5e 1 เรื่อง...

1

ค ำน ำ

ชดกจกรรมการเรยนรฟสกส ชด 5 การเลยวเบนของคลน เปนชดกจกรรมการเรยนรทครและนกเรยนใชรวมกน จดท าขนเพอประกอบแผนจดการเรยนรท 6 หนวยการเรยนรท 1 คลนกล กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร ชนมธยมศกษาปท 5 เรอง การเลยวเบนของคลน โดยใชกระบวนการสอนแบบสบเสาะหาความร 5 ขนตอน (5E) เปนชดกจกรรมการเรยนรทเนนผเรยนเปนส าคญ มงเนนการจดกจกรรมการเรยนรโดยใหนกเรยนไดคด ไดเรยนรและลงมอปฏบตการทดลองดวยตนเอง นอกจากนนยงเนนการเรยนรโดยใชกระบวนการกลม ซงจะชวยสงเสรม สนบสนนและพฒนาผเรยนใหมความร ทกษะกระบวนการทางวทยาศาสตรและจตวทยาศาสตร

ชดกจกรรมการเรยนรฟสกส หนวยการเรยนรท 1 เรอง คลนกล มทงหมด 6 ชดดงน ชดท 1 เรอง การถายโอนพลงงานของคลนกล ชดท 2 เรอง การสะทอนของคลน ชดท 3 เรอง การหกเหของคลน ชดท 4 เรอง การแทรกสอดของคลน ชดท 5 เรอง การเลยวเบนของคลน ชดท 6 เรอง คลนนงและการสนพอง

ชดกจกรรมการเรยนรฟสกสแตละชดมแผนการจดการเรยนรเปนคมอในการฝกทกษะ ซงสอดแทรก

ในการเรยนการสอน ผจดท าหวงวา ชดกจกรรมการเรยนรฟสกส เรอง คลนกล จะเปนแนวทางหนงในการจดการเรยนร ใหกบผเรยนไดตามเจตนารมณของหลกสตร และเปนประโยชนตอการจดกระบวนการเรยนรของครในกลมสาระการเรยนรวทยาศาสตรไดเปนอยางด

ธตนนท นาจาน

2

สำรบญ

เรอง หนำ

ค าชแจงการใชชดกจกรรมการเรยนรฟสกส เรอง คลนกล 3

ค าชแจงส าหรบครผสอน 4

ค าชแจงส าหรบนกเรยน 5

สาระการเรยนร 6

แนวคดหลก 7

มาตรฐานการเรยนร / ผลการเรยนร 8

จดประสงคการเรยนร 9

แบบทดสอบกอนเรยน : ชดท 5 การเลยวเบนของคลน 10-13

ใบความร 14-18

ใบกจกรรมท 1 การทดลองการแทรกสอดของคลนน า 19-22

ใบกจกรรมท 2 Gallery Walk เดนเวยน แลกเปลยนความร 23-24

ใบกจกรรมท 3 เกมใบสามค า 25 ใบงาน 26-28

แบบฝกหด 29-38

แบบทดสอบหลงเรยน : ชดท 5 การเลยวเบนของคลน 39-41

แบบบนทกคะแนนการท ากจกรรม 42-43

บรรณานกรม 44

ภาคผนวก

เฉลยแบบทดสอบและแนวค าตอบการท ากจกรรม 45-64

ประวตผจดท า 65

3

ค ำชแจง

กำรใชชดกจกรรมกำรเรยนรฟสกส

เรอง คลนกล

กลมสำระกำรเรยนรวทยำศำสตร

ชนมธยมศกษำปท 5

1. ชดกจกรรมการเรยนรฟสกส เรอง คลนกล ชนมธยมศกษาปท 5 ประกอบดวยชดกจกรรมการเรยนรทงหมด 6 ชดดงน 1.1 ชดท 1 การถายโอนพลงงานของคลนกล 1.2 ชดท 2 การสะทอนของคลน 1.3 ชดท 3 การหกเหของคลน 1.4 ชดท 4 การแทรกสอดของคลน 1.5 ชดท 5 การเลยวเบนของคลน 1.6 ชดท 6 คลนนงและการสนพอง

2. ในชดกจกรรมการเรยนรฟสกส เรอง คลนกล แตละชดประกอบดวยสวนประกอบตางๆ ตามล าดบ ดงน 2.1 ค าชแจงการใชชดกจกรรมการเรยนรฟสกส เรอง คลนกล กลมสาระเรยนรวทยาศาสตร ชนมธยมศกษาปท 5 2.2 ค าชแจงส าหรบครผสอน 2.3 ค าชแจงส าหรบนกเรยน 2.4 สาระการเรยนร 2.5 แนวคดหลก 2.6 มาตรฐานการเรยนร / ผลการเรยนร 2.7 จดประสงคการเรยนร 2.8 แบบทดสอบกอนเรยน 2.9 ใบความร ใบกจกรรม ใบงาน แบบฝกหด 2.10 แบบทดสอบหลงเรยน 2.11 บรรณานกรม 2.12 ภาคผนวก

4

ค ำชแจงส ำหรบครผสอน

1. ชดกจกรรมการเรยนรฟสกส เรอง คลนกล เลมน คอชดกจกรรมการเรยนรฟสกส เรอง คลนกล ชดท 5 เรอง การเลยวเบนของคลน ใชเปนสอการเรยนรประกอบแผนการจดการเรยนรท 6 เรอง การเลยวเบนของคลน หนวยการเรยนรท 1 คลนกล

2. ครควรใช ชดกจกรรมการเรยนรฟสกส เรอง คลนกล ชดนรวมกบ คมอการจดการเรยนรโดยใชชดกจกรรมการเรยนรฟสกส คลนกล กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร ชนมธยมศกษาปท 5 ซงไดก าหนดแนวทาง รวมทงการจดกจกรรมการเรยนรรายชวโมงไวอยางมล าดบขนตอน

3. ครควรศกษาค าชแจงในการใชชดกจกรรมการเรยนรใหเขาใจกอนจดกจกรรม 4. ครตองชแจงขนตอนการเรยนโดยชดกจกรรมการเรยนรใหนกเรยนเขาใจทกคน กอนด าเนนกจกรรม

ตางๆ 5. การศกษาชดกจกรรมการเรยนรฟสกส เรอง คลนกล ชดท 5 การเลยวเบนของคลน ใหนกเรยนท า

แบบทดสอบกอนเรยน และ แบบทดสอบหลงเรยน จ านวน 10 ขอ 6. ครควรแนะน าเพมเตมใหนกเรยนไดปฏบตกจกรรมทงในและนอกเวลาเรยนจะท าใหผเรยนมทกษะ

และความรความเขาใจมากยงขน

ชดกจกรรมกำรเรยนรฟสกส เรอง คลนกล กบกำรจดกำรเรยนรแบบ 5E ชดกจกรรมท 5 กำรเลยวเบนของคลน แผนกำรจดกำรเรยนรท 6 กำรเลยวเบนของคลน

ขนตอนกำรจดกำรเรยนร กจกรรม เอกสำรจำกชดกจกรรมกำรเรยนร

ฟสกส เรองคลนกล ชดท 5

E1 (Engagement) ทดสอบกอนเรยน อภปรายรายกลม

แบบทดสอบกอนเรยน หนา 10-13 -

E2 (Exploration) การทดลอง ใบกจกรรมท 1 หนา 19-22 E3 (Explanation) GALLERY WALK ใบกจกรรมท 2 หนา 23-24 E4 (Elaboration) เกมใบสามค า ใบกจกรรมท 3 หนา 25

E5 (Evaluation) สงสยใหซกถาม ทดสอบหลงเรยน ทบทวนทบานเพมเตม

- แบบทดสอบหลงเรยน หนา 39-41 ใบงานและแบบฝกหด หนา 26-38

5

ค ำชแจงส ำหรบนกเรยน

1. ชดกจกรรมการเรยนรฟสกส เรอง คลนกล เลมน เปนชดกจกรรม การเรยนรฟสกส เรอง คลนกล ชดท 5 การเลยวเบนของคลน มเนอหา และกจกรรมเกยวกบเรองของคลนกลอยางงาย

2. ขนตอนการใชชดกจกรรม 2.1 ศกษามาตรฐาน / ผลการเรยนรและจดประสงคการเรยนร 2.2 ท าแบบทดสอบกอนเรยน จ านวน 10 ขอ 2.3 ศกษาใบความรและปฏบตกจกรรมในใบกจกรรมตามล าดบ 2.4 ท าแบบทดสอบหลงเรยน จ านวน 10 ขอ

