ส ร์ เล่มท่ ก ำเน ดเอกภพ ศา ต · 2018-01-22 ·...

ยา ส ร วท ศา ต เลมท 1 ก ำเนดเอกภพ

ชดกจกรรมกำรเรยนร เรอง เอกภพ

ส ำหรบนกเรยนชนมธยมศกษำปท 5




ค าน า

ชดกจกรรมการเรยนร เรอง เอกภพ ส าหรบนกเรยนชนมธยมศกษาปท 5

ชดท 1 เรอง ก าเนดเอกภพ

ชดกจกรรมการเรยนร เรอง เอกภพ ส าหรบนกเรยนชนมธยมศกษาปท 5 ชดท 1 เรอง ก าเนดเอกภพ กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร โรงเรยนอตรดตถดรณ จดท าขนใหสอดคลองกบหลกสตรแกนกลางการศกษาขนพนฐาน พทธศกราช 2551 และสอดคลองกบมาตรฐานการเรยนร สาระท 7 ดาราศาสตรและอวกาศ โดยมจดประสงคเพอใชเปนเครองมอ พฒนาใหผเรยนสามารถ เกดการเรยนรและมผลสมฤทธทางการเรยนสงขน สงเสรมใหนกเรยนมสวนรวมในกจกรรมการเรยนร มกจกรรมการเรยนรทเนนผเรยนเปนส าคญ และยงสงเสรม การพฒนาศกยภาพของนกเรยนเปนรายบคคลไดโดยนกเรยนสามารถศกษาเนอหาไดดวยตนเองตามขนตอนทก าหนดไวอยางมคณภาพ ดงนนนกเรยนทไดศกษาเรยนรแลวจะเกดทกษะกระบวนการทางวทยาศาสตรเสรมสร างความร มผลสมฤทธทางการเรยนสงขน มเจตคตทดตอวชาวทยาศาสตร และยงปลกฝงคณลกษณะ ทพงประสงคทดใหกบนกเรยน

ขอขอบคณผอ านวยการโรงเรยนอตรดตถดรณ คณะครและผเชยวชาญทกทานทไดกรณา ใหค าปรกษาเสนอแนะแนวทางการแกไขขอบกพรองตาง ๆ ดวยความเอาใจใสอยางดยง ตลอดจน ใหก าลงใจแกผจดท าดวยดเสมอมา ผจดท าขอกราบขอบพระคณเปนอยางสงมา ณ โอกาสน

ผจดท าหวงวาชดกจกรรมการเรยนร เรอง เอกภพ ส าหรบนกเรยนชนมธยมศกษาปท 5 กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร จะเปนประโยชนกบผทสนใจสามารถน าไปใชประโยชนไดจรง

เดชปาณะธรรศ ดทบ




สารบญ



เรอง หนา

ค าน า ก สารบญ ข ค าชแจง 1 สาระส าคญและมาตรฐานการเรยนร/ตวชวด 2 จดประสงคการเรยนร 2 แบบทดสอบกอนเรยน 3 ใบความรท 1 เรอง เอกภพวทยาในอดต 6 ใบกจกรรมท 1 เรอง เอกภพวทยาในอดต 11 ใบความรท 2 เรอง ก าเนดเอกภพ 12 ใบกจกรรมท 2 เรอง ก าเนดเอกภพ 19 แบบทดสอบหลงเรยน 20 กระดาษค าตอบแบบทดสอบกอนเรยนและหลงเรยน 23 ภาคผนวก 24 เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน-หลงเรยน 25 เฉลยใบกจกรรมท 1 เรอง เอกภพวทยาในอดต 26 เฉลยใบกจกรรมท 2 เรอง ก าเนดเอกภพ 28 เอกสารอางอง 29




ค าชแจง



ชดกจกรรมการเรยนร เรอง เอกภพ ส าหรบนกเรยนชนมธยมศกษาปท 5 กลมสาระ การเรยนรวทยาศาสตร สรางขนเพอใหนกเรยนไดศกษาดวยตนเอง โดยนกเรยนจะไดประโยชนจากบทเรยนตามจดประสงคทตงไว นกเรยนควรปฏบตอยางเครงครด ดงน 1. นกเรยนอานจดประสงคการเรยนรกอนลงมอท าชดกจกรรมการเรยนร เรอง เอกภพ ส าหรบนกเรยนชนมธยมศกษาปท 5

2. ท าแบบทดสอบกอนเรยน 10 ขอ 3. ศกษาและท าความเขาใจเกยวกบเนอหาจากใบความรทกครงกอนลงมอท าใบกจกรรม

และกจกรรมการทดลองทระบไวตามขนตอน 4. ท าใบกจกรรมท 1 - 3 อยางตงใจและรอบคอบ เนนความซอสตย 5. ตรวจค าตอบจากเฉลย 6. ท าแบบทดสอบหลงเรยน 7. ตรวจค าตอบของแบบทดสอบหลงเรยน 8. เมอเรยนจบในแตละเรอง บนทกผลทไดลงในแบบกรอกคะแนนเพอทราบ

ผลการเรยนและการพฒนา 9. เหนคณคาทางวทยาศาสตร มคณลกษณะทางวทยาศาสตร มคานยมทดงาม ใชความร

และกระบวนการทางวทยาศาสตรและเทคโนโลยในการด ารงชวต การศกษาหาความรเพมเตม ท าโครงงานหรอสรางชนงานตามความสนใจ




