ค ำน ำ1 ค ำน ำ ช ดก จกรรมการเร ยนร ฟ ส กส ช ด 1 การถ ายโอนพล งงานของคล นกล

1

ค ำน ำ

ชดกจกรรมการเรยนรฟสกส ชด 1 การถายโอนพลงงานของคลนกล เปนชดกจกรรมการเรยนร

ทครและนกเรยนใชรวมกน จดท าขนเพอประกอบแผนจดการเรยนรท 1-2 หนวยการเรยนรท 1 คลนกล กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร ชนมธยมศกษาปท 5 เรอง การถายโอนพลงงานของคลนกล 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

ชดกจกรรมการเรยนรฟสกสแตละชดมแผนการจดการเรยนรเปนคมอในการท ากจกรรม ซงสอดแทรก

ในการเรยนการสอน ผจดท าหวงวา ชดกจกรรมการเรยนรฟสกส เรอง คลนกล จะเปนแนวทางหนงในการจดการเรยนร ใหกบผเรยนไดตามเจตนารมณของหลกสตร และเปนประโยชนตอการจดกระบวนการเรยนรของครในกลมสาระการเรยนรวทยาศาสตรไดเปนอยางด

ธตนนท นาจาน

2

สำรบญ

เรอง หนา

ค าชแจงการใชชดกจกรรมการเรยนรฟสกส เรอง คลนกล 4

ค าชแจงส าหรบครผสอน 5

ค าชแจงส าหรบนกเรยน 7

สาระการเรยนร 8

แนวคดหลก 9

มาตรฐานการเรยนร / ผลการเรยนร 10

จดประสงคการเรยนร 11

แบบทดสอบกอนเรยน : ชดท 1 การถายโอนพลงงานของคลนกล 12-14

ใบความร 15-23

ใบกจกรรมท 1 KW อยากรตองไดร 24

ใบกจกรรมท 2 การทดลองการเกดคลน 25-27

ใบกจกรรมท 3 SNOWBALL บอกตอความร เลาสกนฟง 28

ใบกจกรรมท 4 EXIT TICKET ไมรไมใหออก (การถายโอนพลงงานของคลน) 29

ใบกจกรรมท 5 การทดลองลกษณะของคลน 30-31

ใบกจกรรมท 6 Mind Mapping แผนผงความคดพชตความร 32

ใบกจกรรมท 7 เกมบตรค า ชนดของคลน 33-34

ใบกจกรรมท 8 EXIT TICKET ไมรไมใหออก (ชนดและสวนประกอบของคลน) 35

ใบงาน 36-39

แบบฝกหด 40-51

3

สำรบญ (ตอ)

เรอง หนา

แบบทดสอบหลงเรยน : ชดท 1 การถายโอนพลงงานของคลนกล 52-54

แบบบนทกคะแนนการท ากจกรรม 55-56

บรรณานกรม 57

ภาคผนวก

เฉลยแบบทดสอบและแนวค าตอบการท ากจกรรม 58-80

ประวตผจดท า 81

4

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

5

ค ำชแจงส ำหรบครผสอน

1. ชดกจกรรมการเรยนรฟสกส เรอง คลนกล เลมน คอชดกจกรรมการเรยนรฟสกส เรอง คลนกล ชดท 1 เรอง การถายโอนพลงงานของคลนกล ใชเปนสอการเรยนรประกอบแผนการจดการเรยนร ท 1-2 เรอง การถายโอนพลงงานของคลนกล 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

ตาง ๆ 5. การศกษาชดกจกรรมการเรยนรฟสกส เรอง คลนกล ชดท 1 เรอง การถายโอนพลงงานของคลนกล

ใหนกเรยนท าแบบทดสอบกอนเรยน และ แบบทดสอบหลงเรยน จ านวน 10 ขอ 6. ครควรแนะน าเพมเตมใหนกเรยนไดปฏบตกจกรรมทงในและนอกเวลาเรยนจะท าใหผเรยนมทกษะ

และความรความเขาใจมากยงขน

6

ชดกจกรรมกำรเรยนรฟสกส เรอง คลนกล กบกำรจดกำรเรยนรแบบ 5E ชดกจกรรมท 1 กำรถำยโอนพลงงำนของคลนกล แผนกำรจดกำรเรยนรท 1 กำรถำยโอนพลงงำนของคลนกล

ขนตอนกำรจดกำรเรยนร กจกรรม เอกสำรจำกชดกจกรรมกำรเรยนร

ฟสกส เรองคลนกล ชดท 1

E1 (Engagement)

ทดสอบกอนเรยน KW การสาธต

แบบทดสอบกอนเรยน หนา 12-14 ใบกจกรรมท 1 หนา 24

- E2 (Exploration) การทดลอง ใบกจกรรมท 2 หนา 25-27 E3 (Explanation) การน าเสนอผลการทดลอง ใบกจกรรมท 2 หนา 25-27 E4 (Elaboration) SNOW BALL ใบกจกรรมท 3 หนา 28 E5 (Evaluation) EXIT TiCKET ใบกจกรรมท 4 หนา 29

ชดกจกรรมกำรเรยนรฟสกส เรอง คลนกล กบกำรจดกำรเรยนรแบบ 5E ชดกจกรรมท 1 กำรถำยโอนพลงงำนของคลนกล แผนกำรจดกำรเรยนรท 2 ชนด และสวนประกอบของคลนกล

ขนตอนกำรจดกำรเรยนร กจกรรม เอกสำรจำกชดกจกรรมกำรเรยนร

ฟสกส เรองคลนกล ชดท 1 E1 (Engagement) การสาธต - E2 (Exploration) การทดลอง ใบกจกรรมท 5 หนา 30-31 E3 (Explanation) Mind mapping ใบกจกรรมท 6 หนา 32

E4 (Elaboration) เรยนรตวอยางการค านวณ เกมบตรค า

แบบฝกหด หนา 40-56 ใบกจกรรมท 7 หนา 33-34

E5 (Evaluation) EXIT TiCKET ทดสอบหลงเรยน ทบทวนทบานเพมเตม

ใบกจกรรมท 8 หนา 35 แบบทดสอบหลงเรยน หนา 52-54 ใบงานท 1-3 หนา 36-39

7

ค ำชแจงส ำหรบนกเรยน

1. ชดกจกรรมการเรยนรฟสกส เรอง คลนกล เลมน เปนชดกจกรรม การเรยนรฟสกส เรอง คลนกล ชดท 1 การถายโอนพลงงานของคลนกล 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

8

สำระกำรเรยนร

ชดกจกรรมการเรยนรฟสกส เรอง คลนกล ชดท 1 การถายโอนพลงงานของคลน กลมสาระ

การเรยนรวทยาศาสตร ชนมธยมศกษาปท 5 มสาระการเรยนร ดงน

ใบความร

ใบกจกรรมท 1 KW อยากรตองไดร

ใบกจกรรมท 2 การทดลองการเกดคลน

ใบกจกรรมท 3 SNOWBALL บอกตอความร เลาสกนฟง

ใบกจกรรมท 4 EXIT TICKET ไมรไมใหออก (การถายโอนพลงงานของคลน)

ใบกจกรรมท 5 การทดลองลกษณะของคลน

ใบกจกรรมท 6 Mind Mapping แผนพงความคดพชตความร

ใบกจกรรมท 7 เกมบตรค า ชนดของคลน

ใบกจกรรมท 8 EXIT TICKET ไมรไมใหออก (ชนดและสวนประกอบของคลน)

ใบงาน

แบบฝกหด

9

แนวคดหลก

คลน (wave) เปนปรากฏการณทแสดงการถายทอดพลงงานออกจากจดก าเนด ขณะทมการเกดคลน

เปนการเคลอนทไปขางหนาเฉพาะพลงงาน ถาคลนไปรบกวนวตถ ซงวตถจะถกกระท าเพยงแคสนกลบไป กลบมา ณ ต าแหนงหนงๆ โดยทไมไดเคลอนทไปดวยแตจะสงพลงงานหรอการรบกวนนนตอๆ ไปยงต าแหนงถดไป

คลนผวน าเกดจากการทผวน าถกรบกวน ถารบกวนผวน าหนงครง คลนทไดเรยกวา คลนดล แตถารบกวนผวน าเปนจงหวะตอเนอง จะเกดคลนผวน าเคลอนทออกไปตลอดเวลา เรยกวา คลนตอเนอง หนาคลนทออกมาสามารถแบงไดตามลกษณะของวตถทรบกวน คอ หนาคลนเสนตรง และหนาคลนวงกลม ในการศกษาเกยวกบคลนผวน า เราจะใชอปกรณทเรยกวา ถาดคลน โดยจะสงเกตสวนตางๆ ของคลนไดจากเงาท พนใตถาด ซงมลกษณะเปนแถบมดและแถบสวางสลบกน

ทมา http://119.46.166.126/self_all/selfaccess11/m5/physics5_2/lesson1/content1.php

ภาพท 1 ลกษณะของคลนทเกดจากแหลงก าเนดคลนวงกลม ภาพท 2 ลกษณะของคลนทเกดจากแหลงก าเนดคลนหนาตรง

10

มำตรฐำนกำรเรยนร / ผลกำรเรยนร

สำระท 5 พลงงำน

มาตรฐาน ว 5.1 : เขาใจความสมพนธระหวางพลงงานกบการด ารงชวต การเปลยนรปพลงงานปฏสมพนธระหวางสารและพลงงาน ผลของการใชพลงงานตอชวตและสงแวดลอม มกระบวนการสบเสาะหาความร สอสารสงทเรยนรและนาความรไปใชประโยชน

ผลกำรเรยนร

1. อธบายการเคลอนทแบบคลน และการเกดคลนกล

สำระท 8 ธรรมชำตของวทยำศำสตรและเทคโนโลย

มาตรฐาน ว 8.1 : ใชกระบวนการทางวทยาศาสตรและจตวทยาศาสตรในการสบเสาะหา

ความรการแกปญหา รวาปรากฏการณทางธรรมชาตทเกดขนสวนใหญมรปแบบทแนนอน สามารถ อธบาย และตรวจสอบได ภายใตขอมลและเครองมอทมอยในชวงเวลานนๆ เขาใจวา วทยาศาสตร เทคโนโลย สงคม และสงแวดลอมมความเกยวของสมพนธกน

11

จดประสงคกำรเรยนร

ดำนควำมร (K) นกเรยนสามารถ...

