บทที่ 1 - rmutphysics · บทที่ 1 ประวัติการค...

บทท 1 ประวตการคนพบทางดาราศาสตร

1

บทท 1 ประวตการคนพบทางดาราศาสตร

1.1 พฒนาการทางดาราศาสตร

วถชวตของมนษยมความผกพนกบปรากฏการณทางดาราศาสตรมาชานานแลว ดวงอาทตย ลกไฟดวงใหญใหแสงสวางและความอบอนแกสรรพสงบนพนโลก ดวงจนทรและดาวจานวนมหาศาลทปรากฏบนทองฟาในยามคาคน เปนสงทมนษยมความคนเคย จนสามารถสงเกตเหนวฏจกรแหงการเปลยนแปลงอยางเปนระบบของวตถทองฟาเหลาน ปรากฏการณทางธรรมชาตมากมาย เชน การปรากฏของดาวหาง ผพงไต ราหอมจนทร เปนตน ทมนษยในยคกอนไมอาจเขาใจวาสงทปรากฏบนทองฟาเหลานนคออะไร จะกอภยพบตแกสรรพชวตบนพนโลกหรอไม ปรากฏการณทางธรรมชาตทงหลายยงครอบงาใหมนษยมความหวาดกลว และพยายามหาทางขจดปดเปาใหสญสนไป ความฉลาดของมนษย สอนใหมนษยรจกสงเกต และพยายามคนหาความจรง เกยวกบ วฏจกรของวตถทองฟา ตลอดจนสาเหตของการเกดปรากฏการณบนฟากฟาทงหลาย ดาวฤกษทปรากฏบนทองฟาทงหมด ถกจดเปนกลมดาว 88 กลม เพอความงายในการคนหาและสงเกตการณ มนษยคนพบวาดาวเคราะหทง 5 ดวง คอ ดาวพธ ดาวศกร ดาวองคาร ดาวพฤหสบดและดาวเสาร มการเปลยนตาแหนงไปตามกลมดาว 12 กลม เหมอนกบดวงจนทรและดวงอาทตย ตาแหนงการขน-ตกของดวงอาทตย มความสมพนธกบฤดกาล ในทสด มนษยเรมรจกการสงเกตวตถทองฟา เพอใชกาหนดเวลาและทศทาง ตลอดจนการทาปฏทนทสอดคลองกบวฏจกรของฤดกาล ทาใหการดารงชวตของมนษยเปนระบบและเปนไปอยางปกตสข ความอยากรของมนษย ผลกดนใหมนษยพยายามสงเกตวตถทองฟาและปรากฏการณบนฟากฟาอยางตอเนอง อปกรณชวยสงเกตการณ ไมวาจะเปนทรงกลมทองฟา เครองวดพกดหรอสงกอสรางทใชเปนหมายบอกตาแหนงการขน-ตก ของวตถทองฟา ถกสรางขนมากมาย ทาใหมนษยมความเขาใจระบบของธรรมชาตและศาสตรแหงทองฟามากขนเรอยๆ วชาดาราศาสตรจงไดถกพฒนาขนมาอยางรวดเรว การปฏวตทางดาราศาสตร เรมเมอ ป ค.ศ.1543 เมอนโคลส โคเปอรนคส (Nicolaus Copernicus) นกดาราศาสตรชาวโปแลนด-เยอรมน ตพมพหนงสอ ชอ “การโคจรของวตถทองฟา (The Revolutions of the Heavenly Bodies)” ซงแสดง

บทท 1 ประวตการคนพบทางดาราศาสตร

2

แนวคดทางดาราศาสตรทคานแนวคดและคาสอนทางครสตศาสนาดงเดมทเชอวา “โลกเปนศนยกลางของเอกภพ” ในหนงสอของโคเปอรนคสกลาววา “โลกไมใชศนยกลางของเอกภพ ดาวเคราะหทกดวงโคจรรอบดวงอาทตย ดงนนดวงอาทตยจงเปนศนยกลางของระบบสรยะ ซงโลกกโคจรรอบดวงอาทตยเหมอนกบดาวเคราะหดวงอนดวย” โคเปอรนคส สามารถคานวณเวลาทโลกและดาวเคราะหอน คอ ดาวพธ ดาวศกร ดาวองคาร ดาวพฤหสบด และดาวเสาร โคจรรอบดวงอาทตยไดอยางถกตอง พรอมทงทาตารางการโคจรของดาวเคราะหแตละดวง อยางไรกตาม “ทฤษฎดวงอาทตยเปนศนยกลาง (Heliocentric Theory)” กยงไมเปนทยอมรบในยคนน เนองจากโคเปอรนคสยงไมสามารถหาขอมลจากการสงเกตการณมาสนบสนนไดอยางแมนยาและเพยงพอ ลวงมาในป ค.ศ. 1572 นกดาราศาสตรชาวเดนมารก ชอทโค บราห (Tycho Brahe)ไดเรมพฒนามตทางการสงเกตการณทางดาราศาสตร โดยสรางเครองวดทางดาราศาสตรหลายชน สงเกตการเคลอนทของดาวเคราะหและตาแหนงของดาวฤกษ บราห พบความสอดคลองระหวางผลการสงเกตการณของเขากบทฤษฎของโคเปอรนคส อยางไรกตาม แมบราห จะเชอวาดาวเคราะหตางกโคจรรอบดวงอาทตย แตยงสรปวาโลกอยนงกบทและดวงอาทตยโคจรรอบโลก ตอมา โยฮนส เคปเลอร (Johannes Kepler) ผซงเคยเปนผชวยสงเกตการณของทโค บราห ไดนาเอาผลการสงเกตการณของบราห ซงทาเอาไวมากมายในสมยบราหยงมชวตอย มาวเคราะหและยนยนวาแทจรงแลว ดวงอาทตยเปนศนยกลางของระบบสรยะ ตามทฤษฎของโคเปอรนคส เคปเลอรเสนอกฎการโคจรของดาวเคราะหรอบดวงอาทตยทสาคญไว 3 ขอ กาลเลโอ กาลเลอ (Galileo Galilei) เปนนกดาราศาสตรคนสาคญทบกเบกวชาดาราศาสตรยคใหม กาลเลโอเปนคนแรกทใชกลองทประกอบดวยระบบเลนสสองดวตถทองฟา และบนทกสงทคนพบมากมาย ตพมพในหนงสอเรอง “ผนาสารจากดวงดาว (The Sidereal Messenger)” ในป ค.ศ.1610 ยนยนวาโลกไมใชศนยกลางของเอกภพ และเปนบรวารดวงหนงของดวงอาทตยและโคจรรอบดวงอาทตย และตพมพแนวคดดงกลาวนในหนงสอของเขาเรอง “บทสนทนาเกยวกบ 2 ระบบใหญของโลก (Dialogue on the Two Chief Systems of the World)” ในป ค.ศ.1632