สาระส าคญและมาตรฐานการเรยนร/ตวชวด



สาระท 7 ดาราศาสตรและอวกาศ

จดประสงคการเรยนร

มาตรฐาน ว7.1 เขาใจววฒนาการของระบบสรยะ กาแลกซและเอกภพ

การปฏสมพนธภายในระบบสรยะและผลตอสงมชวตบนโลก

มกระบวนการสบเสาะหาความรและจตวทยาศาสตร

การสอสารสงทเรยนรและน าความรไปใชประโยชน

ตวชวด ว7.1 ม.4-6/1 สบคนและอธบายการเกดและววฒนาการของระบบสรยะ กาแลกซ และเอกภพ

สาระส าคญ ทฤษฎการก าเนดเอกภพมหลายทฤษฎ แตนกวทยาศาสตรโดยสวนใหญใหการยอมรบทฤษฎการก าเนดเอกภพ บกแบง เชอวาเอกภพถอก าเนดมาจากการระเบดของ กอนพลงงานทมความหนาแนนมหาศาลและไดววฒนาการ มาเปนกาแลกซ ดาวเคราะห และดาวฤกษตาง ๆ

1. อธบายลกษณะแบบจ าลองเอกภพตาง ๆ ทฤษฎการก าเนดจกรวาล ทฤษฎการก าเนดระบบสรยะและการก าเนดโลกได 2. อธบายววฒนาการของก าเนดเอกภพและจ าแนกประเภทของกาแลกซได




แบบทดสอบกอนเรยน



1. ขอใดตอไปนเปนการศกษาของ Edwin Hubble ซงสนบสนนการขยายตวของเอกภพ ก. การวดการเลอนต าแหนงของสเปกตรมจากกาแลกซเทยบกบระยะหางของโลก ข. ศกษาโครงสรางของกาแลกซวาประกบดวยดาวฤกษจ านวนมาก ค. สรางสมการเพอแกไขขอผดพลาดของทฤษฎสมพทธภาพ ง. ไมมขอถก

2. ชาวสเมเรยนไดอธบายปรากฏการณการเคลอนทของดวงดาวตามความเชอทเทพเจาปกครองโลก เอกภาพของชาวสเมเรยน คออะไร

ก. ทองฟา

ข. หลมด า

ค. ดวงดาว

ง. กาแลกซ 3. ปรากฏการณใดเปนการสนบสนนทฤษฎบกแบง

ก. การขยายตวของเอกภพและอณหภมเฉลยของเอกภพ

ข. การขยายตวของเอกภพและอณหภมพนหลงของเอกภพ

ค. ดาวเคราะหโคจรรอบดวงอาทตยและอณหภมของเอกภพ

ง. การแผรงสของวตถด าและการพบคลนไมโครเวฟพนหลงอวกาศ

ค าชแจง 1. แบบทดสอบฉบบนม 10 ขอ ขอละ 1 คะแนน คะแนนเตม 10 คะแนน 2. แบบทดสอบนเปนแบบเลอกตอบ 3. ใหนกเรยนท าเครองหมายลงในกระดาษค าตอบ โดยเลอกตวอกษร ก ข ค และ ง ทถกทสดเพยงขอเดยว




4. ธาตใดพบมากทสดในเอกภพ

ก. ฮเลยม

ข. ไนโตรเจน

ค. ไฮโดรเจน

ง. ออกซเจน

5. หลงบกแบงประมาณ 1,000 ป เกดกาแลกซทมสารเบองตนซงใชกอก าเนดเปนดาวฤกษ รนแรก คอขอใด

ก. ฮเลยม โปรตอน

ข. ฮเลยม นวตรอน

ค. ไฮโดรเจน ฮเลยม

ง. นวเคลยส ไฮโดรเจน

6. หลงจากเกดบกแบงประมาณ 10-6 วนาท อณหภมของเอกภพลดลงเหลอประมาณสบลานลานเคลวน ท าใหควารกเกดการรวมตวกนกลายเปนอะไร

ก. อะตอมของฮเลยม

ข. นวเคลยสของฮเลยม

ค. อะตอมของไฮโดรเจน

ง. นวเคลยสของไฮโดรเจน

7. ปจจยใดทส าคญทสดทท าใหเกดดาวฤกษหลงเกดบกแบง ก. อณหภมลดลงเรอย ๆ ข. มอนภาคมากกวาปฏอนภาค

ค. มปฏอนภาคมากกวาอนภาค

ง. การรวมตวของควารกไดโปรตอนและนวตรอน

8. ขณะเกดบกแบงจะเกดอนภาคมลฐานตามขอใด

ก. ควารก อเลกตรอน นวทรโน โฟตอน

ข. ควารก แอนตควารก อเลกตรอน นวทรโน ค. ควารก แอนตควารก อเลกตรอน โปรตอน

ง. ควารก อเลกตรอน นวทรโน แอนตนวทรโน




9. 1 ปแสงหมายถงขอใด ก. ความเรวของแสง ข. ระยะทางทแสงเคลอนทไดใน 1 ป ค. ระยะทางประมาณ 150 ลานกโลเมตร ง. ระยะทางทแสงเดนทางจากดวงอาทตยมายงโลก

10. ผวทางชางเผอก ชาวตะวนตก เรยกวาอะไร ก. ทางน านม ข. ทางสน าเงน ค. ทางชางเผอก ง. ทางยาวของกลมดาว




ใบความรท 1

เรอง เอกภพวทยาในอดต

ความหมายของเอกภพ

เอกภพ (Universe)

