ยินดีต้อนรับนักเรียนทุกคนเข้าสู่ Website เรียนฟิสิกส์กับครูชิตชัย
มาร่วมแลกเปลี่ยน พูดคุยกันได้ที่ Fanpage เรียนฟิสิกส์กับครูชิตชัยนะครับ
ขอให้นักเรียน เรียนฟิสิกส์ด้วยความสนุกสนานนะครับ
จากประสบการณ์ในการไปเป็นวิทยากรให้กับศึกษานิเทศก์ในเขตพื้นที่การศึกษาภาคเหนือ เรื่องการนำ Tablet ไปใช้ประกอบกิจกรรมการเรียนการสอนกับนักเรียนชั้น ป.1 คำถามแรกของศึกษานิเทศก์และครูก็คือ จะใช้ Tablet มาแทนครูได้อย่างไร ผมจึงอยากให้ทุกคนได้ดู Clip ทั้ง 2 ด้านล่างนี้ก่อนนะครับ
Watch your day in 2020
แล้วเราจะนำเทคโนโลยีเหล่านี้มาใช้ในการช่วยจัดกิจกรรมการเรียนการสอนได้อย่างไร?
เมื่อคุณได้ดู Clip นี้จนจบคุณจะรู้ว่า เทคโนโลยีไม่ได้เข้ามาแทนครูแต่อย่างใด เพราะฉะนั้นอย่าคิดว่า เมื่อมีเทคโนโลยีอะไรใหม่ แล้วเราครูจะหมดความสำคัญ จริงๆ แล้วเทคโนโลยีเข้ามาช่วยให้ครูมีเครื่องมือที่ทันสมัย ดึงดูดความสนใจผู้เรียนได้เป็นอย่างดี ช่วยให้การจัดกิจกรรมการเรียนการสอนของเราง่ายขึ้น เช่นภาพบางภาพสามารถใช้แทนคำพูดของครูที่จะต้องบรรยายได้มากมาย ครูจะมีเวลาเพิ่มขึ้นในการจัดกิจกรรมเสริม เพื่อความเข้าใจของนักเรียน อย่างเช่นการสอนเรื่องระบบสุริยะ ถ้าสอนแบบเดิมๆ ก็อาจจะมีแค่รูปในหนังสือเรียนให้นักเรียนได้ดู ว่ารูปร่างของระบบสุริยะเป็นอย่างไร แต่ถ้าในวันหนึ่ง เรามีเทคโนโลยีที่สามารถแสดงภาพให้เราเห็นระบบสุริยะอยู่ล้อมรอบตัวเรา สามารถดึงดาวเคราะห์เข้ามาดู ดึงเปลือกดาวเคราะห์แต่ชั้นออกจนมองเห็นภายในทีละดวง สามารถทดลองย้ายวงโคจรของดาว แล้วสังเกตสิ่งที่จะเกิดขึ้น สิ่งเหล่านี้ผมเชื่อว่าจะสามารถทำได้ในอนาคตอันใกล้ ขอเพียงครูทุกคนเปิดใจรับ และหยิบมาใช้ประโยชน์ในการจัดกิจกรรมการเรียนการสอนให้ได้ แล้วครูจะเป็นผู้มีบทบาทสำคัญในการจัดสภาพแวดล้อมในการเรียนรู้ เปลี่ยนจากผู้สอน เป็นผู้ชี้แนะ และคอยตอบคำถามของนักเรียน นักเรียนของท่านเป็นเด็กยุคใหม่ อย่ามัวแต่ใช้วิธีการเดิมๆ มากจนเกินไป อย่าคิดว่าสอนแบบเดิมน่ะดีที่สุดแล้ว ถ้ายังไม่เคยลองเปลี่ยนวิธีการสอน
เทคโนโลยีเหล่านี้ใกล้เข้ามาแล้ว…นักเรียนพร้อมเรียนรู้ด้วยวิธีการใหม่ๆแล้ว…แล้วท่านล่ะพร้อมหรือยัง
ขอบคุณ
ภาพประกอบจากภาพยนตร์เรื่อง PROMETHEUS
ClipVDO จาก Youtube ของ Ahmed El-Eraky และ channelintel