1. อธบายความหมายของคลนกล และการเกดคลนกลได 2. อธบายการเคลอนทแบบฮารมอนกสอยางงายได 3. ระบสวนประกอบตางๆ ของถาดคลนได 4. ท าการทดลองศกษาการเกดคลนจากถาดคลนได

5. แบงชนดของคลน โดยใชเกณฑตาง ๆ และเปรยบเทยบความตางของคลนแตละชนดได 6. ท าการทดลองแสดงการเกดคลนตามขวางและคลนตามยาวได 7. ระบสวนประกอบตาง ๆ ของคลนได อาท สนคลน ทองคลน แอมพลจด ความยาวคลนได 8. อธบายความสมพนธระหวางอตราเรวคลน ความถ และความยาวคลน และน าความสมพนธดงกลาวไปแกโจทยปญหาในสถานการณตางๆได

ดำนทกษะกระบวนกำร (P) นกเรยนมทกษะ... 1. การทดลอง 2. การตความและลงขอสรป 3. การจดกระท าและสอความหมายขอมล

4. การลงความเหนจากขอมล 5. การจ าแนกประเภท ดำนคณลกษณะอนพงประสงค (A) นกเรยน...

1. เขาเรยน ปฏบตกจกรรม และสงงานตรงเวลา

2. รวมมอในการเรยน แสวงหาความร ตอบค าถาม ยอมรบความคดเหน และแสดงความคดเหนอยางมเหตผล

3. มความซอสตยในการบนทกขอมลจากการปฏบตกจกรรม ท าแบบฝกหดและแบบทดสอบ 4. มวนยในการปฏบตกจกรรม รกษาความสะอาดหองเรยนและสถานทปฏบตกจกรรม

12

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. คลนตามยาวและคลนตามขวางตางกนอยางไร

ก. ความยาวคลนตางกน ข. ทศทางการสนของตวกลาง

ค. ทศทางการเคลอนทของคลนตางกน ง. ประเภทของแหลงก าเนดคลนตางกน

2. ขอใดตอไปนจดเปนคลนกลทงหมด

ก. คลนน า คลนเสยง ข. คลนในเสนเชอก คลนแสง

ค. คลนสนาม คลนแสง ง. คลนวทย คลนไมโครเวฟ

3. ขอใดเปนคลนตามขวาง

ก. คลนทตองอาศยตวกลางในการถายโอนพลงงาน

ข. คลนทไมตองอาศยตวกลางในการถายโอนพลงงาน

ค. คลนทท าใหอนภาคของตวกลางสนในแนวเดยวกบทศการเคลอนทของคลน

ง. คลนทท าใหอนภาคของตวกลางสนในแนวตงฉากกบทศการเคลอนทของคลน

4. ขอใดเปนคลนตามยาว





13

5. ขอใดกลาวผด

ก. คลนตามยาวทกชนดเปนคลนกล

ข. คลนแมเหลกไฟฟาทกชนดเปนคลนตามขวาง

ค. คลนกลไมจ าเปนตองอาศยตวกลางในการเคลอนท

ง. คลนในสปรงเปนไดทงคลนตามขวางและคลนตามยาว ขนอยกบลกษณะการเคลอนทของอนภาค

6. ลกตมนาฬกาผกดวยเชอกยาว 1.6 เมตร จะสนดวยคาบเทาใด ก าหนดให g = 10 m/s2 ก. 1.60 s ข. 2.52 s ค. 4.25 s ง. 8.72 s

7. มวล 0.25 กโลกรม ตดกบปลายขางหนงของสปรง ซงมคานจ 100 นวตน/เมตร วางอยบนพนระดบลน

สวนปลายอกขางหนงของสปรงยด ตดกบผนง เมอดงมวลท าใหสปรงยดออกเลกนอยแลวปลอย มวลจะ

เคลอนทกลบไปกลบมาดวยคาบเทาใด

ก. 0.11 s ข. 0.31 s ค. 1.11 s ง. 1.31 s

8. การถายโอนพลงงานของคลนกล อนภาคตวกลางจะเคลอนทแบบใด

ก. แบบเสนตรง ข. แบบวถโคง

ค. แบบวงกลม ง. แบบฮารมอนกสอยางงาย

9. ขอใดไมใชลกษณะการเคลอนทแบบฮารมอนกอยางงาย

ก. ทศของความเรงเขาสจดสมดลตลอดเวลา ข. แรงทท าใหวตถเคลอนทแปรตามการกระจด

ค. มความเรวสงสด ณ จดสมดล ง. คาบของการเคลอนทขนอยกบแอมปลจด

10. ถาคลนนเกดจากแหลงก าเนดคลนความถ 0.35 นาโนเฮรตซ มความยาวคลน 2 มลลเมตร คลนจะม

อตราเรวเทาใด

ก. 7 m/s ข. 7 x 10-13 m/s ค. 14 m/s ง. 14 x 10-13 m/s

14

ทดสอบกอนเรยน

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

ขอ ก ข ค ง

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

คะแนนเตม …………………………………… คะแนน

คะแนนทได …………………………………… คะแนน

15

สรปหลกกำร กฎเกณฑ เรองกำรถำยโอนพลงงำนของคลนกล

การรบกวนคลนจะท าใหเกดการถายโอนพลงงานจากต าแหนงหนงไปยงอกต าแหนงหนง โดยการ

รบกวนนอาจมตวกลางหรอไมมกได ในกรณทมตวกลาง เมอแหลงก าเนดเกดการสนกจะถายโอนพลงงาน

ใหกบตวกลางทอยนง โมเลกลของตวกลางจะมการสนแลวถายโอนพลงงานใหกบโมเลกลขางเคยงจ านวนมาก

ตอเนองกนไป ท าใหคลนเคลอนทออกไป โดยโมเลกลของตวกลางจะสนกลบไปกลบมาซ ารอยเดม

ควำมหมำยคลนกล

คลน ( Wave ) หมายถง ลกษณะของการถกรบกวน ทมการแผกระจาย เคลอนทออกไป ในลกษณะ

ของการกวดแกวง หรอกระเพอม และมกจะมการสงถายพลงงานไปดวย คลนเชงกลซงเกดขนในตวกลาง จะ

เดนทางและสงผานพลงงานจากจดหนงไปยงอกจดหนงในตวกลาง โดยไมท าใหเกดการเคลอนต าแหนงอยาง

ถาวรของอนภาคตวกลาง คอไมมการสงถายอนภาคนนเอง แตจะมการเคลอนทแกวงกวด (oscillation) ไป

กลบของอนภาค อยางไรกตาม ส าหรบการแผรงสคลนแมเหลกไฟฟา และการแผรงสแรงดงดดนนสามารถ

เดนทางในสญญากาศได โดยไมตองมตวกลาง

คลนกล ( Mechanical Wave ) คอ การถายโอนพลงงานจากจดหนงไปยงอกจดหนง โดยการ

เคลอนทไปของคลน ตองมโมเลกลหรออนภาคตวกลางเปนตวถายโอนพลงงาน จงจะท าใหคลนแผออกไปได

ดงนนคลนกลจะเดนทางและสงผานพลงงาน โดยไมท าใหเกดการเคลอนต าแหนงอยางถาวรของอนภาค

ตวกลาง เพราะตวกลางไมไดเคลอนทแตจะสนไปมารอบจดสมดล ตางจากคลนแมเหลกไฟฟาทเดนทางโดยไม

ตองอาศยตวกลาง

รปรางของคลน

รปรางของคลนกลมหลายแบบ ทงแบบคลนรปไซน รปสามเหลยม รปสเหลยม ดงแสดงในรปภาพท 3

ส าหรบคลนในเสนเชอก คลนน า คลนในขดลวดสปรง จะมลกษณะเปนคลนรปไซน ดงแสดงในรปภาพท 4

ภาพท 3.1 คลนรปไซน ภาพท 3.2 คลนรปสามเหลยม ภาพท 3.3 คลนรปสเหลยม

16

ภาพท 4.1 คลนน า ภาพท 4.2 คลนในเสนเชอก

ทมา https://sites.google.com/site/khlunphysics/ ทมา http://www.workpointtv. com

/news/5880

ภาพท 4.3 คลนในขดลวดสปรง

ทมา https://socratic.org/questions/how-could-you-

produce-a-transverse-wave-in-a-spring

แตในบทนเราจะศกษากนเฉพาะคลนรปไซนนะคะ

17

กำรแบงชนดของคลน

การจดแบงประเภทของคลนขนกบการใชหลกเกณฑทแตกตางกน การจ าแนกคลนตามลกษณะ

เกณฑตางๆดงน

แบงตาม ทศทางการเคลอนทของอนภาคตวกลาง จะแบงเปน 2 ชนด คอ

1. คลนตามขวาง ( Transverse Wave ) เปนคลนทเกดขนโดยอนภาคตวกลาง สนในแนวตงฉาก

กบทศทางการเคลอนทของคลน เชน คลนในเสนเชอก คลนน า คลนทเกดจากการสะบดของสปรง เปนตน

ภาพท 5 การเคลอนทของคลนตามขวางในเสนเชอก

ทมา https://www.ck12.org/physics/transverse-wave/lesson/Transverse-Wave-MS-PS/

2. คลนตามยาว ( Longitudinal Wave ) เปนคลนทเกดขนเมออนภาคตวกลางสนในแนวเดยวกน

กบทศทางการเคลอนทของคลน เชน คลนเสยง คลนทเกดจากการบบอดสปรง

ภาพท 6 การเคลอนทของโมเลกลของอากาศขณะทเกดคลนเสยง

ทมา http://www.billavista.com/tech/Articles/Offroad_Race_Radios_and_Comms/index.html

18

ภาพท 7 การเคลอนทของขดลวดขณะทเกดคลนในสปรง

ทมา http://www.neutron.rmutphysics.com/physicsboard

/forum/index.php?action=dlattach;topic=1073.0;attach=4574

....ถาเรยนในระดบมหาลย จรงๆแลวคลนน าจะไมจดเปนทงคลนตามขวางและตามยาวนะคะ

เพราะวาอนภาคของน าจะเคลอนทเปนวงกลม

แบงตามการใชตวกลาง จะแบงเปน 2 ชนด คอ

1. คลนกล ( Mechanical Wave ) คอคลนทอาศยตวกลางในการเคลอนท เชน คลนน า

คลนในสปรง คลนในเสนเชอก คลนเสยง เปนตน

2. คลนแมเหลกไฟฟา ( Electromagnetic Wave ) เปนคลนทไมอาศยตวกลางในการเคลอนท

เชน คลนวทย คลนแสง คลนไมโครเวฟ คลนรงสเอกซ เปนตน

แบงตามความตอเนองของแหลงก าเนดแบงออกได 2 ชนด คอ

1 คลนดล ( Pulse Wave ) เปนคลนทเกดจากแหลงก าเนดสน หรอการรบกวนตวกลางเปน

ชวงเวลาสน ๆ ท าใหเกดคลนเพยง 1 หรอ 2 คลน แผออกไป เชน การใชนวจมทผวน าเพยงครงหรอ 2 ครง

