3 ต้อนรับปีแห่งแสง พ.ศ. 2558 กับ...

7
3 ปีท่ 43 ฉบับที่ 195 กรกฎาคม - สิงหาคม 2558 นิตยสาร สสวท. 3 จากกิจกรรมสืบเสาะหาความรู้เรื่อง แสงเลเซอร์สอง กิจกรรมแรก ที่ได้น�าเสนอไปแล้วนั้น เป็นการให้ผู ้เรียนได้เรียนรูเกี่ยวกับสมบัติของแสงเลเซอร์และหลักการของการก�าเนิด แสงเลเซอร์ ผ่านการอภิปราย การคิดวิเคราะห์ และลงมือ ปฏิบัติเพื่อส�ารวจ บันทึกผล และสรุปองค์ความรู้ด้วยตนเอง จากหลักฐานที่ได้ ส�าหรับในกิจกรรมที่ 3 นี้ จะเป็นการน�าเสนอ แนวทางการจัดกิจกรรมการเรียนรู ้เกี่ยวกับการน�าแสงเลเซอร์ มาใช้ประโยชน์ ซึ่งจะเป็นการปิดท้ายของชุดกิจกรรมการเรียนรู เรื่อง แสงเลเซอร์ ที่ผู ้เขียนได้น�าเสนอต่อเนื่องมา ตั้งแต่ช่วงเริ่มปี พ.ศ. 2558 ซึ่งผู้เขียนหวังเป็นอย่างยิ่งว่า ผู้สอนที่ได้น�ากิจกรรม การเรียนรู้ไปจัดให้กับผู้เรียน ไม่ว่าจะเป็นในชั่วโมงเรียน ชั่วโมงกิจกรรม หรือค่ายวิทยาศาสตร์ จะสามารถสร้างความรูความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับแสงเลเซอร์ที่คงทนให ้กับ ผู ้เรียนได้เป็นอย่างดี พร้อมทั้งสร้างแรงบันดาลใจในการค้นคว้า เพิ่มเติมส�าหรับการเรียนต่อในระดับสูง และสร้างความตระหนัก กับผู้เรียนให้ได้เห็นคุณค่าของบทบาทของวิทยาศาสตร์และ เทคโนโลยีเกี่ยวกับแสงในการพัฒนาคุณภาพชีวิต ตามเป้าหมาย ของวาระที่องค์การสหประชาชาติ หรือ UN (United Nations) ที่ได้ประกาศให้ปี พ.ศ. 2558 น้ เป็นปีสากลแห่งแสงและเทคโนโลยีแสง (International Year of Light and Light-Based Technology) (ผู ้สนใจเกี่ยวกับกิจกรรมต่าง ๆ ของการรณรงค์ครั้งนี้ สามารถ หาข้อมูลเพิ่มเติมได้จากเว็บไซต์ http://www.light2015.org/ Home.html) กิจกรรมการเรียนรู ้ที่ 3 แสงเลเซอร์น�าไปใช้ประโยชน์ได้อย่างไร เวลา 90 – 120 นาที จุดประสงค์การเรียนรู้ 1) อธิบายหลักการและแนวทางที่เกี่ยวข้องกับการน�า แสงเลเซอร์ไปประยุกต์ใช้ 2) ยกตัวอย่างบทบาทของเทคโนโลยีด้านแสงเลเซอร์ ในการพัฒนาคุณภาพชีวิต วัสดุอุปกรณ์ 1) เลเซอร์พอยเตอร์ Class II 2) แบตเตอรี่ส�าหรับใช้กับเลเซอร์พอยเตอร์ 3) เทปกาว 4) กระดาษแข็งหนาหรือกระดาษลัง 5) สปริงจากปากกาแบบกด 6) กระดาษสีขาวขนาด A4 1 แผ่น 7) หนังสือหรือกล่องที่มีรูปทรงแข็งแรง 8) ไม้บรรทัด 9) ไม้เมตร ต้อนรับปีแห่งแสง พ.ศ. 2558 กับกิจกรรมสืบเสาะหาความรู้เรื่อง แสงเลเซอร์ (3) รักษพล ธนานุวงศ์ นักวิชาการ สาขาฟิสิกส์ สสวท. / e-mail [email protected] สแกนโค้ดนี้เพื่อ ชมภาพเคลื่อนไหว 3 ปีท่ 43 ฉบับที่ 195 กรกฎาคม - สิงหาคม 2558