บทท 1 ประวตการคนพบทางดาราศาสตร

3

1.2 ดาราศาสตรยคโบราณ นบตงแตสมยโบราณ ทมนษยเรมเหนความสาคญของวฏจกรของธรรมชาตและปรากฏการณตางๆ บนทองฟา ทอาจมอทธพลตอการดารงชวตประจาวนของเขาเหลานน ทาใหมนษยเรมสงเกตวตถทองฟา โดยเฉพาะอยางยง ดวงอาทตย ดวงจนทร ดาวเคราะห และกลมดาวตางๆ ทขนและตกในชวงเวลาตางๆ ในรอบป แมคนในยคนนยงไมมกลองโทรทรรศนทนามาใชในการสงเกตการณอยางละเอยด แตเขากใชตาเปลาและจนตนาการทจะทาความเขาใจกลไกธรรมชาตอนซบซอน มนษยเรมสงเกตตาแหนงการขน-ตกของดวงอาทตยทสมพนธกบฤดกาล ทาใหรวาเมอใดเขาควรเพาะปลก เมอใดเขาควรเกบเกยว และเมอใดเขาควรออกลาสตว เพอสะสมอาหารเอาไวบรโภคในชวงฤดกาล

กจกรรม 1.1 ศกษาการเคลอนทของดวงอาทตยในรอบวน ในแตละวน ดวงอาทตยจะปรากฏขนดานทศตะวนออกและจะเคลอนทสงขนเรอยๆ จนถงจดสงสด แลวจะคลอยตาทางดานทศตะวนตก เนองจากการหมนรอบตวเองของโลก เราอาจตดตามการเคลอนทของดวงอาทตยในรอบวน โดยทากจกรรมดงตอไปน อปกรณ : 1. ครงทรงกลมใส 1 อน 2. กระดาษแขงซงมขนาดใหญกวาครงทรงกลม 1 แผน 3. ปากกาเขยนแผนใส ดนสอ วธการ : 1. วางครงทรงกลมใสลงบนกระดาษ แลวใชดนสอเขยนวงกลมบนกระดาษแขงตามแนวเสนรอบวงของครงทรงกลมใส หาจดศนยกลางของวงกลมดงกลาว และใชดนสอกาหนดตาแหนงของจดศนยกลางไว ดงนนจดศนยกลางนจะเปนตาแหนงของผสงเกตการณ (จด O) และครงทรงกลมใส คอ ทรงกลมทองฟานนเอง

2. เอาอปกรณในขอ 1 ไปวางไวในทโลงภายนอกอาคารทสามารถรบแสงอาทตยไดไมนอยกวา 6 ชวโมง ตามรปท 1.1

บทท 1 ประวตการคนพบทางดาราศาสตร

4

รปท 1-1 : แผนกระดาษแขงและทรงกลมใส วางในทโลงและสามารถรบแสงอาทตยได

3. เรมปฏบตการโดยเอาปากกาเขยนแผนใส จด ณ ตาแหนงทเงาของปลายปากกาเขยนแผนใส อยทจดศนยกลาง (จด O) พอด แลวจดเวลาทสงเกตการณไว ณ ตาแหนงทจดไว 4. ทดลองตามขอ 3 ทก ๆ ชวโมง เปนเวลาทงสนประมาณ 6 ชวโมง 5. ตอเสนตามจดทหมายไวบนครงทรงกลมใส กจะเหนเสนทางการเคลอนทของดวงอาทตยในรอบวน 6. กาหนดทศเหนอ-ใต ตะวนออก-ตะวนตก บนกระดาษแขง แลวลองวเคระหตาแหนงการขนและตกของดวงอาทตยในวนดงกลาวจากเสนทางการเคลอนทของดวงอาทตย เมอมนษยมความเขาใจเกยวกบความสมพนธของตาแหนงการขน-ตกของดวงอาทตยสมพนธกบฤดกาล และเพอใหม “หมาย” บอกตาแหนงการขน-ตก ของดวงอาทตยในวนสาคญตางๆ เชน วนทดวงอาทตยอย ณ ตาแหนง เวอรนอล อควนอกซ (Vernal Equinox) เปนตน มนษยจงสรางสงกอสราง หรอศาสนสถานทวางตวอยในทศทสาคญตางๆ ได เชน สโตนเฮนจ (Stonehenge) ทประเทศสหราชอาณาจกร ศาสนสถานทเขาพนมรง ประเทศไทย เปนตน

