หน่วยที่ 19 เรื่อง ฟิสิกส์อะตอม

มาตรฐานการเรียนรแู้ ละตัวช้ีวัด
หนว่ ยการเรียนรู้ท่ี 19 ฟิสิกส์อะตอม

คาอธิบายรายวิชา

รายวิชาฟิสกิ ส์ ๖ รหัสวชิ า ว๓๐๒๐๖ กลมุ่ สาระการเรียนรูว้ ิทยาศาสตร์ ชั้นมัธยมศึกษาปีท่ี ๖
๑.๕ หนว่ ยกติ
ภาคเรียนที่ ๒ จานวน ๖๐ ชั่วโมง

สาระฟิสิกส์ 4. เข้าใจความสัมพันธ์ของความร้อนกับการเปลี่ยนอุณหภูมิและสถานะของสสาร สภาพ
ยืดหยุ่นของวัสดุและมอดุลัสของยัง ความดันในของไหล แรงพยุงและหลักของอาร์คิมีดีส ความตึงผิวและแรง
หนดื ของของเหลว ของไหลอดุ มคตแิ ละสมการแบร์นูลลี กฎของแก๊ส ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอุดมคติและพลังงาน
ในระบบ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ทวิภาวะของคล่ืนและอนุภาค กัมมันตภาพรังสี
แรงนวิ เคลยี ร์ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ พลงั งานนิวเคลียร์ ฟสิ กิ สอ์ นุภาค รวมทัง้ นาความรู้ไปใช้ประโยชน์

อธิบายและทดลอง สมมติฐานของพลังค์ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ สเปกตรัมของอะตอมไฮโดรเจน
ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก โฟตอน ฟังก์ชันงานของโลหะ ทวิภาวะของคลื่นและอนุภาค คลื่นเดอบรอยล์
กัมมันตภาพรังสี รังสีแอลฟา บีตาและแกมมา กัมมันตภาพของนิวเคลียส การสลายและครึ่งชีวิต แรง
นิวเคลียร์ เสถยี รภาพของนิวเคลียส และพลังงานยึดเหนี่ยว ปฏิกิริยานิวเคลียร์ ฟิชชัน และ ฟิวชัน พลังงาน
นิวเคลยี ร์ ประโยชน์ และอันตรายรังสี ฟิสิกส์อนุภาคแบบจาลองมาตรฐาน ฟิสิกส์อนภุ าคในด้านต่าง ๆ

เพ่ือให้เกิดความรู้ความเข้าใจ ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์อย่างถูกต้องเหมาะสม เกิดความ
ตระหนักและจิตอาสาในการดูแลรักษาส่ิงแวดล้อมอย่างเหมาะสม เกิดความสามารถในการคิดความสามารถ
ออกแบบเชงิ วศิ วกรรม ในการสื่อสาร ความสามารถในการแก้ปัญหา ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิตและ
ความสามารถในการใช้เทคโนโลยีได้อย่างมปี ระสิทธภิ าพ และนาความรู้ไปใช้ประโยชน์

ผลการเรียนรู้
1. อธบิ ายสมมตฐิ านของพลังค์ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ และการเกดิ เส้นสเปกตรัมของอะตอมไฮโดรเจน

รวมท้ังคานวณปริมาณตา่ งๆ ท่เี กีย่ วขอ้ ง
2. อธิบายปรากฏการณโ์ ฟโตอิเลก็ ทริกและ คานวณพลงั งานโฟตอน พลังงานจลน์ของโฟโตอิเล็กตรอน

และฟังก์ชนั งานของโลหะ
3. อธิบายทวิภาวะของคล่ืนและอนภุ าค รวมทงั้ อธบิ ายและคานวณความยาวคล่นื เดอบรอยล์
4. อธบิ ายกัมมนั ตภาพรงั สีและความแตกตา่ งของรังสีแอลฟา บีตาและแกมมา
5. อธิบายและคานวณ กัมมันตภาพของนิวเคลียส กัมมันตรังสี รวมท้ัง ทดลอง อธิบาย และคานวณ

จานวนนิวเคลียสกัมมนั ตภาพรงั สีทเ่ี หลือจากการสลาย และครึ่งชีวิต
6. อธิบายแรงนิวเคลียร์ เสถียรภาพของนิวเคลียส และพลังงานยึดเหน่ียว รวมท้ังคานวณปริมาณต่าง

ๆ ทีเ่ กี่ยวขอ้ ง
7. อธบิ ายปฏิกริ ยิ านวิ เคลียร์ ฟชิ ชัน และฟิวชนั รวมทงั้ คานวณพลังงานนวิ เคลียร์
8. อธบิ ายประโยชนข์ องพลงั งานนวิ เคลียร์ และรังสี รวมทัง้ อนั ตรายและการปอ้ งกันรงั สใี นดา้ นตา่ ง ๆ
9. อธิบายการค้นคว้าวิจัยด้านฟิสิกส์อนุภาคแบบจาลองมาตรฐาน และการใช้ประโยชน์จากการ

ค้นควา้ วจิ ยั ด้านฟิสิกสอ์ นุภาคในด้านต่าง ๆ

รวมทงั้ หมด 9 ผลการเรียนรู้

ตารางกาหนดการสอน
หนว่ ยการเรยี นรู้ท่ี 19 ฟิสิกสอ์ ะตอม

หน่วยการเรียนรู้ เร่อื ง จานวนชั่วโมง
หนว่ ยที่ 19 ฟสิ กิ ส์อะตอม 25
การคน้ พบอิเล็กตรอน 5
แผนการจดั การเรยี นรู้ที่ 1 แบบจาลองอะตอม 5
แผนการจดั การเรยี นรู้ท่ี 2 แบบจาลองไฮโดรเจนตามทฤษฎอี ะตอมของโบร์ / การ 5
ทดลองของฟรังก์และเฮิรตซ์
แผนการจัดการเรียนรู้ท่ี 3 สมมตฐิ านของเดอบรอยล์ 5
กลศาสตรค์ วอนตัม 5
แผนการจดั การเรยี นรูท้ ่ี 4
แผนการจัดการเรียนรูท้ ่ี 5

แผนการจัดการเรียนรู้

รายวชิ าฟสิ ิกสเ์ พม่ิ เตมิ ช้ันมธั ยมศึกษาปที ี่ 6
หนว่ ยการเรียนรทู้ ่ี 19
เรือ่ ง ฟิสิกสอ์ ะตอม

จดั ทาโดย
นางสาวกนกวรรณ บุญเกตุ

โรงเรียนศรสี โมสรวิทยา
สานกั งานเขตพืน้ ท่ีการศึกษามัธยมศกึ ษาเขต 5

แผนการจดั การเรียนร้ทู ่ี 1 ชนั้ มัธยมศกึ ษาปที ี่ 6
รายวิชาฟิสิกส์เพ่ิมเตมิ (ว30206) เวลา 25 ช่วั โมง
เวลา 5 ชัว่ โมง
กลมุ่ สาระการเรยี นร้วู ทิ ยาศาสตร์
หนว่ ยการเรียนรู้ท่ี 19 ฟิสกิ สอ์ ะตอม
เร่อื ง การค้นพบอิเลก็ ตรอน

สาระสาคญั
การศกึ ษาการนากระแสไฟฟ้าในแกส๊ ทีม่ คี วามดันต่าได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ในปี พ.ศ. 2398 ได้

มีการสร้างเคร่ืองสูบสุญญากาศขึ้น และสิ่งประดิษฐ์น้ีนานักวิทยาศาสตร์ไปสู่การพบอิเล็กตรอนในท่ีสุด เมื่อมี
การบรรจุแก๊สความดนั ตา่ เขา้ ไปในหลอดแลว้ ต่อขั้วไฟฟ้ากับแหล่งกาเนดิ ไฟฟ้าที่มีความต่างศัยก์ไฟฟ้าสงู

ต่อมาในปี พ.ศ. 2408 เซอร์ วลิ เลียม ครูกส์ ทาการทดลองกับหลอดสญุ ญากาศเชน่ กัน แต่ดัดงอหลอด
เป็นมุมฉาก ดังรูป 19.1 ข แล้วต่อข้ัวไฟฟ้าของหลอดท่ีบรรจุแก๊สความดันต่านี้เข้ากับแหล่งกาเนิดไฟฟ้าที่มี
ความต่างศักย์ไฟฟ้าสูง พบว่าการเรืองแสงสีเขียวจะเกิดมากที่สุดตามบริเวณผนังหลอดด้านในท่ีอยู่ตรงข้ามขั้ว
แคโทดซ่ึงเป็นข้ัวลบแสดงว่าการเรืองแสงดังกล่าวเกิดจากรังสีที่ออกมาจากขั้วแคโทด จึงเรียกรังสีน้ีว่า รังสี
แคโทด (cathode ray ) ในเวลาต่อมาได้มีการศึกษาธรรมชาติของรังสีแคโทด โดยใช้แผ่นโลหะบางๆ ก้ันรังสี
แคโทด ทาให้เกิดเงาของแผ่นโลหะปรากฏบนผนังหลอดดังรูป 19.2 และเมื่อให้รังสีแคโทดผ่านสนามแม่เหล็ก
และสนามไฟฟ้าพบว่า รังสนี ี้มกี ารเปล่ยี นแปลงในบรเิ วณที่มสี นามท้งั สอง

สาระการเรียนรู้
- การค้นพบอเิ ล็กตรอน

สมรรถนะสาคัญ
1. ความสามารถในการสอื่ สาร
2. ความสามารถในการคดิ
3. ความสามารถในการแก้ปญั หา
4. ความสามารถในการใชเ้ ทคโนโลยี

คุณลกั ษณะอนั พึงประสงค์
1. มวี ินยั
2. ใฝ่เรยี นรู้
3. อยอู่ ย่างพอเพยี ง
4. มุ่งมนั่ ในการทางาน
5. มจี ิตสาธารณะ

แนวทางในการบรู ณาการ
บูรณาการรว่ มกับกลุ ม่ สาระการเรยี นร้ภู าษาไทยและคณิตศาสตร์

จดุ ประสงค์การเรยี นรู้
สบื ค้นข้อมลู สารวจตรวจสอบ และอภปิ รายเกี่ยวกับการคน้ พบอเิ ลก็ ตรอน

กระบวนการจดั การเรียนรู้
1. ข้ันสรา้ งความสนใจ
1.1 ครูเล่าการพัฒนาแนวความคิดเกี่ยวกับโครงสร้างของสสารในสมัยกรีกโบราณ โดยชี้ให้เห็นว่า

ความคดิ เกีย่ วกับหนว่ ยย่อยท่ีสดุ ของสสาร แยกเปน็ 2 แนวคิด
- สสารประกอบด้วยหนว่ ยยอ่ ยท่ีเลก็ ที่สดุ เรยี กวา่ อะตอม และไมส่ ามารถแยกย่อยได้อกี
- สสารทุกชนดิ มีองคป์ ระกอบมลู ฐาน 4 ชนิด คือ ดนิ น้า ลม ไฟ

1.2 ครูเน้นให้นักเรียนเห็นว่า แนวคิดท้ังสองแนวท่ีว่า อะไรเป็นหน่วยย่อยท่ีเล็กท่ีสุดหรือ
องคป์ ระกอบมลู ฐานของสสารนน้ั เปน็ แนวคิดทม่ี าจากจินตนาการของนักปรัชญาชาวกรีก และแนวคิดดังกล่าว
ทาใหเ้ กดิ วิชาการเล่นแร่แปรธาตขุ น้ึ ซ่งึ เป็นแนวทางไปส่กู ารคน้ พบอะตอมต่อไป

1.3 ครูชี้ให้นักเรียนเห็นว่า ในสมัยต่อมาเริ่มมีการทดลอง มีการรวบรวมข้อมูลจากปรากฏการณ์
ต่างๆ เนื่องจากวิชาเคมีได้มีการพัฒนาให้เจริญข้ึน จึงเกิดความรู้ทางเคมีอย่างมากมาย เป็นพื้นฐานให้ดอลตัน
ต้ังทฤษฎีอะตอมขึ้น ซึ่งเสนอว่า “สสารประกอบด้วยหน่วยย่อยท่ีเล็กที่สุด คือ อะตอม ซึ่งแบ่งแยกต่อไปอีก
ไม่ได”้

2. ขั้นสารวจและคน้ หา
2.1 ครูนาอภิปรายเก่ียวกับการค้นพบรังสีแคโทดในหลอดสูญญากาศ ตามวิธีการของครูกส์ และ

สรปุ ไดว้ า่ รังสีแคโทดออกจากขั้วลบและเคลื่อนท่ีในแนวเส้นตรง นอกจากนี้รังสีแคโทดเป็นลาอนุภาคที่มีประจุ
ไฟฟา้ เพราะรงั สแี คโทดถกู ทาให้เบย่ี งเบนได้ เมือ่ เคลอ่ื นที่ผา่ นบรเิ วณทมี่ สี นามไฟฟ้าและสนามแม่เหลก็

2.2 ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายเกี่ยวกับการทดลองของทอมสัน ตามรายละเอียดในใบความรู้
ซึ่งจะสรุปไดว้ ่า รงั สีแคโทดเป็นลาของอนภุ าคทมี่ ีประจุลบ

2.3 ครูให้ความรู้เก่ียวกับการหาค่าประจุต่อมวลของอนุภาครังสีแคโทดและจะสรุปได้ว่า q/m =
v/BR และ V= ซึ่งจะได้ q/m = E/B2R ดังสมการที่ 2 และปริมาณ E และ B สามารถจัดอุปกรณ์ทดลอง

และวัดค่าได้
2.4 ครูช้ีให้นักเรียนเห็นว่า ทอมสันพบว่า q/m ของอนุภาครังสีแคโทดจากโลหะทุกชนิดมีค่า

เท่ากับ 1.76 x 1011 คูลอมบ์/กิโลกรัม ซึ่งแสดงว่าอนุภาคในรังสีแคโทดจากโลหะทั้งหลายเป็นอนุภาคชนิด
เดียวกนั และต่อมาอนภุ าคนี้ ได้ช่อื วา่ อิเลก็ ตรอน ทอมสันวัด q/m ของไอออนของไฮโดรเจนท่ีขาดอิเล็กตรอน
1 ตวั จงึ มปี ระจไุ ฟฟา้ บวกไดเ้ ท่ากับ 9.7 x 107 คลู อมบ์/กโิ ลกรมั

แต่ q/m ของอิเลก็ ตรอน = 1.76 x 1011 คลู อมบ์/กิโลกรมั

ดังนนั้ [q/m ของอิเลก็ ตรอน]/[q/m ของไฮโดรเจน] =

เนอ่ื งจากประจไุ ฟฟ้าของไฮโดรเจน=ประจุไฟฟา้ ของอิเล็กตรอน

ดังนนั้ มวลของไฮโดรเจน/มวลของอิเลก็ ตรอน 1,800

หรือ มวลของไอออนของไฮโดรเจน1,800 เท่าของมวลอิเลก็ ตรอน
2.5 ครูช้ีให้นักเรียนเห็นว่า เนื่องจากธาตุไฮโดรเจนเป็นธาตุที่เบาท่ีสุด มีมวลอะตอมน้อยที่สุด แต่
มวลของอเิ ล็กตรอนยงั น้อยกว่ามวลของไอออนของไฮโดรเจน จึงคิดว่า อิเล็กตรอนน่าจะเป็นส่วนประกอบของ
อะตอม และจากการที่ทอมสันแสดงให้เห็นว่า ข้ัวไฟฟ้าลบทุกชนิดสามารถให้อิเล็กตรอนได้ท้ังส้ิน ด้วยเหตุนี้
ทอมสัน จึงสรุปว่า “อะตอมซึ่งแต่เดิมเข้าใจกันว่าแบ่งแยกไม่ได้น้ัน ความจริงสามารถแบ่งแยกได้อีก” และ
อิเลก็ ตรอนเป็นองค์ประกอบหนึ่งของอะตอม
2.6 ครูช้ีให้นักเรียนเห็นว่า ทอมสันเป็นคนแรกท่ีทาการทดลองและสรุปว่ารังสีแคโทดเป็นลาของ
อนภุ าคท่ีมปี ระจไุ ฟฟ้าลบและหาอัตราส่วนของ q/m ได้โดยใชห้ ลอดรังสแี คโทด
2.7 ครยู กสถานการณ์การทดลองของมลิ ลแิ กน โดยอภปิ รายตามแนวในหนงั สือเรียน โดยใช้คาถาม
ดังนี้

2.7.1 วตั ถปุ ระสงค์ในการทดลองของมลิ ิแกน คืออะไร (หาค่าประจุของอิเล็กตรอน ซึ่งเป็นค่า

ประจุจานวนน้อยทส่ี ุดในธรรมชาต)ิ

2.7.2 กฎเกณฑ์อะไรท่ีนามาใช้ในการทดลองน้ี (การสมดุลของอนุภาค ภายใต้แรงเนื่องจาก

สนามไฟฟ้าและสนามโนม้ ถว่ ง ซึง่ เป็นผลทาให้ไดส้ มการหาค่าประจุไฟฟ้าของหยดน้ามนั q)

2.7.3 ทาไมหยดน้ามันซึ่งตามปกติควรมีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า จึงมีประจุไฟฟ้า (เกิดการ

เสยี ดสีขณะฉีดผา่ นทอ่ )

2.7.4 ประจุไฟฟ้าเน่ืองจากหยดน้ามันแต่ละหยดเท่ากันหรือไม่ (การเกิดประจุไฟฟ้าบนหยด

น้ามนั เป็นการสมุ่ ดงั นั้นประจุไฟฟา้ ท่ีเกดิ ข้ึนจึงตา่ งกันและบางหยดอาจมีค่าเท่ากนั )

2.7.5 จะทราบได้อย่างไรว่าหยดไหนมีประจุไฟฟ้ามากหรือน้อย (สาหรับหยดน้ามันท่ีมีขนาด

ใกล้เคยี งกนั ถ้ามีประจุไฟฟ้ามากจะเคลื่อนที่เร็ว)

2.7.6 ในการสังเกตควรเลือกหยดน้ามันที่มีขนาดใหญ่หรือเล็ก เพราะอะไร (ควรเลือกหยด

นา้ มนั ขนาดเลก็ เพราะปรบั ให้อย่ใู นสมดุลได้ง่ายและการเคล่ือนที่ชา้ พอจะสังเกตจากกลอ้ งจุลทรรศนไ์ ดง้ ่าย)