………….ผมมักจะต้องคอยตอบคำถามที่ว่า “เรียนฟิสิกส์ไปทำไม? เรียนไปแล้วไม่เห็นจะเอาไปใช้อะไรได้เลย, ในชีวิตจริงใครจะมานั่งคำนวณ ว่าเมื่อไหร่ก้อนหินจะตกถึงพื้น หรือตกถึงพื้นด้วยความเร็วเท่าไร” ก่อนจะตอบคำถาม ผมมักจะถามเขาก่อนว่ารู้จักฟิสิกส์มากน้อยแค่ไหน และต้องอธิบายให้เขาเข้าใจก่อนว่า ฟิสิกส์คืออะไร? “ฟิสิกส์ คือการศึกษาปรากฏการณ์ต่างๆ ที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ เช่น ทำไมดวงอาทิตย์ต้องขึ้นทางทิศตะวันออก ลมมาจากไหน ทำไมนกถึงบินได้” ถ้าเราไม่เรียนฟิสิกส์ เราก็จะตอบคำถามเหล่านี้ไม่ได้ แล้วเราก็จะถูกคนหลอกได้ง่าย โดยใช้สิ่งที่เราไม่รู้มาหลอกเรา อย่างเช่น ราหูอมจันทร์ คนเฒ่าคนแก่มักจะบอกว่า ให้ ตีเกราะ เคาะกะลา จุดประทัด เพื่อทำให้พระราหูตกใจกลัว จะได้คายพระจันทร์ แล้วหนีไป
………….การเรียนฟิสิกส์จริงๆ แล้วเราเรียนไปเพื่ออะไร? เราเรียนไปเพื่อจะได้อธิบายสิ่งต่างๆ หรือเหตุการณ์ต่างๆ ที่เกิดขึ้นรอบตัวเราได้ เช่นเราเรียนเรื่องการเคลื่อนที่แนวดิ่ง เพื่อที่เราจะได้รู้ว่าทำไมก้อนหินจึงตกจากด้านบนลงไปด้านล่าง ทำไมไม่ลอยขึ้นด้านบน ทำไมโยนขึ้นไปแล้วยังตกลงมาได้อีก คำตอบของคำถามเหล่านี้คือ เกิดจากการที่โลกมีมวลขนาดใหญ่มาก จึงมีแรงซึ่งขึ้นอยู่กับมวล ยิ่งมวลมาก แรกที่กระทำต่อกันก็จะยิ่งมาก แรงนี้ก็จะดึงให้วัตถุตกกลับมาที่โลก ซึ่งก็เป็นแรงเดียวกับ แรงที่ดึงให้ดวงจันทร์โคจรอยู่รอบๆ โลกได้ ซึ่งยิ่งหากออกไปแรงก็น้อยลงไปเรื่อยๆ แต่ถ้าใกล้เข้ามาแรงก็จะมากขึ้น จะเห็นว่าถ้าเราอธิบายเป็นคำพูดสั้นๆ 2-3 บรรทัดแบบนี้ เราก็จะเข้าใจได้เพียงระดับหนึ่งเท่านั้น นักฟิสิกส์จึงต้องเขียนสมการขึ้นมาเพื่ออธิบายปรากฏการณ์เหล่านี้ให้ดูง่ายขึ้น และเข้าใจได้แม้ว่าจะใช้ภาษาต่างกันทั่วโลก สมการที่ใช้อธิบายปรากฏการณ์นี้ก็คือ
………….จะเห็นว่าเราใช้สมการแค่ไม่กี่ตัวแทนข้อความหลายบรรทัดได้ ซึ่งถ้าเราเรียนฟิสิกส์เราก็สามารถที่จะเข้าใจได้ว่าสมการนี้บอกอะไรได้บ้าง แต่เวลาที่เราเรียนในห้องเรียน ครู-อาจารย์ส่วนใหญ่มักสอนให้คำนวณ อะไรมากมาย ซึ่งไม่ใช่การเรียนฟิสิกส์ที่แท้จริง เป็นแค่การฝึกให้เราคิด ใช้เหตุผล ในการแก้ปัญหา โดยใช้ปรากฏการณ์ในทางฟิสิกส์ มาเป็นตัวอย่างเท่านั้น