กจกรรม 1.2 สบคนขอมล สบคนขอมลจากวารสาร หนงสอ ระบบสารสนเทศ เกยวกบสงกอสรางหรอศาสนสถานท

สาคญ ทเกยวของกบทศการขน-ตกของวตถทองฟา ณ วน-เวลาตางๆ ในรอบป ตอมามนษยรจกสรางปฏทนทสอดคลองกบฤดกาลใชกนอยางแพรหลาย ทงปฏทนจนทรคต (Lunar Calendar) และปฏทนสรยคต (Solar Calendar) ทาใหมนษยสามารถบอกฤดกาลไดจากปฏทน ทาใหความสนใจเกยวกบตาแหนงการขน-ตกของดวงอาทตยทสมพนธกบฤดกาลหมดไปในทสด

บทท 1 ประวตการคนพบทางดาราศาสตร

5

คาถาม :

1. เราสามารถใชดวงจนทร บอกเวลาไดอยางไร

2. เพราะเหตใดกลมดาวทปรากฏบนทองฟาในแตละฤดกาลจงตางเวลากนและเราใชกลมดาวบอกฤดกาลไดหรอไม 1.3 แนวความคดและความจาเปนในการกาหนดเวลา นบตงแตโบราณ ชวตมนษยมความผกพนอยางใกลชดกบดวงอาทตย ไมวาจะเปนการใหความสวางหรอใหความอบอนกตาม มนษยเรมมการเชอถอวาดวงอาทตยเปนตวแทนของเทพเจา เรมกราบไหวบชาเสมอนเปนสงศกดสทธ ดงเชน จากหลกฐานทไดมการบนทกไว ระบวา ชนเผาอนคาในเปร นบถอดวงอาทตยมาก เมอมนษยไดเรมสงเกตการณและรจกพฒนาความคดในเชงเหตผลมากขน กเรมเขาใจเกยวกบวตถทองฟาตางๆ ตลอดจนวถโคจรมากยงขน ความเชอถออยางงมงายกเรมคลคลายลง กลบหนมาสนใจการหมนเวยนเปลยนแปลงของการปรากฏของวตถทองฟาทสอดคลองกบการเปลยนแปลงฤดกาล ทาใหมนษยเรมเขาใจพนฐานเกยวกบเวลา เชนวา พชชนดใดควรเพาะปลกเมอใด อากาศชวงไหนจะเปนอยางไร เมอใดจะเรมเกดมรสม หรอเมอใดหมะจะตก เปนตน เหลานทาใหมนษยตระหนกถงความจาเปนทจะตองกาหนดระบบเวลาซงวตถทองฟา เชน ดวงอาทตย และดาวฤกษ อาจนามาใชเปนเครองกาหนดเวลาอยางแนนอนได ชาวจนเปนชาตแรกทสามารถกาหนดระยะเวลาใน 1 ปไดอยางถกตอง โดยใชหลกเกณฑการทอดเงาของดวงอาทตยระหวางการทอดเงาสนทสด 2 ครง ซงสามารถสรปไดวาใน 1 ป จะม 365.25 วน ตอมาแนวความคดเกยวกบการประดษฐนาฬกาเมอกาหนดเวลาจงเรมขนเรยกวา “นาฬกาแดด (Sundial)” และเรมแบงวนออกเปนสวนยอยๆ เปนวนละ 24 ชวโมง ตราบมาถงปจจบนแนวความคดยคเกาไดพฒนาถงขนใชเทคนคการสนของอะตอม มาใชในการกาหนดเวลามาตรฐาน (Standard Time) และเวลาสากล (Universal Time)