3. นกเรยนศกษาโดยใช ชดกจกรรมการเรยนรฟสกส เรอง คลนกล กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร ชนมธยมศกษาปท 5 ดวยความซอสตยและมความรบผดชอบ

4. นกเรยนใหความรวมมอในการจดการเรยนร การปฏบตงานกลม การแสดง ความคดเหนอยางเตมใจ 5. นกเรยนใชและเกบรกษาชดกจกรรมการเรยนรฟสกส เรอง คลนกล เลมนดวยความระมดระวง ไมท า

สญหาย เสยหายในระหวางการเรยน

6

สำระกำรเรยนร

ชดกจกรรมการเรยนรฟสกส เรอง คลนกล ชดท 5 การเลยวเบนของคลน กลมสาระการเรยนร

วทยาศาสตร ชนมธยมศกษาปท 5 มสาระการเรยนร ดงน

ใบความร

ใบกจกรรมท 1 การทดลองการแทรกสอดของคลนน า

ใบกจกรรมท 2 Gallery Walk เดนเวยน แลกเปลยนความร

ใบกจกรรมท 3 เกมใบสามค า ใบงาน

แบบฝกหด

7

แนวคดหลก

เมอคลนเคลอนทโดยมสงกดขวางการเคลอนทของคลนแตเพยงบางสวน จะมคลนสวนหนงแผกระจายจากขอบของแผนกนไปทางดานหลงของแผนกนนนเรยกวา เกดการเลยวเบน ถาเพมความยาวคลนของคลนตกกระทบ กจะเหนการเลยวเบนมากขน และถาใหคลนเคลอนทผานชองเปดแคบๆ คลนทแผจากชองเปดแคบๆ นนจะแผออกเปนคลนวงกลม จงดเสมอนเปนคลนทออกมาจากแหลงก าเนดคลนวงกลม ซงสามารถอธบายได โดยใชหลกการของฮอยเกนส ทกลาววา แตละจดบนหนำคลนถอไดวำเปนแหลงก ำเนดคลนวงกลมคลนใหม ซงลงคลนออกไปดวยอตรำเรวเทำกบอตรำเรวของคลนเดม โดยถาชองเปดกวางกวาความยาวคลนจะเกด การแทรกสอดเกดเปนแนวบพได

ภาพท 1 การเลยวเบนของคลน

ทมา http://preephysics.info/page111.html

8

มำตรฐำนกำรเรยนร/ผลกำรเรยนร

สำระท 5 พลงงำน

มำตรฐำน ว 5.1 : เขาใจความสมพนธระหวางพลงงานกบการด ารงชวต การเปลยนรป

พลงงานปฏสมพนธระหวางสารและพลงงาน ผลของการใชพลงงานตอชวตและสงแวดลอม มกระบวนการสบเสาะหาความร สอสารสงทเรยนรและนาความรไปใชประโยชน

ผลกำรเรยนร

2. อธบายสมบตของคลน ไดแก การสะทอน การหกเห การแทรกสอด และการเลยวเบน

สำระท 8 ธรรมชำตของวทยำศำสตรและเทคโนโลย

มำตรฐำน ว 8.1 : ใชกระบวนการทางวทยาศาสตรและจตวทยาศาสตรในการสบเสาะหา

ความร การแกปญหา รวาปรากฏการณทางธรรมชาตทเกดขนสวนใหญมรปแบบทแนนอน สามารถ อธบายและตรวจสอบได ภายใตขอมลและเครองมอทมอยในชวงเวลานน ๆ เขาใจวา วทยาศาสตร เทคโนโลย สงคม และสงแวดลอมมความเกยวของสมพนธกน

9

จดประสงคกำรเรยนร

ดำนควำมร (K) นกเรยนสามารถ...

1. อธบายและสรปความหมายการเลยวเบนของคลนได 2. เปรยบเทยบลกษณะของคลนทเกดจากการเลยวเบนแบบตางๆได 3. อธบายหลกการของฮอยเกนสได 4. ทดลองเพอศกษาสมบตการเลยวเบนของคลนได 5. ค านวณหาปรมาณทเกยวของกบการเลยวเบนของคลน เมอก าหนดสถานการณมาให

ดำนทกษะกระบวนกำร (P) นกเรยนมทกษะ...

1. การทดลอง 2. การสงเกต 3. การจดกระท าและสอความหมายขอมล ดำนคณลกษณะอนพงประสงค (A) นกเรยน... 1. เขาเรยน ปฏบตกจกรรม และสงงานตรงเวลา 2. รวมมอในการเรยน แสวงหาความร ตอบค าถาม ยอมรบความคดเหน และแสดง

ความคดเหน อยางมเหตผล 3. มความซอสตยในการบนทกขอมลจากการปฏบตกจกรรม ท าแบบฝกหดและแบบทดสอบ 4. มวนยในการปฏบตกจกรรม รกษาความสะอาดหองเรยน

10

แบบทดสอบกอนเรยน

ค าชแจง

1. แบบทดสอบนเปนแบบทดสอบปรนย 4 ตวเลอก

2. แบบทดสอบนมทงหมด 10 ขอ 10 คะแนน เวลา 10 นาท

3. ใหท าเครองหมายกากบาทลงชอง ก ข ค หรอ ง ลงในกระดาษค าตอบทเหนวา

ถกตองทสดเพยงขอเดยว

1. เมอคลนน าหนาตรงเคลอนทไปกระทบสงกดขวาง จะมคลนบางสวนแผจากขอบของสงกดขวางไปทาง

ดานหลงของสงกดขวางนน ซงเรยกวา การเลยวเบนของคลน คลนทแผไปมลกษณะตามขอใด

ก. มหนาคลนเปนวงกลม ข. มหนาคลนเปนเสนตรง

ค. หนาคลนขนานกบหนาคลนเดม ง. ทศการเคลอนทคงเดม

2. การทดลองเกยวกบชองแคบค แสดงถงสมบตใดของคลน

ก. การหกเห ข. การเลยวเบน

ค. การเลยวเบนและการหกเห ง. การเลยวเบนและการแทรกสอด

3. ขอใดไมถกตองส าหรบการเลยวเบนของคลน

ก. คลนทมความยาวคลนมาก เลยวเบนผานชองทแคบกวาความยาวคลน จะเหนแนวบพและปฏบพ

ข. คลนทผานชองแคบทแคบจะเลยวเบนไดดกวาชองทกวางกวา

ค. คลนทมความถมากจะเลยวเบนไดนอยกวาคลนทมความถนอย

ง. การเลยวเบนของคลน จะมการแทรกสอดเกดขนดวยเสมอ


ก. คลนทมความถมากจะเลยวเบนไดนอยกวาคลนทมความถนอย


ค. คลนทมความยาวคลนมาก เลยวเบนผานชองทแคบกวาความยาวคลน จะเหนแนวบพและปฏบพ

ง. การเลยวเบนของคลน จะมการแทรกสอดเกดขนดวยเสมอ

11

5. ขอใดถกตองเกยวกบการเลยวเบนของคลนผวน าผานชองเดยว

ก. ถาความกวางของชองเดยวนอยกวาความยาวคลน คลนจะแสดงทงสมบตการเลยวเบน และ

การแทรกสอด แตไมเกดแนวบพ

ข. ถาความกวางของชองเดยวมากกวาความยาวคลน คลนแสดงทงสมบตการเลยวเบน และ

การแทรกสอด และเกดแนวบพ

ค. ถาความกวางของชองเดยวเปนจดเลกๆ คลนจะเลยวเบนไดดทสด แนวโคงเปนวงกลมเดนชดทสด

ง. ทง ก ข และ ค

6. หลกการฮอยเกนสทใชอธบายปรากฏการณของคลน คอขอใด

ก. การเกดคลนใหม ข. การเปลยนเฟส

ค. การแทรกสอด ง. การเลยวเบน

7. การเลยวเบนของคลนน าดงรปภาพ เกดขนกรณไหนบาง

ก. การเลยวเบนผานชองแคบค

ข. คลนเลยวเบนผานชองแคบมากๆ ค. การเลยวเบนเมอชองกวางมากกวาความยาวคลนตกกระทบ ง. การเลยวเบนเมอชองกวางใกลเคยงกบความยาวคลนตกกระทบ