2.7.7 ผลการทดลองของมิลลิแกนได้ช้ีให้เห็นถึงธรรมชาติของประจุไฟฟ้าว่าเป็นอย่างไร
(ประจุไฟฟ้าต่างๆจะมีค่าเป็นจานวนเท่าของประจุค่าหน่ึง คือ 1.6 x 10-19 คูลอมบ์ ซ่ึงคือประจุไฟฟ้าของ

อเิ ลก็ ตรอน 1 ตวั )

2.8 ครูชี้ให้นักเรียนเห็นว่า การทดลองของมิลลิแกนนี้จะต้องทาอย่างละเอียด จึงจะได้ค่าประจุ

ไฟฟ้าของอเิ ล็กตรอนถูกตอ้ ง ถ้าทาเพยี ง 2-3 ครง้ั อาจสรปุ ค่าประจไุ ฟฟา้ ของอิเลก็ ตรอนผดิ ได้

2.9 ครอู ภิปรายถึงการหาค่ามวลของอเิ ล็กตรอนเม่ือทราบค่าประจุไฟฟ้าของอิเล็กตรอน และได้ข้อ
สรุปวา่ มวลของอเิ ลก็ ตรอนเท่ากับ 9.1 x 10-31 กโิ ลกรมั จากนัน้ ครยู กตวั อยา่ ง ดงั นี้

ตัวอย่างท่ี 1 ในการทดลองวัดค่าประจุต่อมวลโดยใช้หลอดตาแมววัดความต่างศักย์ระหว่างแคโทด

และแอโนดได้เท่ากับ 180 โวลต์ ถ้ากระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านขดลวดโซลินอยด์ทาให้เกิดสนามแม่เหล็กเท่ากับ
5x10-3 เทสลา และอิเลคตรอนมีประจุ -1.6 x 10-19 คลู อมบ์ มมี วล 9.1 x 10-31 กิโลกรัม จงหา

ก. อัตราเรว็ ของอเิ ลก็ ตรอนขณะวิง่ ถงึ แอโนด

ข. ขณะถงึ แอโนดอเิ ล็กตรอนวิง่ ด้วยรัศมคี วามโค้งเทา่ ใด

วธิ ที า
(ก) จาก ½ mv2 = qv
(ข) R = mv/qB
v2 = 2(q/m)(180) = [(0.568x10-11) 8x107]/[ -1.6 x 10-19x5x10-3]
v = 2x1.76x1011(180) = 9x10-3 เมตร
v = 8x107 m/s

ตัวอย่างท่ี 2 ในการทดลองหาอัตราส่วน q/m ของทอมสัน ถ้าใช้สนามแม่เหล็กซ่ึงมีความเข้ม
1.4x10-3 เทสลา รัศมีความโค้งของลารังสีแคโทดจะเท่ากับ 9.13 ซม.ในการวัดความเร็วของรังสีแคโทด

พบว่าตอ้ งต่อแผ่นโลหะท้ังสองซึง่ มรี ะยะห่าง 1.0 ซม. เข้ากับความต่างศักย์ 322 โวลต์ จะทาให้รังสีแคโทดว่ิง

เปน็ เสน้ ตรง จงหา

ก. ความเร็ว

ข. q/m

ค. จงหาว่าต้องใช้ความต่างศกั ยร์ ะหว่างข้ัวไฟฟา้ เทา่ ใดจงึ จะใหก้ าเนดิ รังสีแคโทดนี้

วิธที า

(ก) จาก V = E/B
= [(V/d) ]/B = [(322 / 1 x 10-2)] / 1.4 x 10-3
= 2.3 x 107 เมตร / วินาที
ตอบ

(ข) q/m = V/BR

= ( ) = 1.76 x 1011 คูลอมบ์ / กิโลกรมั ตอบ
(ค) จาก ½ mv2 = qv
v = 2.84 x10-12 v2  v = 2.84 x10-12(2.3 x 107 )2
v = 1.5x103 โวลต์
ตอบ

2.10 ครูเปิดโอกาสให้นักเรียนสอบถามเนื้อหาเร่ือง การค้นพบอิเล็กตรอน ว่ามีส่วนไหนที่ยังไม่

เข้าใจและใหค้ วามรู้เพ่มิ เตมิ ในส่วนนัน้

3. ข้นั ลงขอ้ สรุป

ครสู อบถามนักเรยี นดว้ ยประเด็นต่างๆ ดงั ตอ่ ไปน้ี

3.1 แนวคิดเกี่ยวกับโครงสร้างของสสารในสมัยกรีกโบราณ มีว่าอย่างไร 1) สสารประกอบ ด้วย

หน่วยย่อยท่ีเล็กท่ีสุด เรียกว่า อะตอม และไม่สามารถแยกย่อยได้อีก 2) สสารทุกชนิดมีองค์ ประกอบ มูลฐาน

4 ชนิด คอื ดนิ น้า ลม ไฟ)

3.2 ทฤษฎีอะตอมของดอลตัน มีใจความว่าอย่างไร (สสารประกอบด้วยหน่วยย่อยท่ีเล็กที่สุด คือ

อะตอม ซ่ึงแบ่งแยกตอ่ ไปอกี ไม่ได้)
3.3 ค่าประจุต่อมวลของอนุภาครังสีแคโทดตามวิธีของทอมสัน มีค่าเท่าใด (1.76 x 1011 คูลอมบ์/

กโิ ลกรมั )

3.4 จากการทดลองของทอมสัน ทาให้เกิดข้อสรุปใหม่เกี่ยวกับอิเล็กตรอนว่าอย่างไร (อิเล็กตรอน

คอื องคป์ ระกอบหน่ึงของสสาร)
3.5 มิลลิแกนหาคา่ ประจุไฟฟ้าของอิเล็กตรอนได้เท่าใด (1.6 x 10-19คูลอมบ)์

3.6 จากการทดลองของทอมสันและการทดลองของมิลลิแกนสามารถหามวลของอิเล็กตรอนได้
เทา่ กบั เทา่ ไร (9.1 x 10-31 กโิ ลกรัม)

ครมู อบหมายให้นักเรียนไปทาแบบฝึกเสริมประสบการณ์ในใบงานให้เรียบร้อยและศึกษาเนื้อหา เรื่อง

แบบจาลองอะตอม ซงึ่ จะเรียนในคาบต่อไปมาล่วงหนา้

สือ่ การเรยี นรแู้ ละแหล่งการเรยี นรู้
1. หนังสือแบบเรยี นรายวชิ าฟิสิกส์เพม่ิ เติม เล่ม 6 (ฉบับปรบั ปรงุ พ.ศ. 2560)
2. ใบงานที่ 3
3. ใบความรู้ เรอ่ื ง การคน้ พบอิเล็กตรอน

การวัดและประเมินผลการเรยี นรู้
1. วธิ ีการวดั และประเมินผล
1.1 สังเกตพฤติกรรมการปฏบิ ัติงานที่มอบหมาย
1.2 สงั เกตพฤตกิ รรมในการฝกึ ปฏิบัตงิ านกลุ่ม
1.3 การทาแบบฝึกระหวา่ งเรยี น
1.4 การทาแบบทดสอบหลงั เรยี น
2. เคร่อื งมอื การวัดและประเมินผล
2.1 แบบสงั เกตพฤตกิ รรมการปฏบิ ัตงิ านทีม่ อบหมาย
2.2 แบบสังเกตพฤตกิ รรมในการฝกึ ปฏิบัติงานกลมุ่
2.3 แบบบนั ทกึ ผลการทาแบบทดสอบหลังเรียน
3. เกณฑ์การวดั และประเมินผล

3.1 กาหนดเกณฑผ์ า่ นการประเมิน 70 %

การบูรณาการหลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพยี ง

1. ผู้สอนใชห้ ลกั ปรชั ญาเศรษฐกจิ พอเพยี งในการจัดกจิ กรรมการเรยี นรู้

หลกั พอเพียง พอประมาณ มีเหตุผลทีด่ ี มีภมู ิคมุ้ กนั ในตวั ที่ดี
ประเดน็

กิจกรรมการเรยี นรู้ - มี ก า ร ว า ง แ ผ น ก า ร จั ด - จัดการเรียนรู้ตรงตาม - มีการวางแผนการจัดกิจ

กิจกรรมด้านต่างๆชัดเจน มี มาตรฐานตวั ชวี้ ดั กรรมอยา่ งชัดเจนเป็นลาดับ

ลาดับขั้น ตอน มีการกาหนด

เน้ือหาสาระ จัดกิจกรรมผ่าน

กระบวนการกลุ่ม

เวลา - ก า ห น ด เ นื้ อ ห า ส า ร ะ - เพ่ือให้กิจกรรมการเรียน - มกี ารเผ่ือเวลาในการทากิจ

เหมาะสมกับเวลา กิจกรรม การสอนบรรลุตัวช้ี วัดได้ กรรมแต่ละขั้นเพื่อให้นัก

การเรียนรใู้ ชก้ ระบวนการกลุ่ม ตามเวลาทก่ี าหนด เรียนที่มีความสามารถต่าง

นักเรียนทา งานได้ทันตาม กันสามารถทางานให้เสร็จ

เวลาที่กาหนด ทนั เวลา

สอ่ื - จัดเตรียมและใช้ส่ือในการ - ใช้เคร่ืองมือเพ่ือให้นัก - มีลาดับข้ันตอนในการใช้

จัดกิจกรรมการเรียนการสอน เรียนได้ร่วมอภิปรายใน สื่อต่างๆอยา่ งคุ้มคา่

เหมาะสมกบั จานวนกลุ่ม แบบฝึกกจิ กรรม

แหล่งเรยี นรู้ - กาหนดเน้ือหาสาระและกิจ - เพื่อให้การจัดการเรียนรู้ - มีการสืบค้นทางอินเทอร์

กรรมการเรียนรู้เหมาะสมกับ สอดคล้องกับวิถีชีวิตทาให้ เน็ต การค้นคว้าในห้องสมุด

แหลง่ เรียนรู้ สามารถนาความรู้มาใช้ใน ก่อนจะออกแบบกิจกรรม

ชีวติ ประจาวนั ได้ การเรยี นรตู้ า่ งๆ

ความรู้ท่ใี ชใ้ นการจัด - สบื ค้นเทคนคิ วธิ ีการสอน,รูปแบบการจดั กิจกรรมการเรียนรู้

กจิ กรรมการเรยี นรู้ - ศึกษาเนือ้ หาดา้ นต่างๆให้ชัดเจน

- ศึกษาคน้ ควา้ และบรู ณาการหลกั ปรัชญาเศรษฐกจิ พอเพียงกับการจดั การเรยี นรู้

คุณธรรม - มคี วามรบั ผดิ ชอบในการปฏิบตั ิหนา้ ทก่ี ารสอน ตรงตอ่ เวลา เตรยี มการสอนลว่ งหน้า

- มคี วามเมตตา ให้ความเสมอภาค และยตุ ิธรรมกบั นกั เรยี นทุกคน

- มคี วามเสียสละ อดทน และใฝร่ ู้

2. ผเู้ รียนมีคณุ ลกั ษณะ “ อยอู่ ยา่ งพอเพียง”

พอประมาณ มีเหตุผลทดี่ ี มีภมู คิ ้มุ กนั ท่ีดี

- แต่ละกลุ่มแบ่งหน้าท่ีในกลุ่ม - มีความรู้ความเข้าใจเก่ียวกับเน้ือหา - ฝึกการมีส่วนร่วมในการทางาน

เหมาะ สมกับความสามารถและ ในเรื่องท่ีศึกษา สามารถวิเคราะห์ข้อ สรา้ งความสามคั คีในการทางาน

พอเพยี งกับจานวนสมาชกิ มลู ตา่ งๆไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง

- วางแผนการทางานอยา่ งรอบคอบ - รู้จักทางานร่วมกับผู้อื่นโดยใช้กระ

โดยกาหนดเวลาในการทากิจกรรม บวนการกล่มุ

อยา่ งเหมาะสม

ความรู้ (วิธกี าร) - สบื ค้นข้อมูล เพอ่ื เสริมสรา้ งความรู้ ความเขา้ ใจ

- ศึกษา ค้นคว้าวธิ ีการทาแบบฝกึ หัดกิจกรรม และใบงาน

คุณธรรมทเี่ กดิ กบั นักเรียน - วเิ คราะห์ข้อมลู โดยใชท้ ักษะกระบวนการคดิ

- มีความรับผิดชอบในหน้าท่ี ที่ได้รับมอบหมาย ทางานด้วยความเรียบร้อยถูก
ต้อง และเสร็จทนั เวลา
- มีความสามัคคีในหมู่คณะ มีวินับเป็นผู้นาและผู้ตามท่ีดีขณะปฏิบัติงานร่วม
กนั
- รว่ มกิจกรรมการเรยี นรดู้ ว้ ยความกระตือรือร้น สนใจ ต้งั ใจ และใฝ่เรียนรู้

3. ผลลพั ธ์ KPA 4 มิติ ท่เี ก่ียวขอ้ งกบั การอยู่อย่างพอเพียง

ผลลพั ธ์ สมดุลพร้อมต่อการเปลย่ี นแปลงในดา้ นต่างๆ

ด้านวตั ถุ ดา้ นสงั คม ดา้ นสง่ิ แวดลอ้ ม ด้านวฒั นธรรม

ด้านความรู้ - มีความรู้ความเข้าใจ - มีความรู้เก่ียวกับการทา - มีความรู้ความเข้าใจ -

เกี่ยวกับการค้นพบอิเล็ก งานเป็นกลุ่มและการวาง ธรรมชาตขิ องฟิสกิ ส์

ตรอน แผนรว่ มกับผู้อนื่

ดา้ นทกั ษะ - มีความสามารถในการ - สามารถทางานร่วมกับผู้ - -

อภิปราย ทาแบบฝึก/ใบ อ่ืนในรูปแบบกลุ่มและมี

งาน ทักษะในการสร้างปฏิสัม

พนั ธก์ ับผอู้ ่ืน

กจิ กรรมเสนอแนะ
ให้นักเรียนทบทวนโดยค้นคว้าด้วยตนเองและฝึกปฏิบัติเพ่ิมเติม พร้อมท้ังแบบฝึกหัดเพ่ิมเติมจากหนัง

สือแบบเรียน

บนั ทึกผลหลังการสอน
ผลการเรียนรู้

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

ปญั หาและอปุ สรรค
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………

ขอ้ เสนอแนะแนวทางแกไ้ ข
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………

ลงชอื่ ......................................................ผู้สอน
(นางสาวกนกวรรณ บุญเกตุ)

ความคดิ เหน็ ของผู้อานวยการโรงเรียนศรีสโมสรวทิ ยา
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………

ลงชอ่ื …………………………………………
(นายเมธี วฒั นสิงห์)

ผอู้ านวยการโรงเรยี นศรีสโมสรวทิ ยา

ใบความรู้
เรอื่ ง การคน้ พบอเิ ลก็ ตรอน

1. ทฤษฎีอะตอมสมัยกรีก และทฤษฏีอะตอมของดาลตัน อะตอมของสารชนิดต่างกัน มีใจความ
เหมอื นกันและตา่ งกันอย่างไร ดังน้ี

- ขอ้ เหมือน อะตอมเป็นสว่ นเลก็ ท่ีสุดทีส่ ดุ ของสสาร ซ่ึงแบง่ แยกต่อไปอีกไม่ได้แล้ว
- ข้อแตกต่าง ในสมัยกรกี เชือ่ วา่ อะตอมของทุกธาตุ เหมือนกันหมด แต่การจัดเรียงตัวต่างกัน
จงึ เป็นธาตตุ า่ งกัน แตส่ มยั ดาลตนั เชือ่ วา่ อะตอมของแต่ละธาตุ จะไมเ่ หมือนกนั เลย
2. การคน้ พบอเิ ลคตรอนของทอมสัน ทอมสันเปน็ คนแรกพิสูจนว์ ่าอเิ ล็กตรอนเล็กกวา่ อะตอม
3. จากการทดลองของทอมสัน พบว่า อนุภาคในรังสีแคโทดมีประจุไฟฟ้าชนิดลบ เพราะสังเกตจาก
แนวการเบนของอเิ ลคตรอนในสนามไฟฟ้าและสนามแมเ่ หล็ก
4. ทอมสันสรุปได้ว่ารังสีแคโทดที่ได้จากโลหะต่างชนิดกันเป็นอนุภาคชนิดเดียวกันเพราะ q/m ของ
โลหะทกุ ชนิดมีค่าเทา่ กนั น่นั เอง อนภุ าคน้นั ก็คือ อเิ ลคตรอน
5. ทอมสนั สามารถแยกอเิ ลคตรอน ออกจากอะตอม เขาจึงสรปุ ว่า อะตอมยงั แบ่งแยกตอ่ ไปได้อีก
6. การทดลองหยดน้ามันของมิลลิแกน ทาให้สามารถวัดประจุของอิเลคตรอนได้สาเร็จเป็นคนแรก
และยังสามารถหามวลของอิเลคตรอนไดอ้ ีกดว้ ย

สรุปผลการทดลองของ Thomson
ทอมสนั ไดท้ าการทดลองเพื่อหาค่าอัตราส่วนของประจุต่อมวลของอนุภาคในรังสีคาโทด โดยการผ่าน

รงั สีเข้าไปในสนามแมเ่ หล็กและสนามแม่เหล็ก ซึง่ มีอุปกรณท์ ี่ใชท้ ดลองมีลักษณะดังรปู ท่ี 1

รปู ที่ 1

การหาอัตราส่วนของ q/m ในอนุภาคคาโธด ของธาตุแต่ละชนิด (ทาให้ค้นพบอิเลคตรอน) ต่างมีค่า
เท่ากบั 1.76x1011 คูลอมป/์ กก. แยกเป็นลาดับดังน้ี

1. หาอัตราส่วนประจโุ ดยให้ประจวุ ง่ิ เป็นเสน้ ตรงในสนามแม่เหลก็ และสนามไฟฟา้ จะได้

FE = FB
Eq = qvB

v = E/B …….(1)