เอกภพวทยา

เอกภพโดยทวไปแลวมนยามวา คอ โครงสรางทมขนาดใหญทสดทจะสามารถสงผลกระทบถงมนษยได และเอกภพวทยา คอ วชาทศกษาถงโครงสรางและการววฒนาการของโครงสรางทใหญทสดทงหมดนนโดยภาพรวม นกวทยาศาสตรทศกษาเรองของเอกภพนจะถกเรยกวา “นกเอกภพวทยา” ในปจจบนนกเอกภพวทยาก าลงสนใจศกษาวาเอกภพนนถอก าเนดขนมาไดอยางไร อนภาคมลฐานชนดตาง ๆ และโครงสรางอนๆทประกอบกนเปนเอกภพนนถอก าเนดขนมาไดอยางไร เอกภพมการววฒนาการอยางไร และการววฒนาการของเอกภพนจะมจดสนสดหรอไม การทเราศกษาวชาเอกภพวทยานนจงเปรยบเสมอนวาเราก าลงมองภาพรวมของเอกภพทงในอดต ปจจบน และอนาคตของเอกภพ

เอกภพหรอจกรวาล เปนบรเวณทกวางใหญไพศาลมรศมประมาณ 13,700 ลานปแสง เอกภพวทยายงไมสามารถลงขอสรปไดวาเอกภพมจดก าเนดอยางไร แตนกดาราศาสตรสวนใหญเชอวาเกดจากการระเบดครงใหญ (Big Bang) เมอประมาณ 15,000 ลานป เปนจดเรมตนของเวลาและเอกภพ หลงจากเกดการระเบดครงใหญเอกภพมการขยายตวออก ท าใหอณหภมลดลงอยางตอเนอง นกดาราศาสตรเชอวาในเอกภพมกาแลกซและดวงดาวจ านวนมาก โดยโลกเปนสวนหนงของระบบสรยะซงเปนสวนหนงในกาแลกซทางชางเผอก (Milky Way Galaxy )

เซอร เฟรด ฮอยล (Sir Fred Hoyle) (ค.ศ. 1915 – 2001) เปนนกดาราศาสตรชาวองกฤษ เจาของทฤษฎสภาวะ คงตวของเอกภพ และเปนผตงชอ บกแบง โดยเรยก ผทคดวาเอกภพมจดเรมตน จากจดๆ หนงวา “พวกบกแบง” ซงบกแบงแปลวาการระเบดใหญ




ภาพท 1 เอกภพวทยาในอดต ทมา : https://ampa401.wordpress.com

1. ทฤษฎก าเนดเอกภพ ทฤษฎก าเนดเอกภพ ทไดรบความนาสนใจม 2 ทฤษฎ ไดแก

1.ทฤษฎสภาวะคงท (Steady State Theory) 2.ทฤษฎบกแบงหรอระเบดใหญ (Big Bang Theory)

นกวทยาศาสตรและนกปราชญในอดตรจกเอกภพมาตงแตสมยโบราณ แตความรเกยวกบเอกภพของมนษยในอดตนนไมเหมอนกบในยคปจจบน เพราะความคดเรองเอกภพหรอระบบทใหญทสดทสงกระทบตอมนษยมรปแบบทแตกตางกนตามความเชอและความสามารถในการสงเกตหรอจนตนาการในแตยคสมย ในหวขอนเราจะศกษา ประวตศาสตรวาตงแตอดตจนถงปจจบนมผทศกษาเรองเกยวกบเอกภพอยางไรบาง

นกวทยาศาสตรไดศกษาและตงทฤษฎตาง ๆ ขนมามากมายเพอพยายามทจะบอกวาจกรวาลและระบบสรยะเกดขนไดอยางไร ตวอยางเชน

เอกภพวทยาในอดต




ทฤษฎภาวะคงท

ทฤษฎบกแบงหรอระเบดใหญ

2. ทฤษฎการเกดระบบสรยะและก าเนดโลก

ทฤษฎของคานทและลาพาส

ทฤษฎของเจมส ยนส

กลาววา จกรวาลไมมจดสดทาย โดยจะมสภาพเปนอยในปจจบนและจะเปนแบบนตลอดไป

เปนทฤษฎทไดรบการยอมรบมากทสดเกยวกบทฤษฎการก าเนดจกรวาล กลาววา ในอดตกอนทจะมจกรวาล จกรวาลเปนเพยงจดเลก ๆ แตไมทราบดวยสาเหตใด จกรวาลไดการเกดการระเบดครงใหญของสสารทมการรวมตวกนอยางหนาแนน โดยแรงระเบดจะท าใหชนสวนแตกละเอยดและการกระจดกระจายไปทกทศทกทาง และเมออณหภมลดลง สสารนน ๆ จะมาจบตวรวมกนกลายเปนกาแลกซ ดวงดาวและองคประกอบตาง ๆ ของจกรวาล

กลาววา ระบบสรยะของกลมของแกสทรอนจดและหมนอย ซงแรงเหวยงจากการหมนท าใหเกดเปนวงแหวน โดยบรเวณศนยกลางของวงแหวนจะกลายเปนดวงอาทตย สวนรอบ ๆ ของวงแหวนจะเปนดาวเคราะหและบรวาร

กลาววา มดาวฤกษขนาดใหญเคลอนทเขาใกลดวงอาทตย โดยมแรงดงดดระหวางดาวฤกษและดวงอาทตยท าใหมมวลบางสวนของดวงอาทตยและดาวฤกษหลดออกมา โดยมวลทหลดออกมาจะกลายเปนดาวเคราะหตาง ๆ ในระบบสรยะ




ทฤษฎของเฟรด ฮอยลและฮานส

แบบจ าลองเอกภพของชาวสเมเรยนและชาวบาบโลน (The sumerians and

Babylonians model)

