หนวยการเรียนรูที่ 5 Slide PowerPoint_สื่อประกอบการสอน หนวยการเรียนรูที่ 6 หนวยการเรียนรูที่ 7 บริษัท อักษรเจริญทัศน อจท. จํากัด : 142 ถนนตะนาว เขตพระนคร กรุงเทพฯ 10200 Aksorn CharoenTat ACT.Co.,Ltd : 142 Tanao Rd. Pranakorn Bangkok 10200 Thailand โทร./แฟกซ. : 0 2622 2999 (อัตโนมัติ 20 คูสาย) [email protected] / www.aksorn.com กลุมสาระการเรียนรูวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 3 วิทยาศาสตรและเทคโนโลยี เลม 2 หนวยการเรียนรูที่ 8
หนวยการเรียนรูที่ 8 ปฏิสัมพันธในระบบสุริยะและเทคโนโลยีอวกาศ • อธิบายการโคจรของดาวเคราะหรอบดวงอาทิตยดวยแรงโนมถวงจากสมการ • สรางแบบจําลองที่อธิบายการเกิดฤดูและการเคลื่อนที่ปรากฏของดวงอาทิตย • สรางแบบจําลองที่อธิบายการเกิดขางขึ้นขางแรม การเปลี่ยนแปลงเวลาการขึ้นและตกของดวงจันทร และการเกิดน้ําขึ้นน้ําลง • อธิบายการใชประโยชนของเทคโนโลยีอวกาศและยกตัวอยางความกาวหนาของโครงการสํารวจอวกาศจากขอมูลที่รวบรวมได ตัวชี้วัด F = (Gm1m2)/r2
ออกเสียงคลาย ข ออกเสียงคลาย ค ขอ - ขวด คอ - คน ดวงอาทิตย โลก ดวงจันทร สัมพันธกันอยางไร ? ?
ปฏิสัมพันธในระบบสุริยะ
กฎแรงโนมถวงของนิวตัน (Newton’s law of gravitation) เซอรไอแซก นิวตัน (Sir Isaac Newton) ไดเสนอกฎแรงโนมถวงของนิวตันหรือกฎแรงดึงดูดระหวางมวลวา “วัตถุ2 วัตถุในเอกภพ จะออกแรงดึงดูดกัน โดยเปนสัดสวนกับผลคูณของมวลทั้งสอง และเปนสัดสวนผกผันกําลังสองกับระยะทางระหวางจุด ศูนยกลางของวัตถุทั้งสอง” = F คือ แรงโนมถวงระหวางมวลทั้งสอง มีหนวยเปน นิวตัน (N) G คือ คาคงตัวความโนมถวงสากล มีคาเทากับ 6.674 × 10−11 N m2/kg2 คือ มวลของวัตถุที่สอง มีหนวยเปน กิโลกรัม (kg) คือ มวลของวัตถุแรก มีหนวยเปน กิโลกรัม (kg) r คือ ระยะหางระหวางจุดศูนยกลางของวัตถุทั้งสอง มีหนวยเปน เมตร (m) มวลของวัตถุแรก มวลของวัตถุที่สอง r โลก ดวงจันทร
www.aksorn.com/interactive3D/PP973 ระบบสุริยะ ระบบ Android ระบบ iOS
VDO
การเคลื่อนที่ปรากฏของดวงอาทิตย • โลกหมุนรอบตัวเอง 1 รอบ ใชเวลา 24 ชั่วโมง • มีทิศทางการหมุนจากทิศตะวันตกไปยังทิศตะวันออก • ทําใหเห็นการเคลื่อนที่ปรากฏของดวงอาทิตยจาก ทิศตะวันออกไปยังทิศตะวันตก เรียกปรากฏการณนี้วา การขึ้นและตกของดวงอาทิตย • การเคลื่อนที่ปรากฏของดวงอาทิตยทําใหเกิด ปรากฏการณกลางวันและกลางคืน ดวงอาทิตย ดาวศุกร ดาวพุธ โลก ดาวพฤหัส ดาวเสาร ดาวอังคาร กลางวัน กลางคืน ดวงจันทร
www.aksorn.com/interactive3D/PP974 ขางขึ้นขางแรม ระบบ Android ระบบ iOS
การเกิดขางขึ้นขางแรม ดวงจันทรมีการหมุนรอบตัวเองและโคจรรอบโลก ซึ่งดวงจันทรรับแสงจากดวงอาทิตยครึ่งดวงตลอดเวลา ทําใหเกิดดานสวาง แตดานตรงขามกับดวงอาทิตยจะถูกบังดวยเงาของตัวเอง ทําใหเกิดดานมืด ดวงจันทรโคจรมาอยูระหวางโลกกับดวงอาทิตย ดวงจันทรหันดานเงามืดเขาหาโลก ตําแหนง ปรากฏของดวงจันทรอยูใกลกับดวงอาทิตย ทําใหไมสามารถมองเห็นดวงจันทร เรียกวันนี้วา วันแรม 15 ค่ํา ความสัมพันธของดวงอาทิตย ดวงจันทร และโลก ดวงจันทรโคจรมาอยูดานตรงขามกับดวงอาทิตย ดวงจันทรหันดานที่ไดรับแสงอาทิตยเขาหาโลก ทํา ใหเรามองเห็นดวงจันทรเต็มดวง เรียกวันนี้วา วันขึ้น 15 ค่ํา หรือวันเพ็ญ ดวงอาทิตย ดวงจันทร โลก ดวงจันทรโคจรมาตั้งฉากระหวาง โลกกับดวงอาทิตย ทําใหมองเห็นดานสวางและดานมืดของดวงจันทร มีขนาดเทากัน เรียกวันนี้วา วันขึ้น 8 ค่ํา และวันแรม 8 ค่ํา ดวงอาทิตย โลก ดวงจันทร ดวงอาทิตย โลก ดวงจันทร