Upload: others

Post on 25-Feb-2020

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: 3 ต้อนรับปีแห่งแสง พ.ศ. 2558 กับ ...physics.ipst.ac.th/wp-content/uploads/sites/2/2015/10/...น ตยสาร สสวท. 4 4 ป ท

3

ปท 43 ฉบบท 195 กรกฎาคม - สงหาคม 2558 นตยสาร สสวท.

3

จากกจกรรมสบเสาะหาความรเรอง แสงเลเซอรสองกจกรรมแรก ทไดน�าเสนอไปแลวนน เปนการใหผเรยนไดเรยนรเกยวกบสมบตของแสงเลเซอรและหลกการของการก�าเนดแสงเลเซอร ผานการอภปราย การคดวเคราะห และลงมอปฏบตเพอส�ารวจ บนทกผล และสรปองคความรดวยตนเองจากหลกฐานทไดส�าหรบในกจกรรมท3นจะเปนการน�าเสนอแนวทางการจดกจกรรมการเรยนรเกยวกบการน�าแสงเลเซอร มาใชประโยชน ซงจะเปนการปดทายของชดกจกรรมการเรยนรเรองแสงเลเซอรทผเขยนไดน�าเสนอตอเนองมาตงแตชวงเรมปพ.ศ.2558ซงผเขยนหวงเปนอยางยงวาผสอนทไดน�ากจกรรมการเรยนรไปจดใหกบผ เรยน ไมวาจะเปนในชวโมงเรยน ชวโมงกจกรรม หรอคายวทยาศาสตร จะสามารถสรางความรความเข าใจพนฐานเกยวกบแสงเลเซอร ทคงทนให กบ ผเรยนไดเปนอยางด พรอมทงสรางแรงบนดาลใจในการคนควาเพมเตมส�าหรบการเรยนตอในระดบสง และสรางความตระหนกกบผเรยนใหไดเหนคณคาของบทบาทของวทยาศาสตรและเทคโนโลยเกยวกบแสงในการพฒนาคณภาพชวต ตามเปาหมายของวาระทองคการสหประชาชาตหรอUN(UnitedNations)ทไดประกาศใหปพ.ศ.2558นเปนปสากลแหงแสงและเทคโนโลยแสง(InternationalYearofLightandLight-BasedTechnology)(ผสนใจเกยวกบกจกรรมตาง ๆ ของการรณรงคครงน สามารถหาขอมลเพมเตมไดจากเวบไซต http://www.light2015.org/Home.html)

กจกรรมการเรยนรท 3แสงเลเซอรน�าไปใชประโยชนไดอยางไรเวลา90–120นาทจดประสงคการเรยนร 1)อธบายหลกการและแนวทางทเกยวของกบการน�าแสงเลเซอรไปประยกตใช 2)ยกตวอยางบทบาทของเทคโนโลยดานแสงเลเซอรในการพฒนาคณภาพชวต

วสดอปกรณ 1)เลเซอรพอยเตอรClassII 2)แบตเตอรส�าหรบใชกบเลเซอรพอยเตอร 3)เทปกาว 4)กระดาษแขงหนาหรอกระดาษลง 5)สปรงจากปากกาแบบกด 6)กระดาษสขาวขนาดA41แผน 7)หนงสอหรอกลองทมรปทรงแขงแรง 8)ไมบรรทด 9)ไมเมตร

ตอนรบปแหงแสง พ.ศ. 2558 กบกจกรรมสบเสาะหาความรเรอง

แสงเลเซอร (3)

รกษพล ธนานวงศนกวชาการ สาขาฟสกส สสวท. / e-mail [email protected]

สแกนโคดนเพอชมภาพเคลอนไหว

3

ปท 43 ฉบบท 195 กรกฎาคม - สงหาคม 2558

Page 2: 3 ต้อนรับปีแห่งแสง พ.ศ. 2558 กับ ...physics.ipst.ac.th/wp-content/uploads/sites/2/2015/10/...น ตยสาร สสวท. 4 4 ป ท

นตยสาร สสวท.