2 คลนตอเนอง ( Continuous Wave ) เปนคลนทเกดจากแหลงก าเนดสน หรอการรบกวนตวกลาง

อยางตอเนอง ท าใหเกดคลนแผออกไปเปนขบวนอยางตอเนอง เชน การเกดคลนผวน าเนองจากแหลงก าเนด

ตดกบมอเตอร หรอการสะบดเชอกอยางตอเนอง

19

สวนประกอบส ำคญของคลน

คลนเกดจากการถายทอดพลงงาน ซงถาพจารณาองคประกอบของคลนจะประกอบดวย สนคลน

ทองคลน การกระจด แอมพลจด ความยาวคลน คาบเวลา ความถคลน ดงรป

ภาพท 8 สวนประกอบของคลน



1. สนคลน ( Crest ) คอต าแหนงสงสดของคลน จากรป ต าแหนงทเปนสนคลนคอจด B และจด F

2. ทองคลน ( Trough ) คอต าแหนงต าสดของคลน จากรป ต าแหนงทเปนทองคลน คอจด D และ

จด H

3. การกระจด ( Displacement : d

) คอระยะทางตงฉากทวดจากต าแหนงสมดล ถงต าแหนงบน

คลน โดยใชเครองหมาย + และ - แสดงทศทางการกระจด

4. แอมพลจด ( Amplitude: A ) คอระยะการกระจดทวดจากแนวสมดลไปยงต าแหนงสงสด หรอ

ระยะการกระจดจากแนวสมดลไปยงต าแหนงต าสด จากรป แอมพลจดคอระยะ X , Y

5. ความยาวคลน ( Wave Length : λ ) คอระยะทางจากเฟสหนงถงอกเฟสหนงทอยตรงกนของ

ลกคลนถดไป ซงวดไดจากจดเรมตนของคลนถงจดสดทายของคลน 1 ลก จากรป คอระยะ AE , EI หรอ

สนคลนลกหนงไปยงสนคลนอกลกหนงทอยถดไป จากรปคอระยะ BF , FJ หรอทองคลนลกหนงถงทอง

คลนอกลกหนงทอยถดไป จากรปคอระยะ DH

20

6. คาบ ( Period : T ) คอเวลาทคลนเคลอนทไป 1 ลก หรอเวลาทอนภาคตวกลางสนขนลงได 1

รอบ คาบเวลามหนวยเปนวนาท

7. ความถ ( Frequency : f ) คอจ านวนลกคลนทเคลอนทผานจดๆหนงในเวลา 1 วนาท ความถ

มหนวยเปนรอบตอวนาท

ความสมพนธระหวางคาบเวลา ( T ) และความถ ( f ) เปนไปตามสมการ

n

t

f

1 T

t

n

T

1 f

เมอ n คอ จ านวนลกคลน ( ลก )

t คอ ชวงเวลาทสงเกต ( วนาท )

8. เฟสของคลน ( Phase ) คอการบอกต าแหนงของคลนวามการกระจดเปนเทาใด และมลกษณะ

การเคลอนทเปนอยางไร นยมบอกในรปของมมในหนวยของเรเดยน ดงรปท 5

แอมพลจด ( Amplitude: A ) เปนตวบงบอกพลงงำนคลน โดย E A 2

(คลนทมควำมสงมำกกจะมพลงงำนมำกดวย)

21

ภาพท 9 เฟสของคลน



ทจด A มเฟส 0 องศา หรอ 0 เรเดยน

จด B มเฟส 90 องศา หรอ 4π เรเดยน

จด C มเฟส 180 องศา หรอ 2π

เรเดยน

จด D มเฟส 270 องศา หรอ 2

3π เรเดยน

จด E มเฟส 360 องศา หรอ 2π เรเดยน

9. อตราเรวคลน ( Wave Velocity : v ) หมายถง ระยะทางทคลนเคลอนทได 1 ลก ( λ ) ใน

เวลา 1 วนาท ใชบอกการเคลอนทของคลนกลหรอคลนตอเนองกได มหนวย เมตรตอวนาท

ความสมพนธระหวางความยาวคลน ( λ ) และอตราเรวคลน ( v) และความถคลน ( f ) จะเปนไป

ตามสมการ

V = f λ

22

กำรเคลอนทแบบฮำรมอนกอยำงงำย (Simple Harmonic Motion : SHM)

เปนการเคลอนทแบบเปนคาบอยางหนง คอ เคลอนทกลบไปมาซ าทางเดมโดยผานต าแหนงสมดล

และมคาบของการเคลอนทคงตว เชน การเคลอนทของวตถตดปลายสปรง เปนตน

ภาพท 10 ตวอยางการเคลอนทแบบฮารมอนกสอยางงาย

ทมา http://nuclear.rmutphysics.com/blog-sci5/?p=7114

ภาพท 11 การเคลอนทของคลนแบบรปไซน

ทมา http://scimath.org/ebook/sci/sci-sec4/18/eBook/

กำรแกวงของลกตมอยำงงำย

ลกตมอยางงาย คอ ลกตมทประกอบดวยมวลขนาดเลกตามอดมคตเปนจด แขวนทปลายดายหรอ

เชอกออน โดยธรรมชาตวตถแขวนหอยในแนวดงเปนต าแหนงสมดล เมอดงวตถใหเอยงท ามมเลกๆกบแนวดง

แลวปลอยใหวตถเคลอนทแกวงกลบไปมา ซงจะพสจนไดวาเปนการเคลอนทแบบฮารมอนกอยางงาย

จะไดสมการ g

l2T หรอ

l

g

2

1f

ในกรณมวลผกปลายสปรงแขวนในแนวดง

จะไดสมการ k

m2T หรอ

m

k

2

1f

23

ภาพท 12 การแกวงของลกตมนาฬกา ภาพท 13 การสนของสปรง

ทมา http://www.preephysics.info/page12.html ทมา http://www.preephysics.info/page12.html

การเคลอนทแบบฮารมอนกอยางงายเทยบกบการเคลอนทเปนวงกลม

ภาพท 14 เฟสของการเคลอนทแบบวงกลมและแบบฮารมอนกอยางงาย

ทมา http://1.179.134.197/digitalschool/physics2_2_2/physics4/lesson1/05.php

จากรปเมออนภาคเคลอนทแบบวงกลมในระนาบดงครบรอบพอด เงาของอนภาคนในแนวดงกจะ

เคลอนทกลบไปกลบมาในแนวดง ครบรอบพอดเหมอนกน การบอกต าแหนงของ

อนภาคทมการเคลอนทแบบน สามารถบอกต าแหนงโดยใชมมในหนวย องศา หรอ เรเดยน

http://www.preephysics.info/page12.html

24

ใบกจกรรมท 1 KW อยำกรตองไดร จดประสงค 1. ใหผเรยนฝกทกษะกระบวนการคด สามารถตรวจสอบความคดของตนเอง 2. ใหผเรยนฝกจดระบบขอมลเพอการดงมาใชภายหลงไดอยางมประสทธภาพ ค าชแจง 1. นกเรยนตวแทนแตละกลมเขยนขอมลในสงทตนเองรแลว และสงทตนเองอยากรเกยวกบเหตการณทเกดขนลงบนกระดาษสคนละส 2. เขยนสงทรแลวก าหนดเปนกระดาษสฟา และสงทอยากรเพมเตมเปนกระดาษสสม 3. จากนนน ามาตดยงบรเวณทก าหนดดานหนา

K (ผเรยนเรยนรอะไรบาง)

W (ผเรยนตองการรอะไรบาง)

25

ใบกจกรรมท 2 กำรทดลองกำรเกดคลน

จดประสงคการทดลอง

ศกษาการเกดคลนจากแหลงก าเนดคลนวงกลม และแหลงก าเนดคลนหนาตรงทงคลนดลและคลน

ตอเนอง

อปกรณการทดลอง 1. ชดถาดคลนคลนพรอมอปกรณ 1 ชด 2. หมอแปลงไฟฟาโวลตต า 1 ชด 3. น า 4. กระดาษขาว 1 แผน 5. สายไฟฟา 1 ชด วธการทดลอง 1. ตอหมอแปลงไฟฟาโวลตต าเขากบชดถาดคลน ใสน าลงไปในถาดคลน ถงระดบขอบถาดทเปนกระจก 2. เปดไฟทโคมไฟของถาดคลนแลวน ากระดาษไปวางไวใตถาดคลน เนองจากการศกษาคลนน าโดยใชถาดคลนจะไมสามารถดดน าจากถาดคลนไดโดยตรง แตจะดไดจากความเขมแสงทผานคลนในถาดคลนซงจะท าใหเกดเงาใตถาดคลนในบรเวณทน าโคงขนจะท าใหมองเหนเปนแถบสวางและบรเวณทน าโคงลงจะท าใหมองเหนเงาเปนแถบมด จากนนใหนกเรยนใชจ านวน 1 ครงบนทกผลการสงเกต 3. ปฏบตเชนเดยวกนแตเปลยนจากปลายดนสอเปนบนทกผลการสงเกต 4. น าแหลงก าเนดคลนวงกลมของถาดคลนลงแตะน า 1 อน แลวเปดปมความถโดยใชความถต า สงเกตผลทเกดขน บนทกผลการสงเกตจากนนใหปรบปรงความถใหมากขนบนทกผลการสงเกต 5. เปลยนแหลงก าเนดคลน เปนแหลงก าเนดคลนหนาตรง แตะน า และเปดปมความถต าและสงขนสงเกตผลทเกดขน บนทกผลการสงเกต 6. สรปผลการทดลอง

26

ผลการทดลอง ภาพแสดงการทดลอง

ลกษณะแหลงก าเนดทรบกวน ภาพทไดจากการทดลอง

ปลายปากกาหรอปลายดนสอ

ขอบไมบรรทด

สรปผลการทดลอง …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

27

ค าถามหลงการทดลอง

1. เมอน าดนสอหรอปลายปากกาจมบรเวณกลางถาดคลน แลวนกเรยนสงเกตเหนอะไรทกระดาษใต

ถาดคลนและสงทนกเรยนเหนแทนสวนใดของคลน

ตอบ ………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2. การจมปลายปากกา กบสนไมบรรทดทน าบรเวณกลางถาดคลนใหผลสงเกตแตกตางกนหรอไม

อยางไร

ตอบ …………………………………………………………………………………………………………………………………………………

3. การใชปมวงกลมของถาดคลนจ านวนหนงปมจมในน าแลวเปดปมความถ ผลทเกดขนบนกระดาษ

ใตถาดคลนแตกตางจากการใชปากกาจมหนงครงหรอไมอยางไร

ตอบ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………

4. ปมกลมและแถบคลนหนาตรง ใหเกดผลบนกระดาษใตถาดคลนแตกตางกนหรอไม อยางไร.