2. การหาอตั ราส่วน q/m สามารถหาได้ 2 แบบดว้ ยกนั คือ

2.1 โดยใหป้ ระจวุ ่ิงในสนามแมเ่ หล็กอยา่ งเดียวทาการวดั หารัศมี R จะได้
mv2/R
FB = mv2/R
qvB =

q/m = v/BR
= E/B2R …….(2)

2.2 โดยหาจากประจุว่ิงในความต่างศักย์เรง่ ประจุ
q/m = v2/2V = E2/2B2V

สรปุ ผลการทดลองของ Millikan’s oil drop experiment
มิลลิแกน เป็นบุคคลแรกท่ีทาการทดลองวัดประจุของอิเลคตรอนได้สาเร็จ โดยการทดลองให้ฝอย

หยดนา้ มันท่ีมีประจตุ กลงไปในชอ่ งแคบ สังเกตดูหยดน้ามันที่ลอยนิ่งอยู่ระหว่างสนามไฟฟ้าที่เกิดจากต่อความ
ตา่ งศกั ย์ V เข้ากบั แผ่นโลหะ AB โดยท่ีหยดนา้ มันมแี รงกระทา qE = mg และ คา่ สนามไฟฟ้า

จาก E = V/d ปริมาตรของหยดน้ามัน V = (4/3)R3

+

A V แสง
ตา ความตา่ งศักย์

d
B E-

รปู ท่ี 2
ผลการทดลอง จะได้

1. ประจขุ องอเิ ล็กตรอน เท่ากบั 1.6 x 10-19 คลู อมบ์
2. มวลของอิเลก็ ตรอน เทา่ กับ 9.1 x 10-31 กิโลกรัม

ใบงานที่ 3

1. อธบิ ายการทดลองของทอมสนั
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
2. ใหน้ กั เรยี นสรปุ การทดลองของฟรงั ก์และเฮริ ตซ์
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
3. จงคานวณหาพลังงานของโฟตอนของแสงสีเขยี วท่ีมีความยาวคล่นื 770 นาโนเมตร
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
4. ใหน้ ักเรียนสรุปผลการทดลองของมิลลแิ กน
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………

แผนการจดั การเรยี นรูท้ ่ี 2 ช้ันมธั ยมศกึ ษาปีท่ี 6
รายวชิ าฟสิ กิ สเ์ พ่ิมเติม (ว30206) เวลา 25 ชั่วโมง
กลมุ่ สาระการเรยี นรู้วิทยาศาสตร์ เวลา 5 ชั่วโมง
หน่วยการเรียนรูท้ ่ี 19 ฟิสิกสอ์ ะตอม
เรอื่ ง แบบจาลองอะตอม

สาระสาคญั
แบบจาลองอะตอม (Atomic model) เปน็ ภาพทางความคดิ ที่แสดงให้เหน็ รายละเอียดของโครงสร้าง

อะตอมที่สอดคล้อง กับผลการทดลองและใช้อธิบายปรากฏการณ์ ของอะตอมได้ ซ่ึงหลังจากสมัยของดาลตัน
ผลการทดลองของนักวิทยาศาสตร์ในรุ่นต่อมาได้ค้นพบว่าอะตอมมีโครงสร้างที่สลับซับซ้อน มีธรรมชาติท่ีเป็น
ไฟฟ้าเกี่ยวข้องอยู่ด้วย และสามารถแบ่งแยกให้เล็กลงได้อีกในบางอะตอม ดังนั้นจึงมีแบบจาลองอะตอมของ
นักวิทยาศาสตร์เกิดขึ้นมาอกี หลายแบบ

สาระการเรียนรู้
- แบบจาลองอะตอม

สมรรถนะสาคัญ
1. ความสามารถในการสือ่ สาร
2. ความสามารถในการคิด
3. ความสามารถในการแก้ปัญหา
4. ความสามารถในการใช้เทคโนโลยี

คุณลกั ษณะอันพึงประสงค์
1. มีวินยั
2. ใฝเ่ รยี นรู้
3. อยอู่ ย่างพอเพยี ง
4. มงุ่ มน่ั ในการทางาน
5. มจี ิตสาธารณะ

แนวทางในการบรู ณาการ
บูรณาการร่วมกับกุล่มสาระการเรียนรูภ้ าษาไทยและคณติ ศาสตร์

จดุ ประสงค์การเรยี นรู้
สืบค้นข้อมูล สารวจตรวจสอบและอภิปรายเก่ียวกับแบบจาลองอะตอมของทอมสัน รัทเทอร์ฟอร์ด

และโบร์

กระบวนการจัดการเรียนรู้
1. ข้นั สรา้ งความสนใจ
1.1 ครูทบทวนความรู้เดิมท่ีว่า เม่ือทราบว่าอะตอมทุกชนิดประกอบด้วยอิเล็กตรอน ซ่ึงมีประจุ

ไฟฟ้าลบ และทราบว่าอะตอมมีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า ดังน้ัน ต้องมีส่วนประกอบอื่นๆของอะตอมท่ีมีประจุ

ไฟฟา้ บวกมากพอท่จี ะหกั ล้างประจไุ ฟฟา้ ลบท้งั หมดของอเิ ลก็ ตรอนได้ ถ้าเป็นดังนี้ ส่วนประกอบที่มีประจุไฟฟ้า
บวกและมปี ระจุไฟฟ้าลบจะจดั เรียงตวั กนั อย่างไร จึงจะทาใหอ้ ะตอมมีเสถยี รภาพที่สดุ

2. ข้นั สารวจและค้นหา
2.1 ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายต่อไปว่า เนื่องจากอะตอมเป็นสิ่งท่ีเล็กมากไม่สามารถนามา

ศึกษาโครงสร้างด้วยวิธีธรรมดาเหมือนการศึกษาโครงสร้างของวัตถุที่มีขนาดใหญ่หรือส่ิงท่ีมองเห็นด้วยตาได้
การทจ่ี ะพยายามศกึ ษาเพื่อความเขา้ ใจเกีย่ วกับอะตอมน้นั อาจทาไดโ้ ดยการลองคิดรูปร่าง ลักษณะของอะตอม
ว่าเป็นอย่างไร นั่นคือ คิดแบบจาลองขึ้น ซึ่งแบบจาลองท่ีคิดขึ้นอาจไม่ใช่ลักษณะจริงของอะตอมก็ได้
แบบจาลองที่ดีต้องเก็บลักษณะท่ีสาคัญของจริงไว้เกือบทุกอย่าง น่ันคือ สามารถใช้แบบจาลองนี้อธิบายสมบัติ
ต่างๆ ของอะตอมได้ตรงกับท่ีสังเกตจากการทดลองเกือบทุกอย่าง ถ้าแบบจาลองนั้นใช้อธิบายสมบัติบางอย่าง
ของอะตอมไม่ได้ แบบจาลองน้ันจะถูกดัดแปลงหรือยกเลกิ ไป แล้วพยายามคดิ หรือหาแบบอ่นื ทดี่ กี วา่ มาใช้

2.2 ครูช้ีให้นักเรียนทราบว่าพัฒนาเก่ียวกับแบบจาลองอะตอมตั้งแต่ของทอมสันมาจนถึง
แบบจาลองอะตอมท่เี รายอมรับทุกวนั นี้ ซึ่งนักเรยี นจะได้ศกึ ษาตอ่ ไป

2.4 ครแู ละนักเรียนร่วมกนั อภิปรายถึงแบบจาลองอะตอมของทอมสนั จนได้ข้อสรุป ดังนี้
- อะตอมมลี ักษณะเป็นทรงกลม
- เน้อื ทรงกลมสว่ นใหญเ่ ปน็ ประจไุ ฟฟา้ บวกทก่ี ระจายกันอยู่อย่างสม่าเสมอ
- มีอิเล็กตรอนซึ่งเป็นประจุไฟฟ้าลบฝังอยู่ภายในทรงกลม โดยถือว่าปริมาณประจุไฟฟ้าลบ

เท่ากบั ประจไุ ฟฟ้าบวก
2.5 ครูชี้ให้นักเรียนเห็นว่า แบบจาลองอะตอมของทอมสันไม่สามารถอธิบายสมบัติบางอย่างของ

อะตอมได้และยังขัดแย้งกับการทดลองการกระเจิงของรัทเทอร์ฟอร์ด ซ่ึงได้ทาการทดลองหลังจากที่ทอมสัน
เสนอแบบจาลองเพียง 2-3 ปี

2.6 ครูนาอภิปรายและให้ความรู้เก่ียวกับการทดลองของรัทเทอร์ฟอร์ด ตามรายละเอียดในใบ
ความรู้และสรุปเป็นสาระสาคัญได้ว่า จากการทดลองดังกล่าวรัทเทอร์ฟอร์ดได้แนวคิดว่าอะตอมอาจมี
แกนกลางทีม่ ขี นาดเล็กแต่มีประจุเปน็ จานวนมาก และจากการทดลองดงั กลา่ วอนุภาคแอลฟาเกือบท้ังหมดทะลุ
ผา่ นแผน่ โลหะบางโดยมีการเบยี่ งเบนนอ้ ยมาก แตม่ ีบางอนภุ าคเบี่ยงเบนเป็นมุมระหวา่ ง 5-150 องศา จากแนว
การเคลื่อนที่

2.7 ครูให้ความรู้ว่า จากผลการทดลองและการวิเคราะห์ข้อมูล รัทเทอร์ฟอร์ดได้เสนอแบบจาลอง
อะตอมใหม่ ซึ่งสรุปได้ว่า “ภายในอะตอมส่วนใหญ่เป็นท่ีว่าง มวลส่วนใหญ่ของอะตอมรวมกันอยู่ที่ศูนย์กลาง
อะตอม โดยส่วนนี้มีประจุไฟฟ้าบวก และเรียกส่วนนี้ว่า นิวเคลียส มีอิเล็กตรอนว่ิงวนรอบนิวเคลียสอยู่ใน
ระยะหา่ ง”

2.8 ครูช้ีให้นักเรียนเห็นว่าแบบจาลองนี้ยังไม่สมบูรณ์ เนื่องจากยังมีข้อขัดแย้งกับหลักของฟิสิกส์
สมยั น้ัน ซึ่งอธบิ ายว่า ถ้าอิเล็กตรอนวิ่งวนรอบนิวเคลียสจะต้องมีความเร่งในทิศเข้าหานิวเคลียส ซ่ึงหมายถึงว่า
ประจุไฟฟา้ เคลอื่ นท่ดี ้วยความเร่ง ผลทีต่ ามมาคอื จะมกี ารแผ่คลนื่ แมเ่ หลก็ ไฟฟ้าออกมา ในการนี้อิเล็กตรอนจะ
สญู เสียพลังงาน ความเร็วของอิเล็กตรอนจะลดลงเป็นผลให้รัศมีของวงโคจรเล็กลงและเข้าไปรวมกับนิวเคลียส
ในท่สี ุด ดงั นนั้ แบบจาลองอะตอมของรทั เทอร์ฟอร์ดจึงเป็นจรงิ ไม่ได้

2.9 ครใู หค้ วามรู้เรอื่ งหน่วยพลงั งานอเิ ล็กตรอนโวลต์ จนได้ว่า 1 eV = 1.6 x 10-19 จูล
2.10 ครูเปิดโอกาสให้นักเรียนสอบถามเนื้อหาเร่ือง แบบจาลองอะตอม (ของทอมสันกับของ
รัทเทอร์ฟอรด์ ) ว่ามีส่วนไหนทีย่ ังไม่เขา้ ใจและใหค้ วามรูเ้ พม่ิ เติมในส่วนนัน้
3. ข้นั ลงขอ้ สรุป
ครสู อบถามนกั เรียนด้วยประเดน็ ตา่ งๆ ดังตอ่ ไปน้ี
3.1 โครงสร้างอะตอมตามแบบจาลองอะตอมของทอมสันเป็นอย่างไร (อะตอมเป็นทรงกลม
ประกอบอนภุ าคบวกและอิเล็กตรอน กระจายอยทู่ ่ัวไปอยา่ งสมา่ เสมอ)

3.2 โครงสร้างอะตอมตามแบบของทอมสัน พบวา่ เนอ้ื ที่อะตอมส่วนใหญ่ ประกอบด้วยอะไร (ท่ีว่าง
เปล่า)

3.3 จากการทดลองของรัทเทอร์ฟอร์ดท่ียิงอนุภาคแอลฟาไปยังแผ่นไมกาบางๆ ทาให้ได้แนวคิดว่า
อย่างไร (อะตอมอาจมีแกนกลางท่ีมีขนาดเล็ก แต่มีประจุไฟฟ้าเป็นจานวนมาก และมีอิเล็กตรอนเคลื่อนที่รอบ
แกนกลาง)

3.4 ปัญหาบางประการที่แบบจาลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ดไม่สามารถอธิบายได้ คืออะไร (ถ้า
อิเล็กตรอนวิ่งวนรอบนิวเคลียส ต้องมีความเร่งในทิศเข้าหานิวเคลียส ผลท่ีตามมาคือ จะมีการแผ่คล่ืน
แม่เหล็กไฟฟ้าออกมา ในการนี้อิเล็กตรอนจะสูญเสียพลังงาน ความเร็วของอิเล็กตรอนจะลดลงเป็นผลให้รัศมี
ของวงโคจรเลก็ ลงและเข้าไปรวมกับนิวเคลยี สในทสี่ ดุ )

ครูมอบหมายให้นักเรียนไปทาแบบฝึกเสริมประสบการณ์ในใบงานให้เรียบร้อยและศึกษาเน้ือหา เร่ือง
แบบจาลองไฮโดรเจนตามทฤษฎอี ะตอมของโบร์ /การทดลองของฟรังก์และเฮิรตซ์ ซึ่งจะเรียนในคาบต่อไปมา
ลว่ งหนา้

สื่อการเรยี นรแู้ ละแหล่งการเรียนรู้
1. หนังสือแบบเรยี นรายวิชาฟิสกิ ส์เพิม่ เติม เลม่ 6 (ฉบับปรบั ปรงุ พ.ศ. 2560)
2. ใบงานที่ 4
3. ใบความรู้ เรอ่ื ง แบบจาลองอะตอม

การวัดและประเมนิ ผลการเรยี นรู้
1. วิธีการวดั และประเมนิ ผล
1.1 สงั เกตพฤตกิ รรมการปฏิบตั ิงานทมี่ อบหมาย
1.2 สงั เกตพฤตกิ รรมในการฝึกปฏิบัติงานกลมุ่
1.3 การทาแบบฝกึ ระหว่างเรยี น
1.4 การทาแบบทดสอบหลังเรียน
2. เครอ่ื งมือการวดั และประเมนิ ผล
2.1 แบบสังเกตพฤติกรรมการปฏิบตั งิ านท่มี อบหมาย
2.2 แบบสงั เกตพฤตกิ รรมในการฝึกปฏิบัตงิ านกลุ่ม
2.3 แบบบันทึกผลการทาแบบทดสอบหลังเรยี น
3. เกณฑก์ ารวดั และประเมนิ ผล
3.1 กาหนดเกณฑผ์ า่ นการประเมนิ 70 %

การบรู ณาการหลกั ปรชั ญาเศรษฐกจิ พอเพยี ง

1. ผสู้ อนใช้หลักปรัชญาเศรษฐกจิ พอเพยี งในการจดั กจิ กรรมการเรยี นรู้

หลกั พอเพยี ง พอประมาณ มเี หตผุ ลท่ดี ี มีภูมคิ มุ้ กนั ในตวั ทีด่ ี
ประเด็น

กิจกรรมการเรยี นรู้ - มีการวางแผนการจัดกิจกรรม - จัดการเรียนรู้ตรงตาม - มีการวางแผนการจัดกิจ

ด้านต่างๆชัดเจน มีลาดับข้ัน มาตรฐานตัวช้ีวัด กรรมอยา่ งชัดเจนเปน็ ลาดับ

ตอน มีการกาหนดเนื้อหาสาระ

จัดกิจกรรมผ่านกระบวนการ

กล่มุ

เวลา - กาหนดเนื้อหาสาระเหมาะสม - เพ่ือให้กิจกรรมการ - มกี ารเผื่อเวลาในการทากิจ

สอ่ื กับเวลา กิจกรรมการเรียนรู้ใช้ เรียนการสอนบรรลุตัวชี้ กรรมแต่ละขั้นเพื่อให้นัก
แหลง่ เรยี นรู้
กระบวนการกลุ่มนักเรียนทา วดั ได้ตามเวลาท่กี าหนด เรียนท่ีมีความสามารถต่าง
ความรู้ท่ีใชใ้ นการจัด
กิจกรรมการเรยี นรู้ งานได้ทันตามเวลาท่ีกาหนด กันสามารถทางานให้เสร็จ

คุณธรรม ทันเวลา

- จัดเตรียมและใช้ส่ือในการจัด - ใช้เคร่ืองมือเพ่ือให้นัก - มีลาดับขั้นตอนในการใช้

กิจกรรมการเรียนการสอน เรียนได้ร่วมอภิปรายใน สือ่ ตา่ งๆอย่างคุม้ คา่

เหมาะสมกับจานวนกลุ่ม แบบฝกึ กจิ กรรม

- กาหนดเน้ือหาสาระและกิจ - เพ่ือให้การจัดการเรียน - มีการสืบค้นทางอินเทอร์

กรรมการเรียนรู้เหมาะสมกับ รูส้ อดคล้องกับวิถีชีวิตทา เน็ต การค้นคว้าในห้องสมุด

แหลง่ เรยี นรู้ ให้สามารถนาความรู้มา ก่อนจะออกแบบกิจกรรม

ใชใ้ นชีวิตประจาวันได้ การเรยี นร้ตู า่ งๆ

- สบื คน้ เทคนิควิธีการสอน,รปู แบบการจดั กจิ กรรมการเรียนรู้

- ศึกษาเนื้อหาด้านตา่ งๆให้ชัดเจน

- ศึกษาคน้ ควา้ และบูรณาการหลักปรชั ญาเศรษฐกจิ พอเพยี งกับการจดั การเรยี นรู้

- มีความรับผดิ ชอบในการปฏิบัตหิ น้าทีก่ ารสอน ตรงต่อเวลา เตรยี มการสอนล่วงหนา้

- มคี วามเมตตา ให้ความเสมอภาค และยุตธิ รรมกับนกั เรยี นทุกคน

- มคี วามเสยี สละ อดทน และใฝร่ ู้

2. ผูเ้ รียนมีคุณลกั ษณะ “ อยอู่ ย่างพอเพียง”