4 4

ปท 43 ฉบบท 194 พฤษภาคม - มถนายน 2558

ขอควรระวงแสงเลเซอรเปนแสงทมความเขมสงการมองแสงเลเซอรโดยตรงดวยตาเปลา สามารถกอใหเกดความเสยหายแกดวงตาและท�าใหดวงตาเสอมสภาพอยางทไมสามารถรกษาใหเหมอนเดมได ถงแมจะเปนการมองแสงเลเซอรทสะทอน จากวสดตางๆแตถาเปนการมองดวยเวลานานสามารถท�าใหตาพราและเกดอาการวงเวยนได ดงนน การท�ากจกรรมเกยวกบแสงเลเซอรตองใชความระมดระวงอยางสง ผ ท�ากจกรรมควรปฏบตดงน ด�าเนนการตามขนตอนแตละขนตอนของกจกรรม ในลกษณะนงและไมใหแนวของสายตาทใชสงเกตอยในระดบเดยวกบแหลงก�าเนดแสงเลเซอรทวางอยบนโตะ วางแหลงก�าเนดแสงเลเซอรบนโตะและหนใหแสงชไปในแนวระดบหรอชลงดานลาง

ผ สอนน�าเขาส กจกรรมโดยการกลาวถงการสบสวนคดทตองเกยวของกบการเกบหลกฐานทผ ร ายไดทงไวในทเกดเหต โดยเฉพาะเสนผม หรอเสนใยจากเครองแตงกาย ของผรายทหลดลวงไดงายโดยทเสนผมหรอเสนใยทอยในทเกดเหตจะสามารถน�าไปสการจบกมผ รายไดกตอเมอ ไดมการบงชวา เสนผมหรอเสนใยนนเปนของผรายดวยวธการใด วธการหนงซงโดยทวไปแลววธการทใชคอการวดขนาดของเสนผมทเกบไดจากทเกดเหตดวยไมโครมเตอรหรอกลองจลทรรศนแตถาในกรณทไมมอปกรณทงสองนกสบจะสามารถวดขนาดของเสนผมไดอยางไร

ผสอนใหผเรยนแบงกลม กลมละ 4 – 5คนจากนนใหผเรยนรวมกนอภปรายภายในกลม(5นาท)เพอพจารณาวาถาจะใชแสงเลเซอรวดขนาดของเสนผม จะสามารถท�าไดหรอไมอยางไร และเมอครบก�าหนดเวลา ผสอนท�าการสมเลอก 2 -3กลมใหน�าเสนอผลการอภปรายและแลกเปลยนเรยนรกบเพอนๆในชนเรยน จากนน ผสอนใหผเรยนแตละกลมท�ากจกรรม วดขนาดของเสนผมดวยแสงเลเซอร (45 นาท) โดยเรมจาก ใหแตละกลมไดน�าอปกรณทผสอนจดเตรยมไวมาไวทโตะของกลมถดมา ใหผเรยนน�ากระดาษลงมาตดเปนรปทรงสเหลยมกวางและยาวประมาณ 6 - 7 cm และกรดใหมชองยาว ตรงกลางประมาณ 4 – 5 cm กวางประมาณ 1 cm จากนน ให น� า เส นผมของสมาชกในกล มคนใดคนหน งมาแนบ ไวบรเวณตรงกลางของชอง ดงเสนผมใหตง แลวใชเทปกาวตดเสนผมใหยดกบกรอบกระดาษดงภาพท1

แนวการจดการเรยนรกจกรรมท 3.1 สบหาคนรายดวยแสงเลเซอร (60 นาท)

น�ากรอบกระดาษทมเสนผมมาแนบกบสนของหนงสอหรอกลองทมรปทรงแขงแรงโดยใหดานลางของกรอบกระดาษแนบกบสนหนงสอแลวใชเทปกาวตดสวนลางของกรอบกระดาษกบหนงสอดงภาพท2

นตยสาร สสวท.