ตอบ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………

5. การปรบปม ความถมากหรอนอยใหผลแตกตางกนหรอไมอยางไร

ตอบ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………

28

ใบกจกรรมท 3 snowball บอกตอความร เลาสกนฟง จดประสงค 1. ใหผเรยนฝกทกษะการคดวเคราะห และตรวจสอบแนวคดหลกของเพอน 2. ใหผเรยนฝกน าเสนอแลกเปลยนเรยนรความรซงกนและกน ค าชแจง

1. นกเรยนแตละกลมเขยนสงทรเกยวกบการเกดคลนลงในกระดาษขนาด A4 คนละ 1 แนวคดหลก จากนนขย ากระดาษใหเปนกอน แลวโยนใหเพอนตางกลม

2. กลมทไดรบลกบอลกระดาษใหคลออกแลวอานสงทเพอนเขยนเกยวกบการเกดคลน ถาเหนดวยใหเขยน เครองหมาย หากพบวา แนวคดดงกลาวยงไมถกตอง หรอไมสมบรณใหนกเรยนแกไขเพมเตมใหสมบรณโดยใชปากกาสทแตกตาง จากนนเขยนเพมเตมเกยวกบสงนกเรยนรแลว เกยวกบการก าเนดคลนลงไป 1 แนวคด

3. นกเรยนสงกระดาษลกบอลตอไปเรอย ๆ จนกวาครจะบอกใหหยด เมอหยดแลวทกคนตองมลกบอล กระดาษอยในมอคนละ 1 ลก

4. ตวแทนนกเรยนอานแนวคดหลกจากลกบอลกระดาษทตนเองไดรบ น าเสนอแลกเปลยนเรยนรซงกนและกนในชนเรยน

29

ใบกจกรรมท 4 Exit Ticket ไมร ไมใหออก (การถายโอนพลงงานของคลน) จดประสงค 1. ใหผเรยนฝกทกษะการสรปความรเพอบอกถงสงทเขาใจ และสงทไดรบจากการเรยนร 2. ใหผเรยนฝกวเคราะหความสอดคลองระหวางสงทตนเองอยากร และสงทตวเองไดร ค าชแจง 1. ใหนกเรยนเขยนสงทไดเรยนรและเขาใจในบทเรยน ซงอาจเขยนไดในหลายรปแบบ เชน อนทน แผนผงความคด แผนภาพ ความเรยงลงในบตร หรอ กระดาษส 2. เขยนสงทอยากรลงในกระดาษ มอะไรบางทอยากเรยนลงในบตร หรอกระดาษส

30

ใบกจกรรมท 5 การทดลองลกษณะของคลน


1. อธบายการการเกดคลนของการเกดคลนกลในเสนเชอก และคลนกลจากการอดสปรง

2. อธบายความแตกตางของคลนตามยาวและคลนตามขวาง พรอมระบองคประกอบของคลนทงสอง

อปกรณการทดลอง

1. ขดลวดสปรงขนาดใหญ

2. เสนเชอก

3. ปมผา

วธท าการทดลอง

1. ผกปมผาสตรงกลางของขดลวดสปรงและเสนเชอก

2. ยดปลายขางหนงของสปรงไวใหแนน แลวดงปลายขางหนงของสปรงยดออกไปประมาณ 3 เมตร

3. อดสปรงเขาออก เปนจงหวะสม าเสมอ

4. สงเกตการเปลยนแปลงของขดลวดสปรงและต าแหนงของปมผาทผกไว พรอมบนทกผลการทดลอง

5. ยดปลายขางหนงของเสนเชอกไวใหแนน แลวสะบดปลายขางหนงของเสนเชอกเปนจงหวะ

สม าเสมอ

6. สงเกตการเปลยนแปลงของเสนเชอกและต าแหนงของปมผาทผกไว พรอมบนทกผลการทดลอง

31

ผลการทดลอง

การทดลอง ลกษณะของภาพทเกดขน การอดของขดลวดสปรง

การสะบดของเสนเชอก

สรปผลการทดลอง

………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ค าถามทายการทดลอง

1. เมอนกเรยนท าการสะบดเชอกในลกษณะขนลง ปมผาทผกไวมการเคลอนทอยางไร ปมผาเคลอนทไปพรอมกบคลนทเกดขนหรอไม ตอบ ....................................................................................................................................... .............................. 2. เมอนกเรยนท าการอดปลายสปรงในลกษณะขนานกบแนวระดบ ปมผาทผไวมการเคลอนทอยางไร ปมผาเคลอนทไปพรอมกบคลนทเกดขนหรอไม ตอบ ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3. ลกษณะของการเกดคลนในเสนเชอกกบทเกดขนในสปรงแตกตางกนหรอไม อยางไร ตอบ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….... 4. ลกษณะของคลนทเกดขนในเสนเชอกจดเปนคลนชนดใด เพราะเหตใด ตอบ ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 5. ลกษณะของคลนทเกดขนในสปรงจดเปนคลนชนดใด เพราะเหตใด ตอบ …………………………………………………………………………………………………………………………………………………

32

ใบกจกรรมท 6 Mind mapping แผนผงความคด พชตความร จดประสงค 1. ใหผเรยนฝกเชอมโยงขอมลเกยวกบชนดของคลน ระหวางความคดหลก ความคดรอง และ ความคดยอยทเกยวของสมพนธกน 2. ใหผเรยนแตละกลมรจกระดมสมองและการน าเสนอขอมล ค าชแจง 1. นกเรยนนาขอมลทรวบรวมไดจากการทดลองและสบคนเกยวกบชนดของคลน มารวมกน วเคราะห และจดระบบขอมล แลวจดท าในรปของแผนผงความคด (โดยครมกระดาษปรฟใหกลมละ 1 แผน) ครชแจงวานกเรยนควรออกแบบการนาเสนอขอมลใหมความนาสนใจ เชน วาดรป ใชสญลกษณ และตกแตง ใหสวยงาม จากนนนกเรยนทกคนในกลมท าความเชาใจกบผลงานของกลมตวเองโดยการอภปรายซกถามกน ภายในกลม 2. นกเรยนแตละกลมน าผลงานแผนผงความคดเกยวกบชนดของคลนไปตดทผนงหอง 3. นกเรยนแตละกลมผลดเปลยนกนตรวจผลงานของกลมเพอน พรอมทงระบเหตผลในการให คะแนน จดเดน/จดดอยของผลงานใหเจาของผลงานรบทราบ 4. สมตวแทนนกเรยนจากกลมตางๆ ประมาณ 1-2 กลม นาเสนอผลงาน จากนนครและ นกเรยนรวมกนอภปรายจนไดขอสรปทเชาใจตรงกน

33

ใบกจกรรมท 7 เกมบตรค า ชนดของคลน จดประสงค 1. ใหผเรยนฝกทกษะการจ าแนกชนดของคลนตางๆในชวตประจ าวน 2. ใหผเรยนวเคราะห และระบสวนประกอบตางๆของคลน ค าชแจง 1. การเลนเกมบตรค า เปนการจบคบตรเขาพวกระหวางคลนตางๆในชวตประจ าวนกบชนดของคลน รวมถงน าชอสวนประกอบตางๆมาตดบนภาพคลนใหถกตอง 2. สมนกเรยนน าเสนอผลงาน แลวใหเพอนๆในชนเรยนรวมกนตรวจสอบความถกตอง

คลนกล คลนแมเหลกไฟฟา คลนดล คลนตอเนอง

คลนตามขวาง คลนตามยาว คลนในเสนเชอก คลนน า

คลนจากการบบอดสปรง คลนจากการสะบดสปรง คลนเสยง คลนแสง

คลนวทย คลนไมโครเวฟ รงสยว รงสอนฟราเรด

34

สวนประกอบของคลน

ค าชแจง จงน าค าตอไปนไปเตมสวนประกอบตางๆของคลนในรปภาพใหถกตอง

การกระจด แอมพลจด สนคลน

ทองคลน หนาคลน ความยาวคลน

35

ใบกจกรรมท 8 Exit Ticket ไมร ไมใหออก (ชนด และสวนประกอบของคลน) จดประสงค 1. ใหผเรยนฝกทกษะการสรปความรเพอบอกถงสงทเขาใจ และสงทไดรบจากการเรยนร 2. ใหผเรยนฝกวเคราะหความสอดคลองระหวางสงทตนเองอยากร และสงทตวเองไดร ค าชแจง 1. ใหนกเรยนเขยนสงทไดเรยนรและเขาใจในบทเรยน ซงอาจเขยนไดในหลายรปแบบ เชน อนทน แผนผงความคด แผนภาพ ความเรยงลงในบตร หรอ กระดาษส 2. เขยนสงทอยากรลงในกระดาษ มอะไรบางทอยากเรยนลงในบตร หรอกระดาษส

36

ใบงำนท 1

ใหนกเรยนท าเครองหมายถก √ ลงในชองวางหนาขอความทนกเรยนมความคดเหนวา

ถกตอง และท าเครองหมายผด x ลงในชองวางหนาขอความทนกเรยนมความคดเหนวาผด

........... 1) คลนน า คลนในสปรง คลนแสง จดเปนคลนกลทงหมด

........... 2) รปรางของคลนกลมแคคลนรปไซน แบบเดยวเทานน

........... 3) คลนตามขวางเปนคลนทเกดขนโดยอนภาคตวกลาง สนในแนวตงฉากกบทศทางการเคลอนท

ของคลน

........... 4) คลนทมพลงงานมาก หมายถง คลนทมแอมพลจดนอย

........... 5) ทองคลน ( Trough ) เปนต าแหนงทมการกระจดเปนลบ

........... 6) คลนทมความถมาก คอ คลนทมพลงงานมากเสมอ

........... 7) ความยาวคลน วดไดจากสนคลนลกหนง ไปยงสนคลนอกลกหนงทอยถดไปเทานน

........... 8) คลนในสปรงทเกดจากการยดหรอหดของสปรง จดเปนคลนตามยาว

........... 9) ความถ คอ เวลาทคลนเคลอนทไป 1 ลก มหนวยเปนรอบตอวนาท

.......... 10) การเคลอนทแบบฮารมอนกอยางงายคอ การเคลอนทของอนภาคกลบไปกลบมาซ าทางเดมรอบ

ต าแหนงสมดล

37


ใหนกเรยนเขยนค าหรอประโยคลงในชองวางใหถกตองและสมบรณ 1) คลนกลกบคลนแมเหลกไฟฟา แตกตางกนอยางไร ......................................................................................... ........................................................................................................................... ................................................... 2) ยกตวอยางคลนกล 3 คลน คอ ..................................................................................................……………….. 3) คลนกลแบงออกเปน ........... ชนด โดยใช......................................................เปนเกณฑในการแบง 4) คลนตามยาว ( Longitudinal Wave ) เปนคลนทเกดขนเมออนภาคตวกลางสนในทศ .........................กบทศทางการเคลอนทของคลน 5) คลนแมเหลกไฟฟาทกชนด จะตองเปนคลน...................................... 6) เฟส 0 องศา หรอ .................................... เรเดยน เฟส 45 องศา หรอ .................................... เรเดยน เฟส 90 องศา หรอ .................................... เรเดยน เฟส 270 องศา หรอ .................................... เรเดยน เฟส 360 องศา หรอ .................................... เรเดยน 7) เราสามารถหา อตราเรวของคลนกล ไดจากสตร ................................................................................. ........... 8) ความถของคลนกล คอ .............................................................................................................. ...................... 9) ความสมพนธระหวางคาบเวลา ( T ) และความถ (f) ................................................................................... 10) พลงงานของคลนกลมคามากหรอนอย ขนอยกบ ......................................................................... ................