8. ถาใหคลนหนาตรงเคลอนทผานชองเดยวทมความกวางของชองนอยกวาความยาวคลน คลนททผานชองจะ

เปนไปตามขอใด

ก. มการเลยวเบน และเหนแนวบพ ปฎบพ ข. มการเลยวเบน แตไมเหนแนวบพ ปฎบพ

ค. ไมมการเลยวเบน แตเหนแนวบพ ปฎบพ ง. ไมมการเลยวเบน และไมเหนแนวบพ ปฎบพ

12

9. จากการทดลองเรองการเลยวเบนของคลนผวน าผานชองเดยว พบวา

1. คลนทผานชองแคบจะมความยาวคลนเทาเดม

2. ถาความยาวคลนมากกวาความกวางของชอง จะเกดการเลยวเบนและมแนวบพ

3. ถาความยาวคลนนอยกวาความกวางของชอง จะไมเกดการเลยวเบน

ค าตอบทถกคอ

ก. ขอ 1 เทานน ข. ขอ 2 เทานน

ค. ขอ 1 และ 2 ง. ขอ 1, 2 และ 3

10. การหกเหและการเลยวเบนของคลนมขอแตกตางกนคออะไร

ก. การเลยวเบนจะใหพลงงานมากกวาการหกเห

ข. การหกเหไมเกยวของกบความยาวชวงคลน แตการเลยวเบนเกยวของกบความยาวคลน

ค. การหกเหจะเกดตองมตวกลางตางชนดกน แตการเลยวเบนจะไมเกด ถามตวกลางตางชนดกน

ง. การเลยวเบนเกดขนไดในตวกลางเดยวกน แตการหกเหจะเกดไดตองมตวกลางตางกน

13

ทดสอบกอนเรยน

ชอ - สกล ………………………………………………………………………………….. เลขท ………………………………..

ขอ ก ข ค ง

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

คะแนนเตม …………………………………… คะแนน

คะแนนทได …………………………………… คะแนน

14

สรปหลกกำร กฎเกณฑ เรองกำรเลยวเบนของคลน (Diffraction of Wave)

ภาพท 2 การเลยวเบนของเสยง

ทมา http://slideplayer.in.th/slide/2167921/

ชวยกนคดหนอยวำ...ท ำไมขณะทเรำอยหลงก ำแพงเรำสำมำรถไดยนเสยงดงมำจำกอกดำนหนงได

กำรเกดกำรเลยวเบนของคลน (Diffraction of Wave)

การเลยวเบนของคลนเกดขนได เมอคลนจากแหลงก าเนดเดนทางไปพบสงกดขวางทมลกษณะเปน

ขอบหรอชอง ท าใหคลนเคลอนทเลยวออมผานสงกดขวางไปได อธบายไดโดยใชหลกของฮอยเกนส ซงกลาว

ไววา “ทก ๆ จดบนหนำคลนอำจถอไดวำเปนจดก ำเนดคลนใหมทใหคลนควำมยำวคลนเดมและเฟส

เดยวกน”

ภาพท 3 คลนเลยวเบนผานชองเปด

ทมา https://commons.wikimedia.org/wiki/File:HuygensDiffraction.svg

http://www.atom.rmutphysics.com/charud/oldnews/0/286/7/5/huygen/huygens1.html

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:HuygensDiffraction.svg

15

เมอคลนเคลอนทกระทบกบสงกดขวาง คลนสวนทกระทบสงกดขวางจะสะทอนกลบมา

คลนบางสวนทผานไปไดทขอบหรอชองเปด จะสามารถแผจากขอบของสงกดขวางเขาไปทางดานหลงของสง

กดขวางนน คลายกบคลนเคลอนทออมผานสงกดขวางนนไดเรยกปรากฏการณนวา”การเลยวเบน

(diffraction)”

กำรเลยวเบนของคลนน ำผำนชองเปดเดยว

จากการทดลอง เมอใหคลนตอเนองเสนตรงความยาวคลนคงตวเคลอนทผานสงกดขวางทมลกษณะ

เปนชองเปดทเรยกวา สลต (slit) การเลยวเบนจะแตกตางกนโดยลกษณะคลนทเลยวเบนผานไปไดจะขนอยกบ

ความกวางของสลตดงรป

1. เมอคลนเลยวเบนผานชองแคบมากๆ จะเลยวเบนไดอยางเดนชด (ไดหนาคลนวงกลม)

ภาพท 4 คลนเลยวเบนผานชองแคบมากๆ

ทมา https://maytimblog.wordpress.com/2013/02/10/การเลยวเบน/

2. การเลยวเบนเมอชองกวางใกลเคยงกบความยาวคลนตกกระทบ

ภาพท 5 การเลยวเบนเมอชองกวางใกลเคยงกบความยาว


https://yetoneckeep.files.wordpress.com/2015/07/46b8b-g2.jpg

https://yetoneckeep.files.wordpress.com/2015/07/61d7d-000r.png

16

3. การเลยวเบนเมอชองกวางมากกวาความยาวคลนตกกระทบ จะเกดการแทรกสอดหลงเลยวเบน

ภาพท 6 การเลยวเบนเมอชองกวางมากกวาความยาวคลน


4. การเลยวเบนเมอชองกวางมาก ๆ เมอเทยบกบความยาวคลน จะไมเกดการแทรกสอดหลงเลยวเบน

ภาพท 7 การเลยวเบนเมอชองกวางมากๆ เมอเทยบกบความยาวคลน


1. 𝑑 >λ เกดการเลยวเบนและเกดการแทรกสอด โดยเกดแนวบพมากกวา 1 แนว และ

มองเหนแนวบพได

2. 𝑑 =λ เกดการเลยวเบนดทสด โดยแนวบพท1 ทบแนวสงกดขวาง จงมองไมเหนแนวบพ

3. 𝑑 ≤λ เกดการเลยวเบน แตไมเกดการแทรกสอด โดยไมเกดแนวบพ

https://yetoneckeep.files.wordpress.com/2015/07/4e2c2-g1.jpg

https://yetoneckeep.files.wordpress.com/2015/07/6feb6-000r1.png

17

เมอคลนเคลอนทผานสงกดขวาง ซงเปนชองแคบคลนจะเลยวเบนผานชองแคบไป ปรากฏเปนคลน

หลงสงกดขวางได ซงการเลยวเบนนจะเกดไดด ถาหากชองแคบนนมความกวางประมาณเทา หรอนอยกวา

ความยาวคลน โดยเสมอนหนงวาชองแคบนนท าหนาทเปนแหลงก าเนดคลนใหมใหหนาคลนวงกลม

ออกมารอบชองแคบนน แตถาชองแคบนนกวางกวาความยาวคลนจะเกดการเลยวเบนและเกดการแทรกสอด

ขนดวย

กำรเลยวเบนผำนชองแคบค (Double Slits)

เมอคลนเคลอนทผานชองแคบค ซงมขนาดชองเลกๆ พบวาชองเลกๆ นนท าหนาทเปนแหลงก าเนดคลน

อนใหมทกระจายคลนวงกลมออกมา เกดการแทรกสอดกนเปนไปตามกฎการแทรกสอด ของแหลงก าเนดคลน

สองแหลงจรงๆ ปรากฏเปนแนวปฏบพ และบพ ดงรป

ภาพท 8 การเลยวเบนผานชองแคบค

ทมา https://th.wikipedia.org/wiki/การเลยวเบน

ในกรณทคลนเคลอนทผานสลตเดยว (ชองแคบเดยว) ทมความกวางของชองเทากบหรอมากกวาความยาวคลน จะพบวาการเลยวเบนเหนแนวบพ การเลยวเบนผานสลตจะเกดการแทรกสอดขนเสมอ

18

กรณ ชองแคบเดยว (สลตเดยว) ถาให d เปนสลตเดยว (d> ) ให P เปนจดใดๆบนแนวบพท n จะได

ndiffpath

หรอเมอจด P เปนจดทไกลมากๆ nsind เมอ n = 1,2,3,..

และให P เปนจดใดๆบนแนวปฎบพท n จะได

)2

1n(diffpath

หรอเมอจด P เปนจดทไกลมากๆ )2

1n(sind เมอ n = 1,2,3,..

กรณชองค (สลตค) ให d เปนระยะหางระหวางชองคซกจะตองไมนอยกวา 2

1 จงจะท าใหเกดรว

การแทรกสอด สามารถหาแนวปฎบพไดจาก

ndiffpath

หรอเมอจด P เปนจดทไกลมากๆ nsind เมอ n = 1,2,3,..