และในการสอบเข้าเรียนต่อในระดับที่สูงขึ้น ก็ออกข้อสอบให้เราต้องคำนวณ ครู-อาจารย์ก็เลยต้องสอนเน้นไปทางการคำนวณ ซึ่งในการเรียนระดับที่สูงขึ้น จำเป็นต้องนำสมการมาใช้อธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ ทางธรรมชาติที่เกิดขึ้น เพื่อให้ง่ายต่อการเข้าใจ และเป็นสากล ดังตัวอย่างที่ได้อธิบายไว้ด้านบน เราจึงต้องรู้จักสมการต่างๆ มากมายในวิชาฟิสิกส์
………….สำหรับคนทั่วไปที่ไม่ต้องการเรียน หรือทำงานสายวิทยาศาสตร์แล้ว เราก็ไม่จำเป็นต้องเรียน สมการหรือคำนวณมากมายขนาดนั้นก็ได้ เพราะการเรียนฟิสิกส์จริงๆ แล้วเราเรียนเพื่ออธิบาย และเข้าใจสิ่งต่างๆ ที่เกิดขึ้นรอบตัวเรา ซึ่งทุกอย่างล้วนมีเหตุผลในการเกิดขึ้น และสามารถอธิบายได้ เช่นการเกิดรุ้งก่อนหรือหลังฝนตก ก็ไม่ได้มีเทวดาที่ไหนสร้างขึ้น และไม่สามารถเดินตามสายรุ้งขึ้นไปบนสวรรค์ได้ มันเป็นเพียงแต่แสงที่ส่องผ่านละอองน้ำแล้วเกิดการหักเห มุมที่ต่างกันทำให้แสงเกิดการหักเหออกมาเป็นสีที่ต่างกัน เหมือนที่เราเคยเรียนว่าถ้าให้แสงผ่านแท่งแก้ว จะเกิดแสงออกมาเป็นสีรุ้งนั่นเอง ซึ่งเราสามารถสร้างรุ้งกินน้ำ ที่บ้านก็ได้ ลองไปเอาที่ฉีดน้ำรีดผ้า ไปพ่นบริเวณที่มีแสงแดด ก็จะเกิดรุ้งกินน้ำได้เช่นเดียวกัน ไม่ต้องรอให้เทวดาสร้าง การเกิดฟ้าร้อง ฟ้าผ่า หรือฟ้าแลบ ก็ไม่ได้เกิดจากเมขลาล่อแก้ว รามสูรขว้างขวาน แต่อย่างใด แต่เราสามารถอธิบายได้ตามหลักการ และกฎของธรรมชาติ นั่งก็คือวิชาฟิสิกส์นั่นเอง
………….นอกจากนี้เราสามารถนำความรู้ทางฟิสิกส์ไปใช้ประโยชน์ในทางที่ถูกที่ควรได้มากมาย หรืออธิบายได้ว่าทำไมรถที่ชนกัน ส่วนใหญ่รถที่พังยับเยินคนกับไม่เป็นอะไรเลย ส่วนรถที่ดูเหมือนจะไม่มีความเสียหายมากมาย คนกับบาดเจ็บสาหัส สิ่งนี้ก็นำไปสู่การเลือกซื้อรถว่าเราควรซื้อรถที่ทำจากวัสดุที่ถ้าเกิดการชนแล้วรถยุบตัวรับแรงกระแทกแทนตัวเราได้ดี หรือการติดกันชนที่เป็นโลหะที่ยุบตัวได้ ดีกว่ารถที่แข็งแรงชนแล้วก็ไม่เป็นไร แต่แรงกระแทกจะถูกส่งมาที่ตัวคนขับจนบาดเจ็บสาหัส เป็นต้น