38


จงตอบค าถามตอไปนใหถกตอง 1. จงวาดรปคลน พรอมกบระบองคประกอบพนฐานของคลนไดอยางนอย 5 อยาง

2. สะบดเชอกเสนหนง ท าใหเกดคลนบนเสนเชอกดงภาพ ใชเวลา 20 วนาท จากขอมลขางลางน จงตอบค าถามตอไปน 1.1 แอมพลจด มคาเทาใด ………………………………………………………………………………………………………. 1.2 ความยาวคลน มคาเทาใด ………………………………………………………………………………………………… 1.3 จากรปมกลกคลน …………………………………………………………………………..……………………………….. 1.4 จ านวนลกคลน ซงเกดขนในเวลา 20 วนาท มคาเทาใด ………………………………………………………… 1.5 จ านวนลกคลน ซงเกดขนในเวลา 1 มคาเทาใด ……………………………………………………………………. 1.6 ความถของคลน มคาเทาใด ……………………………………………………………………………………………….. 1.7 คาบของคลน มคาเทาใด …………………………………………………..………………………………………………. 1.8 ในเวลา 20 วนาท คลนเคลอนทไดระยะทางเทาใด …………………………………………………................ 1.9 อตราเรวของคลนมคาเทาใด ………………………………………………………………………..…………………….. 1.10 ต าแหนงใดบนขบวนคลนซงเคลอนทออกมาจากแหลงก าเนดเปนต าแหนงแรก ...…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1.11 นบจากเรมเคลอนท จนกระทงเคลอนทครบ 1 รอบ คลนเคลอนทในต าแหนงใดบาง ...……………………………………………………………………………………………………………………………………………

39

1.12 จากภาพ คลนเคลอนทไดทงหมดกรอบ ………………………………………………..…………………………… 1.13 ต าแหนง C บนคลน อยหางจากต าแหนงเรมตนบนลกคลน เปนระยะกลกคลน ...…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1.14 ต าแหนง B บนคลน อยหางจากต าแหนงเรมตนบนลกคลน เปนระยะกลกคลน ...……………………………………………………………………………………………………………………………………………

1.15 ถาเปรยบเทยบต าแหนงใดๆ บนคลนกบต าแหนงใดๆ ของวตถ โดยใชมมรอบจดศนยกลางใน

การเคลอนทเปนวงกลม เราเรยกวา คาเฟส (phase : θ)

สมมตใหต าแหนง A เปนต าแหนงเรมตน θ = 0° ต าแหนง B มคาเฟส = ...…………………………………………………….. ต าแหนง D มคาเฟส = ...…………………………………………………….. ต าแหนง C มคาเฟส = ...…………………………………………………….. ต าแหนง E มคาเฟส = ...…………………………………………………….. 1.16 ถาพจารณาบนคลนแตละลก มต าแหนงใดบางทมคาเฟสเดยวกบต าแหนง B ...…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1.17 ถาพจารณาบนคลนแตละลก มต าแหนงใดบางทมคาเฟสเดยวกบต าแหนง A ...……………………………………………………………………………………………………………………………………………

1.18 ต าแหนงใดบางทมคาเฟสตางจากต าแหนง B 180°……………………………………………………………..

1.19 ต าแหนงใดบางทมคาเฟสตางจากต าแหนง C 180° …………………………………………………………… 1.20 ถาต าแหนงทมเฟสเดยวกนบนคลนแตละลก เราเรยกวา เปนต าแหนงเฟสตรงกน ต าแหนง

ใดบางทมเฟสตรงกนกบต าแหนง D …………………………………………………………………………………………

40

ตวอยำงเรองกำรถำยโอนพลงงำนของคลนกล

1. คลนชนดหนงเกดจากการสน 3000 รอบตอนาท คลนนมความถเทาไร

วธท า

ขนท 1 ท าความเขาใจในปญหา

1. วเคราะหโจทยวา ตองการหาอะไร

ความถคลน f

2. สงทโจทยก าหนดให

จ านวนลกคลน 3000 รอบตอนาท

ขนท 2 วางแผนการแกสมการ

3.สมการทใชในการค านวณ

t

nf

ขนท 3 ด าเนนการแกปญหา

4. แทนคาเพอแกสมการ

จาก t

nf

60

3000f

Hz50f ขนท 4 ตรวจค าตอบ

5. ตรวจค าถามทวนโจทย

คลนนมความถเทากบ 50 เฮรตซ

41

2. คลนน ามอตราเรว 40 เมตรตอวนาท ขณะทสนคลนทหนงกบทหาอยหางกน 26.4 เมตร คลนนมความถ

เทาใด

วธท า



ความถคลน f


อตราเรว v = 40 เมตรตอวนาท

ความยาวคลน 26.44λ ดงนน 6.64

26.4λ เมตร



V = f λ



จาก V = f λ

v

f

6.6

40f

6.6

40f

Hz06.6f

ขนท 4 ตรวจค าตอบ


คลนนมความถเทากบ 6.06 เฮรตซ

42

3. จากรปคลนน ามความถเทาใด

วธท า



ความถของคลนน า



ความยาวคลน 4λ เมตร



V = f λ



จาก V = f λ

v

f

4

2f

Hz5.0f



จากรป คลนนมความถเทากบ 0.5 เฮรตซ

43

4. เดกคนหนงใชเทากระทมน าในสระเปนจงหวะสม าเสมอ สงเกตเหนใบไมทผวน ากระเพอมขนลง 10 รอบ ใน

เวลา 5 วนาท และพบวาคลนผวน าลกแรกเคลอนทไปกระทบขอบสระฝงตรงขาม ซงอยหางออกไป 10 เมตร

เวลา 10 วนาท จงหาความยาวคลนของคลนผวน า

วธท า



ความยาวคลนของคลนผวน า λ



กระเพอมขนลง 10 รอบ ในเวลา 5 วนาท

คลนผวน าลกแรกเคลอนทไปกระทบขอบสระ หางออกไป 10 เมตร เวลา 10 วนาท



V = t

s

V = f λ



จาก V = t

s

V = 10

10

V = 1 m/s

และจาก V = f λ

f

v

2

1 m5.0



ความยาวคลนของคลนผวน าเทากบ 0.5 เมตร

44

5. ในการทดลองเรองการเคลอนทของคลน โดยใชถาดน ากบตวก าเนดคลนซงเปนมอเตอรทหมน 4 รอบตอ

วนาท ถาคลนบนผวน าเคลอนทดวยอตราเรว 12 เซนตเมตรตอวนาท จงหาความยาวคลนบนผวน าทเกดขน

วธท า



ความยาวคลนของคลนผวน า λ


อตราเรว v = 12 เซนตเมตรตอวนาท = 0.12 เมตรตอวนาท

ความถ f = 4 รอบตอวนาท



V = f λ



จาก V = f λ

f

v

4

0.12

m3.0



ความยาวคลนของคลนผวน าเทากบ 0.3 เมตร

45

6. ชาวประมงคนหนงสงเกตคลนทะเลลกหนง มแอมพลจด 5 เมตร ระยะหางระหวางสนคลนทตดกนเทากบ

200 เมตร เคาจบเวลาทสนคลนนจมหายไปในทะเลแลวโผลขนมาอกครงใชเวลา 8 วนาท ขณะเกดคลนจะ

เคลอนทผานโมเลกลของน า ท าใหโมเลกลน าเคลอนทเปนวงกลมรศมเทากบแอมพลจดของคลน อตราเรว

โมเลกลของน าจะเปนกเทาของอตราเรวคลน

วธท า



อตราเรวโมเลกลของน าจะเปนกเทาของอตราเรวคลน wave

molecule

v

v


ระยะหางระหวางสนคลนทตดกน λ เทากบ 200 เมตร

เวลา t = 8 วนาท

วงกลมรศมเทากบแอมพลจดของคลน R = 5 เมตร



V = t

s

V = T



จากอตราเรวโมเลกล Vmolecule = t

s

Vwave = t

R2 ………………………………….(1)

และจากอตราเรวคลน Vwave = T

………………………………….(2)

น าสมการ (1) / (2) จะได

Tx

t

R2

v

v

wave

molecule

46

R2

v

v

wave

molecule

200

5x

7

22x2

v

v

wave

molecule

16.0v

v

wave

molecule



อตราเรวโมเลกลของน าจะเปนกเทาของอตราเรวคลน = 0.16 เทา

47

แบบฝกหดเรองกำรถำยโอนพลงงำนของคลนกล

1. ลกตมนาฬกาอยางงายยาว 1.5 m แกวงได 100 รอบ ในเวลา 246 s ความเรงเนองจากแรงโนมถวง

ณ ทนนเปนเทาใด

วธท า



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


…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ขนท 2 วางแผนการแกสมการ


…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ขนท 3 ด าเนนการแกปญหา


…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ขนท 4 ตรวจค าตอบ


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

48

2. มวล 0.01 kg ตดสปรงซงตงไวในแนวดง คานจสปรง 100 ถาท าใหเกดการสนขน – ลง ของสปรงมวล

นนจะสนดวยความถเทาใด

วธท า



………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2. สงทโจทยก าหนดให





………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ขนท 4 ตรวจค าตอบ


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

49

3. คลนผวน าเกดจากการสนแบบสม าเสมอ 3600 รอบตอชวโมง คลนนมความถและคาบเทาไร

วธท า



………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2. สงทโจทยก าหนดให





…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ขนท 4 ตรวจค าตอบ


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

50

4. คลนน าลกหนงถกสงเกตพบวาคลนทอยถดกนไปอยหางกน 40 เซนตเมตร และ เหนกระปองทก าลงลอยน า

สนขนลงนบได 60 ครงใน 10 วนาท คลนนนควรจะมความเรวเทาใด

วธท า



………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2. สงทโจทยก าหนดให





………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ขนท 4 ตรวจค าตอบ


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

51

5. แหลงก าเนดคลนมความยาวคลน 0.05 เมตร วดอตราเรวได 40 เมตร/วนาท เปนเวลา 0.8 วนาท ไดคลนทงหมดกลกคลน วธท า