ชาวสเมเรยนเชอวาทองฟาเปนตวแทนของสวรรคและวตถบนทองฟาโคจรรอบโลกแบนทหยดนง ณ ศนยกลางของสวรรค โดยปรากฏการณตาง ๆ เชน กลางวน กลางคน และดาวตก เกดจากการบนดาลของเทพเจา

โดยความคดตาง ๆ ทเกดขนทงหมดเกยวกบระบบทใหญทสดนจะรวม เรยกวา

“แบบจ าลองของเอกภพ” ซงอาจเปนเพยงความเชอทไมมผลการสงเกตมาสนบสนนหรออาจ

เปนแบบจ าลองทมผลการสงเกตรองรบกได การศกษาแบบจ าลองตาง ๆ น จะชวยใหสามารถ

จนตนาการถงเอกภพตามความรและความเขาใจของนกดาราศาสตรและนกเอกภพวทยาใน

ปจจบนไดดยงขน

กลาววา สงแรกทเกดขนในระบบสรยะคอดวงอาทตย ซงดวงอาทตยเกดมาจากการรวมตวกนของแกสและฝนละออง ตอมากลมแกสและฝนละอองเหลานนจะหมนรอบดวงอาทตยและถกแรงดงดดอดตวรวมกนกลายเปนดาวเคราะหและบรวาร

นกวทยาศาสตรและนกปราชญในอดตรจกเอกภพมาตงแตสมยโบราณ แตความร

เกยวกบเอกภพของมนษยในอดตนนไมเหมอนกบในยคปจจบน เพราะความคดเรองเอกภพ

หรอระบบทใหญทสดทสงกระทบตอมนษยมรปแบบทแตกตางกนตามความเชอและ

ความสามารถในการสงเกตหรอจนตนาการในแตยคสมย ในหวขอนเราจะศกษา

ประวตศาสตรวาตงแตอดตจนถงปจจบนมผทศกษาเรองเกยวกบเอกภพอยางไรบาง

เอกภพวทยาในอดต




ชาวบาบโลนเรมสงเกตและบนทกการเคลอนทขน – ตกของดาวตาง ๆ ท าใหสามารถท านายการเปลยนแปลงฤดกาล ปรากฏการณตาง ๆ บนทองฟาเกดจากการบนดาลของเทพเจา แบบจ าลองเอกภพของชาวกรก (The Greek cosmology)

มการบญญตค าวา คอสโมโลจ (Cosmology) ซงมความหมายวาจกรวาลวทยา ค าวา Cosmo นนมาจาก Kosmos ในภาษากรกแปลวาสมมาตร และสอดคลองกลมกลน อรสโตเตล (Aristotle) ไดเสนอแนวคดทขดแยงตอแนวความคดในสมยนน คอ โลกม

สณฐานเปนทรงกลม

อารสตารคสแหงซามอส (Aristarchus of Samos) เปนผระบวาโลกโคจรรอบดวงอาทตยซงเปนศนยกลาง (Heliocentric) แบบจ าลองเอกภพของเคปเลอร (The Kepler’s model)

แบบจ าลองเอกภพของกาลเลโอ (The Galileo’s model)

เชอวาดวงอาทตยเปนศนยกลางของระบบสรยะ เปนคนแรกทใชกลองโทรทรรศนสงเกตการณทางดาราศาสตร และพบวาผวของดวง

จนทรมภเขาและหลมอกกาบาตมากมาย พบดาวฤกษจ านวนมากทอยไกลจากโลกบนทางชางเผอก

พบดวงจนทรของดาวพฤหสบด 4 ดวง (ดวงจนทรของกาลเลโอ)

กฎการเคลอนทของ เคปเลอร กฎขอท 1 ดาวเคราะหโคจรรอบดวงอาทตยเปนวงร โดยมดวงอาทตยอยทโฟกส

จดหนง กฎขอท 2 เวลาทดาวเคราะหใชโคจรรอบดวงอาทตย คาบเวลาเทากน

จะกวาดไดพนทเทากน กฎขอท 3 ก าลงสองของคาบวงโคจรรอบดวงอาทตย (T2) แปรผนตามก าลงสาม

ของระยะหางจากดวงอาทตย (a3) นนคอ T2 a3 , T2

a3 = K (K เปนคาคงท)




ใบกจกรรมท 1


1. ....................... ชาวสเมเรยนไดชอวาเปนผศกษาดาราศาสตรเพอใชจดการทางเกษตรทม

ประสทธภาพสง

2. ....................... อรสโตเตลกลาววาโลกของเรากลม

3. ....................... อารสตารคสแหงซามอสกลาววาโลกของเราเปนศนยกลางของจกรวาล

4. ....................... กฎการเคลอนทของเคปเลอรกลาววาดาวเคราะหโคจรรอบดวงอาทตยเปนวงรไป 5. ....................... กาลเลโอพบดวงฤกษของดาวพฤหสบด 4 ดวง

1. ทฤษฎสภาวะคงท

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

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

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

2. ทฤษฎบกแบงหรอระเบดใหญ

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

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

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

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

ค าสง : ตอนท 2 ใหนกเรยนอธบายทฤษฎการก าเนดจกรวาลและทฤษฎการก าเนดระบบสรยะและการก าเนดโลกทก าหนดใหมาพอสงเขป (5 คะแนน)

ค าสง : ตอนท 1 ใหนกเรยนท าเครองหมาย หนาขอความทถก และท าเครองหมาย หนาขอความทผด (5 คะแนน)