………….อีกคำถามคือ ผีมีจริงหรือไม่? ถ้าใครเชื่อว่าผีมีจริงลองหาเหตุผลทางวิทยาศาสตร์มาอธิบายว่ามันจะเกิดขึ้นได้อย่างไร เรื่องนี้มักจะมาพร้อมกับเรื่องนรก-สวรรค์ และที่แน่ๆ คือนรกไม่ได้อยู่ใต้ผิวโลก และสวรรค์ก็ไม่ได้อยู่บนก้อนเมฆ ถ้าคนตายแล้วเป็นวิญญาณ สิ่งมีชิวิตอื่น เช่น สุนัข แมว มด ยุง แบคทีเรีย พืช จะมีวิญญาณด้วยหรือไม่ ในเมื่อตอนนี้เรารู้ และพิสูจน์ได้แล้วว่าสิ่งมีชิวิตบนโลก มีจุดกำเนิดมาจากสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวชนิดหนึ่ง แล้ววิวัฒนาการแยกสายพันธุ์ออกมาเป็นชนิดต่างๆ หรือสามารถพูดได้ว่า บรรพบุรุษของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดก็คือแบคทีเรียตัวหนึ่งเท่านั้นเอง
………….สรุปว่า เราเรียนฟิสิกส์ไปเพื่อจะได้รู้ว่า สิ่งนั้นๆ หรือปรากฏการณ์นั้นเกิดขึ้นได้อย่างไร มีอยู่ได้อย่างไร และหายไปได้อย่างไร ไม่ใช่เรียนเพื่อจะได้คำนวณหาค่าตัวเลขออกมาเท่านั้น
ขอบคุณภาพประกอบจาก
atsurin.net
tech.mthai.com
a2u-club.blogspot.com
เป็นเครื่องมือวัดความยาวอีกชนิดหนึ่งที่สามารถวัดได้ละเอียดกว่าเวอร์เนียร์ใช้วัดชิ้นงานที่มีความยาวน้อย ๆ เช่น ความหนาของกระดาษ เส้นผ่าศูนย์กลางของเส้นลวดขนาดเล็ก ๆ เป็นต้น
ส่วนประกอบที่สำคัญของไมโครมิเตอร์มีดังนี้
โครง A มีลักษณะคล้ายครึ่งวงกลม
ปากวัด B เป็นโลหะผิวเรียบ ใช้สำหรับจับวัตถุหรือชิ้นงานที่ต้องการวัด
สเกลหลัก C เป็นสเกลที่อยู่นิ่งกับที่มีขีดสเกล 2 แถว ขีดสเกลแต่ละขีดในแต่ละแถวห่างกัน 1mm ส่วนขีดสเกวแถวบนและขีดสเกลแถวล่างที่อยู่ถัดกันจะห่างกัน 0.5 mm
สเกลวงกลม D เป็นสเกลที่เคลื่อนที่ได้โดยการหมุนปลอก E มีทั้งหมด 50 ช่อง เมื่อหมุนสเกลวงกลม D ไปครบ 1 รอบ จะได้ความยาว 0.5 mm ดังนั้น 1 ช่องของสเกลวงกลม จึงมีค่า 0.5mm/50 หรือ 0.01mm
ปลอก E ใช้หมุนปรับความห่างของปากวัด B ให้พอเหมาะกับขนาดของชิ้นงาน
ปุ่ม F ใช้หมุนเพื่อเลื่อนปากวัด B ให้สัมผัสชิ้นงาน เมื่อสัมผัสพอดีจะมีเสียงกริ๊กเบา ๆ ให้หยุดหมุน
คันโยก G เมื่อโยกไปทางซ้าย ปลอก E และปุ่ม F จะถูกล็อคไว้ และสเกลวงกลม D จะถูกตรึงกับที่
การบันทึกค่าการวัด
ค่าจากการวัดจะประกอบด้วย 2 ส่วน คือ
* ค่าที่อ่านได้จากสเกลหลัก
* ค่าที่อ่านได้จากสเกลวงกลม
นำค่าทั้งสองมาบวกกัน จะเป็นค่าที่อ่านได้