………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2. สงทโจทยก าหนดให





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



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

52

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

1. การถายโอนพลงงานของคลนกล อนภาคตวกลางจะเคลอนทแบบใด

ก. แบบฮารมอนกสอยางงาย ข. แบบเสนตรง

ค. แบบวงกลม ง. แบบวถโคง

2. ขอใดไมใชลกษณะการเคลอนทแบบฮารมอนกอยางงาย

ก. มความเรวสงสด ณ จดสมดล ข. คาบของการเคลอนทขนอยกบแอมปลจด

ค. แรงทท าใหวตถเคลอนทแปรตามการกระจด ง. ทศของความเรงเขาสจดสมดลตลอดเวลา

3. ขอใดเปนคลนตามขวาง

ก. คลนทท าใหอนภาคของตวกลางสนในแนวตงฉากกบทศการเคลอนทของคลน

ข. คลนทท าใหอนภาคของตวกลางสนในแนวเดยวกบทศการเคลอนทของคลน

ค. คลนทไมตองอาศยตวกลางในการถายโอนพลงงาน

ง. คลนทตองอาศยตวกลางในการถายโอนพลงงาน

4. ขอใดกลาวผด

ก. คลนแมเหลกไฟฟาทกชนดเปนคลนตามขวาง

ข. คลนตามยาวทกชนดเปนคลนกล

ค. คลนในสปรงเปนไดทงคลนตามขวางและคลนตามยาว ขนอยกบลกษณะการเคลอนทของอนภาค

สปรง

ง. คลนกลไมจ าเปนตองอาศยตวกลางในการเคลอนท

53

5. คลนตามยาวและคลนตามขวางตางกนอยางไร

ก. ประเภทของแหลงก าเนดคลน ข. ทศทางการสนของตวกลาง

ค. ทศทางการเคลอนทของคลนตางกน ง. ความยาวคลนตางกน

6. ขอใดเปนคลนตามยาว





7. ขอใดตอไปนจดเปนคลนกลทงหมด

ก. คลนสนาม คลนแสง ข. คลนในเสนเชอก คลนแสง

ค. คลนน า คลนเสยง ง. คลนวทย คลนไมโครเวฟ

8. ถาคลนนเกดจากแหลงก าเนดคลนความถ 0.35 นาโนเฮรตซ มความยาวคลน 2 มลลเมตร คลนจะม

อตราเรวเทาใด

ก. 7 m/s ข.14 m/s ค. 7 x 10-13 m/s ง. 14 x 10-13 m/s

9. มวล 0.25 กโลกรม ตดกบปลายขางหนงของสปรง ซงมคานจ 100 นวตน/เมตร วางอยบนพนระดบลน

สวนปลายอกขางหนงของสปรงยดตดกบผนง เมอดงมวลท าใหสปรงยดออกเลกนอยแลวปลอย มวลจะ

เคลอนทกลบไปกลบมาดวยคาบเทาใด

ก. 1.11 s ข. 0.31 s ค. 0.11 s ง.1.31 s

10. ลกตมนาฬกาผกดวยเชอกยาว 1.6 เมตร จะสนดวยคาบเทาใด ก าหนดให g = 10 m/s2 ก. 1.60 s ข. 4.25 s ค. 2.52 s ง. 8.72 s

54

ทดสอบหลงเรยน

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

ขอ ก ข ค ง

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

คะแนนเตม …………………………………… คะแนน

คะแนนทได …………………………………… คะแนน

55

แบบบนทกคะแนนผลกำรใชชดกจกรรม

ค ำสง ใหนกเรยนบนทกคะแนนจากการท ากจกรรมในชดกจกรรม

ตำรำงบนทกคะแนนดำนควำมรทนกเรยนท ำได

ผลงำน คะแนนเตม คะแนนทได คดเปนรอยละ ผลประเมน

ใบกจกรรมท 1 5








ใบงานท 1 10



แบบฝกหด 25

แบบทดสอบหลงเรยน 10

56

ตำรำงแปรผลกำรประเมนคณภำพดำนควำมรจำกกำรเรยนโดยใชชดกจกรรมชดท 1

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 ตอง

กลบไปทบทวนเนอหา ฝกท าแบบฝกหดซ าๆ จนกวาจะเขาใจในเนอหา กอนทเราจะไปเรยนตอในชดกจกรรม

ชดท 2

57

บรรณำนกรม

การเคลอนทแบบฮารโมนกอยางงาย. (ออนไลน). แหลงทมา : http://www.cpn1.go.th/media/

thonburi/lesson/03_OtherMotion/content5.html. 10 ธนวาคม 2559.

การถายโอนพลงงานของคลนกล. (ออนไลน). แหลงทมา : https://pang127.wordpress.com/ เนอหา

บทเรยน/การถายโอนพลงงานของคล/. 10 ธนวาคม 2559.

การแบงชนดคลน. (ออนไลน). แหลงทมา : http://www.neutron.rmutphysics.com/physicsboard

/forum/index.php?action=dlattach;topic=1073.0;attach=4574. 10 ธนวาคม 2559.

ความหมายคลน.(ออนไลน). แหลงทมา : https://th.wikipedia.org/wiki /คลน . 10 ธนวาคม 2559.

ความหมายคลนกล.(ออนไลน). แหลงทมา : http://patwave.blogspot.com/. 10 ธนวาคม 2559.

นรนดร สวรตน. (2554) . คลนกล . พมพครงท 1. กรงเทพฯ : พ.ศ.พฒนา

เฟส. (ออนไลน). แหลงทมา : http://1.179.134.197/digitalschool/physics2_2_2/physics4

/lesson1/05.php. 10 ธนวาคม 2559.

ลดดาวลย เสยงสงข และอนนต ปงยศ. (2560) . คลนกล. มปป. . กรงเทพฯ : ไฮเอดพบลชชง

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

กรงเทพฯ : ครสภาลาดพราว, 2548.

58

เฉลยแบบฝกหด แบบทดสอบกอนและหลงเรยน

59

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

60

ใบกจกรรมท 1 KW อยากรตองไดร จดประสงค 1. ใหผเรยนฝกทกษะกระบวนการคด สามารถตรวจสอบความคดของตนเอง 2. ใหผเรยนฝกจดระบบขอมลเพอการดงมาใชภายหลงไดอยางมประสทธภาพ ค าชแจง 1. นกเรยนตวแทนแตละกลมเขยนขอมลในสงทตนเองรแลว และสงทตนเองอยากรเกยวกบเหตการณทเกดขนลงบนกระดาษสคนละส 2. เขยนสงทรแลวก าหนดเปนกระดาษสฟา และสงทอยากรเพมเตมเปนกระดาษสสม 3. จากนนน ามาตดยงบรเวณทก าหนดดานหนา แนวค ำตอบ ซงนกเรยนสำมำรถตอบไดอยำงหลำกหลำย

K (ผเรยนเรยนรอะไรบำง)

W (ผเรยนตองกำรรอะไรบำง)

- คลนในชวตประจ ำวนมมำกมำย เชน

คลนน ำ คลนในเสนเชอก คลนสปรง - เมอแหลงก ำเนดคลนใหก ำเนดคลนจะ

สำมำรถถำยโอนพลงงำนได

- กำรถำยโอนพลงงำนของคลนคออะไร

เกดขนไดอยำงไร - คลนในชวตประจ ำวนมกประเภท

อะไรบำง - สวนประกอบของคลนมอะไรบำง - คลนจดเปนกำรเคลอนทแบบใด - คลนตำงจำกอนภำคอยำงไร

61

ใบกจกรรมท 2 กำรทดลองกำรเกดคลน


ศกษาการเกดคลนจากแหลงก าเนดคลนวงกลม และแหลงก าเนดคลนหนาตรงทงคลนดลและคลน

ตอเนอง

อปกรณการทดลอง 1. ชดถาดคลนคลนพรอมอปกรณ 1 ชด 2. หมอแปลงไฟฟาโวลตต า 1 ชด 3. น า 4. กระดาษขาว 1 แผน 5. สายไฟฟา 1 ชด วธการทดลอง 1. ตอหมอแปลงไฟฟาโวลตต าเขากบชดถาดคลน ใสน าลงไปในถาดคลน ถงระดบขอบถาดทเปนกระจก 2. เปดไฟทโคมไฟของถาดคลนแลวน ากระดาษไปวางไวใตถาดคลน เนองจากการศกษาคลนน าโดยใชถาดคลนจะไมสามารถดดน าจากถาดคลนไดโดยตรง แตจะดไดจากความเขมแสงทผานคลนในถาดคลนซงจะท าใหเกดเงาใตถาดคลนในบรเวณทน าโคงขนจะท าใหมองเหนเปนแถบสวางและบรเวณทน าโคงลงจะท าใหมองเหนเงาเปนแถบมด จากนนใหนกเรยนใชจ านวน 1 ครงบนทกผลการสงเกต 3. ปฏบตเชนเดยวกนแตเปลยนจากปลายดนสอเปนบนทกผลการสงเกต 4. น าแหลงก าเนดคลนวงกลมของถาดคลนลงแตะน า 1 อน แลวเปดปมความถโดยใชความถต า สงเกตผลทเกดขน บนทกผลการสงเกตจากนนใหปรบปรงความถใหมากขนบนทกผลการสงเกต 5. เปลยนแหลงก าเนดคลน เปนแหลงก าเนดคลนหนาตรง แตะน าและเปดปมความถต าและสงขนสงเกตผลทเกดขน บนทกผลการสงเกต 6. สรปผลการทดลอง

62

ผลกำรทดลอง ภำพแสดงกำรทดลอง

ลกษณะแหลงก ำเนดทรบกวน ภำพทไดจำกกำรทดลอง

ปลำยปำกกำหรอปลำยดนสอ

ขอบไมบรรทด

สรปผลกำรทดลอง การท าใหเกดคลนน าจากการทดลองท าไดโดยการรบกวนผวน าโดยใชปลายปากกาหรอขอบไมบรรทด

หรอ ปรบปม ก าเนดคลน ถาลกษณะของคลนทเกดขนจะขนอยกบรปรางของสงทไปรบกวน

63

ค ำถำมหลงกำรทดลอง

1. เมอน าดนสอหรอปลายปากกาจมบรเวณกลางถาดคลน แลวนกเรยนสงเกตเหนอะไรทกระดาษใตถาดคลน

และสงทนกเรยนเหนแทนสวนใดของคลน

ตอบ แถบมดแถบสวางเกดขนประมาณ 1-2 แถบ ซงแถบสวางแทนสนคลน สวนแถบมดแทนทองคลน

2. การจมปลายปากกา กบสนไมบรรทดทน าบรเวณกลางถาดคลนใหผลสงเกตแตกตางกนหรอไมอยางไร

ตอบ แตกตางกน โดยการจมปลายปากกาท าใหเกดคลนวงกลม สวนการจมขอบไมบรรทดจะท าใหเกดคลนหนาตรง