และหาแนวบพไดจาก

)2

1n(diffpath

หรอเมอจด P เปนจดทไกลมากๆ )2

1n(sind เมอ n = 1,2,3,..

19

ใบกจกรรมท 1 กำรทดลองกำรเลยวเบนของคลน

จดประสงคกำรทดลอง

1. อธบายลกษณะของหนาคลนทอยดานหลงของสงกดขวางได 2. อธบายลกษณะของคลนเมอผานชองเปดทมความกวางนอยกวาความยาวคลน เทากบความยาวคลนและมากกวาความยาวคลนได อปกรณกำรทดลอง 1. ชดถาดคลนคลนพรอมอปกรณ 1 ชด 2. หมอแปลงไฟฟาโวลตต า 1 ชด 3. น า 4. กระดาษขาว 1 แผน 5. สายไฟฟา 1 ชด

ภาพท 9 ชดถาดคลน

ทมา http://physics.ipst.ac.th/?p=1575

20

วธกำรทดลอง 1. ตดตงชดถาดคลนใหพรอมทดลอง แลววางแผนกนแนวตรง ณ บรเวณกลางถาดคลนในแนวขนานกบคานก าเนดคลน 2. ท าใหเกดคลนหนาตรงตอเนองเคลอนทเขาหาแผนกน โดยใหหนาคลนขนานกบแผนกนนน สงเกตการเคลอนทของคลนเมอเลยวเบนผานขอบแผนกน 3. ใชแผนกนสองแผนท าชองเปดทมความกวางมากกวาความยาวคลน สงเกตลกษณะของคลนเมอคลนเคลอนทผานชองเปดไปแลว 4. ปรบความกวางของชองเปดใหมความกวางใกลเคยงความยาวคลน สงเกตลกษณะของคลนเคลอนทผานชองเปดไปแลว 5. ท าซ าโดยปรบความกวางของชองเปดใหมความกวางนอยกวาความยาวคลน สงเกตลกษณะของคลนเคลอนทผานชองเปดไปแลว 6. วาดภาพแสดงการทดลองและบนทกผลการทดลองทไดดวยการวาดภาพทเกดขนทใตถาดคลน 7. สรปผลการทดลอง

21

ผลกำรทดลอง ภำพแสดงกำรทดลอง (บนทกภำพทสงเกตเหนจำกใตถำดคลนเมอใชสงกดขวำงในลกษณะตำง ๆ )

ระยะในกำรวำงแผนกน ภำพทไดจำกกำรสงเกต

ชองเปดทมความกวางนอยกวาความยาวคลน

ชองเปดทมความกวางเทากบความยาวคลน

ชองเปดทมความกวางมากกวาความยาวคลน

สรปผลกำรทดลอง ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………...

22

ค ำถำมหลงกำรทดลอง 1. จากการทดลองเมอคลนเดนทางไปพบสงกดขวางคลนสามารถเดนทางออมสงกดขวางไดหรอไม

สงเกตจากอะไร

ตอบ

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2.เมอนกเรยนวางสงกดขวางลกษณะแตกตางกน กนหนาตรงทเดนทางมา ลกษณะของคลนทเกดขน

ดานหลงสงกดขวางมลกษณะแตกตางกนอยางไร จงอธบาย

ตอบ

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………...

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

3. การเลยวเบนของคลนแตกตางจากการหกเหของคลน หรอไมอยางไร

ตอบ

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………...

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

23

ใบกจกรรมท 2 Gallery Walk เดนเวยน แลกเปลยนควำมร จดประสงค 1. เพอฝกใหผเรยนเกดทกษะการคดวเคราะห การตงค าถาม การตอบค าถาม การสอสารและการยอมรบฟงความคดเหนของผอน ค าชแจง 1. แบงนกเรยนออกเปนกลมๆ โดยใชกลมตามเดมกบการทดลอง 2. ใหนกเรยนรวมกนท ากจกรรม อภปราย และสรปความคดเหนของกลมในเรองการเลยวเบนของคลน 3. เขยนลงในกระดาษโปสเตอรแลวน าไปตดไวทผนง ระยะหางกนพอสมควร 4. แจกปากกาสแดงใหแตละกลม 5. อธบายวธการเดนชมแลกเปลยนเรยนรผลงานของกลมอน 6. ใหนกเรยนแตละกลมยนตรงโปสเตอรของตนเอง 7. ใหสญญาณใหนกเรยนแตละกลมเดนไปหยดทโปสเตอรของกลมถดไป 8. ศกษาผลงาน อภปราย และสรปความคดเหน ถาเหนดวยในประเดนใดใหเขยนเครองหมาย / หนาประเดนนน ถาไมเหนดวยในประเดนใดใหเขยนความคดเหนของตนเองลงไป ถาไมแนใจในประเดนใดใหเขยนเครองหมายค าถาม 9. ใหนกเรยนท ากจกรรมเชนเดมจนครบทกโปสเตอร หรอ 2 – 3 โปสเตอรตามเวลาทม 10. น าอภปรายทงชน โดยคร เพอสรปความคดเหนของหอง

25

ใบกจกรรมท 3 เกมใบสำมค ำ จดประสงค 1. ใหผเรยนฝกส าหรบใชเรยนร หรอทบทวนความหมาย หรอ มโนทศนของการเลยวเบนของคลน ค าชแจง 1. แตละกลมรบทราบกตกา โดยมผทาย 1 คน ผใบ 3 คน ซงผใบสามารถใบไดคนละ 1 พยางคเทานน และหามพดค าปรศนานนออกมา 2. ผทาย ทายถก จะไดรบคะแนน 1 คะแนน 3. แตละกลมมเวลาเลนเพยง 1 นาท 30 วนาท เทานน หากไมไดค าไหน ใหบอกวาผาน ถาเหลอเวลาจะกลบมาเลนใหม

ค ำศพททใชในกำรเลน “เกมใบสำมค ำ”

การเลยวเบน การแทรกสอด สนคลน การสะทอน ความยาวคลน แอมพลจด รงส คลนตามขวาง เสนแนวฉาก การหกเหของคลน เฟส ความถคลน ปฏบพ รงสยว คลนตามยาว คาบเวลา ตวกลาง แสง แหลงก าเนด บพ ชองแคบ หนาคลน การแกวง ถาดคลน แถบมด อาพนธ มมตกกระทบ หกลาง สปรง

26

ใบงำนท 1

1. จงอธบายปรากฏการการเลยวเบนของคลน และหลกของฮอยเกนส

............................................................................................................................. .................................................

.................................................................................. ............................................................................................

............................................................................................................................. .................................................

............................................................................................................................. ..................................................2. ลกษณะของการเลยวเบนเมอผานชองแคบเดยว จะมความสมพนธกบความกวางของชองแคบอยางไร ............................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. ............................................... ............................................................................................................................. .................................................. 3. ถาคลนผวน ามความยาวคลนมากกวาความกวางของชองเปด 1 ชอง การเลยวเบนของคลนนจะแตกตางกบ

คลนผวน าทมความยาวคลนนอยกวาความกวางของชองเปด 1 ชองอยางไร

............................................................................................................................. .................................................

............................................................................................................................. .................................................

.................................................................................................................................................................... ..........

........................................................................................................................ ....................................................... 4. การเลยวเบนของคลนเมอผานชองเปดทแคบกวาความยาวคลน จะมแนวบพเกดขนหรอไมเพราะเหตใด

.................................................................................................... ..........................................................................

............................................................................................................................. .................................................

..................................................................................................................................... .........................................

......................................................................................... ...................................................................................... 5. การแทรกสอดและการเลยวเบนจ าเปนตองเกดขนพรอมกนหรอไม เพราะเหตใด

............................................................................................................................. .................................................

.................................................................................. ............................................................................................

............................................................................................................................. .................................................