กจกรรม 1.3 นทานดวงดาว คนควาเรองราวในเทพนยายจากหนงสอดาราศาสตร เทพนยายกรก หรอ ระบบ

สารสนเทศ ทเกยวของกบกลมดาวบนทองฟาททานสนใจ แลวนาเสนอและวจารณในกลม

บทท 1 ประวตการคนพบทางดาราศาสตร

6

1.4 แนวความคดเกยวกบการกาหนดกลมดาว ในปจจบน มการแบงกลมดาวบนทองฟาออกเปน 88 กลม ซงการกาหนดชอกลมดาวนน มกจะเกยวของกบตวละครในเทพนยายกรกแทบทงสน แนวความคดเกยวกบการกาหนดชอกลมดาวนน เรมมาตงแตครงโบราณ ในสมยนนไมม โรงหนง โรงละคร โทรทศน วทย เปนตน เพอเปนเครองหยอนใจใหแกคนทงหลาย ความบนเทงทมนษยไดรบมาจากพวกพเนจร ซงมกเปนพวกนกดนตรหรอนกเลานทาน ซงเดนทางไปตามหมบานตางๆ ขอแลกอาหารและทอยอาศย กบการเลนดนตรหรอการเลานทาน การเลานทานในยคนน มกเปนเรองเกยวกบเทพนยายกรกและเมอเอยถงตวแสดงหรอสงของทเกยวของกบนยายเหลาน พวกนกเลานทานกจะสรางมโนภาพลงบนกลมดาวตางๆ บนทองฟา ซงทาใหผฟงไดเกดภาพพจน และไดรบความสนกสนานมากยงขน ดงนนกลมดาวตางๆ ทปรากฏบนทองฟา จงมชอเรยกตางๆ ซงเกยวของกบตวแสดงหรอสงของในเทพนยาย เชน กลมดาวนายพราน (Orion) กลมดาวเปอรซอส (Perseus) กลมดาวแมงปอง (Scorpius) เปนตน ซงภายหลงไดเปนทรจกแพรหลายและยอมรบในวงการดาราศาสตร หลงจากนน นกดาราศาสตรไดพยายามกาหนดขอบเขตของกลมดาวตางๆ ใหเปนระเบยบเรยบรอย ปรากฏเปนกลมดาวทง 88 กลม ดงแสดงอยในแผนทดาวในปจจบน 1.5 พนฐานเกยวกบเอกภพในยคแรก ในยคแรก แนวความคดเกยวกบเอกภพมขอบเขตจากดมาก เนองจากพฒนาการทางดานแนวความคด ประสบการณและเครองมอตางๆ ยงอยในวงแคบ คนโบราณมความเชอวาโลกแบนและมวตถรปครงทรงกลมซงมชองโหวเปนจานวนนบรอยนบพนกระจายอยทวผว นอกวตถนมลกไฟขนาดใหญสองแสงผานรเหลาน ทาใหมนษยบนโลกเหนจดสวางเปนดาวปรากฏอยบนทองฟา แมกระทงความเชอถอเกยวกบการสรางสรรพสงโดยเทพเจากยงคงครอบงาแนวความคดเกยวกบเอกภพอย เชน ชาวอยปตโบราณ เชอวาดวงอาทตยเปนเทพสรยะ (Sun God) ซงทกวนจะประทบเรอขามทองฟา (รปท 1-3) ซงเปนหลงของเทพดารา (Starry Goddess) เปนตน กรกเปนอกชนชาตหนง ซงวางแนวปรชญาเกยวกบเอกภพไวมากมาย เทลสแหงไมเลตส (Thales of Miletus) วางแนวความคดไววา นาเปนปจจยหลกของกาเนดสรรพสงตางๆ

บทท 1 ประวตการคนพบทางดาราศาสตร

7

ทานจนตนาการวา โลกเปนจานแบนลอยอยบนผวนา นกปราชญกรกอกทานหนง คอ อาแนกซแมนเดอร (Anaximander) กลาววา โลกมสนฐานเปนทรงกระบอกลอยอยในอากาศ อาแนกซากอรส (Anaxagoras) เปนปราชญกรกทเรมใหความสนใจดวงจนทรและดาวเคราะหตางๆ ใหแนวความคดวา วตถทองฟาเหลานมองคประกอบเหมอนกบองคประกอบของโลก และมแสงสวางไดโดยการสะทอนแสงจากดวงอาทตย นอกจากน ยงไดใหแนวความคดอยางถกตองในการอธบายการเกดจนทรปราคาวาเปนปรากฏการณทดวงจนทรโคจรเขาไปในเงาของโลกอกดวย ปทากอรส (Pythagorus) แหงชามอส (Samos) เปนปราชญทานแรกทเสนอแนวความคดวา โลกมสนฐานกลม ซงนบวาเปนกาวใหญหนงของการพฒนาแนวความคดเกยวกบเอกภพ อยางไรกตาม แนวความคดในยค 600 ป กอนครสตศกราชของนกปราชญเหลาน ยงคงมพนฐานอยางเหนยวแนนวา โลกเปนวตถทหยดนงอยางสมบรณ ดงนนการเคลอนทของวตถทองฟาทกชนดทสงเกตเหน เปนการเคลอนททแทจรงของวตถทองฟาเหลานนทงสน ตราบมาจนถงประมาณ 450 ปกอนครสตศกราช ฟโลลาอส (Philolaus) เสนอแนวความคดในอนทจะไมยดถอวา โลกเปนวตถทหยดนงวาแทจรงแลว โลกมการโคจรรอบดวงไฟใหญดวงหนง (แตไมใชดวงอาทตย) ทาใหเหนวตถทองฟาทงหลายเคลอนทปรากฏรอบโลกเปนคาบทแนนอนในแตละวน อยางไรกตาม ฟโลลาอสไมประสบความสาเรจในการตอบคาถามวา ดวงไฟใหญนนคออะไร และอยทไหน ในปจจบนเปนททราบกนดวา การปรากฏเคลอนทของวตถทองฟาทงหลายในแตละวน เปนผลเนองมาจากการหมนรอบตวเองของโลก ดโมครตส (Democritus) เปนปราชญรนหลงปทากอรสทไขความลบเกยวกบทางชางเผอก (Milky Way) วาเปนดาวจานวนมากทอยรวมกนอยางหนาแนน

กจกรรม 1.4 ทางชางเผอก ทางชางเผอก เปนอาณาจกรของดาวฤกษ จานวนนบแสนลานดวง เมอเราสงเกตทาง

ชางเผอก ในยามคาคน จะเหนเปนแถบฝาขาว พาดทองฟา จงศกษาในแผนทดาววามกลมดาวกลมใดบางอยในแนวทางชางเผอก และ ลองใชกลองสองตากวาดสองบรเวณกลมดาวทระบในแผนทดาววาอยในแนวทางชางเผอก ทานเหนความแตกตางอยางไรกบการใชกลองสองตากวาดสอง