3. ทฤษฎของคานทและลาพาส

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

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

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

4. ทฤษฎของเจมส ยนส

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

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

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

5. ทฤษฎของเฟรด ฮอยลและฮานส

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

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

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




ใบความรท 2

เรอง ก าเนดเอกภพ

ภาพท 2 บกแบงและววฒนาการของเอกภพ

ทมา : http://www.vcharkarn.com

ในปจจบนยงไมมใครทราบจดก าเนดของเอกภพไดอยางแนชด แตนกเอกภพวทยาไดเสนอทฤษฎจ านวนมากเพออธบายจดก าเนดของเอกภพ ในหวขอนเราจะไดเรยนรเกยวกบทฤษฎการก าเนดเอกภพซงเปนทยอมรบกนอยางกวางขวางในปจจบน ทฤษฎนชอวา บกแบง (Big Bang) เปนจดเรมตนของเอกภพและเวลา

ก าเนดเอกภพ




ก าเนดอนภาคในเอกภพ

ภาพท 3 ทฤษฎบกแบง

ทมา : https://chamaiporn5651.wordpress.com

นกดาราศาสตรเชอวาเมอประมาณ 15,000 ลานป บกแบงเปนจดเรมตนของเอกภพ อณหภมของเอกภพขณะเกดการระเบดบกแบงจะสงประมาณ 1032 เคลวน จากนนเอกภพมการขยายตวตอเนองท าใหอณหภมลดลงอยางรวดเรว และเกดการเปลยนแปลงของพลงงาน ไปเปนอนภาคมลฐาน (Elementary particle) ไดแก ควารก (Quark) นวทรโน (Neutrino) อเลกตรอน (Electron) และพลงงานโฟตอน (Photon) นอกจากนยงเกดปฏอนภาค (Antipaticle) ซงมมวลเทากบอนภาคมลฐาน แตมประจไฟฟาตรงกนขาม เชน โพซตรอน (Positron) เปนปฏอนภาคของอเลกตรอน แอนตโปรตรอน (Antiproton) เปนปฏอนภาคของโปรตอน ยกเวน นวทรโนและแอนตนวทรโนไมมประจไฟฟา

เราสามารถอธบายงาย ๆ ถงการรวมตวของอนภาคและปฏอนภาคเปนพลงงาน และจากพลงงานเปลยนกลบเปนอนภาคและปฏอนภาค เพราะอนภาคและปฏอนภาคดงกลาวไม คงตวจงเปลยนกลบไปมาได แตในธรรมชาตมอนภาคมากกวาปฏอนภาคโดยรวมมควารกมากกวาแอนตควารกประมาณ 1 สวนในหนงลานสวน จงท าใหมอนภาคทกอก าเนดเปนสสารของเอกภพในปจจบน

หลงจากเกดบกแบงเพยง 10-6 วนาท อณหภมของเอกภพลดลงเปนสบลานลานเคลวน ท าใหควารกบางชนดรวมตวกนเปนโปรตอน ซงมประจไฟฟา +1 หรอ นวตรอน ซงเปนกลางทางไฟฟาหรอประจไฟฟาเทากบ 0




โปรตอน = นวตรอน =

แทนควารกทมประจไฟฟา - 1

3 แทนควารกทมประจไฟฟา +

2

3

(เรยกวา ควารกลาง) (เรยกวา ควารกบน)

ภาพท 4 การรวมตวของควารกเปนโปรตอนและนวตรอน ทมา : นายเดชปาณะธรรศ ดทบ

เมอเกดโปรตอน (นวเคลยสไฮโดรเจน) และนวตรอนแลว อณหภมของเอกภพยงคงลดลงเรอย ๆ จนเปนรอยลานเคลวน สงผลใหโปรตอนและนวตรอนรวมตวกนเกดเปนนวเคลยสของฮเลยม

ภาพท 5 นวเคลยสของฮเลยม ทมา : นายเดชปาณะธรรศ ดทบ

เมออณหภมของเอกภพลดลงเหลอ 10,000 เคลวน นวเคลยสของไฮโดรเจนและนวเคลยสของฮเลยมสามารถดงอเลกตรอนเขามาอยในวงโคจร จงเกดเปนอะตอมของไฮโดรเจนและอะตอมของฮเลยม

ภาพท 6 อะตอมของไฮโดรเจน ภาพท 7 อะตอมของฮเลยม ทมา : นายเดชปาณะธรรศ ดทบ

p n

p n

p n

p e

p n

p n

e

e




ววฒนาการของเอกภพ วนาท ผลทเกด

ระยะ Hadronic 0 – 10-4 วนาท หลงจากเกดบกแบง เกดนวคลออน ไดแก โปรตอน (ประจ +1) เกดจากควารกบน 2 อนภาค รวมกบควารกลาง 1 อนภาค นวตรอน (ไมมประจ) เกดจากควารกบน 1 อนภาค รวมกบควารกลาง 2 อนภาค

ระยะ Leptonic ตงแตสดระยะ Hadronic ถงวนาทท 10

ระยะนอณหภมลดลงหลงจากทเอกภพขยายตว เกดอนภาค Lepton ไดแก อเลกตรอน นวทรโน และอนภาคอน ๆ รวมทงอนภาคโฟตอน (Photon)

ระยะ Radiative 10 วนาทจนถง 1 ลานป ชวงแรกของระยะนทเกดการรวมตวของอนภาค โดยโปรตอนรวมตวกบนวตรอนกลายเปนนวเคลยสของไฮโดรเจน หลงจากนนอเลกตรอนรวมตวกบประจบวก เอกภพอยในชวงสภาวะการแผรงสทงหมด

ระยะ stellar ระยะ 1 ลานปจนถงปจจบน

พลงงานอยในรปมวลของนวเคลยส ในชวงแรกเกดอะตอมของธาตไฮโดรเจน อเลกตรอนอสระลดจ านวนลง ธาตมการรวมกนเปนสารประกอบดาวเคราะหและกาแลกซ