27


ใหนกเรยนวำดรปกำรเลยวเบนเมอผำนชองแคบเดยวทก ำหนดใหตอไปน 1. คลนเคลอนทผานสงกดขวางแลวท าใหคลนมการเบยงเบนทศทาง ออมสงกดขวางนนไป

2. คลนเลยวเบนผานชองแคบมากๆ


28


5. การเลยวเบนเมอชองกวางมาก ๆ เมอเทยบกบความยาวคลน

6. การเลยวเบนผานชองแคบค

29

ตวอยำง แบบฝกหดกำรเลยวเบนของคลนกล

1. ชองเปดเดยวกวาง 6 เซนตเมตร ใหคลนหนาตรงมความยามคลน 2 เซนตเมตร เคลอนทผาน จงหาแนวบพ

ทเกดขนทงหมด

วธท ำ

ขนท 1 ท ำควำมเขำใจในปญหำ

1. วเครำะหโจทยวำ ตองกำรหำอะไร

แนวบพทเกดขนทงหมด n

2. สงทโจทยก ำหนดให

d = 6 เซนตเมตร = 0.06 เมตร

= 2 เซนตเมตร = 0.02 เมตร

ขนท 2 วำงแผนกำรแกสมกำร

3.สมกำรทใชในกำรค ำนวณ

nsind ขนท 3 ด ำเนนกำรแกปญหำ

4. แทนคำเพอแกสมกำร

จาก nsind

3n

02.0

06.0n

n02.01x06.0

02.0nx90sin06.0

ขนท 4 ตรวจค ำตอบ

5. ตรวจค ำถำมทวนโจทย

นนคอ แนวบพทเกดขนทงหมด = 2n = 3(2) = 6 แนว (ซาย 2 , ขวา 2)

30

2. คลนหนาตรงมความยาวคลน 1.0 เซนตเมตร เคลอนทในแนวตงฉาก ผานชองแคบเดยวกวาง 8 เซนตเมตร

จงหาแนวบพท 4 เบนจากแนวกงกลางเปนมมเทาใด

วธท ำ



แนวบพท 4 เบนจากแนวกงกลางเปนมมเทาใด



= 1 เซนตเมตร = 0.01 เมตร



nsind

ขนท 3 ด ำเนนกำรแกปญหำ


30

2

1sin

08.0

04.0sin

01.0x4sin08.0

nsind



นนคอ แนวบพท 4 เบนจากแนวกงกลางเปนมม 30 องศา

31

3. คลนน าหนาตรงมความยาวคลน 2.5 เซนตเมตร ผานอยางตงฉากกบชองเปดเดยวซงกวาง 8 เซนตเมตร

จงหาแนวปฎบพแรกเบนจากแนวกลางเทาไร

วธท ำ



แนวปฎบพแรกเบนจากแนวกลาง



= 2.5 เซนตเมตร = 0.025 เมตร



)2

1n(sind



)2

1n(sind

95.27

469.0sin

08.0

0375.0sin

025.0)2

11(sin08.0



แนวปฎบพแรกเบนจากแนวกลาง 27.95 องศา

32

4. ชองเปด 2 ชองอยหางกน 4 ซม. ใหคลนหนาตรงความยาวคลน 0.5 ซม. ตกกระทบในแนวตงฉาก จงหา

แนวปฏบพกแนว

วธท ำ



แนวปฏบพกแนว





= 0.5 เซนตเมตร = 0.005 เมตร



)2

1n(sind

8n

5.8n

2

18n

005.0

04.0

2

1n

0005.0)2

1n(1x04.0

0005.0)2

1n(90sin04.0

)2

1n(sind



แนวปฏบพม = 2n + 1 = 2(8) + 1 = 17 แนว

33

5. ใหคลนหนาตรงเคลอนทผานชองเปด 1 ชอง ทมความกวาง 3 เซนตเมตร ท าใหเกดแนวบพทงหมด 6 แนว

อยากทราบวาคลนผวน าจะมความยาวคลนเทาใด

วธท ำ



ความยาวคลน



แนวบพทงหมด 6 แนว ดงนน n = 3 แนว



nsind ขนท 3 ด ำเนนกำรแกปญหำ


m01.0

3

03.0

31x03.0

390sin03.0

nsind



นนคอ คลนผวน าจะมความยาวคลน 0.01 เมตร

34

แบบฝกหดกำรแทรกสอดของคลน

1. ชองแคบคอยหางกน 8 เซนตเมตร ในถาดคลน ถาท าใหเกดคลนหนาตรงผานชองแคบคนนในแนวตงฉาก

ท าใหเกดการแทรกสอดขน ถาจด B อยบนแนวปฏบพท 2 ซงอยหางจากชองแคบทงสองเปนระยะ 10

เซนตเมตร และ 14 เซนตเมตร ตามล าดบ จงหา

ก. ความยาวคลน ข. แนวบพและปฎบพทเกดขนทงหมด

วธท ำ



…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2. สงทโจทยก ำหนดให

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ขนท 2 วำงแผนกำรแกสมกำร


…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ขนท 3 ด ำเนนกำรแกปญหำ


…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ขนท 4 ตรวจค ำตอบ


……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

35

2. การทดลองการแทรกสอดของคลนจากแหลงก าเนด S1 และ S2 ซงวางหางกนเปนระยะ d ในถาดคลน

แหลงก าเนดทงสองสนดวยความถเดยวกนและมเฟสตรงกน มผลท าใหเกดภาพของการแทรกสอดในถาดคลน

มลกษณะดงรป โดยทเสนทบแสดงถงแนวปฏบพสวนเสนประแสดงถงแนวบพ ในกรณนระยะระหวาง

แหลงก าเนดคลนทงสองควรเปนเทาใด ในเทอมของความยาวคลน

วธท ำ



…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2. สงทโจทยก ำหนดให





…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ขนท 4 ตรวจค ำตอบ


……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

36

3. คลนน าความยาวคลนเทาไร ทจะท าใหเกดบพทงหมด 4 บพ รอบแนวกงกลางของชองเปดเมอเคลอนท

ผานชองเปดทมความกวาง 2.2 เมตร

วธท ำ



…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2. สงทโจทยก ำหนดให

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………



……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………



…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ขนท 4 ตรวจค ำตอบ


…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

37

4. ชองเปด 2 ชอง หางกน 3.25 เทาของความยาวคลนน าหนาตรงทผานเขามากระทบในแนวตงฉากท าให

คลนน าทผานชองเปดทงสองเกดการเลยวเบนแลวแทรกสอด จงหาแนวบพและปฏบพทเกดขนทงหมด

วธท ำ



…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2. สงทโจทยก ำหนดให





…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ขนท 4 ตรวจค ำตอบ


…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

38

5. คลนหนาตรงตอเนองเคลอนทผานชองเปดเดยวโดยหนาคลนขนานกบชองเปดน ปรากฏวาเกดบพ 6 แนว

พอด ถาความกวางของชองเปดเพมขนเปนสองเทาของเดมและความถของคลนลดลงเปน 1 สวน 3 เทา

ของเดม จะเกดแนวบพผานชองเปดกแนว

วธท ำ



………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………............................................................................................................................. ................................. 2. สงทโจทยก ำหนดให

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….............. ขนท 2 วำงแผนกำรแกสมกำร




…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ขนท 4 ตรวจค ำตอบ


……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

39

แบบทดสอบหลงเรยน

ค าชแจง

1. แบบทดสอบนเปนแบบทดสอบปรนย 4 ตวเลอก

2. แบบทดสอบนมทงหมด 10 ขอ 10 คะแนน เวลา 10 นาท

3. ใหท าเครองหมายกากบาทลงชอง ก ข ค หรอ ง ลงในกระดาษค าตอบทเหนวา

ถกตองทสดเพยงขอเดยว


ก. คลนทมความถมากจะเลยวเบนไดนอยกวาคลนทมความถนอย


ค. การเลยวเบนของคลน จะมการแทรกสอดเกดขนดวยเสมอ

ง. คลนทมความยาวคลนมาก เลยวเบนผานชองทแคบกวาความยาวคลน จะเหนแนวบพและปฏบพ

2. ชองเปดเดยวกวาง 6 ซม. ใหคลนหนาตรงมความยาวคลน 2 ซม. เคลอนทผานจงหาแนวบพทเกดขนกแนว

ก. 3 ข. 4 ค. 5 ง. 6

3. การทดลองเกยวกบชองแคบค แสดงถงสมบตใดของคลน

ก. การหกเห ข. การเลยวเบน

ค. การเลยวเบนและการหกเห ง. การเลยวเบนและการแทรกสอด

4. การเลยวเบนของคลนน าดงรปภาพ เกดขนกรณไหนบาง

ก. การเลยวเบนผานชองแคบค ข. คลนเลยวเบนผานชองแคบมากๆ

ค. การเลยวเบนเมอชองกวางใกลเคยงกบความยาวคลนตกกระทบ ง. การเลยวเบนเมอชองกวางมากกวาความยาวคลนตกกระทบ