พอประมาณ มีเหตุผลทีด่ ี มภี มู คิ ุม้ กันท่ีดี

- แต่ละกลุ่มแบ่งหน้าที่ในกลุ่มเหมาะ - มีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับเนื้อหา - ฝึกการมีส่วนร่วมในการทางาน

สมกับความสามารถและพอเพียงกับ ในเร่ืองที่ศึกษา สามารถวิเคราะห์ข้อ สรา้ งความสามัคคีในการทางาน

จานวนสมาชิก มลู ต่างๆได้อย่างถกู ต้อง

- วางแผนการทางานอย่างรอบคอบ - รู้จักทางานร่วมกับผู้อ่ืนโดยใช้กระ

โดยกาหนดเวลาในการทากิจกรรม บวนการกลมุ่

อย่างเหมาะสม

ความรู้ (วิธกี าร) - สืบคน้ ขอ้ มลู เพ่อื เสรมิ สร้างความรู้ ความเข้าใจ

- ศึกษา ค้นคว้าวธิ กี ารทาแบบฝกึ หัดกิจกรรม และใบงาน

- วิเคราะหข์ อ้ มูลโดยใช้ทักษะกระบวนการคิด

คุณธรรมทเี่ กดิ กับนักเรียน - มีความรับผิดชอบในหน้าที่ ที่ได้รับมอบหมาย ทางานด้วยความเรียบร้อย

ถูกตอ้ ง และเสรจ็ ทันเวลา

- มีความสามัคคีในหมู่คณะ มีวินับเป็นผู้นาและผู้ตามที่ดีขณะปฏิบัติงานร่วม

กัน

- รว่ มกิจกรรมการเรียนรู้ด้วยความกระตือรือร้น สนใจ ตง้ั ใจ และใฝ่เรียนรู้

3. ผลลัพธ์ KPA 4 มติ ิ ที่เกีย่ วขอ้ งกบั การอยู่อย่างพอเพียง

ผลลัพธ์ สมดุลพร้อมต่อการเปลยี่ นแปลงในดา้ นต่างๆ

ด้านวัตถุ ด้านสังคม ดา้ นส่ิงแวดล้อม ด้านวัฒนธรรม

ด้านความรู้ - มีความรู้ความเข้าใจ - มีความรู้เกี่ยวกับการทา - มีความรู้ความเข้าใจ -

เกี่ยวกับแบบจาลอง งานเป็นกลุ่มและการวาง ธรรมชาตขิ องฟิสิกส์

อะตอม แผนรว่ มกับผอู้ ่นื

ด้านทักษะ - มีความสามารถใน - สามารถทางานร่วมกับผู้ - -

การอภิปราย ทาแบบ อ่ืนในรูปแบบกลุ่มและมี

ฝกึ /ใบงาน ทักษะในการสร้างปฏิสัม

พันธ์กบั ผอู้ นื่

กจิ กรรมเสนอแนะ
ให้นักเรียนทบทวนโดยค้นคว้าด้วยตนเองและฝึกปฏิบัติเพ่ิมเติม พร้อมทั้งแบบฝึกหัดเพ่ิมเติมจากหนัง

สือแบบเรียน

บนั ทึกผลหลังการสอน
ผลการเรียนรู้

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

ปญั หาและอปุ สรรค
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………

ขอ้ เสนอแนะแนวทางแกไ้ ข
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………

ลงชอื่ ......................................................ผู้สอน
(นางสาวกนกวรรณ บุญเกตุ)

ความคดิ เหน็ ของผู้อานวยการโรงเรียนศรีสโมสรวทิ ยา
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………

ลงชอ่ื …………………………………………
(นายเมธี วฒั นสิงห์)

ผอู้ านวยการโรงเรยี นศรีสโมสรวทิ ยา

ใบความรู้
เรอ่ื ง แบบจาลองอะตอม

ทอมสัน (Thomson) ผู้ค้นพบอิเล็กตรอน ได้สรุปไว้ว่าอะตอมทุกชนิด มีอิเล็กตรอนเป็น
ส่วนประกอบ อิเล็กตรอนนี้หนักประมาณ 1 ใน 1,840 เท่า ของอะตอม ของไฮโดรเจนซ่ึงเป็นอะตอมที่
เบาทสี่ ดุ อะตอมมีสมบัติเป็นกลางทางไฟฟา้ แตอ่ ิเล็กตรอนมีประจไุ ฟฟา้ เป็นลบ

หลงั จากที่ทอมสันได้ทาการทดลองหาอัตราสว่ นของประจตุ อ่ มวล (q/m) ของอิเล็กตรอนในรังสีแคโธด
แล้ว ทอมสันได้เสนอลักษณะของอะตอมมีลักษณะเป็นก้อนกลมคล้ายแตงโม มีประจุบวกกระจายสม่าเสมอ
คลา้ ยเนือ้ แตงโม และมอี เิ ล็กตรอนฝังอยู่กระจัดกระจายคล้ายเม็ดแตงโม โดยจานวนประจุลบมีค่าเท่ากับประจุ
บวก การเคลอื่ นท่ขี องอิเลก็ ตรอนภายในเนอ้ื ประจุบวกจะเคล่ือนท่ีแบบซิมเปิลฮาร์มอนิกและในการนี้จะมีการ
เปล่งคลน่ื แมเ่ หลก็ ไฟฟา้ ออกมาด้วย

แบบจาลองอะตอมตามทัศนะของทอมสนั
เจ .เจ. ทอมสัน เสนอแบบจาลองอะตอมว่า อะตอมเป็นทรงกลม มีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 10-10

เมตร (นิวเคลียสมีเส้นผ่าศูนย์กลาง เท่ากับ 10-15 เมตร) ประกอบอนุภาคบวกและอิเล็กตรอน กระจายอยู่
ทั่วไปอยา่ งสมา่ เสมอดงั รปู

ต่อมาแบบจาลองน้ีถูกคัดค้านโดยรัทเทอร์ฟอร์ด ที่ว่า เนื้ออะตอมจะไม่สม่าเสมอ แต่จะไปอัดกันแน่น
ตรงบรเิ วณเล็กๆ ส่วนหน่งึ ในอะตอมเทา่ นั้น (ต่อมาเรียกวา่ นิวเคลยี ส)
แบบจาลองอะตอมตามทัศนะของรัทเทอรฟ์ อร์ด

รทั เทอรฟ์ อร์ด (E. Rutherford) ไดท้ าการทดลองยงิ อนภุ าคแอลฟาเข้าไปในแผ่นทองคาเปลวบางๆ
อนุภาคแอลฟาเป็นอนุภาคท่ีมีมวลเป็นสี่เท่าของอะตอมไฮโดรเจนและมีประจุ +2e โดยมากเกิดจากการ
สลายตวั ของธาตกุ ัมมันตรังสี เชน่ เรเดยี ม อนภุ าคแอลฟาท่ใี ช้มีพลังงานสูงถึง 7.6 ล้านอิเล็กตรอนโวลต์ (MeV)
พบวา่ เมอื่ อนภุ าคแอลฟาว่งิ ผา่ นทองคาเปลวโดยมากจะทะลุไปตรงๆ หรือหักเหน้อยมาก แต่ก็มีบางตัวที่หักเห
จากแนวเดมิ เปน็ มุมใหญ่ๆ ดงั รูป

แผ่นทองคาบาง

หบี ตะกว่ั 0) 0) ฉาก
0) 0) Zine sulpide
อนุภาค ∞ 0) 0)
แหลง่ กาเนดิ อนุภาค ∞ 0) 0)
0) 0)
0) 0)

เขาสรุปว่า “อะตอมประกอบด้วยประจุบวกซึ่งหนักมีขนาดเล็กอัดแน่นอยู่ตรงกลาง มีอิเล็กตรอนอยู่
รอบนอก และมที ่ีวา่ งระหว่างนิวเคลียสกับอเิ ลก็ ตรอนมาก”

หน่วยพลังงานอเิ ล็กตรอนโวลต์ (electrovolt)
ในการศึกษาปรากฏการณ์ในระดับอะตอม พบว่า หน่วยพลังงานซ่ึงเป็นจูลมีขนาดใหญ่เกินไป ทั้งน้ี

เพราะพลังงานในระดับอะตอมมีค่าน้อยมาก จึงสร้างหน่วยข้ึนมาใหม่ เรียกว่า อิเล็กตรอนโวลต์ เขียนย่อๆ ว่า
eV พลงั งาน 1 eV คือพลงั งานทอ่ี เิ ล็กตรอนไดร้ ับในการเคล่ือนท่ีผ่านความต่างศักย์ 1 โวลต์ ถ้าอิเล็กตรอนวิ่ง
ผ่านความตา่ งศกั ย์ V โวลต์ จะได้รบั พลงั งาน = qV

ถ้า V = 1 โวลต์ พลังงานน้จี ะเทา่ กับ 1.6x10-19 x 1 = 1.6 x 10-19 จลู
ดงั น้นั 1 eV = 1.6 x 10-19 จูล

ใบงานท่ี 4

1. สมบัตใิ ดของรงั สีคาโทดทาให้ทราบวา่ รงั สคี าโทดมีประจุเป็นลบ
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
สมบตั ิใดของรังสคี าโทดทาใหท้ ราบวา่ รังสีคาโทดมีประกอบไปด้วยกอ้ นอนภุ าค
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
2. ในการทดลองหาอัตราเร็วอิเล็กตรอน ถ้าใช้สนามแม่เหล็กความเข้ม 2x10–3 เทสลา และใช้สนามไฟฟ้า
ความเข้ม 3x104 นิวตัน/คูลอมบ์ ทาให้รังสคี าโทดเปน็ เส้นตรงพอดี จงหาความเร็วของอนุภาครังสีคาโทด
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………

3. จงหาความเรว็ อิเลก็ ตรอนทว่ี ิง่ จากหยดุ นง่ิ ผ่านความต่างศกั ยไ์ ฟฟ้า 1500 โวลต์
กาหนด ประจอุ เิ ลก็ ตรอน = 1.6 x 10–19 C

มวลอเิ ล็กตรอน = 9.1 x 10–31 kg
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
4. เมื่อยิงอิเล็กตรอนความเร็ว 3x107 m/s พุ่งเข้าตัดตั้งฉากกับสนามแม่เหล็กความเข้ม 0.001 เทสลา ทาให้
อิเล็กตรอนเคลอ่ื นเปน็ วงกลมรัศมี 0.2 เมตร จงหาค่าประจุต่อมวลของอเิ ลก็ ตรอน
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………

แผนการจดั การเรยี นรู้ท่ี 3

รายวชิ าฟสิ ิกสเ์ พิม่ เติม (ว30206)

กลุม่ สาระการเรยี นรู้วิทยาศาสตร์ ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 6

หนว่ ยการเรยี นรูท้ ี่ 19 ฟสิ กิ สอ์ ะตอม เวลา 25 ชัว่ โมง

เรอื่ ง แบบจาลองไฮโดรเจนตามทฤษฎอี ะตอมของโบร/์ การทดลองของฟรงั ก์และเฮิรตซ์ เวลา 5 ชัว่ โมง

สาระสาคญั
ทฤษฎีอะตอมของโบร์
โบร์ (Niels Bohr) นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ค ได้แก้ไขทฤษฎีอะตอมใหม่เพื่ออธิบายการเกิดสเปคตรัม

ชนิดเส้นได้ โดยอาศัยทฤษฎีโฟตอนของไอน์สไตน์รวมกับโครงสร้างอะตอมของรัทเธอร์ฟอร์ด ปรากฏว่าโบร์
สามารถอธิบายสเปกตรัมของอะตอมไฮโดรเจนไดอ้ ย่างดี ซง่ึ ในการอธบิ ายโบรไ์ ด้ตั้งสมมติฐานดงั นี้คอื

1. อิเล็กตรอนที่เคล่ือนท่ีเป็นวงกลมรอบนิวเคลียส จะมีวงโคจรบางวงท่ีอิเล็กตรอนไม่แผ่รังสีคล่ืน
แม่เหล็กไฟฟ้าออกมา ในวงโคจรดังกล่าวอิเล็กตรอนจะมีโมเมนตัมเชิงมุม L คงตัว และโมเมนตัมเชิงมุมน้ีมีค่า
เป็นจานวนเทา่ ของค่าคงตวั มลู ฐาน คือ Ћ ซึง่ มคี า่ เทา่ กบั h/2p
ความสมั พนั ธ์ Enf

เมอื่ h คือ ค่าคงทขี่ องพลงั ค์ V
m = มวลของอเิ ลก็ ตรอน โฟตอนชน r
V = ความเรว็ ของอเิ ล็กตรอน +e –e
r = รัศมีวงโคจรของอิเลก็ ตรอน Eni คล่ืนแมเ่ หล็กไฟฟา้
n = เลขควอนตัม มคี ่า 1, 2, 3,…. n=1 (ground state)
L = โมเมนตมั เชิงมุม

2. อิเล็กตรอนจะรับหรือปล่อยพลังงานทุกครั้งที่มีการเปล่ียนวงโคจรในข้อ1 พลังงานที่อิเล็กตรอนรับ
หรอื ปล่อยจะปรากฏในรูปคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และพลังงานจะมีค่าตามสมมติฐานของพลังค์ สามารถเขียนเป็น
สมการ คอื E=hf à

สาระการเรยี นรู้
1. ทฤษฎีอะตอมของโบร์
2. การทดลองของฟรงั ก์และเฮริ ตซ์

สมรรถนะสาคญั
1. ความสามารถในการสือ่ สาร
2. ความสามารถในการคดิ
3. ความสามารถในการแกป้ ญั หา
4. ความสามารถในการใช้เทคโนโลยี

คุณลักษณะอนั พงึ ประสงค์
1. มีวนิ ยั
2. ใฝ่เรยี นรู้
3. อย่อู ยา่ งพอเพยี ง
4. มุ่งมั่นในการทางาน
5. มีจิตสาธารณะ

แนวทางในการบูรณาการ
บูรณาการรว่ มกับกุล่มสาระการเรียนรู้ภาษาไทยและคณิตศาสตร์

จดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้
สืบค้นข้อมูล สารวจตรวจสอบและอภิปรายเกี่ยวกับแบบจาลองอะตอมของทอมสัน รัทเทอร์ฟอร์ด

และโบร์

กระบวนการจัดการเรยี นรู้
1. ขน้ั สรา้ งความสนใจ
ครูใหค้ วามรู้เก่ียวกับวตั ถุดาวา่ ในปลายคริสต์ศตวรรษที่ 19 ได้ค้นพบว่า วัตถุใดท่ีเป็นตัวแผ่รังสีท่ีดี

ก็จะดูดกลืนรังสีได้ดีด้วยและวัตถุท่ีเป็นตัวแผ่และดูดกลืนรังสีได้อย่างสมบูรณ์ทุกช่วงความถ่ีท่ีแสงตกกระทบ
เรยี กวา่ วัตถุดา

2. ขน้ั สารวจและค้นหา
2.1 ครูให้ความร้เู ก่ยี วกบั สมมติฐานของพลังค์ 2 ข้อ คอื
- อะตอมจะมีพลังงานค่าใดๆมิได้ แตต่ อ้ งมคี า่ จากดั เป็นช่วงๆอย่างไม่ตอ่ เน่อื ง
- อะตอมจะไม่ดูดกลนื หรอื แผพ่ ลังงานอยา่ งต่อเน่อื ง แต่จะดูดกลืนหรือแผ่พลังงานด้วยจานวน

ท่เี ปน็ ปฏภิ าคโดยตรงกับความถข่ี องอะตอมน้นั น่นั คือ E=hf
ท้ังน้ี เพ่ือขยายความคิดท่ีว่า พลังงานที่วัตถุดารับเข้าไปหรือปล่อยออกมานั้นมีค่าได้เฉพาะ

บางคา่ ซง่ึ เป็นจานวนเท่าของ hf และช้ีวา่ ในเวลาตอ่ มา นกั ฟิสกิ ส์ยอมรับแนวความคิดของพลังค์ที่ว่า พลังงาน
ท่ีวัตถุดูดกลืนหรอื ปลอ่ ยออกมามีคา่ ไมต่ ่อเนอ่ื ง ซึ่งจะศึกษาตอ่ ไป

2.2 ครูยกสถานการณ์การศึกษาสเปกตรัมของแก๊สไฮโดรเจน ที่มีลักษณะเป็นเส้นๆ แยกจากกัน
ประกอบแสงสีต่างกนั ได้แก่ สีแดง สีนา้ เงนิ และสีมว่ ง และสเปกตรมั ของแกส๊ นอี อน เหน็ สแี ดง สีส้มและสีเหลือง
และช้ีว่าสเปกตรัมของแก๊สชนิดหนึ่งประกอบด้วยชุดของแสงสีเฉพาะ แตกต่างกับสเปกตรัมของแก๊สชนิดอ่ืน
ถือวา่ เป็นสมบัติเฉพาะตวั ของธาตุแต่ละชนิด

2.3 ครชู ้ีให้นักเรียนเห็นว่าจากสมมติฐานของพลังค์และแบบจาลองอะตอมของรัทเทอร์-ฟอร์ด ทา
ให้โบร์ต้ังสมมติฐาน 2 ข้อ ตามรายละเอียดในใบความรู้ เพื่อแก้ปัญหาท่ีว่า ทาไมอิเล็ก- ตรอนที่ว่ิงวนรอบ
นิวเคลยี สดว้ ยความเร่ง จึงไมแ่ ผ่คลืน่ แม่เหลก็ ไฟฟา้ และเข้าไปรวมกับนวิ เคลียส

2.4 ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายถึงการใช้ทฤษฎีอะตอมของโบร์ คานวณหารัศมีวงโคจรของ
อิเล็กตรอน จนได้สมการที่ (3) และคา่ พลงั งานอะตอมสาหรับอะตอมไฮโดรเจน ซ่ึงประกอบ ด้วยอิเล็กตรอน 1
ตวั จนได้สมการท่ี (4) เคร่ืองหมายลบหมายความวา่ เป็นพลังงานท่ียึดอิเล็กตรอนไว้กับนิวเคลียส ดังน้ัน การท่ี
จะดงึ อิเล็กตรอนออกจากอะตอมต้องใช้พลังงานจากภายนอก