4

ภาพท 1 การน�าเสนผมมาตดไวกบกระดาษแขงทตดใหเปนรปทรงสเหลยม

ทมชองตรงกลาง

ภาพท 2 น�ากรอบกระดาษทมเสนผมมาจดวางใหอยในแนวตงบนหนงสอ

หรอกลองทมรปทรงแขงแรง

-

-

Page 3: 3 ต้อนรับปีแห่งแสง พ.ศ. 2558 กับ ...physics.ipst.ac.th/wp-content/uploads/sites/2/2015/10/...น ตยสาร สสวท. 4 4 ป ท

5

ปท 43 ฉบบท 195 กรกฎาคม - สงหาคม 2558

ใหผเรยนน�าเลเซอรพอยเตอรไปวางไวบนหนงสอหรอกลองทมรปทรงแขงแรงอกอนหนง จากนนใชเทปกาวเปนวสดยดตดแทงเลเซอรพอยเตอรกบหนงสอ โดยใหเทปกาวคาดผานบรเวณปมของเลเซอรพอยเตอรพอด ใหพยายามออกแรงดงใหเทปกาวกดทปมของเลเซอรพอยเตอร เพอใหมการปลอยแสงเลเซอรออกมาอยางตอเนองดงแสดงในภาพท3

ภาพท 3 การใชเทปกาวตดเลเซอรพอยเตอรกบหนงสอหรอกลอง

ภาพท 4 การจดวางอปกรณใหแสงเลเซอรผานเสนผม

ภาพท 5 ลกษณะของแสงเลเซอรทปรากฏบนฉาก เมอผานเสนผม

น�ากระดาษ A4 สขาว 1 แผน ไปตดไวทผนง หรอบรเวณทจะใหแสงเลเซอรตกกระทบ โดยใหระดบความสงของกระดาษA4อยต�ากวาระดบสายตาของผเรยนเพอความปลอดภยจากนนใหผเรยนน�าหนงสอทมเสนผมไปวางไวทต�าแหนงหางจากฉากทเตรยมไวเปนระยะประมาณ 1 – 2 เมตร และ น�าหนงสอทมเลเซอรพอยเตอรไปวางไวทต�าแหนงหางจาก เส นผมในระยะห างและระดบส งต� าทพอดกบการให แสงเลเซอรฉายลงไปบนเสนผมแลวท�าใหเกดลวดลายของ แสงเลเซอรบนฉากดงภาพท4 ถ าลกษณะของแสงเลเซอรทปรากฏบนฉากไมม

ลกษณะคลายกบทแสดงในภาพท 5 ใหผเรยนปรบแกการจดวางอปกรณโดยผสอนอาจชวยใหค�าแนะน�าเพอใหแสงเลเซอรสองผานเสนผมแลวท�าใหเกดภาพทปรากฏบนฉากดงภาพท5

ขอควรระวง ไมควรจองแสงเลเซอรทปรากฏบนฉากนานเกนไปเพราะอาจท�าใหเกดอาการระคายเคองของตาและเกดอาการวงเวยนศรษะได

5

ปท 43 ฉบบท 195 กรกฎาคม - สงหาคม 2558

Page 4: 3 ต้อนรับปีแห่งแสง พ.ศ. 2558 กับ ...physics.ipst.ac.th/wp-content/uploads/sites/2/2015/10/...น ตยสาร สสวท. 4 4 ป ท

นตยสาร สสวท.