บทท 1 ประวตการคนพบทางดาราศาสตร

8

บรเวณกลมดาวทไมไดอยในแนวทางชางเผอก ทานทราบหรอไมวาใจกลางของทางชางเผอกอยบรเวณกลมดาวกลมใด อารสโตเตล (Aristotle) เปนปราชญทานแรก ทสามารถครอบงาความเชอของมนษย ในแนวความคดทางดาราศาสตรแหงเอกภพทวา โลกเปนศนยกลางของเอกภพโดยดวงอาทตย ดวงจนทร และดาวเคราะหทงหลายโคจรรอบโลก ครนมาในสมยพระเจาอเลกซานเดอรมหาราช กไดมนกปราชญชอ อารสตารคส (Aristarchus) ทกลาแยงแนวความคดของอารสโตเตล โดยเสนอวาดวงอาทตยเปนศนยกลางของระบบสรยะ โดยโลกและดาวเคราะหอนๆ โคจรรอบดวงอาทตย ทานยงอธบายดวยวา การเคลอนทปรากฏของวตถทองฟาในแตละวนเปนผลเนองมาจากการหมนรอบตวเองของโลก และยงเชออกวา ดาวฤกษเปนวตถทองฟาทอยหางไกลจากโลกมาก อยางไรกตาม แนวความคดของอารสตาคส กไมอาจลบลางความเชอถออยางเหนยวแนน ในคาสอนของอารสโตเตลสาหรบคนในสมยนนได ปราชญแหงอเลกซานเดรย ทสาคญอกทานหนง คอ ฮปปารคส (Hipparchus) ทานไดสรางผลงานทางดาราศาสตรทเปนประโยชนมากมาย แมวาทานจะยงคงยดแนวความคดเดมเกยวกบโลกเปนศนยกลางของเอกภพ แตทานไดพฒนาเทคนคการสงเกตการณทางดาราศาสตรขนสงในสมยนน โดยเฉพาะอยางยง ในเรองดาราศาสตร เกยวกบการวดตาแหนง (Positional Astronomy) และเปนคนแรกททาแคตาลอกของดาวฤกษอยางเปนระบบ ทานสามารถกาหนดตาแหนงของดาวฤกษไดอยางถกตองมากกวา 1000 ดวง และจดกลมของดาวฤกษตามความสวางปรากฏเปน 6 กลมใหญๆ โดยกลมทสวางทสดเรยกวา ดาวฤกษทมคาแมกนจด (Magnitude) เทากบ 1 และกลมทหรทสดทสามารถมองเหนไดดวยตาเปลาเรยกวา ดาวฤกษทมคาแมกนจดเทากบ 6 คาถาม

1. แมกนจดของดาวฤกษสมพนธกบกาลงสองสวาง (Luminosity) ของดาวฤกษอยางไร 2. ดาวแมกนจด 1 สวางกวา ดาวแมกนจด 6 กเทา ฮปปารคส ยงสงเกตอกดวยวา ดวงอาทตยมการเคลอนทผานกลมดาวในบางเวลาเรวกวาในชวงเวลาบางชวง เขาสรปวา ในขณะทสงเกตเหนดวงอาทตยเคลอนทผานกลมดาวเรวนน ดวงอาทตยตองอยใกลโลก และเมอดวงอาทตยเคลอนทผานกลมดาวชานน ดวงอาทตยตองอยไกลจากโลก ซงหมายความวา วงโคจรของดวงอาทตยรอบโลกตองไมเปนวงกลม แตจะมวงโคจรดง

บทท 1 ประวตการคนพบทางดาราศาสตร

9

แสดงในรปท 1-4 กลาวคอในขณะทดวงอาทตยโคจรเปนวงกลมเลก (Epicycle) วงกลมเลกดงกลาวนกจะเคลอนทรอบโลกเปนวงกลมใหญ (Deferent) อกทหนง

รปท 1-2 มโนภาพของตวแสดงในเทพนยายกรกบนกลมดาว

รปท 1-3 แนวความคดของชาวอยปตเกยวกบเทพสรยะ (Sun God) ประทบเรอขามทองฟา ซงเปนหลงของเทพดารา (Starry Godess)

รปท 1-4 วงโคจรของดวงอาทตยตามแนวความคดของฮปปารคส

บทท 1 ประวตการคนพบทางดาราศาสตร

10

รปท 1-5 การเคลอนทวกกลบของดาวเคราะหเทยบกบดาวฤกษพนหลง เมอสงเกตจากโลก

1.6 แนวความคดยคเกาเกยวกบการเคลอนทของดาวเคราะห แบบจาลองเกยวกบวงโคจรของดวงอาทตยตามแนวคดของฮปปาคส สามารถอธบายวงโคจรของดวงจนทรและดาวเคราะหอนๆ ได โดยปรบปรงแบบจาลองอกเลกนอย สาหรบดาวเคราะห เชน ดาวพฤหส เปนตน ฮปปาคสสงเกตเหนวงโคจรวกกลบ (Retrograde) ในบางเวลาดวย (ดรปท 1-5) เทยบกบตาแหนงของดาวฤกษทอยพนหลง และไดบนทกตาแหนงของดาวเคราะหอยางแมนยา ซงบนทกดงกลาวนนนบเปนขอมลทมประโยชนมากทางดาราศาสตรในยคตอมา ในปครสตศกราช 140 โทเลม (Ptolemy) ปราชญแหงอเลกซานเดรยอกทานหนงทไดรวบรวมแนวความคดของ อารสโตเตล ปทากอรส และฮปปารคส ผนวกเขากบแนวความคดของทานเอง สรางแบบจาลองของเอกภพทมชอวา “ระบบของโทเลม (Ptolemaic System)” โดยใชแนวความคดเกยวกบโลกเปนศนยกลางของเอกภพจากอารสโตเตล แนวความคดเกยวกบโลกมสนฐานกลมของปทากอรส และแนวความคดเกยวกบวงกลมเลกของฮปปารคส (ดรปท 1-6) แบบจาลองดงกลาวน แมวาจะผดจากแนวความคดเกยวกบดวงอาทตยเปนศนยกลางของระบบสรยะ แตกสามารถอธบายการโคจรปรากฏของดาวเคราะห ดวงอาทตย ดวงจนทร ไดเปนอยางด นอกจากนน ยงสามารถอธบายปรากฏการณเคลอนทวกกลบของดาวเคราะหไดอกดวย ระบบของโทเลมน เรยกอกอยางหนงวา “ระบบศนยโลก (Geocentric System)”