การอ่านค่าบนสเกลหลัก ต้องดูว่าขอบของสเกลวงกลมอยู่ที่ตำแหน่งใดบนสเกลหลัก เช่น ในรูป 2 ขอบของสเกลวงกลมอยู่เลยขีด 7.5 mm แต่ไม่ถึง 8.0 mm ดังนั้นค่าที่อ่านได้จากสเกลหลักคือ 7.5 mm ส่วนเศษที่เกิน 7.5 mm แต่ไม่ถึง 8.0 mm จะอ่านได้จากสเกลวงกลมโดยดูว่าขีดใดบนสเกลวงกลมตรงกับเส้นแนวนอนของสเกลหลัก จากรูป 2 จะเห็นว่า ขีดที่ 35 ตรงกับเส้นแนวนอนพอดี ดังนั้นค่าที่อ่านได้จากสเกลวงกลม ก็คือ 35×0.010 mm เท่ากับ 0.350 mm นั่นคือ ค่าที่อ่านได้จากไมโครมิเตอร์ คือ 7.5 mm + 0.350 mm เท่ากับ 7.850 mm
รูปที่ 1 เวอร์เนียร์ คาลิเปอร์
ส่วนประกอบที่สำคัญของเวอร์เนียร์คาลิเปอร์ มีดังนี้
ปากวัด A ใช้จับวัตถุที่ต้องการวัดขนาด เช่น ความหนา ความยาว เส้นผ่าศูนย์กลางภายนอกของวัตถุ
ปากวัด B ใช้วัดเส้นผ่าศูนย์กลางภายในของวัตถุ
แกน C ใช้วัดความลึกของวัตถุ
สเกลหลัก D เป็นสเกลที่เหมือนไม้บรรทัด เป็นสเกลที่อยู่กับที่ มักมี 2 หน่วยคือ เซนติเมตร (หรือมิลลิเมตร) และนิ้ว
สเกลเวอร์เนีย E เป็นสเกลที่ช่วยให้อ่านค่าได้ละเอียดขึ้น สเกลเวอร์เนียร์สามารถเลื่อนไปมาบนสเกลหลักได้
ปุ่ม F ติดอยู่กับสเกลเวอร์เนียร์ ใช้สำหรับเลื่อนสเกลเวอร์เนียร์
สกูร G ติดอยู่กับสเกลเวอร์เนียร์เช่นกัน ใช้ล็อกสเกลเวอร์เนียร์ให้ติดแน่นกับสเกลหลัก ทำให้สเกลเวอร์เนียร์ไม่ขยับขณะอ่านค่าการวัด
ค่า least count
เวอร์เนียร์คาลิเปอร์ (หรือเรียกสั้น ๆ ว่า เวอร์เนียร์) มีหลายรุ่น แต่มีรูปร่างคล้ายกัน ที่แตกต่างคือความละเอียดของการวัด ซึ่งจะหาได้จากสเกลเวอร์เนียร์ ดังนี้
สมมติเวอร์เนียร์อันหนึ่งมีจำนวนช่องสเกลเวอร์เนียรทั้งหมด n ช่วง เวอร์เนียร์อันนั้นจะอ่านค่าได้ละเอียด 1/n ของ 1 ช่องสเกลหลัก
ถ้าสเกลเวอร์เนียร์ของเวอร์เนียร์อันหนึ่งมีจำนวนช่องเท่ากับ 20 ช่อง และ 1 ช่องสเกลหลักเท่ากับ
1 mm ดังนั้นเวอร์เนียร์อันนี้จะอ่านได้ละเอียด 1/20 x 1mm เท่ากับ 0.05 mm ค่านี้เรียกว่า least count ของเวอร์เนียร์ ซึ่งเป็นค่าที่น้อยที่สุดหรือค่าละเอียดที่สุดที่เวอร์เนียร์อันนั้นวัดได้
ค่า least count มักจะพิมพ์ติดอยู่ที่สเกลเวอร์เนียร์ ถ้าเวอร์เนียร์อันใดไม่มีค่า least count ผู้ใช้ต้องหาก่อนทำการวัดเสมอ
การใช้เวอร์เนียร์
การใช้เวอร์เนียร์ เราสามารถใช้เวอร์เนียร์วัดขนาดของวัตถุในหลายลักษณะดังรูป 2 กล่าวคือ
รูปที่ 2 การใช้เวอร์เนียร์วัดขนาดวัตถุ
ในการวัดความยาวของแท่งวัตถุ เส้นผ่าศูนย์กลางของทรงกระบอก ทรงกรม ใช้ปากวัด A ดังรูป 2 ก.