2.5 ครูให้นักเรียนหาค่ารัศมีวงโคจรของอิเล็กตรอนและพลังงานยึดเหนี่ยวของอิเล็กตรอน วงท่ี
1,2,3 และเปรยี บเทียบคา่ ทไี่ ด้

2.6 ครูให้ความรู้ต่อไปว่า ในสภาพปกติอิเล็กตรอนในอะตอมจะอยู่ที่ระดับพลังงานต่าสุด เรียกว่า
“สถานะพื้น” ในสถานะน้ี อิเล็กตรอนจะถูกนิวเคลียสยึดไว้ด้วยพลังงานมากท่ีสุด ดังน้ันเมื่อต้องการทาให้
อิเล็กตรอนหลุดจากอะตอม จึงต้องใช้พลังงานมากที่สุด อะตอมที่มีพลังงานมากกว่าพลังงานในสถานะพื้น
เรยี กว่า “สถานะกระตุน้ ”

2.7 ครูชี้ให้นักเรียนเห็นว่า ถ้าพลังงานรวมของอิเล็กตรอนมากข้ึนวงโคจรจะใหญ่ขึ้นและ
อิเล็กตรอนจะหลุดออกจากวงโคจรได้ง่าย น่ันคือ เสถียรภาพของอะตอมจะน้อยลง โดยท่ัวไปอะตอมอยู่ใน
สภาพปกติ เม่ือให้พลังงานกับอะตอม อะตอมจะอยู่ในสภาพไม่คงตัว จึงพยายามกลับมาอยู่ในสภาวะปกติ

ดงั เดิม โดยปลอ่ ยพลงั งานออกมาในรูปคล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้า ซ่ึงความถ่ีคานวณได้จากสมการที่ 2 และชี้ให้เห็นว่า
พลงั งานอะตอมมขี นาดน้อยมาก จงึ นิยมวัดโดยใช้หนว่ ยอิเลก็ ตรอนโวลต์ ซึ่ง 1 eV = 1.6 x 10-19 จูล

2.8 ครูยกตวั อยา่ งการคานวณจากสมมตฐิ านของโบร์ ดงั นี้

ตัวอยา่ งท่ี 1 ถา้ ระดบั พลังงาน 3 ระดบั เรยี งจากต่าสดุ ของอะตอมปรอทคือ –10.4 eV , -5.5 eV และ –

3.7 eV

ก. อิเล็กตรอนจะต้องมีพลังงานอย่างน้อยท่ีสุดเท่าใดจึงจะชนกับอะตอมปรอทแบบถ่ายเท

พลงั งานได้

ข. ถ้าอะตอมปรอทจะเปลี่ยนระดับจาก –3.7 eV ไปสู่ระดับ –5.5 eV จะต้องดูดกลืนหรือ

ปลดปลอ่ ยโฟตอนซ่งึ มพี ลงั งานเทา่ ใด

วิธีทา ก. หาพลังงานน้อยท่ีสุดที่ชนอะตอมปรอทแบบถ่ายเทพลังงาน เดิมอะตอมปรอทอยู่ใน

สภาวะพ้นื

n=3 -3.7 eV ดังน้ัน พลังงานที่น้อยที่สุดที่ชนอะตอมแบบถ่ายเท

พลังงานได้

n=2 -5.5 eV คือ พลังงานท่ีทาให้อะตอมปรอทเปล่ียนจาก n = 1

ไป n = 2

6.7 จาก n = 1 ไป n = 2
ดังนั้นนอ้ ยสดุ = (-5.5) – (-10.4) = 4.9 eV ตอบ
4.9 -10.4 eV
n=1

ข. หาโฟตอนที่อะตอมปรอทปล่อยออกมา
โฟตอนที่เกดิ จากการเปลย่ี นระดบั n = 3 ไป n = 2 มคี า่
= (-3.7) – (-5.5) = 1.8 eV ตอบ
2.9 ครนู าอภปิ รายและสรปุ ให้นกั เรียนเห็นว่า ฟรังก์และเฮิรตซ์ทาการทดลองเพ่ือศึกษาว่าอะตอมของ
แก๊สรับพลังงานจากอิเล็กตรอนอย่างไร โดยทาให้อิเล็กตรอนที่มีค่าพลังงานจลน์ต่างๆกัน ซึ่งเกิดจากการเร่ง
ความเร็วผ่านความต่างศักย์ว่ิงเข้าชนอะตอมของไอปรอท แล้ววิเคราะห์ค่ากระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์
พบวา่ อะตอมของไอปรอทจะรับพลังงาน 4.9 eV และจะไปรับพลังงานที่มีค่าต่ากว่านี้ ทาให้สรุปได้ว่า อะตอม
ของแกส๊ จะรับพลังงานเฉพาะค่าบางค่าเทา่ นน้ั และการท่ีอะตอมปรอทไม่รับพลังงานท่ีต่ากว่า 4.9 eV แสดงว่า
ระดับพลังงานแรกจะต้องอยู่สูงจากระดับพลังงานต่าสุดหรือสถานะพ้ืน 4.9 eV นั่นคือ ระดับพลังงานของ
อะตอมปรอทมคี า่ ขาดห้วงไม่ตอ่ เนอ่ื งกัน ซึ่งการทดลองของฟรังก์และเฮริตซ์นี้ สนับสนุนทฤษฎีอะตอมของโบร์
ที่วา่ ระดับพลงั งานของอะตอมมีคา่ ไม่ต่อเนอื่ ง
2.10 ครูเปิดโอกาสใหน้ กั เรียนสอบถามเน้อื หาเรื่อง แบบจาลองไฮโดรเจนตามทฤษฎีอะตอมของโบร์ /
การทดลองของฟรังกแ์ ละเฮิรตซ์ ว่ามสี ว่ นไหนท่ียังไม่เขา้ ใจและให้ความรู้เพ่ิมเติมในสว่ นน้ัน
3. ข้นั ลงข้อสรุป
ครูสอบถามนกั เรียนด้วยประเด็นต่างๆ ดงั ตอ่ ไปน้ี

1. วัตถุดา หมายถึงอะไร (วัตถุท่ีสามารถดูดกลืนและแผ่รังสีได้ดี และสมบูรณ์ทุกช่วงความถ่ีท่ีแสง
ตกกระทบ)

2. แบบจาลองไฮโดรเจนตามทฤษฎขี องโบร์ มีลักษณะอยา่ งไร (อเิ ล็กตรอนเคลื่อนท่ีเป็นวงกลมรอบ
นวิ เคลยี ส หลายวงโคจร โดยบางวงอิเล็กตรอนไม่แผ่รังสีคลื่นแมเ่ หลก็ ไฟฟา้ ออกมา)

3. รัศมวี งโคจรของอิเลก็ ตรอนในอะตอมของไฮโดรเจนหาได้อย่างไร (rn =5.29 x 10-11 n2 )
4. พลงั งานของอะตอมในระดับตา่ งๆ หาไดอ้ ย่างไร (En = -13.6 / n2)

5. ท่ีสถานะพืน้ อะตอมมีพลงั งานอยา่ งไร (ต่าสดุ )
6. จากการทดลองของฟรังก์และเฮิรตซ์ สรุปว่าอย่างไร (โครงสร้างอะตอมของปรอทมีระดับ
พลงั งานไมต่ อ่ เนื่อง)
ครูมอบหมายให้นักเรียนไปทาแบบฝึกเสริมประสบการณ์ในใบงานให้เรียบร้อยและศึกษาเนื้อหา เรื่อง
รงั สเี อกซ์และความไม่สมบรู ณข์ องทฤษฎีอะตอมของโบร์ ซึง่ จะเรยี นในคาบตอ่ ไปมาล่วงหน้า

สื่อการเรียนร้แู ละแหลง่ การเรียนรู้
1. หนังสือแบบเรียนรายวชิ าฟสิ ิกสเ์ พ่ิมเติม เลม่ 6 (ฉบับปรับปรงุ พ.ศ. 2560)
2. ใบงานท่ี 5
3. ใบความรู้ เรือ่ ง แบบจาลองไฮโดรเจนตามทฤษฎอี ะตอมของโบร์ / การทดลองของฟรงั ก์และเฮิรตซ์

การวดั และประเมนิ ผลการเรียนรู้
1. วธิ ีการวดั และประเมินผล
1.1 สังเกตพฤติกรรมการปฏิบตั ิงานท่ีมอบหมาย
1.2 สังเกตพฤติกรรมในการฝกึ ปฏบิ ตั ิงานกล่มุ
1.3 การทาแบบฝกึ ระหว่างเรียน
1.4 การทาแบบทดสอบหลังเรยี น
2. เคร่อื งมือการวดั และประเมินผล
2.1 แบบสังเกตพฤติกรรมการปฏบิ ตั ิงานท่มี อบหมาย
2.2 แบบสังเกตพฤตกิ รรมในการฝกึ ปฏิบัตงิ านกล่มุ
2.3 แบบบนั ทึกผลการทาแบบทดสอบหลังเรียน
3. เกณฑ์การวดั และประเมินผล
3.1 กาหนดเกณฑผ์ ่านการประเมิน 70 %

การบูรณาการหลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง

1. ผสู้ อนใช้หลกั ปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียงในการจดั กิจกรรมการเรียนรู้

หลกั พอเพียง พอประมาณ มเี หตุผลทีด่ ี มภี ูมิคมุ้ กนั ในตัวท่ดี ี
ประเดน็

กจิ กรรมการเรยี นรู้ - มีการวางแผนการจัดกิจกรรม - จัดการเรียนรู้ตรงตาม - มีการวางแผนการจัดกิจ

ด้านต่างๆชัดเจน มีลาดับข้ัน มาตรฐานตวั ชีว้ ดั กรรมอย่างชัดเจนเปน็ ลาดบั

ตอน มีการกาหนดเนื้อหาสาระ

จัดกิจกรรมผ่านกระบวนการ

กลุ่ม

เวลา - กาหนดเน้ือหาสาระเหมาะสม - เพ่ือให้กิจกรรมการ - มกี ารเผอ่ื เวลาในการทากิจ

กับเวลา กิจกรรมการเรียนรู้ใช้ เรียนการสอนบรรลุตัว ช้ี กรรมแต่ละขั้นเพื่อให้นัก

กระบวนการกลุ่มนักเรียนทา วดั ได้ตามเวลาทกี่ าหนด เรียนท่ีมีความสามารถต่าง

งานไดท้ ันตามเวลาทก่ี าหนด กันสามารถทางานให้เสร็จ

ทันเวลา

สอ่ื - จัดเตรียมและใช้สื่อในการจัด - ใช้เครื่องมือเพ่ือให้นัก - มีลาดับขั้นตอนในการใช้

กิจกรรมการเรียนการสอน เรียนได้ร่วมอภิปรายใน ส่อื ต่างๆอยา่ งค้มุ คา่

เหมาะสมกับจานวนกล่มุ แบบฝึกกจิ กรรม

แหล่งเรยี นรู้ ก า ห น ด เ นื้ อ ห า ส า ร ะ แ ล ะ เพ่ือให้การจัดการเรียนรู้ มีการสืบคน้ ทางอินเทอร์เน็ต

ความรู้ทใี่ ช้ในการ กจิ กรรมการเรียนรเู้ หมาะสมกับ สอดคล้องกับวิถีชีวิตทา การค้นคว้าในห้องสมุดก่อน
จดั กิจกรรมการ
แหล่งเรียนรู้ ให้สามารถนาความรู้มา จะออกแบบกิจกรรมการ
เรยี นรู้
คณุ ธรรม ใชใ้ นชีวิตประจาวนั ได้ เรยี นรู้ต่างๆ

- สบื ค้นเทคนคิ วิธีการสอน,รูปแบบการจัดกิจกรรมการเรียนรู้

- ศึกษาเนื้อหาดา้ นต่างๆใหช้ ดั เจน

- ศึกษาคน้ ควา้ และบรู ณาการหลักปรชั ญาเศรษฐกจิ พอเพียงกบั การจดั การเรยี นรู้

- มคี วามรับผดิ ชอบในการปฏิบตั ิหน้าท่กี ารสอน ตรงต่อเวลา เตรยี มการสอนล่วงหนา้

- มคี วามเมตตา ให้ความเสมอภาค และยตุ ิธรรมกับนกั เรยี นทกุ คน

- มีความเสียสละ อดทน และใฝร่ ู้

2. ผเู้ รียนมคี ณุ ลกั ษณะ “ อยู่อย่างพอเพยี ง”

พอประมาณ มีเหตผุ ลท่ดี ี มภี มู คิ ุม้ กนั ท่ดี ี

- แต่ละกลุ่มแบ่งหน้าที่ในกลุ่ม - มีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับเนื้อหา - ฝึกการมีส่วนร่วมในการทางาน

เหมาะสมกับความสามารถและ ในเร่ืองที่ศึกษา สามารถวิเคราะห์ข้อ สร้างความสามคั คใี นการทางาน

พอเพียงกับจานวนสมาชิก มูลตา่ งๆไดอ้ ย่างถกู ตอ้ ง

- วางแผนการทางานอย่างรอบ - รู้จักทางานร่วมกับผู้อ่ืนโดยใช้กระ

คอบโดยกาหนดเวลาในการทากิจ บวนการกลมุ่

กรรมอย่างเหมาะสม

ความรู้ (วิธีการ) - สืบคน้ ขอ้ มลู เพ่ือเสรมิ สรา้ งความรู้ ความเขา้ ใจ

- ศกึ ษา คน้ คว้าวิธีการทาแบบฝกึ หดั กจิ กรรม และใบงาน

- วิเคราะห์ขอ้ มลู โดยใช้ทักษะกระบวนการคิด

คณุ ธรรมทีเ่ กิดกบั นักเรียน - มีความรับผิดชอบในหน้าท่ี ที่ได้รับมอบหมาย ทางานด้วยความเรียบร้อยถูก

ตอ้ ง และเสรจ็ ทันเวลา

- มีความสามัคคีในหมู่คณะ มีวินับเป็นผู้นาและผู้ตามที่ดีขณะปฏิบัติงานร่วม

กนั

- ร่วมกิจกรรมการเรยี นรู้ดว้ ยความกระตือรือร้น สนใจ ตัง้ ใจ และใฝ่เรียนรู้

3. ผลลพั ธ์ KPA 4 มิติ ที่เก่ียวขอ้ งกับการอยู่อย่างพอเพียง

ผลลัพธ์ สมดลุ พร้อมต่อการเปล่ยี นแปลงในด้านต่างๆ

ด้านวตั ถุ ด้านสงั คม ด้านส่งิ แวดล้อม ด้านวฒั นธรรม

ด้านความรู้ - มีความรคู้ วามเขา้ ใจเก่ียว - มีความรู้เกี่ยวกับการทา - มีความรู้ความเข้า -

กับแบบจาลองไฮโดรเจน งานเป็นกลุ่มและการวาง ใจธรรมชาติของ

ตามทฤษฎีอะตอมของโบร์ แผนร่วมกบั ผูอ้ ื่น ฟิสกิ ส์

/การทดลองของฟรังก์และ

เฮิรตซ์

ด้านทกั ษะ - มีความสามารถในการ - สามารถทางานร่วมกับผู้ - -

อภิปราย ทาแบบฝึก/ใบ อ่ืนในรูปแบบกลุ่มและมี

งาน ทักษะในการสร้างปฏิสัม

พนั ธ์กบั ผอู้ นื่

กจิ กรรมเสนอแนะ
ใหน้ ักเรียนทบทวนโดยค้นคว้าด้วยตนเองและฝึกปฏิบัติเพิ่มเติม พร้อมท้ังแบบฝึกหัดเพ่ิมเติมจากหนัง

สือแบบเรียน

บนั ทึกผลหลังการสอน
ผลการเรียนรู้

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

ปญั หาและอปุ สรรค
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………

ขอ้ เสนอแนะแนวทางแกไ้ ข
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………

ลงชอื่ ......................................................ผู้สอน
(นางสาวกนกวรรณ บุญเกตุ)

ความคดิ เหน็ ของผู้อานวยการโรงเรียนศรีสโมสรวทิ ยา
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………

ลงชอ่ื …………………………………………
(นายเมธี วฒั นสิงห์)

ผอู้ านวยการโรงเรยี นศรีสโมสรวทิ ยา

ใบความรู้
เรือ่ ง แบบจาลองไฮโดรเจนตามทฤษฎีอะตอมของ

โบร์ / การทดลองของฟรงั ก์และเฮริ ตซ์

ทฤษฎอี ะตอมของโบร์
โบร์ (Niel Bohr) นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ค ได้แก้ไขทฤษฎีอะตอมใหม่เพ่ืออธิบายการเกิด สเปกตรัม

ชนิดเส้นได้ โดยอาศัยทฤษฎีโฟตอนของไอน์สไตน์รวมกับโครงสร้างอะตอมของรัทเธอร์ฟอร์ด ปรากฏว่าโบร์
สามารถอธิบายสเปกตรมั ของอะตอมไฮโดรเจนไดอ้ ย่างดี ซงึ่ ในการอธบิ ายโบรไ์ ดต้ ัง้ สมมตฐิ านดังนค้ี ือ

1. อิเล็กตรอนท่ีเคลื่อนท่ีเป็นวงกลมรอบนิวเคลียส จะมีวงโคจรบางวงท่ีอิเล็กตรอนไม่แผ่รังสีคล่ืน
แม่เหล็กไฟฟ้าออกมา ในวงโคจรดังกล่าวอิเล็กตรอนจะมีโมเมนตัมเชิงมุม L คงตัว และโมเมนตัมเชิงมุมน้ีมีค่า

เป็นจานวนเทา่ ของค่าคงตวั มูลฐาน คือ ซึ่งมคี ่าเท่ากบั h/2

ความสมั พนั ธ์ L = MVR = = …….…….(1)