ววฒนาการของเอกภพ

ปแสง เปนหนวยวดระยะทางในอวกาศ โดย 1 ปแสงเทากบระยะทางทแสงเดนทางไดใน 1 ป = 9.46 x 1012 กโลเมตร




แนวคดเบองตนของบกแบงเกดจากการคนพบวา เอกภพก าลงขยายตวอยในปจจบนตามกฎของเอดวน พ. ฮบเบล นกดาราศาสตรและนกเอกภพวทยาจงมความเชอวาในปจจบนเอกภพก าลงขยายตวอย แสดงวาเอกภพในอดตจะตองมขนาดเลกกวาในปจจบน รวมทงความหนแนนเฉลยของสสารทงหมดในเอกภพในอดตจะตองมคามากกวาความหนาแนนเฉลยในปจจบนดวยเชนกน ดงนน ณ จดเรมตนเอกภพควรมขนาดเลกเปนจด (Infinitesimal) และมความหนาแนนเฉลยมหาศาล ซงเอกภพ ณ จดก าเนดนจะมอณหภมสงมาก เงอนไขทงหมดมความคลายคลงกบสถานการณของการระเบด นกเอกภพวทยาจงเรยกสถานการณ ณ จดก าเนดของเอกภพนวาการระเบดใหญหรอบกแบงและใหบกแบงเปนจดเรมตนของเอกภพ

ในค.ศ. 1920 เอดวน ฮบเบล ไดขอมลจากการสงเกตกาแลกซตาง ๆ จ านวนมากและพบวากาแลกซเหลานนเกดปรากฏการณเลอนทางแดง (Redshift) ของเสนสเปกตรม จากความรฟสกสพนฐาน นกดาราศาสตรรดวา เมอพบปรากฏการณเลอนทางแดงของวตถทองฟาใด แสดงวาวตถบนทองฟานน ก าลงเคลอนทถอยหางจากผสงเกตบนโลก ฮลเบลไดวเคราะห ขอมลการเลอนทางแดงของกาแลกซ ท าใหทราบความเรวถอยหางของกาแลกซ ในขณะเดยวกน กวดระยะหางของกาแลกซดวย

หลกฐานทสนบสนนทฤษฎบกแบง

หลกฐานหรอปรากฏการณอยางนอย 2 อยางทสนบสนนทฤษฎบกแบง ไดแก การขยายตวของเอกภพ และอณหภมพนหลงของอวกาศทปจจบนลดลงเหลอ 2.73 เคลวน 1) การขยายตวของเอกภพ

2) อณหภมพนหลงของอวกาศทปจจบนลดลงเหลอ 2.73 เคลวน

การคนพบอณหภมของอวกาศหรออณหภมของเอกภพในปจจบน หรออณหภมพนหลง ของอวกาศ เปนการคนพบอยางบงเอญ โดยนกวทยาศาสตรชาวอเมรกน 2 คน ชออารโน เพนเซยส และรอเบรต วลสน ซงประจ าอยทหองปฏบตการเบลเทเลโฟน ในป ค.ศ. 1965 ขณะนนนกวทยาศาสตรทงสองก าลงทดสอบระบบเครองรบสญญาณของกลองโทรทรรศนวทย แตปรากฏวามสญญาณรบกวนสญญาณวทยตลอดเวลาไมวาจะเปนกลางวนหรอกลางคน หรอในฤดตาง ๆ ถงแมวาจะเปลยนทศทางของเสาอากาศไปทางใดกยงมสญญาณรบกวนอยเชนเดม พวกเขาทงสองจงประหลาดใจและไดรายงานผลการสงเกตนตอทประชมทางวชาการ ตอมาจงทราบภายหลงวาสญญาณรบกวนทตรวจพบนนเปนสญญาณรบกวนทมาจากอวกาศ ซงมสเปกตรมคลายกบสเปกตรมการแผรงสของวตถด า (Blackbody Radiation) ทมอณหภม 2.73 เคลวน ในชวงความยาวคลนประมาณ 1.9 มลลเมตร




ภาพท 8 ความสมพนธระหวาง องศาเซลเซยสกบเคลวน ทมา : http://pimsj13.blogspot.com

ในชวงเวลาเดยวกนนน รอเบรต ดก (Robert Dicke) และคณะแหงมหาวทยาลย พรนซตน ประเทศสหรฐอเมรกา กก าลงคนหาอญหภมพนหลงของอวกาศเชนกน ซงกอนหนานนกฟสกสชอ จอรจ กามอฟ (George Gamow) และคณะไดท านายมานานแลววาการแผรงสทเหลออยในปจจบนนาจะตรวจได โดยใชกลองโทรทรรศนวทยในชวงคลนไมโครเวฟ

ดงนนการพบพลงงานจากทกทศทกทางในปรมาณทเทยบไดกบพลงงานทเกดจากการแผรงสของวตถด าทมอณหภม 2.73 เคลวน ซงสอดคลองกบทฤษฎบกแบงทอณหภมของเอกภพจะลดลงเรอย ๆ เมอเวลาผานไป จงเปนอกขอหนงทสนบสนนทฤษฎบกแบงไดเปนอยางด




ใบกจกรรมท 2



ระยะ Hadronic

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

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

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

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

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

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

ระยะ Leptonic

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

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

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

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

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

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

ระยะ Radiative

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

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

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

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

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

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

ระยะ stellar

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

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

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

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

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

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

ค าสง : ใหนกเรยนเตมค าตอบเกยวกบ ววฒนาการของเอกภพ ลงในชองวางใหถกตอง (10 คะแนน)