ในการวัดเส้นผ่าศูนย์กลางภายในของวงแหวน ทรงกระบอกกลวง ใช้ปากวัด B ดังรูป 2 ข.
ส่วนการวัดความลึกของวัตถุ ใช้แกน C ดังรูป 2 ค.
ในการวัดทุกครั้งจะต้องให้ชิ้นงานหรือวัตถุที่ถูกวัดและเวอร์เนียร์อยู่นิ่ง ไม่เอนไปมา
การบันทึกค่าการวัด
รูปที่ 3 การบันทึกค่าการวัด
รูป 3 แสดงการใช้เวอร์เนียร์วัดขนาดของช้อน ผู้ใช้ต้องหา least count ของเวอร์เนียร์ ดังนี้
สเกลเวอร์เนียร์มีจำนวนช่องเท่ากับ 10 ช่อง
สเกลหลัก 1 ช่อง เท่ากับ 1mm
ดังนั้น ค่า least count เท่ากับ 1/10 x 1 mm เท่ากับ 0.1mm
ค่าจากการวัดจะประกอบด้วย 2 ส่วนคือค่าที่อ่านได้จากสเกลหลักและค่าที่อ่านได้จากสเกลเวอร์เนียร์ นำค่าทั้งสองมาบวกกัน จะเป็นค่าที่อ่านได้
การอ่านค่าบนสเกลหลัก ต้องดูว่าขีดศูนย์ของสเกลเวอร์เนียร์อยู่ตรงกับสเกลหลักที่ตำแหน่งใด บันทึกค่าที่อ่านได้จากสเกลหลักในหน่วยมิลลิเมตร โดยไม่พิจารณาเศษของมิลลิเมตร แต่จะหาได้จากสเกลเวอร์เนียร์ โดยสังเกตว่าขีดใดของสเกลเวอร์เนียร์อยู่ตรงกับขีดใดของสเกลหลัก จากนั้นเอา ค่า least count ของเวอร์เนียร์ไปคูณกับขีดที่อ่านได้จากสเกลเวอร์เนียร์ ผลคูณที่ได้จะเป็นค่าทีอ่านได้จากสเกลเวอร์เนียร์หรือค่าเศษของมิลลิเมตรนั่นเอง
จากรูป 3 ขีดศูนย์ของสเกลเวอร์เนียร์อยู่เลยขีดที่ 32 mm บนสเกลหลักมาเล็กน้อย แต่ไม่ถึงขีดที่ 33 ดังนั้น ค่าที่อ่านได้จากสเกลหลัก คือ 32mm ส่วนที่สเกลเเวอร์เนียร์ จะเห็นว่าขีดที่ 4 ของเสกลเวอร์เนียร์ตรงกับขีดใดขีดหนึ่งบนสเกลหลัก ดังนั้นค่าที่อ่านได้จากสเกลเวอร์เนียร์หรือเศษของมิลลิเมตร ก็คือ .01 mmx 4 เท่ากับ 0.4mm นั่นคือค่าทีอ่านได้จากเวอร์เนียร์คือ 32.0mm+0.4mm เท่ากับ 32.4 mm
ที่มา : web.ku.ac.th
ให้นักเรียนศึกษา บทที่ 1 เรื่อง ปริมาณทางฟิสิกส์และหน่วย
โดยศึกษาจาก Clip ของสถาบันมาตรวิทยา ทั้ง 4 เรื่อง
แล้วตอบคำถามต่อไปนี้
คำถาม
1. ให้เปลี่ยนปริมาณโดยใช้คำอุปสรรค ของปริมาณต่อไปนี้
ก) 0.000 000 000 000 000 008 s
ข) 0.000 000 0065 m
ค) 4,000,000,000,000,000 N
ง) 1,200,000,000 B
2. ยกตัวอย่างหน่วยอนุพันธ์มาอย่างน้อยคนละ 5 หน่วยโดยไม่ซ้ำกับคนอื่นๆ
โดยเข้าไปตอบที่ Facebook ตาม Link นี้ เท่านั้นนะครับ
ให้นักเรียนศึกษา บทที่ 1 เรื่อง ประวัติความเป็นมาของฟิสิกส์
แล้วตอบคำถามต่อไปนี้
คำถาม
1. ให้นักเรียนสรุปความหมายของฟิสิกส์เป็นของตนเอง
2. ให้นักเรียนบอกความแตกต่างของฟิสิกส์ยุคเริ่มแรก กับฟิสิกส์ยุคใหม่ที่เห็นเด่นชัด
3. สาขาหลัก และสาขาย่อยของฟิสิกส์มีกี่สาขา อะไรบ้าง