Enf V เมื่อ h คอื คา่ คงท่ีของพลงั ค์
โฟตอนชน m = มวลของอเิ ล็กตรอน
r V = ความเรว็ ของอิเลก็ ตรอน
Eni +e -e r = รัศมีวงโคจรของอิเล็กตรอน

n = เลขควอนตัม มคี ่า 1, 2, 3,….
เคล่ือนแม่เหล็กไฟฟ้า L = โมเมนตมั เชงิ มมุ

N=1 (ground
state)

2. อเิ ลก็ ตรอนจะรับหรอื ปล่อยพลังงานทุกคร้ังที่มีการเปล่ียนวงโคจรในข้อ 1 พลังงานที่อิเล็กตรอนรับ
หรอื ปลอ่ ยจะปรากฏในรูปคลืน่ แม่เหล็กไฟฟา้ และพลงั งานจะมีค่าตามสมมติฐานของพลังค์ สามารถเขียนเป็น
สมการ คอื

…….…….(2)

สามารถหารศั มขี องวงโคจรใดในอะตอมได้ ตามความสมั พันธ์
rn = a0n2
เม่อื rn คอื รศั มีวงโคจรใดๆ 10-11
a0 คอื รศั มีของโบร์ เท่ากบั
5.29 x เมตร

จากรปู อเิ ล็กตรอนวงิ่ เปน็ วงกลมรอบนิวเคลยี ส จากสมมตฐิ านข้างต้นจะได้
Ke2 / r2 = mv2 / r แต่ mvr =

จะไดส้ มการที่สาคัญในทฤษฎอี ะตอมของโบร์ ดงั น้ี
rn =5.29 x 10-11 n2 หรอื r n2
…….…….(3)

พลังงานยดึ เหนยี่ วของอเิ ลก็ ตรอน
En = -13.6 / n2 eV
…….…….(4)

จากสมการที่ 4 จะเหน็ ว่า พลังงานของอะตอมไฮโดรเจนที่ระดับพลังงานต่างๆ เป็นปฏิภาคผกผันกับ
n2

สถานะพ้ืน (ground state) เป็นสภาวะทีอ่ ะตอมมเี สถยี รมากท่สี ุด คอื n=1
สถานะกระตนุ้ (excited state) คอื ระดับพลงั งานอะตอมเมอ่ื อยู่ในระดบั สงู กว่าสถานะพ้ืน (n=2)

การทดลองของฟรังกแ์ ละเฮิรตซ์
ในเวลาต่อมาได้มีการทดลองและพบปรากฏการณ์ต่างๆ อีก ท่ีสนับสนุนทฤษฎีอะตอมของโบร์ว่า

อะตอมมีระดับพลังงานเป็นขั้นๆ เช่น การทดลองของฟรังก์และเฮิรตซ์ โดยให้อิเล็กตรอนวิ่งด้วยพลังงานจลน์
เข้าชนกับอะตอมของปรอท เขาสังเกตพบว่า ถ้าพลังงานน้อยกว่า 4.9 eV อิเล็กตรอนจะไม่เสียพลังงานจลน์
เลย และถ้าเพ่ิมพลังงานจลน์ไปถึงประมาณ 5 eV อิเล็กตรอนจะถ่ายเทพลังงานประมาณ 4.9 eV ถ้าเพิ่ม
พลังงานจลน์ข้ึนไปอีก การถ่ายเทพลังงานก็ยังเป็น 4.9 eV จึงสรุปได้ว่าอะตอมพลังงานของอะตอมปรอท มี
ลักษณะเป็นระดับช้ันท่ีไม่ต่อเน่ือง และจากทฤษฏีของโบร์ เมื่ออิเล็กตรอนในอะตอมของปรอทลดระดับ
พลังงานมายังระดับพื้นจะต้องให้โฟตอนที่มีพลังงานเท่ากับ 4.9 eV ซ่ึงจากการทดลองปรากฏว่าวัดความยาว
คลืน่ แสงท่ีเปล่งออกมาจากไอปรอทได้แสงมีความยาวคล่ืน 253.5 นาโนเมตร ตรงกับพลงั งาน 4.9 eV พอดี

ใบงานท่ี 5

1. อนุภาคท่ีมีประจุไฟฟ้าหลายอนุภาควิ่งผ่าน บริเวณสนามไฟฟ้าต้ังฉากกับสนามแม่เหล็กโดยทิศที่ว่ิงต้ังฉาก
กบั สนามทงั้ สอง อนภุ าคว่ิงไปโดยไมเ่ บนจากแนวเดมิ จะมปี รมิ าณใดเทา่ กนั
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
2. ในแบบจาลองอะตอมไฮโดรเจนของโบร์รัศมี วงโคจรของอิเล็กตรอนในสถานะ n = 4 เป็นกี่เท่าของรัศมีวง
โคจรในสถานะ n = 1
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
3. จากทฤษฏอี ะตอมของโบร์

พลงั งานของอเิ ลคตรอนของไฮโดรเจนในวงโคจรที่ 4 (E4) = ………………………………………………………
พลงั งานของอเิ ลคตรอนของไฮโดรเจนในวงโคจรที่ 3 (E3) = ………………………………………………………
พลังงานของอเิ ลคตรอนของไฮโดรเจนในวงโคจรท่ี 2 (E2) = ………………………………………………………
พลงั งานของอิเลคตรอนของไฮโดรเจนในวงโคจรที่ 1 (E1) = ………………………………………………………

4. ในการทดลองของฟรังค์และเฮิรตซ์ ถ้าเราใช้ หลอดทดลองท่ีบรรจุไฮโดรเจนแทนหลอดที่บรรจุไอปรอท
จะต้องให้พลงั งานแก่อิเลคตรอนน้อยท่ีสุดเท่าใด จึงจะทาให้รับพลังงานนั้น(ให้ระดับพลังงานในหน่วย eV ของ
อิเลคตรอนในอะตอมไฮโดรเจนเรียงจากวงในสุดเป็น –13.59 , –3.40 , –1.51 , ....0 ตามลาดบั )
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
5. ในการผลิตรังสีเอ็กซ์โดยให้อิเล็กตรอนหยุด ทันทีเมื่อชนเป้าปรากฏว่าได้รังสีเอ็กซ์มีความ ยาวคลื่น 0.124
นาโนเมตร จงหาความต่างศกั ย์ทใี่ ช้ตอ่ กบั หลอดรงั สเี อ็กซ์
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………

แผนการจดั การเรยี นรทู้ ่ี 4 ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 6
รายวิชาฟิสกิ ส์เพิ่มเติม (ว30206) เวลา 25 ชวั่ โมง
กลุ่มสาระการเรยี นรูว้ ทิ ยาศาสตร์ เวลา 5 ชัว่ โมง
หน่วยการเรียนรทู้ ี่ 19 ฟิสิกส์อะตอม
เร่อื ง สมมติฐานของเดอบรอยล์

สาระสาคญั
สมมตฐิ านของเดอ บรอยล์
เดอบรอยล์ พิจารณาคาถามที่โบร์ยังหาคาตอบไม่ได้ คือ “ทาไมอิเล็กตรอนในอะตอมจึงโคจรรอบ

นิวเคลียสด้วยระยะห่างบางค่า” เขาตั้งสมมติฐานว่า “อิเล็กตรอนมีสมบัติเป็นคลื่น” ดังนั้นจึงเคลื่อนที่รอบ
นวิ เคลียสเป็นคลืน่ ไมไ่ ด้วง่ิ เปน็ วงโคจรท่ีแนน่ อนเหมือนทโ่ี บรส์ รปุ ไวอ้ ิเลก็ ตรอนที่วิง่ รอบนิวเคลียสในแต่ละระดับ
พลังงาน จะต้องมีคา่ ความยาวคลนื่ (l) เฉพาะซ่ึงขึน้ กบั มวล(m) และความเรว็ (v) ของอเิ ล็กตรอน

สมมตุ ิฐานของเดอบรอยล์ เดอบรอยล์ ไดเ้ สนอแนวความคดิ ว่าสารทุกชนดิ นอกจากจะเป็นอนุภาคแล้ว
ยังมสี มบตั ิความเปน็ คลน่ื อย่ใู นตัวด้วย และสามารถยกตัวอย่างของสารท่ีแสดงสมบัติเป็นคล่ืนที่มีระดับพลังงาน
เป็นช่วงๆ (quantized energy level)น่ันคือการสั่นของเชือกท่ีปลายท้ังสองข้างไม่เคลื่อนท่ี เชือกหรือลวด
พวกน้สี ามารถส่ันด้วยความถ่ีบางค่าเท่านั้น (ดังท่ีนิยมเรียกกันว่าความถี่ขั้นมูลฐานและโอเวอร์โทนต่างๆ) และ
การส่ันแบบน้ีอยู่ในลักษณะของ คล่ืนน่ิง (standing wave) เดอบรอยล์ศึกษางานของไอน์สไตน์ในเรื่องของ
สมบัติทวิภาค (อนุภาค-คลื่น) ของแสง และเสนอว่าสมบัติน้ีใช้กับสารอื่นๆได้ด้วย เขาหาความสัมพันธ์ได้
ดังต่อไปน้ี

เน่ืองจาก E = hu
แต่ u = c/l

และจากทฤษฎีสมั พันธภาพ E = cp

สาระการเรียนรู้
- สมมติฐานของเดอบรอยล์

สมรรถนะสาคัญ
1. ความสามารถในการสื่อสาร
2. ความสามารถในการคิด
3. ความสามารถในการแกป้ ัญหา
4. ความสามารถในการใช้เทคโนโลยี

คุณลกั ษณะอนั พึงประสงค์
1. มีวนิ ัย
2. ใฝเ่ รยี นรู้
3. อยู่อย่างพอเพยี ง
4. มงุ่ มัน่ ในการทางาน
5. มจี ติ สาธารณะ

แนวทางในการบรู ณาการ
บูรณาการร่วมกบั กุล่มสาระการเรียนร้ภู าษาไทยและคณติ ศาสตร์

จดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้
สบื คน้ ข้อมลู สารวจตรวจสอบและอภปิ รายเกี่ยวกับทวภิ าพของคลืน่ และอนภุ าค

กระบวนการจดั การเรยี นรู้

1. ข้นั สร้างความสนใจ

1.1 ครูทบทวนความไม่สมบูรณ์ของทฤษฎีอะตอมของโบร์ ท่ีไม่สามารถอธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ

ได้ทั้งหมด เช่น ทฤษฎีอะตอมของโบร์อธิบายการเกิดสเปกตรัมของธาตุไฮโดรเจนได้ดี แต่ไม่สามารถคานวณ

สเปกตรัมของธาตุอ่ืนๆ ได้อย่างถูกต้อง และอะตอมที่อยู่ในสนามแม่เหล็กยังให้สเปกตรัมมากกว่าปกติได้ด้วย

ซ่งึ 2 ประเดน็ นี้ได้ศึกษาไปแลว้ นอกจากน้ยี งั ไมม่ ีความชัดเจนในเร่ืองทเ่ี กี่ยวกับตาแหนง่ ซึ่งนักเรียนจะได้ศึกษา

ต่อไป

1.2 ครูทบทวนว่า จากการศึกษาปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกและปรากฏการณ์คอมป์ตันน้ันได้ข้อ

สรปุ วา่ แสงสามารถแสดงสมบตั เิ ปน็ อนุภาค ทีเ่ รยี กว่า โฟตอนได้

2. ขั้นสารวจและค้นหา

2.1 ครูอภิปรายร่วมกับนักเรียนจนได้สมการ P = h/ และอธิบายต่อไปว่า ตามความคิดของ

ไอน์สไตนน์ ้นั แสงเปน็ คลื่นแม่เหลก็ ไฟฟ้ามสี มบัติของอนุภาคได้ เดอบรอยล์จึงเสนอแนวความคดิ ว่า อิเล็กตรอน

นา่ จะแสดงสมบตั ิของคลน่ื ไดเ้ ชน่ กนั ซึ่งจะหาความยาวคล่ืนของเดอบรอยลไ์ ดต้ ามสมการท่ี (1)  = h/mv

2.2 ครูอภิปรายตามรายละเอียดในหนังสือเรียนถึงการทดลองท่ีสนับสนุนว่า อนุภาคมีสมบัติของ

คลน่ื ได้ คือ การทดลองของเดวิสสนั และเกอร์เมอร์ ซงึ่ ทาการทดลองโดยยิงอิเล็กตรอนผ่านเข้าไปในผลึกนิกเกิล

ปรากฎว่าให้ภาพเช่นเดียวกับเม่ือรังสีเอ็กซ์ผ่านเข้าไปในผลึกของโลหะ ซ่ึงเป็นภาพของการแทรกสอดและ

สามารถหาความยาวคลน่ื ไดจ้ ากสมการที่ (1)

2.3 ครูชใ้ี ห้นักเรยี นเหน็ วา่ การทีค่ ล่ืนแสดงสมบัตขิ องอนุภาค และอนภุ าคแสดงสมบัติของคล่ืนได้นี้

เรียกว่า ทวภิ าพของคลื่นและอนุภาค

2.4 ครูทบทวนเก่ียวกับทฤษฎีอะตอมของโบร์ท่ีว่าอิเล็กตรอนวิ่งวนรอบนิวเคลียส โดยไม่แผ่คลื่น

แม่เหล็กไฟฟา้ นัน้ จะมคี า่ โมเมนตัมเชงิ มมุ ซ่ึงโบรอ์ ธิบายไมไ่ ด้ เดอบรอยล์ใช้ความรู้ที่ว่า อนุภาค

ย่อมแสดงสมบัติเปน็ คล่นื ได้ จงึ อธิบายว่า อิเล็กตรอนทอ่ี ยใู่ นอะตอมแสดงสมบัติเป็นคลื่นและเป็นคลื่นนิ่ง จึงไม่

แผ่คล่ืนแมเ่ หลก็ ไฟฟ้าออกมาและความยาวเสน้ รอบวงที่เปน็ วงโคจรของอเิ ล็กตรอนเท่ากับจานวนเท่าของความ

ยาวคล่นื ของอเิ ล็กตรอน นน่ั คอื

2.5 ครูยกตัวอย่างการคานวณเพ่ือหาความยาวคล่นื เดอบรอยล์ ดังนี้

ตวั อยา่ งที่ 1 จงคานวณหาความยาวคลื่นเดอบรอยลข์ องสิ่งต่อไปน้ี
ก. อนภุ าคมวล 1 กรัม เคลอื่ นท่ีด้วยความเร็ว 2 x 103 m/s
ข. อเิ ลก็ ตรอนมวล 9.1 x 10-31 กโิ ลกรัม เคลือ่ นทีด่ ้วยความเร็ว 2.5 x 108 m/s

วธิ ที า ก. จากสตู ร

จากโจทย์ h = 6.63 x 10-34 Js , m = 1 x 10-3 kg , v = 2 x 103 m/s

แทนค่า เมตร
ดังนั้น ความยาวคลื่นเดอบรอยล์ของอนุภาค เทา่ กบั 3.32 x 10-34 เมตร

ข. จากสูตร

จากโจทย์ h = 6.63 x 10-34 Js , m = 9.1 x 10-31 kg , v = 2.5 x 108 m/s

แทนค่า เมตร
ดังนนั้ ความยาวคล่นื เดอบรอยล์ของอนภุ าค เท่ากับ 2.91 x 10-12 เมตร

2.5 จากตัวอย่างท่ี 5 ครูเน้นให้นักเรียนเห็นความแตกต่างระหว่างความยาวคล่ืนเดอบรอยล์

สาหรับอนุภาคเล็กๆน้ันมีค่าพอตรวจสอบได้ ส่วนอนุภาคใหญ่น้ันความยาวเดอบรอยล์ยิ่งสั้นมาก ยังไม่มี

เคร่ืองมือพอจะตรวจสอบได้

2.6 ครูใหค้ วามรเู้ กยี่ วกับส่วนประกอบและการทางานของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน โดยชี้ให้เห็น

ว่า เนื่องจากอเิ ลก็ ตรอนมคี วามยาวคลนื่ น้อยกวา่ ความยาวคลืน่ แสง ดงั นั้น อเิ ล็กตรอนเมื่อไปกระทบอนุภาคท่ีมี

ขนาดเล็กมากๆ จึงสามารถสะท้อนได้ดีกว่าคลื่นแสง ซึ่งเป็นเหตุผลที่แสดงให้เห็นว่า กล้องจุลทรรศน์

อิเล็กตรอนจึงสามารถทาให้เห็นรายละเอียดของวัตถุได้ดีกว่าใช้กล้องจุลทรรศน์ธรรมดา จากน้ันจึงให้ความรู้

เกยี่ วกับกล้องจุลทรรศน์อเิ ลก็ ตรอนแบบสอ่ งผา่ นและแบบส่องกราดตามรายละเอียดในหนงั สือเรยี น

2.7 ครูเปิดโอกาสให้นักเรียนสอบถามเนื้อหาเรื่อง สมมติฐานของเดอบรอยล์ ว่ามีส่วนไหนท่ียังไม่

เขา้ ใจและใหค้ วามรเู้ พ่มิ เตมิ ในสว่ นน้ัน

3. ขั้นลงขอ้ สรปุ

ครสู อบถามนกั เรยี นด้วยประเด็นต่างๆ ดังต่อไปนี้

3.1 สมมติฐานของเดอบรอยล์ มีว่าอย่างไร (เม่ือแสงแสดงคุณสมบัติอนุภาคได้ อนุภาคก็น่าจะ

แสดงคณุ สมบัติเปน็ คลืน่ ไดเ้ ช่นกนั

3.2 ความสมั พันธร์ ะหว่างโมเมนตัมกบั ความยาวคล่ืนเดอบรอยล์ เขียนเป็นสมการได้อย่างไร ( =

h / p = h/mv)

3.3 จากทฤษฎีอะตอมของโบร์ท่วี า่ อิเล็กตรอนวง่ิ วนรอบนิวเคลยี ส โดยไม่แผ่คล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้า จะ

มีค่าโมเมนตัมเชิงมุม ซ่ึงโบร์อธิบายไม่ได้ เดอบรอยล์อธิบายอย่างไร(เดอบรอยล์ ใช้ความรู้ท่ีว่า

อนุภาคยอ่ มแสดงสมบัติเป็นคล่ืนได้ จึงอธิบายว่า อิเล็กตรอนท่ีอยู่ในอะตอมแสดงสมบัติเป็นคล่ืนและเป็นคลื่น