3. การใชปมวงกลมของถาดคลนจ านวนหนงปมจมในน าแลวเปดปมความถ ผลทเกดขนบนกระดาษใตถาด

คลนแตกตางจากการใชปากกาจมหนงครงหรอไมอยางไร

ตอบ แตกตางกนตรงทการจมปลายปากกา ท าใหเกดคลนเพยง 1-2 ลก แตการจมปมวงกลมของถาดคลน ท าใหเกดคลนวงกลมอยางตอเนอง

4. ปมกลมและแถบคลนหนาตรง ใหเกดผลบนกระดาษใตถาดคลนแตกตางกนหรอไม อยางไร

ตอบ แตกตางกน ปมกลมท าใหเกดคลนวงกลม แถบคลนหนาตรงท าใหเกดคลนหนาตรง

5. การปรบปม ความถมากหรอนอยใหผลแตกตางกนหรอไมอยางไร

ตอบ ความถมากจะเหนแถบมด และแถบสวางอยชดกนมากขน

64

ใบกจกรรมท 3 Snowball บอกตอควำมร เลำสกนฟง จดประสงค 1. ใหผเรยนฝกทกษะการคดวเคราะห และตรวจสอบแนวคดหลกของเพอน 2. ใหผเรยนฝกน าเสนอแลกเปลยนเรยนรความรซงกนและกน ค าชแจง 1. นกเรยนแตละกลมเขยนสงทรเกยวกบการเกดคลนลงในกระดาษขนาด A4 คนละ 1 แนวคดหลก จากนนขย ากระดาษใหเปนกอน แลวโยนใหเพอนตางกลม 2. กลมทไดรบลกบอลกระดาษใหคลออกแลวอานสงทเพอนเขยนเกยวกบการเกดคลน ถาเหนดวยใหเขยน เครองหมาย หากพบวา แนวคดดงกลาวยงไมถกตอง หรอไมสมบรณใหนกเรยนแกไขเพมเตมใหสมบรณโดยใชปากกาสทแตกตาง จากนนเขยนเพมเตมเกยวกบสงนกเรยนรแลว เกยวกบการก าเนดคลนลงไป 1 แนวคด 3. นกเรยนสงกระดาษลกบอลตอไปเรอยๆ จนกวาครจะบอกใหหยด เมอหยดแลวทกคนตองมลกบอล กระดาษอยในมอคนละ 1 ลก 4. ตวแทนนกเรยนอานแนวคดหลกจากลกบอลกระดาษทตนเองไดรบ น าเสนอแลกเปลยนเรยนรซงกนและกนในชนเรยน

ตวอยำง แนวคดหลก

- นยามการเกดคลน

- การถายโอนพลงงานของคลนกล

- การเคลอนทแบบซมเปลฮารโมนกสกบการเกดคลน

65

ใบกจกรรมท 4 Exit Ticket ไมร ไมใหออก (กำรถำยโอนพลงงำนของคลน) จดประสงค 1. ใหผเรยนฝกทกษะการสรปความรเพอบอกถงสงทเขาใจ และสงทไดรบจากการเรยนร 2. ใหผเรยนฝกวเคราะหความสอดคลองระหวางสงทตนเองอยากร และสงทตวเองไดร ค าชแจง 1. ใหนกเรยนเขยนสงทไดเรยนรและเขาใจในบทเรยน ซงอาจเขยนไดในหลายรปแบบ เชน อนทน แผนผงความคด แผนภาพ ความเรยงลงในบตร หรอ กระดาษส 2. เขยนสงทอยากรลงในกระดาษ มอะไรบางทอยากเรยนลงในบตร หรอกระดาษส

ตวอยาง แนวคดหลก (นกเรยน ระบเพยง 3 ขอ)

o นยามการเกดคลน

o การถายโอนพลงงานของคลนกล

o การเคลอนทแบบซมเปลฮารโมนกสกบการเกดคลน

ตวอยาง การน าไปใชประโยชน (นกเรยน ระบเพยง 2 ขอ)

o การสรางคลนดวยวธทหลากหลาย

o การวเคราะหการเคลอนทแบบซมเปลฮารโมนกสกบคลนในชวตประจ าวน

ตวอยาง ค าถามทนกเรยนยงคงสงสย (นกเรยน ระบเพยง 1 ขอ)

o เหตใดคลนถงตางจากอนภาค

o การเกดคลนจ าเปนตองมแหลงก าเนดคลนเสมอไปหรอไม

66

ใบกจกรรมท 5 กำรทดลองลกษณะของคลน


1. อธบายการการเกดคลนของการเกดคลนกลในเสนเชอก และคลนกลจากการอดสปรง

2. อธบายความแตกตางของคลนตามยาวและคลนตามขวาง พรอมระบองคประกอบของคลนทงสอง

อปกรณการทดลอง

1. ขดลวดสปรงขนาดใหญ

2. เสนเชอก

3. ปมผา

วธท าการทดลอง

1. ผกปมผาสตรงกลางของขดลวดสปรงและเสนเชอก

2. ยดปลายขางหนงของสปรงไวใหแนน แลวดงปลายขางหนงของสปรงยดออกไปประมาณ 3 เมตร

3. อดสปรงเขาออก เปนจงหวะสม าเสมอ

4. สงเกตการเปลยนแปลงของขดลวดสปรงและต าแหนงของปมผาทผกไว พรอมบนทกผลการทดลอง

5. ยดปลายขางหนงของเสนเชอกไวใหแนน แลวสะบดปลายขางหนงของเสนเชอกเปนจงหวะ

สม าเสมอ

6. สงเกตการเปลยนแปลงของเสนเชอกและต าแหนงของปมผาทผกไว พรอมบนทกผลการทดลอง

67

ผลกำรทดลอง

กำรทดลอง ลกษณะของภำพทเกดขน

กำรอดของขดลวดสปรง

กำรสะบดของเสนเชอก

สรปผลกำรทดลอง

เมอสะบดปลายเชอกขนลงเปนจงหวะจะสงเกตเหนปมผาทผไวเคลอนทขนลงตามจงหวะของคลนท

เคลอนทผานโดยอยทเดม เมอออกแรงอดสปรงในแนวขนานกบพนพบวาเศษผาทผกไวจะเคลอนทไป-มา ใน

แนวขนานกบพนดวยชวงกวางคงทโดยไมเคลอนทไปพรอมกบคลน

ค ำถำมทำยกำรทดลอง

1. เมอนกเรยนท าการสะบดเชอกในลกษณะขนลง ปมผาทผกไวมการเคลอนทอยางไร ปมผาเคลอนท

ไปพรอมกบคลนทเกดขนหรอไม

ตอบ ปมผาขยบขนลงและไมเคลอนทไปพรอมกบคลน

2. เมอนกเรยนท าการอดปลายสปรงในลกษณะขนานกบแนวระดบ ปมผาทผไวมการเคลอนทอยางไร

ปมผาเคลอนทไปพรอมกบคลนทเกดขนหรอไม

ตอบ ปมผาขยบไป-มา ดวยชวงกวางคาหนงโดยไมเคลอนทไปพรอมกบคลน

3. ลกษณะของการเกดคลนในเสนเชอกกบทเกดขนในสปรงแตกตางกนหรอไม อยางไร

ตอบ แตกตางกน โดยคลนทสะบดเชอกปมผา จะเคลอนทขนลงตงฉากกบทศการเคลอนทของคลน สวนการ

อดสปรงปมผาจะเคลอนทขนานกบทศการเคลอนทของคลน

4. ลกษณะของคลนทเกดขนในเสนเชอกจดเปนคลนชนดใด เพราะเหตใด

ตอบ คลนจากเสนเชอกเปนคลนตามขวาง เพราะปมผาขยบขนลงขวางทศการเคลอนทของคลน

5. ลกษณะของคลนทเกดขนในสปรงจดเปนคลนชนดใด เพราะเหตใด

ตอบ เปนคลนตามยาว เพราะปมผาขยบไป-มา ขนานกบทศการเคลอนทของคลน

68

ใบกจกรรมท 7 เกมบตรค ำ ชนดของคลน จดประสงค 1. ใหผเรยนฝกทกษะการจ าแนกชนดของคลนตางๆในชวตประจ าวน 2. ใหผเรยนวเคราะห และระบสวนประกอบตางๆของคลน ค าชแจง 1. การเลนเกมบตรค า เปนการจบคบตรเขาพวกระหวางคลนตางๆในชวตประจ าวนกบชนดของคลน รวมถงน าชอสวนประกอบตางๆมาตดบนภาพคลนใหถกตอง 2. สมนกเรยนน าเสนอผลงาน แลวใหเพอนๆในชนเรยนรวมกนตรวจสอบความถกตอง

คลนกล คลนแมเหลกไฟฟา คลนดล คลนตอเนอง

คลนตามขวาง คลนตามยาว คลนในเสนเชอก คลนน า

คลนจากการบบอดสปรง คลนจากการสะบดสปรง คลนเสยง คลนแสง

คลนวทย คลนไมโครเวฟ รงสยว รงสอนฟราเรด

69

สวนประกอบของคลน

ค าชแจง จงน าค าตอไปนไปเตมสวนประกอบตางๆของคลนในรปภาพใหถกตอง

การกระจด แอมพลจด สนคลน

ทองคลน หนาคลน ความยาวคลน

หนาคลน

ทองคลน

สนคลน

แอมพลจด การกระจด

ความยาวคลน

70

ใบกจกรรมท 8 Exit Ticket ไมร ไมใหออก (ชนดและสวนประกอบของคลน) จดประสงค 1. ใหผเรยนฝกทกษะการสรปความรเพอบอกถงสงทเขาใจ และสงทไดรบจากการเรยนร 2. ใหผเรยนฝกวเคราะหความสอดคลองระหวางสงทตนเองอยากร และสงทตวเองไดร ค าชแจง 1. ใหนกเรยนเขยนสงทไดเรยนรและเขาใจในบทเรยน ซงอาจเขยนไดในหลายรปแบบ เชน อนทน แผนผงความคด แผนภาพ ความเรยงลงในบตร หรอ กระดาษส 2. เขยนสงทอยากรลงในกระดาษ มอะไรบางทอยากเรยนลงในบตร หรอกระดาษส