โดยเข้าไปตอบที่ Facebook ตาม Link นี้ เท่านั้นนะครับ
ให้นักเรียนศึกษา บทที่ 1 เรื่อง ฟิสิกส์วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แล้วตอบคำถามต่อไปนี้
คำถาม
1. วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี คืออะไร มีความสัมพันธ์และแตกต่างกันอย่างไร
2. วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมีสาขาวิชาอะไรบ้าง
3. จงสรุปย่อถึงประวัติวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ทั้งทางตะวันตกและประเทศไทย
4. จงอธิบายถึงประโยชนของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่มีต่อมนุษย์มาพอสังเขป
โดยเข้าไปตอบที่ Facebook ตาม Link นี้ เท่านั้นนะครับ
เมื่อเรามองเห็นวัตถุที่อยู่ในน้ำจะมองเห็นเหมือนตื้นขึ้นมาจากที่เป็นจริง เนื่องจากการเกิดการหักเหในน้ำดังรูป เราเห็นรังสีสองรังสี คือ มาจากจุด O และเสมือนว่ามาจากจุด I ดังนั้นผู้สังเกตจะเห็นภาพเสมือนที่ I
จากรูป วัตถุอยู่ในน้ำตรงจุด C ลึก AC ถ้ามองวัตถุนี้จากอากาศ ปรากฏว่ามีการหักเหของแสงทำให้เห็นวัตถุตื้นขึ้นมาอยู่ที่ B ลึกปรากฏเท่ากับ AB
ดังนั้น จึงอาจเขียนได้ว่า
ถ้าพิจารณากรณีที่มุมมองไม่โตมากนัก หมายถึง กรณีที่ 
1 และ 2 เป็นมุมเล็กๆ เราจะได้ว่า AB 
OB และ AC ![clip_image012[1]](http://kruchitchai.com/wp-content/uploads/2011/02/clip_image01211.gif "clip_image012[1]"){kind=small}
OC
ดังนั้นได้
แต่
และ
ดังนั้นได้
เมื่อ n1 และ n2 เป็นดรรชนีหักเหของน้ำหรือตัวกลาง 1 และอากาศหรือตัวกลาง 2 ตามลำดับ
การหักเหแสงเป็นปรากฎการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อแสงเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางต่างชนิดกัน เมื่อแสงเคลื่อนที่จากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางหนึ่งแสงจะมีการหักเห และการหักเห จะเกิดขึ้นเฉพาะผิวรอยต่อของตัวกลางเท่านั้น
สิ่งควรทราบเกี่ยวกับการหักเหของแสง
– ความถี่ของแสงยังคงเท่าเดิม ส่วนความยาวคลื่น และความเร็วของแสงจะไม่เท่าเดิม
– ทิศทางการเคลื่อนที่ของแสง
จะอยู่ในแนวเดิมถ้าแสงตกตั้งฉากกับผิวรอยต่อของตัวกลาง
จะไม่อยู่ในแนวเดิมถ้าแสงไม่ตกตั้งฉากกับผิวรอยต่อของตัวกลาง
กฎการหักเหของแสง
1. รังสีตกกระทบ เส้นแนวฉาก และรังสีหักเห อยู่ในระนาบเดียวกัน
2. สำหรับตัวกลางคู่หนึ่ง ๆ อัตราส่วนระหว่างค่า sin ของมุมตกกระทบ ในตัวกลางหนึ่งกับ
ค่า sin ของมุมหักเหในอีกตัวกลางหนึ่ง มีค่าคงที่เสมอ
จากกฎข้อ 2 สเนลล์นำมาตั้งเป็นกฎของสเนลล์ได้ดังนี้