แบบทดสอบหลงเรยน


ชดท 1 เรอง เอกภพ

1. ปรากฏการณใดเปนการสนบสนนทฤษฎบกแบง

ก. การขยายตวของเอกภพและอณหภมเฉลยของเอกภพ

ข. การขยายตวของเอกภพและอณหภมพนหลงของเอกภพ

ค. ดาวเคราะหโคจรรอบดวงอาทตยและอณหภมของเอกภพ

ง. การแผรงสของวตถด าและการพบคลนไมโครเวฟพนหลงอวกาศ

2. ธาตใดพบมากทสดในเอกภพ

ก. ฮเลยม

ข. ไนโตรเจน

ค. ไฮโดรเจน

ง. ออกซเจน

3. 1 ปแสงหมายถงขอใด ก. ความเรวของแสง ข. ระยะทางทแสงเคลอนทไดใน 1 ป ค. ระยะทางประมาณ 150 ลานกโลเมตร ง. ระยะทางทแสงเดนทางจากดวงอาทตยมายงโลก

4. ผวทางชางเผอก ชาวตะวนตก เรยกวาอะไร ก. ทางน านม ข. ทางสน าเงน ค. ทางชางเผอก ง. ทางยาวของกลมดาว

ค าชแจง 1. แบบทดสอบฉบบนม 10 ขอ ขอละ 1 คะแนน คะแนนเตม 10 คะแนน 2. แบบทดสอบนเปนแบบเลอกตอบ 3. ใหนกเรยนท าเครองหมายลงในกระดาษค าตอบ โดยเลอกตวอกษร ก ข ค และ ง ทถกทสดเพยงขอเดยว




5. หลงบกแบงประมาณ 1,000 ป เกดกาแลกซทมสารเบองตนซงใชกอก าเนดเปนดาวฤกษ รนแรก คอขอใด

ก. ฮเลยม โปรตอน

ข. ฮเลยม นวตรอน

ค. ไฮโดรเจน ฮเลยม

ง. นวเคลยส ไฮโดรเจน

6. หลงจากเกดบกแบงประมาณ 10-6 วนาท อณหภมของเอกภพลดลงเหลอประมาณสบลานลานเคลวน ท าใหควารกเกดการรวมตวกนกลายเปนอะไร

ก. อะตอมของฮเลยม

ข. นวเคลยสของฮเลยม

ค. อะตอมของไฮโดรเจน

ง. นวเคลยสของไฮโดรเจน

7. ปจจยใดทส าคญทสดทท าใหเกดดาวฤกษหลงเกดบกแบง ก. อณหภมลดลงเรอย ๆ ข. มอนภาคมากกวาปฏอนภาค

ค. มปฏอนภาคมากกวาอนภาค

ง. การรวมตวของควารกไดโปรตอนและนวตรอน

8. ขอใดตอไปนเปนการศกษาของ Edwin Hubble ซงสนบสนนการขยายตวของเอกภพ ก. การวดการเลอนต าแหนงของสเปกตรมจากกาแลกซเทยบกบระยะหางของโลก ข. ศกษาโครงสรางของกาแลกซวาประกบดวยดาวฤกษจ านวนมาก ค. สรางสมการเพอแกไขขอผดพลาดของทฤษฎสมพทธภาพ ง. ไมมขอถก

9. ชาวสเมเรยนไดอธบายปรากฏการณการเคลอนทของดวงดาวตามความเชอทเทพเจาปกครองโลก เอกภาพของชาวสเมเรยน คออะไร

ก. ทองฟา

ข. หลมด า

ค. ดวงดาว

ง. กาแลกซ




10. ขณะเกดบกแบงจะเกดอนภาคมลฐานตามขอใด

ก. ควารก อเลกตรอน นวทรโน โฟตอน

ข. ควารก แอนตควารก อเลกตรอน นวทรโน ค. ควารก แอนตควารก อเลกตรอน โปรตอน

ง. ควารก อเลกตรอน นวทรโน แอนตนวทรโน




กระดาษค าตอบแบบทดสอบกอนเรยนและหลงเรยน



ขอ ก ข ค ง 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

คะแนนทได....................

คะแนนเตม 10 คะแนน




ภาคผนวก




เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน – หลงเรยน

1. ข

2. ก

3. ข

4. ค

5. ค

6. ง

7. ง

8. ก

9. ข

10. ก

1. ข

2. ค

3. ข

4. ก

5. ค

6. ง

7. ง

8. ข

9. ก

10. ก




เฉลยใบกจกรรมท 1


1. ....................... ชาวสเมเรยนไดชอวาเปนผศกษาดาราศาสตรเพอใชจดการทางเกษตรทม

ประสทธภาพสง

2. ....................... อรสโตเตลกลาววาโลกของเรากลม

3. ....................... อารสตารคสแหงซามอสกลาววาโลกของเราเปนศนยกลางของจกรวาล

4. ....................... กฎการเคลอนทของเคปเลอรกลาววาดาวเคราะหโคจรรอบดวงอาทตยเปนวงรไป 5. ....................... กาลเลโอพบดวงฤกษของดาวพฤหสบด 4 ดวง

1. ทฤษฎสภาวะคงท

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

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

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

2. ทฤษฎบกแบงหรอระเบดใหญ

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

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

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

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

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

ค าสง : ตอนท 2 ใหนกเรยนอธบายทฤษฎการก าเนดจกรวาลและทฤษฎการก าเนดระบบสรยะและการก าเนดโลกทก าหนดใหมาพอสงเขป (5 คะแนน)