น่งิ จึงไมแ่ ผ่คล่ืนแม่เหล็กไฟฟา้ ออกมา)

ครูมอบหมายให้นักเรียนไปทาแบบฝึกเสริมประสบการณ์ในใบงานให้เรียบร้อยและศึกษาเนื้อหา

เรอื่ ง กลศาสตรค์ วอนตมั ซ่งึ จะเรียนในคาบตอ่ ไปมาล่วงหนา้

สอื่ การเรียนร้แู ละแหล่งการเรยี นรู้
1. หนังสือแบบเรยี นรายวิชาฟิสกิ สเ์ พม่ิ เตมิ เล่ม 6 (ฉบบั ปรับปรุง พ.ศ. 2560)
2. ใบงานที่ 6
3. ใบความรู้ เร่ือง สมมติฐานของเดอบรอยล์

การวดั และประเมนิ ผลการเรยี นรู้
1. วธิ กี ารวัดและประเมนิ ผล
1.1 สังเกตพฤติกรรมการปฏิบตั ิงานที่มอบหมาย
1.2 สังเกตพฤติกรรมในการฝึกปฏิบตั งิ านกล่มุ
1.3 การทาแบบฝกึ ระหวา่ งเรยี น
1.4 การทาแบบทดสอบหลงั เรียน
2. เคร่ืองมอื การวัดและประเมนิ ผล
2.1 แบบสังเกตพฤติกรรมการปฏบิ ตั งิ านทม่ี อบหมาย
2.2 แบบสงั เกตพฤตกิ รรมในการฝึกปฏบิ ตั งิ านกลุ่ม
2.3 แบบบนั ทึกผลการทาแบบทดสอบหลังเรยี น
3. เกณฑ์การวดั และประเมินผล
3.1 กาหนดเกณฑผ์ า่ นการประเมนิ 70 %

การบรู ณาการหลักปรชั ญาเศรษฐกิจพอเพยี ง

1. ผู้สอนใชห้ ลกั ปรชั ญาเศรษฐกจิ พอเพียงในการจัดกจิ กรรมการเรียนรู้

หลกั พอเพยี ง พอประมาณ มีเหตผุ ลที่ดี มีภมู คิ มุ้ กันในตวั ทดี่ ี
ประเด็น

กจิ กรรมการเรียนรู้ - มีการวางแผนการจัดกิจกรรม - จัดการเรียนรู้ตรงตาม - มีการวางแผนการจัดกิจ

ด้านต่างๆชัดเจน มีลาดับขั้น มาตรฐานตวั ชี้วดั กรรมอย่างชัดเจนเป็นลาดบั

ตอน มีการกาหนดเนื้อหาสาระ

จัดกิจกรรมผ่านกระบวนการ

กล่มุ

เวลา - กาหนดเนื้อหาสาระเหมาะสม - เพ่ือให้กิจกรรมการ - มกี ารเผื่อเวลาในการทากิจ

กับเวลา กิจกรรมการเรียนรู้ใช้ เรียนการสอนบรรลุตัวช้ี กรรมแต่ละข้ันเพื่อให้นัก

กระบวนการกลุ่มนักเรียนทา วัดไดต้ ามเวลาท่ีกาหนด เรียนท่ีมีความสามารถต่าง

งานไดท้ ันตามเวลาทีก่ าหนด กันสามารถทางานให้เสร็จ

ทันเวลา

สอ่ื - จัดเตรียมและใช้ส่ือในการจัด - ใช้เครื่องมือเพ่ือให้นัก - มีลาดับข้ันตอนในการใช้

กิจกรรมการเรียนการสอน เรียนได้ร่วมอภิปรายใน สือ่ ต่างๆอยา่ งคมุ้ ค่า

เหมาะสมกบั จานวนกลมุ่ แบบฝึกกิจกรรม

แหลง่ เรียนรู้ - กาหนดเน้ือหาสาระและกิจ - เพื่อให้การจัดการเรียน - มีการสืบค้นทางอินเทอร์

กรรมการเรียนรู้เหมาะสมกับ รู้สอดคล้องกับวิถีชีวิตทา เน็ต การค้นคว้าในห้องสมุด

แหลง่ เรียนรู้ ให้สามารถนาความรู้มา ก่อนจะออกแบบกิจกรรม

ใช้ในชวี ติ ประจาวันได้ การเรยี นรู้ตา่ งๆ

ความรู้ที่ใชใ้ นการ - สบื ค้นเทคนคิ วธิ ีการสอน,รูปแบบการจดั กจิ กรรมการเรยี นรู้

จดั กิจกรรมการ - ศกึ ษาเนือ้ หาด้านต่างๆใหช้ ดั เจน

เรยี นรู้ - ศกึ ษาคน้ ควา้ และบูรณาการหลักปรชั ญาเศรษฐกิจพอเพียงกับการจัดการเรยี นรู้

คณุ ธรรม - มคี วามรับผิดชอบในการปฏิบตั ิหนา้ ทีก่ ารสอน ตรงต่อเวลา เตรียมการสอนลว่ งหนา้

- มีความเมตตา ใหค้ วามเสมอภาค และยตุ ธิ รรมกบั นกั เรยี นทุกคน

- มคี วามเสยี สละ อดทน และใฝ่รู้

2. ผู้เรยี นมีคณุ ลักษณะ “ อย่อู ย่างพอเพยี ง”

พอประมาณ มีเหตผุ ลท่ดี ี มีภมู คิ มุ้ กันท่ีดี

- แต่ละกลุ่มแบ่งหน้าที่ในกลุ่ม - มีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับเนื้อหา - ฝึกการมีส่วนร่วมในการทางาน

เหมาะสมกับความสามารถและพอ ในเรื่องท่ีศึกษา สามารถวิเคราะห์ข้อ สร้างความสามัคคีในการทางาน

เพียงกับจานวนสมาชกิ มลู ต่างๆได้อย่างถูกตอ้ ง

- วางแผนการทางานอยา่ งรอบคอบ - รู้จักทางานร่วมกับผู้อื่นโดยใช้กระ

โดยกาหนดเวลาในการทากิจกรรม บวนการกลุม่

อย่างเหมาะสม

ความรู้ (วิธีการ) - สบื ค้นขอ้ มลู เพอื่ เสรมิ สร้างความรู้ ความเข้าใจ

- ศึกษา ค้นควา้ วธิ กี ารทาแบบฝึกหัดกิจกรรม และใบงาน

- วิเคราะห์ข้อมูลโดยใช้ทกั ษะกระบวนการคดิ

คุณธรรมทเี่ กดิ กบั นกั เรียน - มีความรับผิดชอบในหน้าท่ี ที่ได้รับมอบหมาย ทางานด้วยความเรียบร้อย

ถูกต้อง และเสร็จทันเวลา
- มีความสามัคคีในหมู่คณะ มีวินับเป็นผู้นาและผู้ตามท่ีดีขณะปฏิบัติงานร่วม
กัน
- รว่ มกจิ กรรมการเรยี นรู้ดว้ ยความกระตอื รือร้น สนใจ ต้งั ใจ และใฝเ่ รยี นรู้

3. ผลลพั ธ์ KPA 4 มิติ ทเ่ี ก่ยี วข้องกบั การอย่อู ยา่ งพอเพียง

ผลลพั ธ์ สมดลุ พร้อมต่อการเปลี่ยนแปลงในด้านต่างๆ

ด้านวัตถุ ดา้ นสังคม ด้านส่งิ แวดล้อม ดา้ นวัฒนธรรม

ด้านความรู้ - มีความรู้ความเข้าใจ - มีความรู้เกี่ยวกับการทา - มีความรู้ความเข้าใจ -

เกี่ยวกับสมมติฐานของ งานเป็นกลุ่มและการวาง ธรรมชาติของฟสิ กิ ส์

เดอบรอยล์ แผนรว่ มกบั ผ้อู ื่น

ดา้ นทกั ษะ - มีความสามารถในการ - สามารถทางานร่วมกับผู้ - -

อภิปราย ทาแบบฝึก/ใบ อื่นในรูปแบบกลุ่มและมี

งาน ทักษะในการสร้างปฏิสัม

พันธ์กับผู้อื่น

กิจกรรมเสนอแนะ
ใหน้ ักเรียนทบทวนโดยค้นคว้าด้วยตนเองและฝึกปฏิบัติเพิ่มเติม พร้อมท้ังแบบฝึกหัดเพ่ิมเติมจากหนัง

สือแบบเรยี น

บนั ทึกผลหลังการสอน
ผลการเรียนรู้

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

ปญั หาและอปุ สรรค
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………

ขอ้ เสนอแนะแนวทางแกไ้ ข
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………

ลงชือ่ ......................................................ผสู้ อน
(นางสาวกนกวรรณ บญุ เกตุ)

ความคดิ เหน็ ของผู้อานวยการโรงเรยี นศรีสโมสรวทิ ยา
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………

ลงช่อื …………………………………………
(นายเมธี วัฒนสิงห)์

ผอู้ านวยการโรงเรยี นศรีสโมสรวิทยา

ใบความรู้
เร่อื ง สมมติฐานของเดอบรอยล์

เน่ืองจากแสงในสภาพท่ัวไปเป็นพลังงาน เดอ บรอยล์ (De Broglie Wave)
ซึ่งแสดงคณุ สมบัติอย่างเด่นชัดออกมาในลักษณะ รปู ที่ 1
ของคล่ืน เช่น การเล้ียวเบน การแทรกสอด
และไอน์สไตน์ยังพบว่า แสงแสดงคุณสมบัติเป็น
อนภุ าคได้ตามปรากฏการณโ์ ฟโตอิเล็กตรอน

เดอ บรอยล์ จึงมีความคิดว่า เม่ือแสง
แสดงคุณสมบัติอนุภาคได้ อนุภาคก็น่าจะแสดง
คุณสมบัติเป็นคลืน่ ไดเ้ ชน่ กนั

จากความไม่สมบูรณ์ของทฤษฏีอะตอมของโบร์ ที่ไม่สามารถอธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ ได้ท้ังหมด

โดยเฉพาะอย่างย่ิงเรื่องเก่ียวกับตาแหน่ง ดังน้ัน เดอ บรอยล์ (De Broglie) นักวิทยา- ศาสตร์ชาวฝร่ังเศส จึง

เสนอแนวความคิดว่า ถ้าแสงซ่ึงเคยถือกันว่าเป็นคล่ืนสามารถแสดงสมบัติเหมือนว่าเป็นอนุภาคได้ สิ่งที่เคยถือ

วา่ เป็นอนุภาคกน็ า่ จะแสดงคุณสมบตั วิ ่าเปน็ แบบคล่ืนได้

พิจารณาสมการของพลงั งานจากกฎทรงมวล – พลงั งาน และพลงั งานคล่ืน
E = mc2

E = hf
นามาเขียนรวมกนั จะได้ mc2 = hf ; m = hf/c2
Momentum ; p = mc = hf.c/c2 = hf/c = h/

ดังนัน้ คล่นื ขนาดความยาวคลน่ื จะมีโมเมนตมั P = h /

อนุภาคขนาดโมเมนตัม P จะมีความยาวคล่นื

 = h / p = h/mv ………………….(1)

เดอ บรอยล์ อธิบายว่า อิเล็กตรอนในวงรอบอะตอมจัดตัวเองเป็นคลื่นน่ิง โดยมีเส้นรอบวงเป็น

จานวนเท่าของความยาวคลื่นพอดี ปรากฏว่าได้ผลคล้ายของโบร์ ดังน้ี

()

รูปที่ 2 รปู ที่ 3
ช่วงความยาวเส้นรอบวงท่ีทาให้เกดิ คล่นื นงิ่ ชว่ งความยาวเส้นรอบวงทไ่ี ม่ทาใหเ้ กิดคล่นื น่งิ

ทฤษฎีของเดอบรอยล์ ได้รับการพิสูจน์จากผลการทดลองของ เดวิสสันและเจอร์เมอร์ (Davisson
and Germer) เขาทดลองโดยใช้รังสีเอกซ์ถ่ายรูปของผลึก แล้วใช้อิเล็กตรอนยิงเข้าไปในผลึกชนิดเดียวกัน
ปรากฏผลวา่ ภาพทไี่ ด้มีลักษณะคล้ายกัน แสดงว่าท้ังรังสีเอกซ์และอิเลคตรอนสามารถแทรกสอดและเล้ียวเบน
ได้คลา้ ย ๆ กัน หรอื อเิ ลกตรอนสามารถแสดงตัวเปน็ คลื่นได้

และจากการที่อเิ ล็กตรอนแสดงสมบัตเิ ป็นคลื่นที่มีความยาวคล่นื น้อยกว่าแสง จงึ ทาให้เกิดการสะท้อน
เม่ือไปกระทบอนุภาคที่มีขนาดเล็กมากๆ และจากความสามารถควบคุมลาอิเล็กตรอนได้ด้วยสนามไฟฟ้าและ
สนามแม่เหล็ก จึงเป็นแนวทางให้มีการพัฒนา กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (eletron microscope) ซ่ึงช่วย
ขยายขอบเขตการเห็นของมนษุ ยอ์ อกไปอกี ระดับหนึ่ง

กลอ้ งจุลทรรศน์อิเล็กตรอนกล้องแรกเป็นผลงานร่วมของนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน 2 คน คือ นอลล์ และ
รุสก้า ระหว่างปี ค.ศ. 1929-1934 ปัจจุบันพัฒนาจนมีประสิทธิภาพสูงมีกาลังขยายถ้าห้าล้านเท่า กล้องมี 2
แบบ คือ แบบส่องผา่ น และแบบสอ่ งกราด ส่วนประกอบหลักของกล้องจุลทรรศนม์ ี 3 ส่วน คือ

1) ตวั กลอ้ งเป็นทอ่ กลวงตอ่ กบั ระบบดูดอากาศ
2) แหล่งกาเนดิ อเิ ลก็ ตรอน
3) เลนส์แม่เหล็กเป็นสนามแม่เหล็กท่ีอยู่ภายในตัวกล้อง ทาหน้าท่ีบังคับอิเล็กตรอนให้ผ่าน
หรือกวาดไปบนผวิ ของส่ิงท่ตี อ้ งการศกึ ษาหรือตรวจสอบ

ใบงานที่ 6

1. สมมตฐิ านของเดอรบ์ รอยล์มีใจความวา่ อย่างไร
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
2. ตามความเชอื่ ท่ีว่าแสงเปน็ คลนื่ แม่เหลก็ ไฟฟา้ หากเพ่มิ ความเข้มแสงจะเกิดโฟโตอิเลค ทริกได้หรือไม่ เพราะ
อะไร
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
3. จากการทดลองจริงเก่ียวกับปรากฏการณ์โฟโตอิเลคทริก เม่ือฉายแสงที่มีพลังงานน้อยแล้วไม่เกิดโฟโต
อิเลคตรอนหากเพ่ิมความเข้มแสงแล้วจะเกิดโฟโตอิเลคตรอนหรือไม่ ดังนั้นความเช่ือที่ว่าแสงเป็นคล่ืน
แม่เหล็กไฟฟ้าจึงไม่สมบูรณ์
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………

4. ตาสามารถรับรู้แสงสีเหลือง ความยาวคลื่น 550 nm และมีความเข้มต่าสุดประมาณ 10 watt จานวนโฟ
ตอนท่กี ระทบตาใน 1 วินาที มคี ่าเท่าไร
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
5. ในการทดลองผ่านแสงสีแดง (ความยาวคล่ืน 0.66 ไมโครเมตร) จานวน 2x1022 โฟตอน เข้าไปในน้า

กิโลกรัม ถ้าสมมติว่าน้าดูดกลืนพลังงานจากแสงไว้ได้ 50 เปอร์เซนต์ จงหาว่าอุณหภูมิของน้าท่ีเปล่ียน (ให้
ความจุความร้อนจาเพาะของน้า = 4.2 kJ/kg.K)
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………

แผนการจดั การเรียนรทู้ ี่ 5 ชัน้ มธั ยมศึกษาปีที่ 6
รายวชิ าฟสิ ิกส์เพิม่ เติม (ว30206) เวลา 25 ช่วั โมง
กลุ่มสาระการเรียนรูว้ ทิ ยาศาสตร์ เวลา 5 ช่ัวโมง
หน่วยการเรียนรู้ที่ 19 ฟสิ กิ ส์อะตอม
เรอ่ื ง กลศาสตรค์ วอนตมั

สาระสาคญั

เนื่องจากทฤษฎีอะตอมของโบร์ ไม่สามารถ

อธิบายโครงสร้างของอะตอมได้ทุกธาตุ, โดย

อธิบายได้ดีเฉพาะธาตุไฮโดรเจน หรือธาตุเล็ก ๆ

เชน่ He, Li, ซงึ่ ถกู อิออนไนซ์จนเหลืออิเลก็ ตรอน

ตัวเดยี ว

เมื่อเดอบรอยล์ เสนอสมมติฐานว่า อนุภาค

สามารถแสดงสมบัติเปน็ คลืน่ และทดลองได้ด้วย

Heisenberg ว่าอเิ ล็กตรอนสามารถเล้ียวเบนไดจ้ ริง

รูปที่ 1

นักฟิสิกส์หลายคนจึงพยายามสร้างทฤษฎี

ข้ึนมาเรียกว่า กลศาสตร์ควอนตัม (Quantum

Mechanics) ซ่ึงเป็นหัวใจของฟิสิกส์สมัยใหม่

(Modern Physics) นักฟิสิกส์ในกลศาสตร์ที่

สาคัญคือ ชเรอดิงเจอร์ (Schro”dinger และ

Heisenberg)

ภาพแสดงกลุม่ หมอกของการพบอเิ ล็กตรอน
รูปท่ี 2

ชเรอดิงเจอร์ ได้วิเคราะห์ตามรากฐานของคลื่นสสารของเดอบรอยล์ ว่า ถ้าอิเล็กตรอนเป็นอนุภาค
แต่ประพฤตติ ัวแบบคล่ืนได้ ก็ควรจะมีสมการการเคล่ือนท่ีเช่นเดียวกับคล่ืน เขาจึงสร้างสมการของอะตอมทุก
ธาตุในลักษณะของสมการคลื่น จากการสร้างสมการคล่ืนของอิเล็กตรอนข้ึนมา ปรากฏว่าอธิบายทุกธาตุได้ดี
เชน่ กรณีธาตุไฮโดรเจน 1) แสดงให้เห็นการขาดห้วงของพลังงาน 2) โมเมนตัมเชิงมุมของอิเล็กตรอน ตรงกับ
ทฤษฎอี ะตอมของโบร์

ในกรณอี ะตอมทมี่ อี ิเล็กตรอนมากกว่า 1 ตัว กลศาสตร์ควอนตัม บอกถึงระดับพลังงานในชั้นต่างๆ ได้
หมดอย่างชัดเจน และไม่ขัดแย้งกบั วิชาเคมี

ชเรอดิงเงอร์ (Schrodinger) สร้างสมการคล่ืนของอิเล็กตรอนข้ึน โดยแทนอิเล็กตรอนด้วยกลุ่มคล่ืน
(wave packet) ซง่ึ เคลอ่ื นทีด่ ว้ ยความเรว็ กลุ่ม (group velocity) ทเ่ี ท่ากับความเรว็ อนุภาค

หลักความไม่แน่นอนและโอกาสท่จี ะเป็นไปได้
วิชากลศาสตร์ควอนตัมมีพ้ืนฐานมาจากความเป็นทวิภาพของคล่ืนและอนุภาค คือ คลื่นอาจแสดง

สมบัตเิ สมือนเป็นอนภุ าค และอนภุ าคอาจแสดงสมบัตเิ สมอื นเปน็ คล่ืนได้เชน่ กนั

?