และ
n = c/v |
v = ความเร็วของแสง ในตัวกลางใด ๆ เมตร/วินาที
n = ดัชนีหักเหของแสงในตัวกลาง(ไม่มีหน่วย)
หรือ คือ ดัชนีหักเหสัมพัทธ์ระหว่างตัวกลางที่ 2 เทียบกับตัวกลางที่ 1
c = ความเร็วแสงในสุญญากาศ ( 3 X 108 m/s )
นั่นคือ ตัวกลางที่มีค่าดัชนีหักเหของแสงน้อย (ความหนาแน่นน้อย) แสงจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง
ตัวกลางที่มีค่าดัชนีหักเหของแสงมาก (ความหนาแน่นมาก) แสงจะเคลื่อนที่ด้วยความต่ำ
ข้อควรจำ n อากาศ = 1
ส่วน n ตัวกลางอื่น ๆ > 1 เสมอ
การหักเหของแสงเกิดขึ้นได้ 2 แบบ คือ
1.การหักเหเข้าหาเส้นแนวฉาก เกิดขึ้นเมื่อ
– แสงเดินทางจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อยไปสู่ตัวกลางที่มีความหนาแน่นมาก
– แสงเดินทางจากตัวกลางที่มีดัชนีหักเหน้อยไปสู่ตัวกลางที่มีดัชนีหักเหมาก
– แสงเดินทางจากตัวกลางที่มีความเร็วมากไปสู่ตัวกลางที่มีความเร็วน้อย
2. การหักเหออกจากเส้นแนวฉาก เกิดขึ้นเมื่อ
– แสงเดินทางจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากไปสู่ตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อย
– แสงเดินทางจากตัวกลางที่มีดัชนีหักเหมากไปสู่ตัวกลางที่มีดัชนีหักเหน้อย
– แสงเดินทางจากตัวกลางที่มีความเร็วน้อยไปสู่ตัวกลางที่มีความเร็วมาก
มุมวิกฤติและการสะท้อนกลับหมด
มุมวิกฤติ คือมุมตกกระทบที่ทำให้มุมหักเหเท่ากับ 900 จะเกิดมุมวิกฤติได้เมื่อ
– แสงเดินทางจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากไปสู่ตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อย
– แสงเดินทางจากตัวกลางที่มีดัชนีหักเหน้อยไปสู่ตัวกลางที่มีดัชนีหักเหมาก
– แสงเดินทางจากตัวกลางที่มีความเร็วมากไปสู่ตัวกลางที่มีความเร็วน้อย
การสะท้อนกลับหมดจะเกิดขึ้นในกรณีที่มุมตกกระทบโตกว่ามุมวิกฤติ ขณะที่เกิดการสะท้อนกลับหมด จะไม่มีแสงผ่านเข้าไปสู่ตัวกลางที่ 2 เลย
ให้จุดกำเนิดแสงอยู่ที่ S จะมีแสงออกจากจุด S นี้ไปยังจุดต่าง ๆ ของผิวแก้ว ดังรูป
ที่จุด A แสงจะพุ่งออกจากแก้วไปยังอากาศโดยไม่มีการหักเห ที่
ที่จุด B จะมีการหักเหเล็กน้อย และมีบางส่วนสะท้อนกลับมาในแก้ว
ที่จุด C จะมีการหักเหมากขึ้นเล็กน้อย และมีบางส่วนสะท้อนกลับมาในแก้ว
ที่จุด D จะไม่มีการหักเห แสงจากจุด S ทั้งหมดจะสะท้อนกลับมาในแก้ว ณ. จุดนี้จะเรียกมุม θc ว่า มุมวิกฤต (Critical angle) ทำให้เกิดปรากฏการณ์ การสะท้อนกลับหมด (Total reflection) หาค่ามุม θc ได้จากสมการ
| θc= sin-1(n2/n1) |