กจกรรม 1.5 การสงเกตการเคลอนทวกกลบของดาวองคาร เราอาจจาลองการสงเกตการเคลอนทวกกลบของดาวองคาร จากผสงเกตบนโลก ไดจากกจกรรมตอไปน

บทท 1 ประวตการคนพบทางดาราศาสตร

11

อปกรณ 1. กระดาษแขงสขาว และ สดา ( หรอสอนกได) 2. ไมเสยบ 3. ปากกาเขยนไวทบอรด 4. เทปใส และ กรรไกร

วธการ

1. เขยนแถบของวงกลมโลก (Earth Circle) และ วงกลมดาวองคาร (Mars Circle) บนกระดาษแขง โดยใชสเกลทกาหนดตามรป แลวตดออกมาและตดปลายทงสองเขาดวยกนเปนวงกลม

2. นากระดาษแขงสขาวแผนใหญ ขดเสนตรงตามแนวกงกลางของแผนกระดาษ และ กาหนดตาแหนงของดวงอาทตยทกงกลางของแผนกระดาษตามแนวทรงกลมน

3. วางวงกลมโลกและวงกลมดาวองคารลงบนกระดาษแขงสขาว โดยใหดวงอาทตยอยตรงจดศนยกลาง และ พยายามจดใหชองวางระหวางวงกลมโลกและวงกลมดาวองคารเทากนตลอด และจดใหเลข 4 ของทงวงกลมโลกและวงกลมดาวองคารอยในแนวเสนตรงบนกระดาษแขงทขดไวแลวพอด

4. ตงกระดาษแขงสดาอกแผนหนง หางจากวงกลมดาวองคารพอสมควรตามรป

บทท 1 ประวตการคนพบทางดาราศาสตร

12

5. วางแทงไมเลกพาดลงบนวงกลมโลกและวงกลมดาวองคาร บนรองทมหมายเลขตรงกน โดยใหปลายแทงไมเลกแตะทกระดาษแขงสดา แลวทาหมายตาแหนงไวบนกระดาษแขงสดา และเขยนหมายเลขไวดวย

6. ทาซาตามขอ 5 ทละหมายเลข 7. เขยนทางเดนของดาวองคาร เมอสงเกตจากผสงเกตบนโลก ตามตาแหนงทหมายไวตามขอ

5 และ 6 1.7 การปฏวตทางดาราศาสตรสมยโคเปอรนคส โคเปอรนคส (Copernicus) เปนนกดาราศาสตรททมเทกาลงความคดเปนอยางมาก ในเรองทฤษฎของระบบสรยะ ทานไดเรมฟนฟแนวความคดของอารสตารคสขนมาอกครงหนง โดยยดหลกดวงอาทตยเปนศนยกลางของระบบสรยะ การเสนอแนวความคดครงน โคเปอรนคส ไดปรบปรงทฤษฎใหสมบรณยงขน อยางไรกตามยงคงอาศยแนวความคดเกยวกบวงกลมเลก ของฮปปารคส และโทเลม ในแบบจาลองของเขา ดงแสดงในรปท 1.7 ซงมชอเรยกวา “ ระบบของโคเปอรนคส (Copernicus System)” หรอ “ระบบศนยสรยะ (Heliocentric System)” แนวความคดของโคเปอรนคสดงกลาวน แมวาจะถกตอง สอดคลองกบแนวความคดทถกตองในปจจบน แตแนวความคดดงกลาวขดแยงโดยสนเชงกบคาสอนของอารสโตเตล ซงเปนผนาทางดานดาราศาสตรในสมยนน ดวยเหตดงกลาวน แนวความคดของโคเปอรนคส จงยงไมเปนทยอมรบกนในยคนน

รปท 1-6 ระบบของโทเลมหรอระบบศนยโลก

บทท 1 ประวตการคนพบทางดาราศาสตร

13

รปท 1-7 ระบบของโคเปอรนคสหรอระบบศนยสรยะ ทโค บราห (Tycho Brahe) เปนนกดาราศาสตรในยคกอนมกลองโทรทรรศนคนแรกทเรมใชเทคนคการสงเกตการณในการเกบขอมล โดยสรางเครองมอวดตาแหนงของดาวและนาฬกาบนทกเวลาทใหความเทยงตรงมากเทาทเคยมมาในวงการดาราศาสตรในสมยนน ทานไดทาการสงเกตดาวเคราะหและดาวฤกษ แลวรวบรวมเปนหมวดหม และยงคนพบความจรงวา ดาวหางเปนวตถทองฟาชนดหนง ซงโคจรมาจากจดกาเนดซงอยหางไกลจากดวงจนทรมาก