จกรวาลไมมจดสดทาย โดยจะมสภาพเปนอยในปจจบนและจะเปนแบบนตลอดไป เปนทฤษฎทไดรบการยอมรบมากทสดเกยวกบทฤษฎการก าเนดจกรวาล กลาววา ในอดตกอนทจะมจกรวาล จกรวาลเปนเพยงจดเลก ๆ แตไมทราบดวยสาเหตใด จกรวาลไดการเกดการระเบดครงใหญของสสารทมการรวมตวกนอยางหนาแนน โดยแรงระเบดจะท าใหชนสวนแตกละเอยดและการกระจดกระจายไปทกทศทกทาง และเมออณหภมลดลง สสารนน ๆ จะมาจบตวรวมกนกลายเปนกาแลกซ ดวงดาวและองคประกอบตาง ๆ ของจกรวาล

ค าสง : ตอนท 1 ใหนกเรยนท าเครองหมาย หนาขอความทถก และท าเครองหมาย หนาขอความทผด (5 คะแนน)




3. ทฤษฎของคานทและลาพาส

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

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

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

4. ทฤษฎของเจมส ยนส

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

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

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

5. ทฤษฎของเฟรด ฮอยลและฮานส

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

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

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

ระบบสรยะของกลมของแกสทรอนจดและหมนอย ซงแรงเหวยงจากการหมนท าใหเกดเปนวงแหวน โดยบรเวณศนยกลางของวงแหวนจะกลายเปนดวงอาทตย สวนรอบ ๆ ของวงแหวนจะเปนดาวเคราะหและบรวาร มดาวฤกษขนาดใหญเคลอนทเขาใกลดวงอาทตย โดยมแรงดงดดระหวางดาวฤกษและดวงอาทตยท าใหมมวลบางสวนของดวงอาทตยและดาวฤกษหลดออกมา โดยมวลทหลดออกมาจะกลายเปนดาวเคราะหตาง ๆ ในระบบสรยะ

สงแรกทเกดขนในระบบสรยะคอดวงอาทตย ซงดวงอาทตยเกดมาจากการรวมตวกนของแกสและฝนละออง ตอมากลมแกสและฝนละอองเหลานนจะหมนรอบดวงอาทตยและถกแรงดงดดอดตวรวมกนกลายเปนดาวเคราะหและบรวาร




เฉลยใบกจกรรมท 2



ระยะ Hadronic 0 – 10-4 วนาท หลงจากเกดบกแบง เกดนวคลออน ไดแก โปรตอน (ประจ +1) เกดจากควารกบน 2 อนภาค รวมกบควารกลาง 1 อนภาค นวตรอน (ไมมประจ) เกดจากควารกบน 1 อนภาค รวมกบควารกลาง 2 อนภาค

ระยะ Leptonic ตงแตสดระยะ Hadronic ถงวนาทท 10

ระยะนอณหภมลดลงหลงจากทเอกภพขยายตว เกดอนภาค Lepton ไดแก อเลกตรอน นวทรโน และอนภาคอน ๆ รวมทงอนภาคโฟตอน (Photon)

ระยะ Radiative 10 วนาทจนถง 1 ลานป ชวงแรกของระยะนทเกดการรวมตวของอนภาค โดยโปรตอนรวมตวกบนวตรอนกลายเปนนวเคลยสของไฮโดรเจน หลงจากนนอเลกตรอนรวมตวกบประจบวก เอกภพอยในชวงสภาวะการแผรงสทงหมด

ระยะ stellar ระยะ 1 ลานปจนถงปจจบน

พลงงานอยในรปมวลของนวเคลยส ในชวงแรกเกดอะตอมของธาตไฮโดรเจน อเลกตรอนอสระลดจ านวนลง ธาตมการรวมกนเปนสารประกอบดาวเคราะหและกาแลกซ

ค าสง : ใหนกเรยนเตมค าตอบเกยวกบ ววฒนาการของเอกภพ ลงในชองวางใหถกตอง (10 คะแนน)




เอกสารอางอง

กนก จนทรขจรและถนด ศรบญเรอง. (2549). วทยาศาสตรกายภาพ. กรงเทพฯ : อกษรเจรญทศน.

จฑาเทพ จตวลย.(2560).สรปหลกคด พชตขอสอบ โลก ดาราศาสตร อวกาศ ฉบบ TCAS

มนใจเตม 100.นนทบร : ไอดซฯ.

ปรชา สวรรณพนจและคณะ. (ม.ป.ป). ตะลยคลงขอสอบวทยาศาสตร O-NET.นนทบร :

ไฮเอดพบลชชง.

________. (ม.ป.ป). โลก ดาราศาสตรและอวกาศ ม.5. กรงเทพฯ : ไฮเอดพบลชชง.

ศกดชย เกดพทกษ.คมอเตรยมสอบวทยาศาสตร O-NET โลก ดาราศาสตร และอวกาศ ม.4-5-6. กรงเทพฯ : โรงพมพแหงจฬาลงกรณมหาวทยาลย.

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย กระทรวงศกษาธการการ. (2555). หนงสอเรยนรายวชาพนฐาน โลก ดาราศาสตร และอวกาศ ชนมธยมศกษาปท 4-6. กรงเทพฯ : สกสค.ลาดพราว. สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย กระทรวงศกษาธการ.(2553).

หนงสอเรยนรายวชาพนฐานวทยาศาสตร ดวงดาวและโลกของเรา. กรงเทพฯ : สกสค.ลาดพราว.

อภญญา แซโงว.(2560) .สรปและแนวขอสอบโลกกบดาราศาสตร. นนทบร : บรษท ธงค บยอนด บคส จ ากด.

ส ร์ เล่มท่ ก ำเน ดเอกภพ ศา ต · 2018-01-22 ·...

Documents