ระดับชั้นเรียน: มัธยม
กำหนดเวลา: 1
ชั่วโมง
วัตถุประสงค์: ให้นักเรียนมีความเข้าใจเบื้องต้นเกี่ยวกับ
ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณพลังงานจากดวงอาทิตย์ และระยะห่างจากโลกถึงดวงอาทิตย์
สื่อการเรียนรู้:
1.
เครื่องฉายแผ่นใส (Over Head Projector) 1 เครื่อง
2.
บอร์ดหรือกระดานดำ (ไม่จำเป็นต้องเป็นสีขาว) 1 อัน
3.
ตลับเมตรวัดระยะ 1 อัน
4.
แผ่นใส 1 แผ่น
5.
ปากกาเขียนแผ่นใส 1 ด้าม
หลักการ:
ความเข้มของแสงจะมีค่าเปลี่ยนแปลงไปขึ้นอยู่กับ
ระยะห่างจากแหล่งกำเนิดแสงนั้น โดยความสัมพันธ์นี้จะเป็นไปตามกฎกำลังสองผกผัน
กล่าวคือ ถ้าวัตถุอยู่ห่างจากแหล่งกำเนิดแสงเพิ่มขึ้นเป็น 2 เท่า
ความเข้มของแสงก็จะลดลงไป 4 เ ท่า โดยเราจะนำเอาความสัมพันธ์นี้มาอธิบาย
พลังงานที่แปรเปลี่ยนไปของดวงอาทิตย์ เมื่อโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ไปอยู่ในระยะต่างๆ
กัน
การดำเนินกิจกรรม:
1.
แบ่งนักเรียนออกเป็นกลุ่มๆ ตามความเหมาะสม
2.
ติดตั้งเครื่องฉายแผ่นใสห่างจากกระดานดำ 1 เมตร โดยวัดจากจุดกึ่งกลางเครื่องฉายถึงกระดานดำ
(ระยะนี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามขนาดของพื้นที่ว่างในห้องเรียน ซึ่งควรจะมีพื้นที่อย่างน้อย
3 เท่าของระยะห่างนี้)
3.
ใช้ปากกาเขียนแผ่นใส เขียนรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสลงบนแผ่นใสขนาดพอประมาณ
จากนั้นเปิดเครื่องฉายแผ่นใส จะได้ภาพสี่เหลี่ยมจัตุรัสปรากฏบนกระดานดำ
ใช้ชอล์กหรือปากกาเขียนบอร์ดลอกภาพสี่เหลี่ยมที่ได้ลงบนกระดานดำ
วัดความยาวด้านของภาพที่ได้ นำมากรอกลงในตารางที่ 1
4.
ให้นักเรียนลองเดาดูว่า ขนาดของภาพสี่เหลี่ยมที่ปรากฏบนกระดานดำ
จะเปลี่ยนไปอย่างไร ถ้าเลื่อนเครื่องฉายแผ่นใสเข้าหากระดานดำ และออกจากกระดานดำ
5.
เลื่อนเครื่องฉายแผ่นใสมาอยู่ในตำแหน่งสองเท่าของระยะเดิม ในที่นี้คือระยะ
2 เมตร วัดขนาดของภาพที่ได้และกรอกลงในตารางที่ 1 จากนั้นคุณครูอธิบายให้นักเรียนเข้าใจเกี่ยวกับความเข้มของแสงที่เปลี่ยนไป
โดยเทียบกับขนาดของพื้นที่ของภาพสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่ได้
6.
จากนั้นให้เลื่อนเครื่องฉายแผ่นใสออกไปอีกเป็นระยะทาง 3 เท่าของระยะแรก
ในที่นี้คือระยะ 3 เมตร ให้นักเรียนลองเดาดูว่าความเข้มของแสงจะเปลี่ยนไปอย่างไร
และขนาดความยาวด้านของภาพสี่เหลี่ยม น่าจะมีขนาดเท่าใด โดยใช้ข้อมูลสองข้อมูลแรกในตารางประกอบการพิจารณา
7.
วัดขนาดความยาวด้านของภาพสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่ได้ แล้วกรอกลงในตารางที่
1
สรุปการทำกิจกรรม:
หลังจากที่นักเรียนทำกิจกรรมแล้ว
ให้นักเรียนช่วยกันคิดว่า ความเข้มของแสงมีความสัมพันธ์กับระยะห่างอย่างไร
จากนั้นให้คุณครูอธิบายสรุป แนะนำให้นักเรียนรู้จัก กฎกำลังสองผกผัน
(Inverse Square Law) และเข้าใจการเปลี่ยนแปลงของพลังงานจากดวงอาทิตย์
เมื่อโลกโคจรไปอยู่ในระยะต่างๆ ที่ห่างจากดวงอาทิตย์ไม่เท่ากัน
ตารางแสดงความสัมพันธ์ระหว่างระยะทางกับพื้นที่แสงตกกระทบ
ระยะห่าง
(เมตร) |
ความยาวด้านของภาพสี่เหลี่ยม
(หน่วย) |
พื้นที่ของภาพสี่เหลี่ยม
(ตารางหน่วย) |
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