รปท 1-8 แบบจาลองของระบบสรยะของ ทโค บราห

บทท 1 ประวตการคนพบทางดาราศาสตร

14

บราห ยงไดสรางแบบจาลองของระบบสรยะ โดยยงยดแนวความคดเกยวกบระบบศนยโลกของฮปปาคสและโทเลม ใหดาวเคราะหทกดวง ยกเวน ดวงจนทรโคจรรอบดวงอาทตยและดวงอาทตยและดวงจนทรโคจรรอบโลกอกทหนง (รปท 1-8) แมวาในปจจบนเราทราบวาระบบสรยะของบราหตามแบบจาลองททานไดตงขนมานนคลาดเคลอนจากความเปนจรง แตแบบจาลองดงกลาวนสามารถใชอธบายการเคลอนทของดวงอาทตย ดวงจนทร ดาวเคราะหตางๆ ตลอดจนดาวฤกษทงหลายไดเปนอยางด 1.8 กฎการเคลอนทของเคปเลอรเกยวกบดาวเคราะห โยฮนน เคปเลอร (Johannes Kepler) เปนนกดาราศาสตรผทนาเอาขอมลของทโค บราห มาวเคราะหและรวบรวมผลสรปเปนกฎการเคลอนทของดาวเคราะหในระบบสรยะ โดยเคปเลอรไดตงสมมตฐาน 2 ขอ คอ (ก) การโคจรของดวงอาทตย ดวงจนทร และดาวเคราะห เปนระบบศนยสรยะ (ข) วงโคจรของโลกเปนวงกลม จากสมมตฐานเหลาน ทาใหเคปเลอรคานวณวงโคจรของดาวเคราะหตางๆ เชน วงโคจรของดาวองคาร (ตามรปท 1-9) เปนตน ได ในการคานวณวงโคจรของดาวองคาร เคปเลอรทราบวา คาบการโคจรของดาวองคารมคา 687 วน ดงนนถาสงเกตดาวองคารในชวงหางกน 687 วน จะพบวาดาวองคารจะกลบมา ณ ตาแหนงเดมบนวงโคจรรอบดวงอาทตยอกครงหนง

รปท 1-9 การวเคราะหวงโคจรของดาวองคารตามวธของเคปเลอร

บทท 1 ประวตการคนพบทางดาราศาสตร

15

เคปเลอร เขยนวงกลมแทนวงโคจรของโลกและกาหนดจด 2 จดบนวงกลมน ซงเปนจดทแสดงตาแหนงของโลกในขณะสงเกตการณครงแรก และครงทสองในชวงเวลาหางกน 687 วน เนองจากทราบทศของดาวองคารจากโลกในการสงเกตการณแตละครง ดงนนจงสามารถลากเสนตรงสองเสนตดกนไดตาแหนงของดาวองคาร ถาทาการวเคราะหโดยเทคนคดงกลาวนเปนจานวนหลายๆครง กสามารถสรางวงโคจรของดาวองคารรอบดวงอาทตยได เคปเลอรพบความจรงจาก การวเคราะหวงโคจรของดาวองคารอยางหนงวา วงโคจรของดาวองคารเปนวงรไมใชวงกลม ตอมาเคปเลอรสามารถตงกฎ 3 ขอ เพออธบายวงโคจรของดาวเคราะหรอบดวงอาทตยได กลาวคอ กฎขอท 1 : กฎแหงทางโคจรรปวงร กลาววา “ดาวเคราะหแตละดวงจะโคจรรอบดวงอาทตยเปนวงร โดยตาแหนงของดวงอาทตยจะอยทจดโฟกสของวงรนน” กฎขอท 2 : กฎแหงพนท กลาววา “อตราการเคลอนทของดาวเคราะหรอบดวงอาทตยจะเปลยนแปลงตามระยะหางจากดวงอาทตย โดยเสนตอระหวางดาวเคราะหกบดวงอาทตยจะกวาดพนทไดเทากนในชวงเวลาทเทากน” กฎขอท 3 : กฎแหงคาบ “กาลงสองของคาบการโคจรของดาวเคราะหรอบดวงอาทตย จะแปรผนเปนสดสวนโดยตรงกบกาลงสามของระยะทางเฉลยของดาวเคราะหจากดวงอาทตย” กฎของเคปเลอรเกยวกบวงโคจรของดาวเคราะหรอบดวงอาทตยนน มความสาคญมากในดานการวดทางดาราศาสตร และสามารถนามาประยกตกบวงโคจรของวตถทองฟาชนดอนไดเปนอยางด 1.9 ดาราศาสตรยคกลองโทรทรรศน กาลเลโอ (Galileo) เปนนกดาราศาสตร ผซงปฏวตแนวความคดทางดาราศาสตรในแงปรชญา มาสยคของการทดลองและตงทฤษฎ ทานมความเชออยางเหนยวแนนในแนวความคดของโคเปอรนคสเกยวกบระบบสรยะ และพยายามสบเสาะหาขอเทจจรงเกยวกบวตถทองฟา โดยอาศยพนฐานแหงการทดลองเปนสาคญ แมวาในชวงนนกาลเลโอจะถกกลาวหาอยางรนแรงในแนวความคดทขดกบแนวความคดของศาสนจกรทมความเชอเกยวกบแนวความคดของอารสโตเตลกตาม ในป ค.ศ.1609 กาลเลโอ ไดประยกตแนวความคดเกยวกบการสรางกลองสองทางไกลของ ฮนส ลปเปอรช (Hans Lippershey) สรางกลองโทรทรรศนกลองแรกของโลกขนมาเปนกลองโทรทรรศนแบบหกแสง (Refracting Telescope) ทาดวยเลนสแบบงายๆ