40

5. ขอความขอใดเปนหลกของฮอยเกนส ก. จดทกจดถาถกรบกวนสามารถเปนแหลงก าเนดคลนได

ข. คลนเมอผานสงกดขวางสวนของคลนสามารถเลยวเบนได ค. แตละจดบนหนาคลนสามารถถอไดวาเปนแหลงก าเนดของคลนใหม ง. เมอคลนผานชองแคบเลกๆจะเกดการแทรกสอดกนได

6. เมอคลนน าหนาตรงเคลอนทไปกระทบสงกดขวาง จะมคลนบางสวนแผจากขอบของสงกดขวางไปทางดานหลงของสงกดขวางนน ซงเรยกวา การเลยวเบนของคลน คลนทแผไปมลกษณะตามขอใด

ก. มหนาคลนเปนวงกลม ข. หนาคลนขนานกบหนาคลนเดม ค. มหนาคลนเปนเสนตรง ง. ทศการเคลอนทคงเดม

7. ปรากฏการณหกเห และการเลยวเบนของคลนมหลายอยางทเหมอนกนมแตกตางกนอยางหนงคออะไร ก. การเลยวเบนจะใหพลงงานมากกวาการหกเห ข. การหกเหไมเกยวของกบความยาวคลน แตการเลยวเบนเกยวของกบความยาวคลน ค. การหกเหจะเกดขนตองมตวกลางตางชนดกนแตการเลยวเบนจะไมเกดขนถามตวกลางตางชนดกน ง. การเลยวเบนเกดขนไดในตวกลางเดยวกน แตการหกเหจะเกดขนไดตองมตวกลางตางกน

8. ชองเปด 2 อยหางกน 8 เซนตเมตร ใหคลนหนาตรงความยาวคลน 2.5 เซนตเมตร กระทบในแนวตงฉากจงหาปฏบพทเกดขนทงหมดกแนว

ก. 7 ข. 8 ค. 4 ง. 3 9. ขอใดถกตองเกยวกบการเลยวเบนของคลนผวน าผานชองเดยว

ก. ถาความกวางของชองเดยวนอยกวาความยาวคลน คลนจะแสดงทงสมบตการเลยวเบนและการ แทรกสอด แตไมเกดแนวบพ ข. ถาความกวางของชองเดยวมากกวาความยาวคลน คลนแสดงทงสมบตการเลยวเบนและ การแทรกสอด และเกดแนวบพ ค. ถาความกวางของชองเดยวเปนจดเลกๆ คลนจะเลยวเบนไดดทสด แนวโคงเปนวงกลมเดนชดทสด ง. ทง ก ข และ ค

10. เมอคลนหนาตรงความยาวคลน ตกกระทบชองเปดกวาง d เมอไรทเกดการเลยวเบนแลวเกดการแทรกสอด แตสงเกตไมชดเจน

ก. d << ข. d >> ค. d > ง . d =

41

ทดสอบหลงเรยน

ชอ - สกล ………………………………………………………………………………….. เลขท ………………………………..

ขอ ก ข ค ง

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

คะแนนเตม …………………………………… คะแนน

คะแนนทได …………………………………… คะแนน

42

แบบบนทกคะแนนผลกำรใชชดกจกรรม

ค ำสง ใหนกเรยนบนทกคะแนนจากการท ากจกรรมในชดกจกรรม

ตำรำงบนทกคะแนนดำนควำมรทนกเรยนท ำได

ผลงำน คะแนนเตม คะแนนทได คดเปนรอยละ ผลประเมน

ใบกจกรรมท 1 10



ใบงานท 1 5

ใบงานท 2 12

แบบฝกหด 25

แบบทดสอบหลงเรยน 10

43

ตำรำงแปรผลกำรประเมนคณภำพดำนควำมรจำกกำรเรยนโดยใชชดกจกรรมชดท 5

ชวงคะแนนทได (รอยละ) ระดบคณภำพ

รอยละ 90.00 ขนไป ดเยยม

75.00 – 89.99 ดมาก

60.00 – 74.99 ด

50.00 – 59.99 พอใช

นอยกวารอยละ 50.00 ตองปรบปรง

ขอปฏบตหลงเรยนโดยใชชดกจกรรม

ถาท าคะแนนไดตงแตรอยละ 75 ขนไปถอไดวาเยยมมาก แตถาท าคะแนนต ากวารอยละ 75 ตองกลบไปทบทวนเนอหา ฝกท าแบบฝกหดซ าๆ จนกวาจะเขาใจเนอหา กอนทเราจะไปเรยนตอในชดกจกรรมชดท 6

44

บรรณำนกรม กำรเลยวเบนผำนชองแคบค (Double Slits) . (ออนไลน). แหลงทมา : http://www.atom.rmutphysics. com/ charud/oldnews/0/284/6/wave/diffraction3.html. 27 กนยายน 2560. กำรเกดกำรเลยวเบนของคลน. (ออนไลน). แหลงทมา : http://physics.ipst.ac.th/?p=1575. 27 กนยายน 2560. กำรเลยวเบนของคลนน ำผำนชองเปดเดยว. (ออนไลน). แหลงทมา : https://orapanwaipan. wordpress.com. 27 กนยายน 2560. นรนดร สวรตน. (2554) . คลนกล . พมพครงท 1. กรงเทพฯ : พ.ศ.พฒนา

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย (สสวท.). (2557). คมอครรำยวชำเพมเตมฟสกส เลม 3.

กรงเทพฯ : ครสภาลาดพราว, 2548.

45

เฉลยแบบฝกหด

แบบทดสอบกอนและหลงเรยน

46

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน

ขอ ก ข ค ง 1 X 2 X 3 X 4 X 5 X 6 X 7 X 8 X 9 X 10 X

47

ใบกจกรรมท 1 กำรทดลองกำรเลยวเบนของคลนน ำ

จดประสงคกำรทดลอง

1. อธบายลกษณะของหนาคลนทอยดานหลงของสงกดขวางได 2. อธบายลกษณะของคลนเมอผานชองเปดทมความกวางนอยกวาความยาวคลน เทากบความยาวคลนและมากกวาความยาวคลนได อปกรณกำรทดลอง 1. ชดถาดคลนคลนพรอมอปกรณ 1 ชด 2. หมอแปลงไฟฟาโวลตต า 1 ชด 3. น า 4. กระดาษขาว 1 แผน 5. สายไฟฟา 1 ชด

ทมา http://physics.ipst.ac.th/?p=1575

48

วธกำรทดลอง 1. ตดตงชดถาดคลนใหพรอมทดลองแลววางแผนกนแนวตรง ณ บรเวณกลางถาดคลนในแนวขนานกบคานก าเนดคลน 2. ท าใหเกดคลนหนาตรงตอเนองเคลอนทเขาหาแผนกน โดยใหหนาคลนขนานกบแผนกนนน สงเกตการเคลอนทของคลนเมอเลยวเบนผานขอบแผนกน 3. ใชแผนกนสองแผนท าชองเปดทมความกวางมากกวาความยาวคลน สงเกตลกษณะของคลนเมอคลนเคลอนทผานชองเปดไปแลว 4. ปรบความกวางของชองเปดใหมความกวางใกลเคยงความยาวคลน สงเกตลกษณะของคลนเคลอนทผานชองเปดไปแลว 5. ท าซ าโดยปรบความกวางของชองเปดใหมความกวางนอยกวาความยาวคลน สงเกตลกษณะของคลนเคลอนทผานชองเปดไปแลว 6. วาดภาพแสดงการทดลองและบนทกผลการทดลองทไดดวยการวาดภาพทเกดขนทใตถาดคลน 7. สรปผลการทดลอง ผลกำรทดลอง ภำพแสดงกำรทดลอง (บนทกภำพทสงเกตเหนจำกใตถำดคลนเมอใชสงกดขวำงในลกษณะตำง ๆ )

ระยะในกำรวำงแผนกน ภำพทไดจำกกำรสงเกต

ชองเปดทมความกวางนอยกวาความยาวคลน

ชองเปดทมความกวางเทากบความยาวคลน

49

ชองเปดทมความกวางมากกวาความยาวคลน

สรปผลกำรทดลอง เมอใหคลนตอเนองเสนตรงความยาวคลนคงตวเคลอนทผานสงกดขวางทมลกษณะเปนชองเปดทเรยกวา สลต (slit) การเลยวเบนจะแตกตางกนโดยลกษณะคลนทเลยวเบนผานไปไดจะขนอยกบความกวางของสลต ค ำถำมหลงกำรทดลอง 1. จากการทดลองเมอคลนเดนทางไปพบสงกดขวางคลนสามารถเดนทางออมสงกดขวางไดหรอไม