6

ภาพท 6 แผนภาพเชงเรขาคณตแสดงการหาความสมพนธของปรมาณ

ตาง ๆ จากการใหแสงเลเซอรผานเสนผม

ใหผเรยนสงเกตและบนทกผลการสงเกต จากนนใหอภปรายรวมกบสมาชกในกลมถงสาเหตทท�าใหแสงเลเซอรมลกษณะเปนแถบมดและสวางและบนทกผลการอภปรายลงในใบกจกรรม ผ สอนรวมสรปกบผ เรยนเกยวกบลกษณะของแสงเลเซอรเมอผานเสนผมซงควรสรปไดวาเมอผานเสนผมแสงเลเซอรจะเกด“การเลยวเบน”กอนจะไป“แทรกสอด”กนท�าใหเกดเปนแถบมดและแถบสวาง คลายกบปรากฏการณทเกดจากการใหล�าแสงผานสลตเดยว ผสอนใหผเรยนอภปรายเกยวกบวธการหาขนาดของเสนผมโดยอาศยหลกการของการเลยวเบนของแสง(diffraction)ผานชองสลต และเมอแตละกลมไดขอสรปจากการอภปรายแลว ใหผสอนสมเลอกกลม 2 – 3 กลม ส�าหรบการน�าเสนอแนวคด พรอมเปดโอกาสใหผเรยนกลมอน ๆ ไดซกถาม ใหขอคดเหนและวพากษวจารณกอนจะสรปผลการอภปรายซงควรสรปไดวาขนาดของเสนผมสามารถหาไดจากการวเคราะหแผนภาพเชงเรขาคณตของการจดวางอปกรณและลกษณะของแสงเลเซอรทปรากฏบนฉากดงแสดงในภาพท6

จากภาพ จะไดวา โดยทเปนขนาดของเสนผานศนยกลางของเสนผม เปนจ�านวนเตมบวก เปนความยาวคลนของแสงเลเซอรและเมอมขนาดเลกจะประมาณไดวา

โดยถา =1จะไดวาเปนระยะจากจดกงกลางของแถบมดแถบแรกทอยดานซายหรอขวาถงจดกงกลางของแถบสวางทอยตรงกลางและเปนระยะจากเสนผมถงฉาก ผสอนใหผเรยนหาเสนผานศนยกลางของเสนผม โดย ผเรยนอาจวดระยะระหวางจดกงกลางของแถบมด 2 แถบแรกจากนน ท�าการวดระยะหางจากเสนผมถงฉาก และน�าคาทไดมาค�านวณหาขนาดเสนผานศนยกลางของเสนผมตามสมการ

(ความยาวคลนของแสงเลเซอรหาไดจากตวเลขทระบบนเลเซอรพอยเตอรทใชในการท�ากจกรรม ถาไมมขอมลดงกลาวให ใช ค าเฉลยของความยาวคลนของแสงเลเซอร สแดง 650นาโนเมตรส�าหรบแสงเลเซอรสเขยวใหใชคาเฉลยซงมคาประมาณ532นาโนเมตร) เมอผเรยนค�านวณไดขนาดเสนผานศนยกลางของเสนผมแลวใหบนทกผลการค�านวณในตารางบนทกผลจากนนเปลยนเสนผมเปนเสนผมของสมาชกคนอนในกลม หรอ เสนใยผา อก 2 – 3 เสน แลวลงมอปฏบตในลกษณะเดยวกน เพอหาขนาดเสนผานศนยกลางของเสนผมหรอเสนใยทน�ามาสองผานดวยแสงเลเซอร เมอไดคาเสนผานศนยกลางของเสนผมหรอเสนใย 3 – 4เสนแลว ใหผเรยนอภปรายเพอสรปสงทไดเรยนรจากการท�ากจกรรม และอภปรายเพมเตมเกยวกบการใชหลกการเดยวกบทใชในการท�ากจกรรมมาประยกตใชประโยชนในดานอนๆ(10นาท)

นตยสาร สสวท.

6

Page 5: 3 ต้อนรับปีแห่งแสง พ.ศ. 2558 กับ ...physics.ipst.ac.th/wp-content/uploads/sites/2/2015/10/...น ตยสาร สสวท. 4 4 ป ท