กลุม่ คลื่นที่ใชแ้ ทนอนุภาค กลุ่มคลื่นแคบ บอก X ไดง้ ่าย แต่บอก  ไดย้ าก

X นอ้ ย, p มาก
กลุ่มคลื่นกวา้ ง บอกตาแหน่งของอนุภาค X ไดย้ าก แตบ่ อกความยาวคล่ืน  ไดถ้ ูกตอ้ งง่าย

ไฮเซนเบิร์ก (Werner K. Heisenberg) ได้ต้ังหลักการอย่างหนึ่งว่า เราไม่สามารถรู้ตาแหน่งและ

ความเร็วของอนุภาคในเวลาเดียวกันได้อย่างแม่นยา หลักการนี้เรียกว่า หลักความไม่แน่นอน (uncertainty

principle) จากหลกั การนีส้ รุปเป็นสตู รได้

(X)(PX ) ……………….………(1)

โดย X เปน็ ความไม่แน่นอนทางตาแหน่ง

PX เป็นความไมแ่ น่นอนทางโมเมนตมั

สาระการเรยี นรู้
1. หลักความไม่แนน่ นอน
2. โครงสร้างอะตอมตามแนวคิดกลศาสตร์ควอนตัม

สมรรถนะสาคัญ
1. ความสามารถในการสอื่ สาร
2. ความสามารถในการคิด
3. ความสามารถในการแกป้ ัญหา
4. ความสามารถในการใช้เทคโนโลยี

คณุ ลกั ษณะอนั พึงประสงค์
1. มีวนิ ัย
2. ใฝ่เรยี นรู้
3. อยอู่ ย่างพอเพียง
4. มุง่ ม่ันในการทางาน
5. มจี ิตสาธารณะ

แนวทางในการบรู ณาการ
บรู ณาการรว่ มกับกุล่มสาระการเรียนรูภ้ าษาไทยและคณิตศาสตร์

จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้
ด้านความรู้
1. บอกได้ว่า วิชากลศาสตร์ควอนตัมสามารถอธิบายปรากฏการณ์ในระดับจุลภาคได้ดีกว่าทฤษฎีอะตอม

ของโบร์
2. บอกหลกั ความไมแ่ น่นนอนของไฮเซนเบิร์กเก่ียวกับความไม่แน่นอนทางตาแหน่งและทางโมเมนตัม

ได้
3. บอกได้ว่า ภาพอิเล็กตรอนในอะตอมเสมือนกลุ่มหมอกห่อหุ้มนิวเคลียส ถ้ามีโอกาสพบอิเล็กตรอน

ณ ทใี่ ดมากกจ็ ะมหี มอกหนาแน่น ณ ทน่ี ั้น

กระบวนการจัดการเรียนรู้
1. ข้ันสร้างความสนใจ
ครูกล่าวนากับนักเรียนว่า ทฤษฎีอะตอมของโบร์ที่ได้ศึกษามานั้น ยังอาศัยความรู้จากฟิสิกส์แผน

เดิม ซงึ่ อธบิ ายปรากฏการณใ์ นระดับจลุ ภาคของอะตอมไดย้ ังไม่ดนี กั
การเรียนในคาบวันนี้ จะเป็นการนาเอาหลักฟิสิกส์แผนใหม่ ท่ีเรียกว่า กลศาสตร์ควอนตัมมาช่วย

พิจารณาซ่ึงจะทาให้สามารถอธิบายปรากฏการณ์ในระดับจุลภาคของอะตอมได้ดีกว่าทฤษฎีอะตอมของโบร์
และไดแ้ บบจาลองอะตอมซึ่งเปน็ ทีย่ อมรับในปจั จุบัน

2. ข้ันสารวจและค้นหา
2.1 ครนู าอภปิ รายและให้ความรู้เกี่ยวกับการสร้างทฤษฎี กลศาสตร์ควอนตัม โดยนักวิทยาศาสตร์

ท่ีช่อื ชเรอดงิ เงอร์ ตามรายละเอียดในใบความรู้
2.2 ครทู บทวนเกย่ี วกับการวัดปริมาณตา่ งๆทางฟสิ ิกส์ท่ีนักเรียนได้เคยศึกษามาแล้วว่า ความคลาด

เคล่ือนจากการวัดปรมิ าณเหลา่ น้ันเกดิ ขนึ้ ไดจ้ ากบคุ คลผวู้ ัด และเคร่ืองมือที่จะใช้ในการวัด อย่างไรก็ตามไฮเซน
เบริ์กได้เสนอว่า นอกจากความคลาดเคลอื่ นซ่ึงเกดิ โดยทางปฏิบัติแล้ว ยังมีกฎเกณฑ์ตามธรรมชาติบางประการ
ที่ทาให้เราไมส่ ามารถวัดปริมาณทางฟิสิกส์ได้ถกู ต้อง หลกั ดังกล่าวเรียกวา่ หลกั ความไม่แนน่ อนของไฮเซนเบรก์ิ

2.3 ครูนาอภิปรายต่อไปว่า ตาม หลักความไม่แน่นอนของไฮเซนเบริ์ก ถ้าในขณะใดขณะหนึ่ง เรา
ทาการวัดตาแหน่ง X และโมเมนตมั PX ของอนุภาคซึ่งเคล่ือนท่ีไปทางแกน X จะเกิดความไม่แน่นอนในการวัด

ตาแหนง่ X และความไม่แน่นอนในการวัดโมเมนตมั PX ซง่ึ เปน็ ไปตามสมการที่ (1) (X)(PX )

2.4 ครูยกตัวอย่างเพ่ือให้นักเรียนได้เห็นจริงถึงค่า X และ PX จากการใช้สมการดังกล่าวกับ
คล่นื อนภุ าค ดงั น้ี
ตัวอยา่ งที่ 1 จงหาความไมแ่ น่นอนในการวัดตาแหน่งของวัตถุมวล 50 กรัม เคลื่อนที่ในแนวตรงด้วยความเร็ว
50 เมตร/วนิ าที ถา้ ความไม่แน่นอนในการวดั ความเร็วเป็น 0.01เมตร/วินาที

วิธีทา จากสูตร (X)(PX )
จากโจทย์ X(mvx) 
X  h / mvx
m = 50 x 10-3 kg

vx = 0.01 m/s
= = 1.05×10-34 Js

ดังนน้ั เมตร
คาตอบ ความไม่แน่นอนในการวดั ตาแหน่งเทา่ กับ 2.1 x 10-31 เมตร

2.5 ครูชี้ให้นักเรียนเห็นว่า หลักความไม่แน่นอนจะมีผลต่อการศึกษาอนุภาคระดับจุลภาคเท่าน้ัน
โดยการศึกษาฟิสิกส์ในตอนแรกๆ ก่อน พ.ศ. 2443 เป็นการศึกษาอนุภาคในระดับมหภาคทั้งหมด ดังนั้น ใน
ระยะนนั้ แม้ว่านกั ฟสิ ิกส์จะไม่ทราบหลักความไม่แน่นอนก็สามารถศึกษาปรากฏการณ์ธรรมชาติอย่างถูกต้องได้
แต่การศึกษาก้าวลึกลงไปในระดับอะตอม การไม่ทราบหลักความไม่แน่นอน ทาให้นักฟิสิกส์ไม่สามารถเข้าใจ
ธรรมชาติระดบั นไี้ ด้ ทัง้ นี้ เนอื่ งจากหลักดังกล่าวเป็นส่วนสาคัญในวิชากลศาสตร์ควอนตัม ซึ่งเป็นส่วนสาคัญใน
การศกึ ษาธรรมชาตใิ นระดับจลุ ภาคน่นั เอง

2.6 ครูและนักเรียนสรุปร่วมกันว่า หลักความไม่แน่นอนของไฮเซนเบร์ิก คือ เราไม่สามารถรู้
ตาแหน่งและความเร็วท่ีแน่นอนของวัตถุเล็กๆ เช่น อิเล็กตรอนได้ อย่างดีท่ีสุด คือ เราอาจรู้เพียงโอกาสที่จะ
เปน็ ไปได้เกยี่ วกับอิเล็กตรอนในแง่ต่างๆเท่านั้น

2.7 ครูให้ความรู้ว่า จากกลศาสตร์ควอนตัมทาให้เราได้ภาพอะตอมท่ีมีลักษณะเป็นกลุ่มหมอกของ
อิเล็กตรอน ดังรูปท่ี 2 แทนวงโคจรที่แน่นอนตามท่ีโบร์คิดไว้ ท้ังนี้เนื่องจากเราไม่สามารถบอกตาแหน่งที่
แน่นอนว่า อิเล็กตรอนอยู่ที่ไหนในขณะใดขณะหน่ึง ดังท่ีกล่าวมาแล้ว การที่จะบอกว่าอิเล็กตรอนว่ิงอยู่ในวง
ใดๆจึงไม่มคี วามหมายอะไร บอกได้แตเ่ พยี งว่า ท่ีใดที่หนึ่งรอบๆนิวเคลียสมีโอกาสจะพบอิเล็กตรอนได้มากหรือ
น้อยเท่าน้ัน ท่ีใดมีโอกาสพบอิเล็กตรอนมากก็แทนด้วยกลุ่มหมอกที่หนาแน่นมาก ท่ีใดมีโอกาสพบอิเล็กตรอน
น้อย กลมุ่ หมอกก็จะเบาบาง

2.8 ครูให้ความรู้เพ่ิมเติมว่า นอกจากที่กล่าวมาแล้วนั้น กลศาสตร์ควอนตัมยังช่วยให้ได้รับ
ความสาเร็จในการศกึ ษาสมบัติของผลกึ หรอื วัตถุซง่ึ เกิดจากการเรียงตัวของอะตอมอย่างเป็นระเบียบ อาจบอก
ได้ว่าผลึกใดเป็นตัวนาไฟฟ้าหรือฉนวน หรืออื่นๆ ความรู้ทางกลศาสตร์ควอนตัมช่วยให้เกิดการพัฒนาเก่ียวกับ
ทรานซิสเตอร์และอุปกรณ์ทางไฟฟ้าอ่ืนๆและยังใช้ในการศึกษานิวเคลียสอีกด้วย จึงนับได้ว่า กลศาสตร์
ควอนตมั เปน็ หัวใจของฟิสิกส์ในปัจจุบันนี้

2.9 ครูเปิดโอกาสให้นักเรียนสอบถามเน้ือหาเร่ือง กลศาสตร์ควอนตัมว่ามีส่วนไหนที่ยังไม่เข้าใจ
และใหค้ วามร้เู พ่มิ เตมิ ในสว่ นนนั้

3. ข้ันลงข้อสรปุ
ครูสอบถามนักเรยี นด้วยประเด็นต่างๆ ดังตอ่ ไปนี้

3.1 ภาพอะตอมตามหลักกลศาสตร์ควอนตัม เป็นอย่างไร (อิเล็กตรอนในอะตอมเสมือนกลุ่มหมอก
หอ่ ห้มุ นิวเคลยี ส ถา้ มีโอกาสพบอิเล็กตรอน ณ ทใ่ี ดมากกจ็ ะมีหมอกหนาแน่น ณ ท่นี ัน้ )

3.2 นิวเคลียสไม่มีอิเล็กตรอนอยู่ แนวคิดน้ีใช้หลักการใดอธิบายพิสูจน์ (หลักความไม่แน่นนอน
ของไฮเซนเบิรก์ )

3.3 หลักความไม่แน่นนอนของไฮเซนเบิร์ก เป็นเรื่องเก่ียวกับอะไร (ความไม่แน่นอนทางตาแหน่ง
และทางโมเมนตมั )

3.4 สมการหลกั ความไม่แน่นนอนของไฮเซนเบริ ก์ มีความสัมพันธอ์ ย่างไร

[(X)(PX ) ]
ครูมอบหมายให้นักเรียนไปทบทวนเน้ือหาในหน่วยการเรียนรู้ท่ี 3 ฟิสิกส์อะตอม เพ่ือเตรียมตัวสอบ

เก็บคะแนนประจาหนว่ ย ซ่ึงจะแจง้ ใหท้ ราบอกี ครง้ั และไปศึกษาเน้ือหาเรื่อง การค้นพบกัมมันตภาพรังสี ซ่ึงจะ
เรยี นในคาบตอ่ ไปมาล่วงหนา้

สื่อการเรยี นรู้และแหล่งการเรยี นรู้
1. หนงั สอื แบบเรียนรายวิชาฟิสกิ สเ์ พ่มิ เติม เลม่ 6 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560)
2. ใบงานที่ 7
3. ใบความรู้ เร่ือง กลศาสตร์ควอนตมั

การวดั และประเมินผลการเรยี นรู้
1. วิธกี ารวดั และประเมินผล
1.1 สงั เกตพฤติกรรมการปฏบิ ัติงานท่ีมอบหมาย
1.2 สงั เกตพฤติกรรมในการฝกึ ปฏิบตั งิ านกลมุ่
1.3 การทาแบบฝกึ ระหวา่ งเรยี น
1.4 การทาแบบทดสอบหลังเรยี น
2. เคร่ืองมือการวดั และประเมินผล
2.1 แบบสังเกตพฤตกิ รรมการปฏบิ ตั งิ านทมี่ อบหมาย
2.2 แบบสงั เกตพฤตกิ รรมในการฝกึ ปฏิบตั ิงานกลุ่ม
2.3 แบบบนั ทกึ ผลการทาแบบทดสอบหลงั เรียน
3. เกณฑ์การวดั และประเมนิ ผล
3.1 กาหนดเกณฑ์ผ่านการประเมิน 70 %

การบรู ณาการหลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพยี ง

1. ผูส้ อนใช้หลกั ปรชั ญาเศรษฐกจิ พอเพียงในการจดั กิจกรรมการเรยี นรู้

หลักพอเพียง พอประมาณ มเี หตุผลท่ดี ี มภี มู ิค้มุ กนั ในตัวทดี่ ี
ประเด็น

กิจกรรมการเรียนรู้ - มีการวางแผนการจัดกิจกรรม - จัดการเรียนรู้ตรงตาม - มีการวางแผนการจัดกิจ

ด้านต่างๆชัดเจน มีลาดับขั้น มาตรฐานตัวช้ีวัด กรรมอยา่ งชัดเจนเป็นลาดับ

ตอน มีการกาหนดเนื้อหาสาระ

จัดกิจกรรมผ่านกระบวนการ

กล่มุ

เวลา - กาหนดเน้ือหาสาระเหมาะสม - เพ่ือให้กิจกรรมการ - มีการเผือ่ เวลาในการทากิจ

กับเวลา กิจกรรมการเรียนรู้ใช้ เรียนการสอนบรรลุตัวช้ี กรรมแต่ละข้ันเพื่อให้นัก

กระบวนการกลุ่มนักเรียนทา วดั ได้ตามเวลาทกี่ าหนด เรียนที่มีความสามารถต่าง

งานไดท้ ันตามเวลาทีก่ าหนด กันสามารถทางานให้เสร็จ

ทนั เวลา

สอ่ื - จัดเตรียมและใช้ส่ือในการจัด - ใช้เครื่องมือเพ่ือให้นัก - มีลาดับข้ันตอนในการใช้

กิจกรรมการเรียนการสอน เรียนได้ร่วมอภิปรายใน สื่อต่างๆอยา่ งคมุ้ คา่

เหมาะสมกบั จานวนกลมุ่ แบบฝึกกจิ กรรม

แหลง่ เรยี นรู้ - กาหนดเน้ือหาสาระและกิจ - เพ่ือให้การจัดการเรียน - มีการสืบค้นทางอินเทอร์

กรรมการเรียนรู้เหมาะสมกับ รู้สอดคล้องกับวิถีชีวิตทา เน็ต การค้นคว้าในห้องสมุด

แหลง่ เรียนรู้ ให้สามารถนาความรู้มา ก่อนจะออกแบบกิจกรรม

ใช้ในชวี ติ ประจาวนั ได้ การเรียนรู้ต่างๆ

ความรูท้ ีใ่ ชใ้ นการ - สืบคน้ เทคนคิ วธิ กี ารสอน,รูปแบบการจดั กจิ กรรมการเรียนรู้

จัดกจิ กรรมการ - ศึกษาเนื้อหาด้านต่างๆให้ชัดเจน

เรียนรู้ - ศกึ ษาค้นควา้ และบรู ณาการหลักปรัชญาเศรษฐกจิ พอเพยี งกับการจัดการเรยี นรู้

คณุ ธรรม - มคี วามรับผดิ ชอบในการปฏบิ ัติหนา้ ทีก่ ารสอน ตรงต่อเวลา เตรียมการสอนลว่ งหนา้

- มคี วามเมตตา ใหค้ วามเสมอภาค และยุตธิ รรมกับนกั เรียนทุกคน

- มคี วามเสียสละ อดทน และใฝ่รู้