สงเกตจากอะไร

ตอบ ได สงเกตจากการเหนคลนดานหลงสงกดขวาง

2.เมอนกเรยนวางสงกดขวางลกษณะแตกตางกน กนหนาตรงทเดนทางมา ลกษณะของคลนทเกดขน

ดานหลงสงกดขวางมลกษณะแตกตางกนอยางไร จงอธบาย

ตอบ แตกตางกน เชน ถาวางสงกดขวางทมชองเปดความกวางนอยกวาความยาวคลน คลนเลยวเบนทเหนจะ

เปนคลนวงกลมคลายกบชองเปดนนเปนแหลงก าเนดคลนวงกลม ถาชองเปดมความกวางมากกวาความยาว

คลนจะเหนเคลอนทออมผานขอบของชองเปดไปดานหลงแตไมเปนแหลงก าเนดคลนวงกลม

3. การเลยวเบนของคลนแตกตางจากการหกเหของคลน หรอไมอยางไร

ตอบ การหกเหในคลนคลนจะเดนทางเขาไปสตวกลางใหมแตการเลยวเบนเปนการเดนทางออมสงกดขวาง

ของคลนไมมการเปลยนตวกลาง

50

ใบกจกรรมท 2 Gallery Walk เดนเวยน แลกเปลยนควำมร จดประสงค 1. เพอฝกใหผเรยนเกดทกษะการคดวเคราะห การตงค าถาม การตอบค าถาม การสอสารและการยอมรบฟงความคดเหนของผอน ค าชแจง 1. แบงนกเรยนออกเปนกลมๆ โดยใชกลมตามเดมกบการทดลอง 2. ใหนกเรยนรวมกนท ากจกรรม อภปราย และสรปความคดเหนของกลมในเรองการเลยวเบนของคลน 3. เขยนลงในกระดาษโปสเตอรแลวน าไปตดไวทผนง ระยะหางกนพอสมควร 4. แจกปากกาสแดงใหแตละกลม 5. อธบายวธการเดนชมแลกเปลยนเรยนรผลงานของกลมอน 6. ใหนกเรยนแตละกลมยนตรงโปสเตอรของตนเอง 7. ใหสญญาณใหนกเรยนแตละกลมเดนไปหยดทโปสเตอรของกลมถดไป 8. ศกษาผลงาน อภปราย และสรปความคดเหน ถาเหนดวยในประเดนใดใหเขยนเครองหมาย / หนาประเดนนน ถาไมเหนดวยในประเดนใดใหเขยนความคดเหนของตนเองลงไป ถาไมแนใจในประเดนใดใหเขยนเครองหมายค าถาม 9. ใหนกเรยนท ากจกรรมเชนเดมจนครบทกโปสเตอร หรอ 2 – 3 โปสเตอรตามเวลาทม 10. น าอภปรายทงชน โดยคร เพอสรปความคดเหนของหอง

ตวอยาง แนวคดหลก

- นยามการเลยวเบนของคลน

- อธบายหลกการของฮอยเกนส

- รปการเลยวเบนของคลนเมอเจอสงกดขวางแบบตางๆ

- การเลยวเบนของคลนเมอผานชองแคบทมความกวางแตกตางกน

- ประโยชนการเลยวเบนในชวตประจ าวน

-

51

1. การเลยวเบนของคลนเกดขนได เมอคลนจากแหลงก าเนด

เดนทางไปพบสงกดขวางทมลกษณะเปนขอบหรอชองท าให

คลนเคลอนทเลยวออมผานสงกดขวางไปได

2. การเลยวเบนอธบายไดโดยใชหลกของฮอยเกนส ซงกลาวไว

วา “ทก ๆ จดบนหนาคลนอาจถอไดวาเปนจดก าเนดคลนใหม

ทใหคลนความยาวคลนเดมและเฟสเดยวกน”

3. การเลยวเบนของคลนจะเกดไดดเมอ ความกวางของชอง

เปดมคานอยกวาความยาวคลน

4. ถาคลนเคลอนทผานชองแคบค คลนจะเกดการเลยวเบน

แลวหลงจากนนจะเกดการแทรกสอดตามมา

5. รปภาพการเลยวเบนผานสงกดขวางและชองแคบเดยว

6. รปภาพการเลยวเบนผานชองแคบค เปนตน

7. ประโยชนการเลยวเบนคอ การไดยนเสยงแตรรถออมผาน

มมตก ท าใหผฟงทอยอกดานหนงไดยน หรอเสยงลอดชองจาก

หองหนงไปยงอกหองหนง หรอการทเราไดยนเสยงเพอนคยมม

ตก เปนตน

52

ใบกจกรรมท 3 เกมใบสำมค ำ จดประสงค 1. ใหผเรยนฝกส าหรบใชเรยนร หรอทบทวนความหมาย หรอ มโนทศนของการเลยวเบนของคลน ค าชแจง 1. แตละกลมรบทราบกตกา โดยมผทาย 1 คน ผใบ 3 คน ซงผใบสามารถใบไดคนละ 1 พยางคเทานน และหามพดค าปรศนานนออกมา 2. ผทาย ทายถก จะไดรบคะแนน 1 คะแนน 3. แตละกลมมเวลาเลนเพยง 1 นาท 30 วนาท เทานน หากไมไดค าไหน ใหบอกวาผาน ถาเหลอเวลาจะกลบมาเลนใหม

ค ำศพททใชในกำรเลน “เกมใบสำมค ำ”

การเลยวเบน การแทรกสอด สนคลน การสะทอน ความยาวคลน แอมพลจด รงส คลนตามขวาง เสนแนวฉาก การหกเหของคลน เฟส ความถคลน ปฏบพ รงสยว คลนตามยาว คาบเวลา ตวกลาง แสง แหลงก าเนด บพ ชองแคบ หนาคลน การแกวง ถาดคลน แถบมด อาพนธ มมตกกระทบ หกลาง สปรง

ตวอยางค าใบ 3 พยางค

การเลยวเบน ค าใบคอ หลกฮอยเกนส

การแทรกสอด ค าใบคอ คลนรวมกน

สนคลน ค าใบคอ สวนสงสด

การสะทอน ค าใบคอ สมบตคลน

ความยาวคลน ค าใบคอ สนถงสน

แอมพลจด ค าใบคอ กระจดสง

53

รงส ค าใบคอ เสนเคลอนท

คลนตามขวาง ค าใบคอ ตงฉากกน

เสนแนวฉาก ค าใบคอ อยตรงกลาง

การหกเหของคลน ค าใบคอ โรหตางกน

เฟส ค าใบคอ ต าแหนงคลน

ความถคลน ค าใบคอ รอบตอว

ปฏบพ ค าใบคอ แบบเสรมกน

รงสยว ค าใบคอ ดวงอาทตย

คลนตามยาว ค าใบคอ ขนานกน

คาบเวลา ค าใบคอ วตอรอบ

ตวกลาง ค าใบคอ ขนระหวาง

แสง ค าใบคอ ดวงอาทตย

แหลงก าเนด ค าใบคอ อนาพนธ

บพ ค าใบคอ หกลางกน

ชองแคบ ค าใบคอ รเลยวเบน

หนาคลน ค าใบคอ ฉากรงส

การแกวง ค าใบคอ เลนชงชา

ถาดคลน ค าใบคอ ทรองน า

แถบมด ค าใบคอ แสงทองคลน

อาพนธ ค าใบคอ เฟสตรงกน

มมตกกระทบ ค าใบคอ กฎสะทอน

หกลาง ค าใบคอ ทองเจอสน

สปรง ค าใบคอ ยดหยนได

54


1. จงอธบายปรากฏการการเลยวเบนของคลน และหลกของฮอยเกนส

ตอบ การเลยวเบน คอ ปรากฏการณทเกดขนเมอคลนเคลอนทผานสงกดขวางแลวคลนสวนหนงถกกน

เอาไวแลวสวนทผานไปนนสวนหนงจะเลยวเบนแผมมของเครองกดขวางไปดานหลงสงกดขวางนนดวย

การเลยวเบนสามารถอธบายไดดวย หลกของฮอยเกนส ; Huygenss มใจความวา “ทกๆจดบน

หนาคลน ถอวาเปนตนก าเนดใหม ซงใหก าเนดคลนวงกลม ทมเฟสเดยวกน เคลอนทไปในทางทศเดยวกบการ

เคลอนทของคลนนน”