7

ปท 43 ฉบบท 195 กรกฎาคม - สงหาคม 2558

ผสอนบรรยายใหความรกบผเรยนถง ภาพ51 หรอPhoto 51 วาเปนภาพทส�าคญทสดภาพหนงในประวตศาสตรของวงการวทยาศาสตร เพราะเปนหลกฐานชนส�าคญทชวยใหนกวทยาศาสตรสามารถสรปไดวา DNA มโครงสรางเปนลกษณะเกลยวค (double helix) ซงไดน�าไปสการพฒนาเทคโนโลยพนธวศวกรรม (genetic engineering) และ การพฒนาการทางดานการแพทยการเกษตรนตวทยาศาสตรและดานอนๆ ทชวยยกระดบคณภาพชวตของผคนไดอยางมากมายมหาศาล โดยนกวทยาศาสตรทง 3 คน ซงไดแก เจมสวตสน(JamesWatson)ฟรานซสครก(FrancisCrick)และมอรสวลกนส(MauriceWilkins)ผไดสรปผลการศกษาวจยทด�าเนนมากวา 2 ทศวรรษเกยวกบสมบตและรปราง ของDNAจนไดรบรางวลโนเบลสาขาสรรวทยาหรอการแพทยในปค.ศ.1962

•เพราะเหตใดนกวทยาศาสตรไมใชแสงเลเซอรในการศกษาโครงสรางโมเลกล •ถาจะจ�าลองการใชรงสเอกซศกษาโครงสรางของDNA ทมขนาด 1 – 5 nm ดวยการใชแสงเลเซอรแทน รงสเอกซจะสามารถท�าไดหรอไมอยางไร หลงจากการอภปราย ผสอนน�าเสนอ ภาพ51 หรอPhoto 51 ทโรซาลนด แฟรงคลน (Rosalind Franklin) นกเคมและผลกวทยาชาวองกฤษบนทกไดจากการศกษาโครงสรางของDNAดวยเทคนคการเลยวเบนของรงสเอกซ(X-rayDiffraction)ดงแสดงในภาพท9

ผสอนใหผเรยนศกษาแผนภาพของ DNA ทมลกษณะเปนเกลยวค(doublehelix)

ตารางบนทกผลกจกรรมท 3.1ความยาวคลนของแสงเลเซอร =………………………........เมตรระยะจากเสนผมหรอเสนใยถงฉาก=………………………………เมตร

จากนนใหผเรยนอภปรายกบสมาชกในกลม (5นาท)เพอตอบค�าถามตอไปน และเตรยมแลกเปลยนผลการอภปรายกบเพอนๆในชนเรยน

กจกรรมท 3.2 จ�าลองการคนพบโครงสราง DNA ดวย แสงเลเซอร (เวลา 60 นาท) ผสอนน�าเขาสกจกรรมโดยการกลาวถงการศกษาโครงสรางของสงทมขนาดเลกเชนโครงสรางของโมเลกลหรอโครงสรางของโปรตน นกวทยาศาสตรไดใชวธการทคลายกบการหาขนาดของเสนผมทผเรยนไดท�าในกจกรรมท 3.1 แตแสงทใชส�าหรบ การศกษาโมเลกลหรอสงทมขนาดเลกมากทนกวทยาศาสตร ใชไมใชแสงเลเซอรแตเปนแสงชนดอน

ภาพท 7 ตวอยางตารางบนทกผลกจกรรมท 3.1

ภาพท 8 DNA ในเซลล ของส งมช วตมโครงสร างเป นเกลยวค

(ทมา: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Eukaryote_DNA-en.svg)

ภาพท 9 เปนภาพทมชอเรยกวา “ภาพ 51” หรอ “Photo 51” ซงเปนภาพ

ทบนทกไดจากการใชเทคนคการเลยวเบนของรงสเอกซศกษาโครงสรางของ DNA

โดยโรซาลนด แฟรงคลน (Nature 171, 740 – 741, 1953)

7

ปท 43 ฉบบท 195 กรกฎาคม - สงหาคม 2558

Page 6: 3 ต้อนรับปีแห่งแสง พ.ศ. 2558 กับ ...physics.ipst.ac.th/wp-content/uploads/sites/2/2015/10/...น ตยสาร สสวท. 4 4 ป ท

นตยสาร สสวท.

