกั เห c. การเลย้ี วเบน d. การแทรกสอด ก. ขอ c. ทานนั้ ข. ขอ c. และ d. ค. ขอ a. b. และ d. ง. ขอ a. b. c. และ d. 3. ถากาํ หนดใหร ะยะทาง S1P และ S2P เทากับ 125λ และ 120λ ตามลาํ ดบั กําหนดให ความยาวคลนื่ มีคา เทา กับ λ จงหาความตา งเฟสของคลนื่ สองขบวนน้ีทต่ี าํ แหนง P เปน กี่ เรเดยี น ก. rad ข. 2 rad ค. rad ง. rad 4. แสงจากแหลงกาํ เนิดแสงอาพนั ธ 2 แหลง มคี วามยาวคล่ืน 550 นาโนเมตร เดินทางพบ กนั ที่จดุ P บนฉาก มคี วามตางระยะทางเทากบั 1,100 นาโนเมตร จงหาวาจดุ นั้นเปน ตาํ แหนง ของแถบสวางหรือแถบมดื อนั ดับเทาใด ก. แถบสวางที่1 ข. แถบสวา งที่ 2 ค.แถบมืดท่ี1 ง. แถบมืดที่2 5. จงพจิ ารณาวา ณ ตําแหนง บนฉาก ซงึ่ หา งจากแนวสวางกลาง 1.35 เซนติเมตร เปน แถบสวางหรอื แถบมืดอันดบั ที่เทา ใด เม่ือกําหนดใหความยาวคลื่นแสงเทากบั 540 นาโน เมตร ระยะหา งระหวา งแหลงกําเนิดแสงเทากบั 0.1 มลิ ลเิ มตร และระยะหา งระหวางแนว แหลงกําเนิดแสงกับฉากเทา กับ 1.0 เมตร ก. แถบมืดท่ี2 ข. แถบมดื ท่ี3 ค.แถบสวางที่2 ง. แถบสวา งท3่ี

18 6. จากรูป แสดงภาพการแทรกสอดของแสง ซ่ึงมีแหลง กําเนดิ แสง จากแหลงกําเนิดแสง อาพันธ เฟสตรงกนั สองผานสลิตเดย่ี ว S และผา นสลิตคู M กับ N ไปกระทบท่ีฉากซึ่งหาง จากสลิตคู Mและ N เปน ระยะ D ถา แนวแบงครง่ึ MN ผานฉากท่ตี าํ แหนง G จงหาวา G เปนแถบสวา งหรอื แถบมดื ลาํ ดบั ทเี่ ทา ใด ก. แถบสวา งกลาง ข. แถบสวางที่ 1 ค.แถบมืดกลาง ง. แถบมดื ท่ี1 7. ชอ งแคบสองชองหางกนั 0.3 มิลลิเมตร วางหา งจากฉาก 1.00 เมตร เม่ือฉายดว ย แสงซึ่งมคี วามยาวคลื่น 600 นาโนเมตร ในแนวตง้ั ฉากใหผานชองแคบไปยงั ฉาก จงหา ระยะหา งของแถบสวา ง 2 แถบ ทอี่ ยตู ิดกนั อยหู างกนั ก่ีมิลลิเมตร ก. 2,000 mm ข. 200 mm ค. 20 mm ง. 2 mm 8. ชองแคบสองชองหางกัน 0.2 มลิ ลิเมตร แถบสวา งแถบที่สาม ซงึ่ ปรากฏบนฉากอยูหาง จากแถบกลาง 7.5 มิลลิเมตร ถา ฉากอยหู า งจากสลติ 1 เมตร จงหาความยาวคลน่ื แสง ทผ่ี า นสลติ ในหนว ยมิลลเิ มตร ก. 5 cm ข. 50 cm ค. 500 cm ง. 5,000 cm 9. จากการทดลองใชแ สงสเี หลอื งความยาวคล่ืน 600 นาโนเมตร ผา นชอ งแคบคูถงึ ฉากซ่งึ อยหู างออกไป 1 เมตร ปรากฏวา ระยะระหวา งแถบสวา งกลางถงึ แถบมดื ที่1 อยูติดกนั เทา กบั 6 x 10-3 เมตร จงหาวา ชองแคบคอู ยหู างกันก่ีไมโครเมตร ก. 1,000 m ข. 100 m ค. 500 m ง. 50 m 10. เมอ่ื ใชแ สงสีเขียวท่ีมีความยาวคลืน่ 5.2 X 10-7 เมตร ตกต้ังฉากกระทบสลิตคใู น แนวตั้งฉากเกิดภาพแทรกสอดบนฉาก ถา แถบสวา ง 2 แถบที่ตดิ กันอยูหา งกัน 0.2 มลิ ลเิ มตร แตถ าใชแ สงสแี ดงท่มี คี วามยาวคลน่ื 6.5 X 10-7 แทน จงหาแถบสวาง 2 แถบท่ีติดกันจะอยูหางกันก่ีมิลลเิ มตร ก. 0.25 mm ข. 0.15 mm ค. 0.05 mm ง. 0.02 mm

19 กระดาษคาํ ตอบ แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธทิ์ างการเรยี น ชดุ กจิ กรรมการเรียนรู ตามรปู แบบการสืบเสาะหาความรู (5E) เรอื่ ง การแทรกสอดของแสงผานสลิตคู ชั้นมธั ยมศกึ ษาปท ี่ 5 ขอ ก ข ค ง 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 คะแนน เกณฑการประเมิน ความหมาย 9-10 คะแนน ระดับคุณภาพ ดมี าก 7-8 คะแนน 4 ดี 5-6 คะแนน 3 0-4 คะแนน 2 พอใช 1 ไมผ าน

20 บรรณานกุ รม จรัญ บรุ ะตะ.(2555).คูมอื เรียนรูดวยตนเอง (Self Study) ฟส กิ ส เลม 1 ม. 4-6. กรงุ เทพฯ: เรอื งแสงการพิมพ. ชวง ทมทิตชงคและคณะ.(2553).คมู ือเตรียมสอบเขา มหาลัย ฟสิกส. นนทบุรี : ไท เนรมติ กจิ อนิ เตอรโ ปรเกรสซิฟ จํากัด. ณฐั ภสั สร เหลา เนตรแ ละประดษิ ฐ เหลา เนตร.(2554).หนงั สอื เรียนรายวชิ าเพิ่มเติม ฟสกิ สเ ลม4 ระดบั ชนั้ มธั ยมศึกษาปท ี่4-6 กรงุ เทพฯ: เอสที อนิ เตอรพริ้นท จาํ กดั . นริ ันดร สุวรัตน.(2553).คมู ือเรียนรายวชิ าและเพิ่มเติมฟส ิกส เลม 1 ชนั้ มัธยมศกึ ษา ปที่ 4 – 6 กลมุ สาระการเรยี นรวู ทิ ยาศาสตร.กรุงเทพฯ: พ.ศ. พฒั นา. ______. (2548).เทคนิคสาระการเรียนรูพน้ื ฐานและเพ่ิมเติม ฟสกิ ส ม. 4. กรงุ เทพฯ: พฒั นา. ______. (2562).หนงั สือเรยี นรายวิชาเพม่ิ เติมวิทยาศาสตรแ ละเทคโนโลยี ฟสิกส เลม3 มัธยมศึกษาปที่5. กรุงเทพฯ: สาํ นักพมิ พจฬุ าลงกรณมหาวิทยาลัย. ______.คูมือครู (ออนไลน) . (2562). สบื คนจาก : http://physics.ipst.ac.th/?page_id=3949 [10 พฤษภาคม 2562]