2. ลกษณะของการเลยวเบนเมอผานชองแคบเดยว จะมความสมพนธกบความกวางของชองแคบอยางไร

ตอบ - ถาความกวางชองแคบเดยวเลกกวาความยาวคลน จะท าใหเกดการเลยวเบนออกจากชอง

นนเปนคลนวงกลม โดยมชองเลก ๆ เปนจดก าเนดใหม

- ถาความกวางชองแคบเดยวกวางกวาความยาวคลน คลนทมคลนหนาตรงกจะผานชองกวางนนไปใน

แนวขนานตรง โดยทขอบคลนจะโคงงอเลกนอย

3. ถาคลนผวน ามความยาวคลนมากกวาความกวางของชองเปด 1 ชอง การเลยวเบนของคลนนจะแตกตางกบ

คลนผวน าทมความยาวคลนนอยกวาความกวางของชองเปด 1 ชองอยางไร

ตอบ ถาความยาวคลนของคลนผวน ามากกวาความกวางของชองเปด 1 ชองภาพการเลยวเบนจะไมมแนว

บพ ชองเปดเสมอนเปนแหลงก าเนดคลนใหมใหหนาคลนรปครงวงกลม ดงรป ค แตถาความยาวคลนนอยกวา

ความกวางของชองเปด 1 ชองภาพการเลยวเบนมแนวบพดงรป ก

55

4. การเลยวเบนของคลนเมอผานชองเปดทแคบกวาความยาวคลน จะมแนวบพเกดขนหรอไมเพราะเหตใด

ตอบ จะไมมแนวบพเกดขนซงอธบายไดดงน

ให AB เปนชองเปดทกวางนอยกวา ตามหลกของฮอยเกนสทก ๆ จดบน AB ถอไดวาเปน

แหลงก าเนดคลนวงกลม

ให P เปนจดใด ๆ และ O เปนจดแบงครง AB

เนองจาก O เปนจดแบงครง AB เพราะฉะนน AO และ OB สนกวา2

AP – OP < 2

และ OP – BP < 2

นนคอ จดตาง ๆ จาก A ถง O และจาก O ถง B แตละคถดกน เมอวดระยะจากจดคนน ๆ ถง P จะ

ตางกนนอยกวา 2

โอกาสทคลนจะเคลอนทซอนทบกนเปนบพจงเปนไปไมได

5. การแทรกสอดและการเลยวเบนจ าเปนตองเกดขนพรอมกนหรอไม เพราะเหตใด

ตอบ การแทรกสอดและการเลยวเบนไมจ าเปนตองเกดขนพรอมกน การแทรกสอดเกดขนไดโดยไมตองมการเลยวเบน แตการเลยวเบนจะมการแทรกสอดเกดขนเมอชองเปดกวางกวาความยาวคลน

56


ใหนกเรยนวำดรปกำรเลยวเบนเมอผำนชองแคบเดยวทก ำหนดใหตอไปน 1. คลนเคลอนทผานสงกดขวางแลวท าใหคลนมการเบยงเบนทศทาง ออมสงกดขวางนนไป

2. คลนเลยวเบนผานชองแคบมากๆ


57


5. การเลยวเบนเมอชองกวางมาก ๆ เมอเทยบกบความยาวคลน

6. การเลยวเบนผานชองแคบค

58

แบบฝกหดกำรแทรกสอดของคลน

1. ชองแคบคอยหางกน 8 เซนตเมตร ในถาดคลน ถาท าใหเกดคลนหนาตรงผานชองแคบคนนในแนวตงฉาก

ท าใหเกดการแทรกสอดขน ถาจด B อยบนแนวปฏบพท 2 ซงอยหางจากชองแคบทงสองเปนระยะ 10

เซนตเมตร และ 14 เซนตเมตร ตามล าดบ จงหา

ก. ความยาวคลน ข. แนวบพและปฎบพทเกดขนทงหมด

วธท ำ



ก. ความยาวคลน

ข. แนวบพและปฎบพทเกดขนทงหมด


d = 8 เซนตเมตร

n = 2 แนว

S1A = 10 เซนตเมตร

S2A = 14 เซนตเมตร



nASAS 21

nsind

2

1nsind

59



.cm2

21410

nASAS 21

และ หาแนวบพสดทาย

5.4n

42

1n

22

1n90sin8

2

1nsind

หาแนวปฏบพสดทาย

4n

2n90sin8

nsind



นนคอ ความยาวคลนน ามคา 2 เซนตเมตร

มแนวบพทงหมด 8 แนว ปฏบพ 9 แนว

60

2. การทดลองการแทรกสอดของคลนจากแหลงก าเนด S1 และ S2 ซงวางหางกนเปนระยะ d ในถาดคลน

แหลงก าเนดทงสองสนดวยความถเดยวกนและมเฟสตรงกน มผลท าใหเกดภาพของการแทรกสอดในถาดคลน

มลกษณะดงรป โดยทเสนทบแสดงถงแนวปฏบพ สวนเสนประแสดงถงแนวบพ ในกรณนระยะระหวาง

แหลงก าเนดคลนทงสองควรเปนเทาใด ในเทอมของความยาวคลน

วธท ำ



ระยะระหวางแหลงก าเนดคลนทงสอง (d)


n = 2



2

1nsind



2

3d

2

1290sind

2

1nsind



ระยะระหวางแหลงก าเนดคลนทงสองมคาเปน 2

3

61

3. คลนน ามความยาวคลนเทาไร ทจะท าใหเกดบพทงหมด 4 บพ รอบแนวกงกลางของชองเปดเมอเคลอนท

ผานชองเปดทมความกวาง 2.2 เมตร

วธท ำ


ความยาวคลน


d = 2.2 เมตร

n = 4



nsind



m55.0

4

2.2

490sin2.2

nsind



นนคอ คลนน ามความยาวคลน 0.55 เมตร

62

4. ชองเปด 2 ชอง หางกน 3.25 เทาของความยาวคลนน าหนาตรงทผานเขามากระทบในแนวตงฉากท าให

คลนน าทผานชองเปดทงสองเกดการเลยวเบนแลวแทรกสอด จงหาแนวบพและปฏบพทเกดขนทงหมด

วธท ำ



แนวบพและปฎบพทเกดขนทงหมด


d = 3.25 เซนตเมตร

ð90 ขนท 2 วำงแผนกำรแกสมกำร


nsind

2

1nsind


4. แทนคำเพอแกสมกำร หาแนวปฏบพสดทาย

3n

25.3n

n90sin25.3

nsind

และ หาแนวบพสดทาย

3n

75.3n

25.32

1n

2

1n90sin25.3

2

1nsind

ขนท 4 ตรวจค ำตอบ 5. ตรวจค ำถำมทวนโจทย

นนคอ มแนวบพทงหมด 6 แนว ปฏบพ 7 แนว

63

5. คลนหนาตรงมความยาวคลน 1.0 เซนตเมตร เคลอนทในแนวตงฉาก ผานชองแคบเดยวกวาง 8 เซนตเมตร

จงหาแนวบพท 4 เบนจากแนวกงกลางเปนมมเทาใด

วธท ำ


แนวบพท 4 เบนจากแนวกงกลางเปนมมเทาใด


d = 8 เซนตเมตร

=1 เซนตเมตร

n = 4



nsind



ð30

2

1sin

14sin8

nsind



นนคอ แนวบพท 4 เบนจากแนวกงกลางเปนมม 30 องศา

64

เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน

ขอ ก ข ค ง 1 X 2 X 3 X 4 X 5 X 6 X 7 X 8 X 9 X 10 X

65

ประวตผจดท ำ

ชอ : นางสาวธตนนท นาจาน

ต าแหนง : ขาราชการคร วทยฐานะ : ช านาญการ โรงเรยนปากเกรด

วนเดอนปเกด : 28 เมษายน 2530

ทอย : บานเลขท 18/769 หม 5 ต.บางพด อ.ปากเกรด จ.นนทบร 11120

เบอรโทรศพท : 089-028-4545

อเมล : [email protected]

ประวตการศกษา :

มธยมศกษา แผนการเรยนวทยาศาสตร-คณตศาสตร โรงเรยนปากเกรด (2546-

2548)

ปรญญาตร ครศาสตรบณฑต เอกฟสกส จฬาลงกรณมหาวทยาลย (2549-2553)

ปรญญาโท ศกษาศาสตรมหาบณฑต สาขาหลกสตรและการสอนวทยาศาสตร

มหาวทยาลยสโขทยธรรมาธราช (2554-2555)

mailto:[email protected]

5e 1 เรื่อง...

Documents