8 ผ สอนให ผ เรยนท�า กจกรรมการจ�าลองค นพบ โครงสรางของDNAดวยการใชเทคนคการเลยวเบนของรงสเอกซของโรซาลนด แฟรงคลน (30 นาท) โดยเรมจากใหผเรยน น�าอปกรณทเตรยมไวส�าหรบแตละกลมมาไวทโตะ จากนน ใหน�าสปรงทหาไดจากปากกาแบบกดทวไปมาวางไวบนหนงสอหรอ กลองทมรปทรงแขงแรง โดยใหสปรงอย ในแนวตง ใชเทปกาว2หนาเปนวสดยดตดสปรงกบหนงสอดงภาพท10

ใหผเรยนสงเกตลกษณะของแสงเลเซอรทปรากฏบนฉากและอภปรายกบสมาชกในกลมถงสาเหตทท�าใหแสงเลเซอร มลกษณะเชนนนจากนนใหผเรยนวาดภาพและเขยนบรรยายเกยวกบลกษณะของแสงเลเซอรทปรากฏ และบนทกผล การอภปรายลงในใบกจกรรม

ผ เรยนควรไดภาพของแสงเลเซอรทปรากฏบนฉาก มลกษณะคลายกบภาพท13ถาผ เรยนไดภาพทแตกตาง จากภาพท 13 ใหตรวจสอบการจดวางอปกรณและพยายาม จดใหมลกษณะคลายกบภาพท12

น�ากระดาษ A4 สขาว 1 แผน ไปตดไวทผนงส�าหรบเปนฉากใหแสงเลเซอรตกกระทบ โดยใหตดกระดาษอยในระดบ ทต�ากวาระดบสายตาของผท�ากจกรรมเพอความปลอดภยจากนนจดวางหนงสอทตดกบสปรงปากกาใหหางจากฉากทเตรยมไวในระยะ1–2เมตรและในแนวเดยวกนจดวางหนงสอทตดกบเลเซอรพอยเตอรใหหางจากสปรงปากกาในระยะและ ระดบทพอดกบการใหแสงเลเซอรส องผานสปรงปากกา แลวท�าใหเกดลวดลายของแสงเลเซอรบนฉากดงภาพท12

น�าเลเซอรพอยเตอรไปวางไวบนหนงสออกเลมหนงคาดเทปกาวบนตวเลเซอรพอยเตอร โดยใหเทปกาวกดลงทปมของเลเซอรพอยเตอรพอด เพอใหปลอยแสงเลเซอรออกมาอยางตอเนองดงแสดงในภาพท11

ผ สอนใหผ เรยนอภปรายเพมเตมเพอตอบค�าถาม ตอไปน(10นาท) •การน�าแสงเลเซอรมาสองผานสปรงปากกามความคลายกบการใชรงสเอกซสองผานโมเลกลของDNAอยางไร •ถาเรามองไมเหนหรอไมสามารถสมผสสปรงปากกาไดภาพทปรากฏบนฉากชวยใหเราทราบขอมลอะไรบางเกยวกบสปรง

ภาพท 10 การตดสปรงปากกากบหนงสอหรอกลอง

นตยสาร สสวท.

8

ภาพท 12 การจดวางอปกรณของการจ�าลองการใชเทคนคการเลยวเบน

รงสเอกซในการศกษาโครงสราง DNA

ภาพท 13 ลกษณะของแสงเลเซอรทปรากฏบนฉากเมอผานสปรงปากกา

ภาพท 11 การใชเทปกาวตดเลเซอรพอยเตอรกบหนงสอหรอกลอง

Page 7: 3 ต้อนรับปีแห่งแสง พ.ศ. 2558 กับ ...physics.ipst.ac.th/wp-content/uploads/sites/2/2015/10/...น ตยสาร สสวท. 4 4 ป ท

9

ปท 43 ฉบบท 195 กรกฎาคม - สงหาคม 2558 นตยสาร สสวท.