ตวอยาง แนวคดหลก (นกเรยน ระบเพยง 3 ขอ)

o ชนดของคลน

o สวนประกอบของคลน

o การหาคาอตราเรวคลน

ตวอยาง การน าไปใชประโยชน (นกเรยน ระบเพยง 2 ขอ)

o ขอเหมอนและขอตางของคลนแตละชนด กบการประยกตใช

o การวเคราะหสวนประกอบของคลนกบคลนในชวตประจ าวน

ตวอยาง ค าถามทนกเรยนยงคงสงสย (นกเรยน ระบเพยง 1 ขอ)

o เหตใดคลนแมเหลกไฟฟาทกชนดเปนคลนตามขวาง

o การหาคาอตราเรวของคลนและอนภาคเหมอนหรอแตกตางกน อยางไร

71


ใหนกเรยนท าเครองหมายถก / ลงในชองวางหนาขอความทนกเรยนมความคดเหนวา

ถกตอง และท าเครองหมายผด x ลงในชองวางหนาขอความทนกเรยนมความคดเหนวาผด

x 1) คลนน า คลนในสปรง คลนแสง จดเปนคลนกลทงหมด

/ 2) รปรางของคลนกลมแคคลนรปไซน แบบเดยวเทานน

/ 3) คลนตามขวางเปนคลนทเกดขนโดยอนภาคตวกลาง สนในแนวตงฉากกบทศทางการเคลอนท

ของคลน

x 4) คลนทมพลงงานมาก หมายถง คลนทมแอมพลจดนอย

/ 5) ทองคลน ( Trough ) เปนต าแหนงทมการกระจดเปนลบ

x 6) คลนทมความถมากคอคลนทมพลงงานมากเสมอ

/ 7) ความยาวคลน วดไดจากสนคลนลกหนงไปยงสนคลนอกลกหนงทอยถดไป เทานน

/ 8) คลนในสปรงทเกดจากการยดหรอหดของสปรง จดเปนคลนตามยาว

x 9) ความถคอเวลาทคลนเคลอนทไป 1 ลก มหนวยเปนรอบตอวนาท

/ 10) การเคลอนทแบบฮารมอนกอยางงายคอ การเคลอนทของอนภาคกลบไปกลบมาซ าทางเดมรอบ

ต าแหนงสมดล

72


ใหนกเรยนเขยนค ำหรอประโยคลงในชองวำงใหถกตองและสมบรณ 1) คลนกลกบคลนแมเหลกไฟฟา แตกตางกนอยางไร คลนกล (mechanical wave) คอคลนทตองอาศยอนภาคตวกลางจงถายทอดพลงงาน คลนแมเหลกไฟฟา (electromagnetic wave) คอคลนทไมตองอาศยอนภาคตวกลางกสามารถถายทอดพลงงานได 2) ยกตวอยางคลนกล 3 คลน คอ คลนในเสนเชอก คลนน า คลนเสยง 3) คลนกลแบงออกเปน 2 ชนด โดยใช ตวกลางในการเคลอนท เปนเกณฑในการแบง 4) คลนตามยาว ( Longitudinal Wave ) เปนคลนทเกดขนเมออนภาคตวกลางสนในทศ ขนาน กบทศทางการเคลอนทของคลน 5) คลนแมเหลกไฟฟาทกชนด จะตองเปนคลน ตามขวาง 6) เฟส 0 องศา หรอ 0 เรเดยน

เฟส 45 องศา หรอ 4

เรเดยน


เรเดยน


3 เรเดยน

เฟส 360 องศา หรอ 2 เรเดยน 7) เราสามารถหา อตราเรวของคลนกล ไดจากสตร fv 8) ความถของคลนกล คอ จ านวนคลนทเคลอนทผานจดใด ๆ ในหนงหนวยเวลา

9) ความสมพนธระหวางคาบเวลา ( T ) และความถ (f) คอ T

1f,

f

1T

10) พลงงานของคลนกลมคามากหรอนอย ขนอยกบ แอมพลจด

73


จงตอบค ำถำมตอไปนใหถกตอง 1. จงวาดรปคลน พรอมกบระบองคประกอบพนฐานของคลนไดอยางนอย 5 อยาง

2. สะบดเชอกเสนหนง ท าใหเกดคลนบนเสนเชอกดงภาพ ใชเวลา 20 วนาท จากขอมลขางลางน จงตอบค าถามตอไปน 1.1 แอมพลจด มคาเทา 5 เซนตเมตร 1.2 ความยาวคลนกเซนตเมตร มคาเทาใด 20 เซนตเมตร 1.3 จากรปมกลกคลน 4 ลกคลน 1.4 จ านวนลกคลน ซงเกดขนในเวลา 20 วนาท มคาเทาใด 4 ลกคลน

74

1.5 จ านวนลกคลน ซงเกดขนในเวลาหนงวนาท มคาเทาใด 0.2 ลกตอวนาท 1.6 ความถของคลน มคาเทาใด 0.2 ลกคลนตอวนาท 1.7 คาบของคลน มคาเทาใด 5 วนาท 1.8 ในเวลา 20 วนาท คลนเคลอนทไดระยะทางเทาใด 80 เซนตเมตร 1.9 อตราเรวของคลนมคาเทาใด 0.04 เมตรตอวนาท 1.10 ต าแหนงใดบนขบวนคลนซงเคลอนทออกมาจากแหลงก าเนดเปนต าแหนงแรก A 1.11 นบจากเรมเคลอนท จนกระทงเคลอนทครบ 1 รอบ คลนเคลอนทในต าแหนงใดบาง A,B,C,D,E 1.12 จากภาพ คลนเคลอนทไดทงหมดกรอบ 4 รอบ 1.13 ต าแหนง C บนคลน อยหางจากต าแหนงเรมตนบนลกคลน เปนระยะกลกคลน 0.5 ลกคลน 1.14 ต าแหนง B บนคลน อยหางจากต าแหนงเรมตนบนลกคลน เปนระยะกลกคลน 0.25 ลกคลน

1.15 ถาเปรยบเทยบต าแหนงใดๆ บนคลนกบต าแหนงใดๆ ของวตถ โดยใชมมรอบจดศนยกลางใน

การเคลอนทเปนวงกลม เราเรยกวา คาเฟส (phase : θ)

สมมตใหต าแหนง A เปนต าแหนงเรมตน θ = 0°

ต าแหนง B มคาเฟส = 45°

ต าแหนง D มคาเฟส = 270°

ต าแหนง C มคาเฟส = 180°

ต าแหนง E มคาเฟส = 360° 1.16 ถาพจารณาบนคลนแตละลก มต าแหนงใดบางทมคาเฟสเดยวกบต าแหนง B คอ F,J.N 1.17 ถาพจารณาบนคลนแตละลก มต าแหนงใดบางทมคาเฟสเดยวกบต าแหนง A คอ E,I,M,Q

1.18 ต าแหนงใดบางทมคาเฟสตางจากต าแหนง B 180° คอ D,H,L,P

1.19 ต าแหนงใดบางทมคาเฟสตางจากต าแหนง C 180° คอ E,I,M,Q 1.20 ถาต าแหนงทมเฟสเดยวกนบนคลนแตละลก เราเรยกวา เปนต าแหนงเฟสตรงกน ต าแหนงใดบางทมเฟสเดยวกนกบต าแหนง D คอ H,L,P

75

แบบฝกหดเรองกำรถำยโอนพลงงำนของคลนกล

1. ลกตมนาฬกาอยางงายมเชอกยาว 1.5 m แกวงได 100 รอบ ในเวลา 246 s ความเรงเนองจากแรง

โนมถวง ณ ทนนเปนเทาใด

วธท ำ

ขนท 1 ท ำควำมเขำใจในปญหำ

1. วเครำะหโจทยวำ ตองกำรหำอะไร

ความเรงเนองจากแรงโนมถวง ณ ทนน (g)

2. สงทโจทยก ำหนดให

เชอกยาว l = 1.5 m

แกวงได 100 รอบ ในเวลา 246 s จะไดคาบเวลาเทากบ 2.46 วนาท

ขนท 2 วำงแผนกำรแกสมกำร

3.สมกำรทใชในกำรค ำนวณ

2

2

T

l4g

g

l2T

ขนท 3 ด ำเนนกำรแกปญหำ

4. แทนคำเพอแกสมกำร

2

2

2

2

2

s/m78.9g

46.2

5.1

7

22x4g

T

l4g

ขนท 4 ตรวจค ำตอบ

5. ตรวจค ำถำมทวนโจทย

ความเรงเนองจากแรงโนมถวง ณ ทนนเปนเทา 2s/m78.9g

76

2. มวล 0.01 kg ตดสปรงซงตงไวในแนวดง คานจสปรง 100 N/m ถาท าใหเกดการสนขน–ลงของสปรง

มวลนนจะสนดวยความถเทาใด

วธท ำ



สปรงมวลนนจะสนดวยความถเทาใด (f)


มวล m = 0.01 kg

คานจสปรง k = 100 N/m



m

k

2

1f



Hz157f

100x57.1f

01.0

100

2

1f

m

k

2

1f



สปรงมวลนนจะสนดวยความถ 157 เฮรตซ

77

3. คลนผวน าเกดจากการสนแบบสม าเสมอ 3600 รอบตอชวโมง คลนนมความถและคาบเวลาเทาไร

วธท ำ



ความถคลน f และคาบเวลา T


จ านวนลกคลน 3600 รอบตอชวโมง



n

tT,

t

nf



จาก t

nf

60

3600f

Hz60f

และ

s016.0T

3600

60T

n

tT



คลนนมความถเทากบ 60 เฮรตซ และมคาบเวลา 0.016 วนาท

78

4. คลนน าลกหนงถกสงเกตพบวาคลนทอยถดกนไปอยหางกน 40 เซนตเมตร และ เหนกระปองทก าลงลอยน า

สนขนลงนบได 60 ครงใน 10 วนาท คลนนนควรจะมความเรวเทาใด

วธท ำ



อตราเรวคลน v


ความถ f เทากบ 60 ครงใน 10 วนาท = 6 ครงตอวนาท

ความยาวคลน λ 40 เซนตเมตร = 0.4 เมตร



V = f λ



จาก V = f λ

V = 6 x 0.4

V = 2.4 m/s



คลนจะมอตราเรวเทากบ 2.40 เมตรตอวนาท

79

5. แหลงก าเนดคลนมความยาวคลน 0.05 เมตร วดอตราเรวคลนได 40 เมตร/วนาท เปนเวลา 0.8 วนาท ไดคลนทงหมดกลกคลน วธท ำ



จ านวนลกคลนทงหมด ( n )


ความยาวคลน = 0.05 เมตร

อตราเรวคลนได v = 40 เมตร/วนาท

เวลา t = 0.8 วนาท



และ ftn

fλv



640n

800x0.8n

ftn

Hz800f

05.0

40f

vf

fλv



จ านวนลกคลนทงหมด 640 ลกคลน

80

แบบทดสอบหลงเรยน

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

81

ประวตผจดท ำ

ชอ : นางสาวธตนนท นาจาน

ต าแหนง : ขาราชการคร วทยฐานะ : ช านาญการ

สถานทท างาน : 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)

Documents

ค ำน ำ1 ค ำน ำ ช ดก จกรรมการเร ยนร ฟ ส กส ช ด 1 การถ ายโอนพล งงานของคล นกล