บทท 1 ประวตการคนพบทางดาราศาสตร

16

และมกาลงขยายเพยง 5-6 เทา เทานน แมวากลองโทรทรรศนกลองนจะมกาลงขยายตา แตกาลเลโอ กสามารถสงเกตและคนพบรายละเอยดของวตถทองฟาชนดตางๆ อยางมากมาย ซงไมเคยมผใดเลยในยคนนคาดคดได อาทเชน บรวาร 4 ดวงของดาวพฤหสบด การปรากฏเปนเสยวของดาวศกรเหมอนดวงจนทร วงแหวนของดาวเสาร เปนตน นอกจากน กาลเลโอ ยงสามารถตรวจพบการปรากฏจดมดบนดวงอาทตย สภาพภมประเทศทเปน ภเขา ทราบ ปลองภเขาไฟบนดวงจนทร อกทงยงพบวาแถบฝาสวางทพาดผานทองฟาทรจกกนในนามของ “ทางชางเผอก (Milky Way)” แทจรงแลวประกอบดวยดาวฤกษเปนจานวนมหาศาล นบตงแตสมยกาลเลโอเปนตนมา กไดมการปรบปรงกลองโทรทรรศนใหมประสทธภาพสงขนเรอยๆ เรมมการสรางกลองโทรทรรศนขนาดใหญ พรอมทงการพฒนาการสงเกตการณทางดาราศาสตร ทาใหมนษยมความเขาใจเกยวกบความลลบของเอกภพเพมขนอยางรวดเรว

กจกรรม 1.6 ศกษาหลกการพนฐานของกลองโทรทรรศน

ศกษาการมองเหนภาพของวตถผานเลนสนน และ กระจกเวา และ ทาความเขาใจกบการทางานของกลองโทรทรรศนแบบหกแสงและสะทอนแสง

หนงสออเลกทรอนกส

ฟสกส 1(ภาคกลศาสตร( ฟสกส 1 (ความรอน)

ฟสกส 2 กลศาสตรเวกเตอร

โลหะวทยาฟสกส เอกสารคาสอนฟสกส 1ฟสกส 2 (บรรยาย( แกปญหาฟสกสดวยภาษา c ฟสกสพศวง สอนฟสกสผานทางอนเตอรเนต

ทดสอบออนไลน วดโอการเรยนการสอน หนาแรกในอดต แผนใสการเรยนการสอน

เอกสารการสอน PDF กจกรรมการทดลองทางวทยาศาสตร

แบบฝกหดออนไลน สดยอดสงประดษฐ

การทดลองเสมอน

บทความพเศษ ตารางธาต)ไทย1) 2 (Eng)

พจนานกรมฟสกส ลบสมองกบปญหาฟสกส

ธรรมชาตมหศจรรย สตรพนฐานฟสกส

การทดลองมหศจรรย ดาราศาสตรราชมงคล

แบบฝกหดกลาง

แบบฝกหดโลหะวทยา แบบทดสอบ

ความรรอบตวทวไป อะไรเอย ?

ทดสอบ)เกมเศรษฐ( คดปรศนา

ขอสอบเอนทรานซ เฉลยกลศาสตรเวกเตอร

คาศพทประจาสปดาห ความรรอบตว

การประดษฐแของโลก ผไดรบโนเบลสาขาฟสกส

นกวทยาศาสตรเทศ นกวทยาศาสตรไทย

ดาราศาสตรพศวง การทางานของอปกรณทางฟสกส

การทางานของอปกรณตางๆ

การเรยนการสอนฟสกส 1 ผานทางอนเตอรเนต

1. การวด 2. เวกเตอร3. การเคลอนทแบบหนงมต 4. การเคลอนทบนระนาบ5. กฎการเคลอนทของนวตน 6. การประยกตกฎการเคลอนทของนวตน7. งานและพลงงาน 8. การดลและโมเมนตม9. การหมน 10. สมดลของวตถแขงเกรง11. การเคลอนทแบบคาบ 12. ความยดหยน13. กลศาสตรของไหล 14. ปรมาณความรอน และ กลไกการถายโอนความรอน15. กฎขอทหนงและสองของเทอรโมไดนามก 16. คณสมบตเชงโมเลกลของสสาร

17. คลน 18.การสน และคลนเสยง การเรยนการสอนฟสกส 2 ผานทางอนเตอรเนต

1. ไฟฟาสถต 2. สนามไฟฟา3. ความกวางของสายฟา 4. ตวเกบประจและการตอตวตานทาน 5. ศกยไฟฟา 6. กระแสไฟฟา 7. สนามแมเหลก 8.การเหนยวนา9. ไฟฟากระแสสลบ 10. ทรานซสเตอร 11. สนามแมเหลกไฟฟาและเสาอากาศ 12. แสงและการมองเหน13. ทฤษฎสมพทธภาพ 14. กลศาสตรควอนตม 15. โครงสรางของอะตอม 16. นวเคลยร

การเรยนการสอนฟสกสทวไป ผานทางอนเตอรเนต

1. จลศาสตร )kinematic) 2. จลพลศาสตร (kinetics) 3. งานและโมเมนตม 4. ซมเปลฮารโมนก คลน และเสยง

5. ของไหลกบความรอน 6.ไฟฟาสถตกบกระแสไฟฟา 7. แมเหลกไฟฟา 8. คลนแมเหลกไฟฟากบแสง9. ทฤษฎสมพทธภาพ อะตอม และนวเคลยร

ฟสกสราชมงคล