หลงจากทผเรยนไดอภปรายเพอตอบค�าถามแลวผสอนสมกลมของผเรยน 2 – 3 กลม ส�าหรบการใหน�าเสนอผล การอภปรายของกลมและแลกเปลยนเรยนรกบเพอนในชนเรยนจากนน ผสอนน�าผเรยนอภปรายรวมกนเพอสรปสงทไดเรยนรจากกจกรรมท 3.2 (10นาท)ซงควรสรปไดวาการทแสงเลเซอร มลกษณะดงภาพท 13 เนองจากแสงเลเซอรมการเลยวเบนผานเกลยวของสปรงกอนจะมการแทรกสอดกนทบรเวณฉากท�าใหเกดภาพดงลกษณะทปรากฏ ซงเมอพจารณาแลว การเลยวเบนของแสงเลเซอรผานเกลยวสปรงมลกษณะเหมอนกบการเลยวเบนผานเสนลวด 2 เสนทวางพาดกนในลกษณะของตวอกษร X ดงนน ภาพของแสงเลเซอรทปรากฏบนฉาก จงมลกษณะเป นแนวยาวของแถบมดสลบกบแถบสว าง พาดกนในลกษณะตวอกษร X โดยทตรงกลางมความสวาง และมความยาวมากทสด

ส�าหรบค�าตอบของค�าถามทวา “จากภาพทปรากฏบนฉากชวยใหเราทราบขอมลอะไรบางเกยวกบสปรง”ผเรยนอาจตอบวาสามารถหาขนาดของเสนผานศนยกลางของลวดสปรงได ซงเปนค�าตอบทถกตองและเพยงพอส�าหรบความร พนฐาน ในระดบมธยมปลาย แตทงน ผสอนอาจใหความรเพมเตมวา จากลกษณะของแสงเลเซอรทคลายกบภาพ51 ผเรยนยงสามารถ หาระยะหางระหวางเกลยวของสปรงทอยตดกบรศมของเกลยวและมมทเกลยวของสปรงท�ากบแนวระนาบไดอกดวย ซงเปนขอมลทางกายภาพของ DNA ทนกวทยาศาสตรหาไดจากภาพ51แตการทผเรยนจะวเคราะหเพอหาปรมาณดงกลาวอาจตองใชเวลาเพราะเปนการวเคราะหทซบซอน และจ�าเปนตองใชความรทมากกวาความรในระดบมธยมปลาย

ในชวงทายของการท�ากจกรรม ผสอนอาจกระตนความอยากรอยากเหนของผเรยนโดยเสนอแนะใหผเรยนใชเวลาวางในการลองน�าวสดทมลกษณะอน ๆ มาใหแสงเลเซอรสองผานแล วให ท�านายลกษณะการแทรกสอดของแสงเลเซอร ทจะปรากฏบนฉาก และวเคราะหวา จะสามารถทราบขอมลอะไรไดบางจากภาพทเกดขนนอกจากนผสอนอาจใหความรเพมเตมเกยวกบการน�าแสงเลเซอรมาใชประโยชนในดานอน ๆ(5 นาท) เชน การสอสาร การแพทย ศลปะ อตสาหกรรม เพอเปนการเชอมโยงสการน�าความรไปใชในการประกอบอาชพและสรางแรงบนดาลใจใหกบผ เรยนในการศกษาคนควา ในระดบสงตอไป

ผทสนใจเกยวกบชดกจกรรมสบเสาะหาความรเรองแสงเลเซอรทง3ตอนสามารถดาวนโหลดแผนการจดการเรยนรและใบกจกรรมไดทเวบไซตสาขาฟสกสสสวท.ตามทอย http://physics.ipst.ac.th โดยเลอกทหวขอ “การจดการเรยนการสอน”จากนนเลอก“แผนการสอน”และเลอกหวขอยอยทเมนดานซายมอ“ฟสกสอะตอมและฟสกสนวเคลยร”

Doss,H.,Lee,E.andPlisch,M.(2010).ThePhysicsofLasers:InquiryLessonsforHighSchoolPhysicsStudetns(StudentEdition).College

Park,MD:AmericanPhysicalSociety.

Doss,H.,Lee,E.andPlisch,M.(2010).ThePhysicsofLasers:InquiryLessonsforHighSchoolPhysicsStudetns(TeacherEdition).College

Park,MD:AmericanPhysicalSociety.

บรรณานกรม

9

ปท 43 ฉบบท 195 กรกฎาคม - สงหาคม 2558