ขางขึ้นขางแรม
การเกิดขางขึ้นขางแรม • ชวงเวลาที่มองเห็นดวงจันทรคอย ๆ สวางขึ้นในแตละคืนจนสวางเต็มดวง • มีระยะเวลาประมาณ 15 วัน • เห็นดวงจันทรเกิดขางขึ้นในชวงหัวค่ํา ขางขึ้น (waxing) • ชวงเวลาที่มองเห็นดวงจันทรคอย ๆ มืด ลงในแตละคืนจนมืดสนิททั้งดวง • มีระยะเวลาประมาณ 15 วัน • เห็นดวงจันทรเกิดขางขึ้นในชวงเชามืด ขางแรม (waning) ขึ้น 8 ค่ํา ขึ้น 15 ค่ํา แรม 8 ค่ํา แรม 15 ค่ํา
VDO
ปรากฏการณน้ําเกิด วันแรม 15 ค่ํา วันขึ้น 15 ค่ํา วันน้ําเกิด • ระดับน้ําทะเลขึ้นสูงมากและลดลงต่ํามาก • ตําแหนงของดวงอาทิตย ดวงจันทร และโลก อยูในแนวเสนตรงเดียวกัน • เกิดในวันขึ้น 15 ค่ํา และแรม 15 ค่ําของทุกเดือน ระดับน้ําแตกตางกันมาก ระดับน้ําลงต่ําสุด วันขึ้น 15 ค่ํา ระดับน้ําขึ้นสูงสุด วันแรม 15 ค่ํา ดวงอาทิตย ดวงจันทร โลก ดวงอาทิตย ดวงจันทร โลก
ปรากฏการณน้ําตาย ระดับน้ําไมแตกตางกันมาก ระดับน้ําขึ้นสูงสุด วันขึ้น 8 ค่ํา ระดับน้ําลงต่ําสุด วันแรม 8 ค่ํา วันขึ้น 8 ค่ํา วันแรม 8 ค่ํา วันน้ําตาย • ระดับน้ําทะเลขึ้นและลดลงไมเปลี่ยนแปลงมาก • ตําแหนงของดวงอาทิตย และดวงจันทร ทํามุมตั้งฉากกัน • เกิดในวันขึ้น 8 ค่ํา และแรม 8 ค่ําของทุกเดือน ดวงอาทิตย ดวงจันทร โลก ดวงอาทิตย โลก ดวงจันทร
เทคโนโลยีอวกาศ
เทคโนโลยีอวกาศ เทคโนโลยีอวกาศ คือ การนําความรูและวิธีการตาง ๆ ทางวิทยาศาสตรและเทคโนโลยีมาใชใหเหมาะสมในการศึกษา ทางดาราศาสตรและอวกาศ ตลอดจนนํามาประยุกตใชใหสอดคลองกับทรัพยากรธรรมชาติและการดํารงชีวิตของมนุษย กลองโทรทรรศน กระสวยอวกาศ ดาวเทียม
กลองโทรทรรศน กลองโทรทรรศน เปนอุปกรณที่ใชสองดูวัตถุที่อยูไกล ๆ โดยขยายภาพของวัตถุใหมีขนาดใหญขึ้น ชวยทําใหมองเห็นวัตถุบนทองฟาไดชัดเจน มากกวาการมองดวยตาเปลา กลองโทรทรรศนแบงออกเปน 3 ประเภท ไดแก 1. กลองโทรทรรศนแบบหักเหแสง เสนทางเดินของแสง วัตถุ เลนสใกลตา (เลนสนูน) ทําหนาที่ขยายภาพและแปลงภาพ ที่ไดใหเปนภาพเสมือนที่ตามนุษยสามารถ สังเกตได เลนสใกลวัตถุ (เลนสนูน) ทําหนาที่รวมแสง
กลองโทรทรรศน • กลองโทรทรรศนแบบสะทอนแสงใชกระจกเวาแทนเลนสนูน • กลองโทรทรรศนแบบสะทอนแสงมีปญหาเรื่องความคลาดสีนอยกวาแบบหักเหแสง 2. กลองโทรทรรศนแบบสะทอนแสง วัตถุ เลนสนูน กระจกเวา ทําหนาที่เปนเลนสใกลวัตถุรวบรวมแสง สงไปยังกระจกระนาบ กระจกระนาบ สะทอนจากกระจกเวาเขาสู เลนส นูนหรือเลนสใกลตา เสนทางเดินของแสง
กลองโทรทรรศน • เปนกลองที่ใชทั้งเลนสนูนและกระจกเวารวมแสง • เปนกลองโทรทรรศนที่มีขนาดเล็ก มีความละเอียดสูง เหมาะสําหรับใชสํารวจวัตถุขนาดเล็ก • เปนการผสมผสานจุดเดนของกลองโทรทรรศนแบบหักเหแสง และแบบสะทอนแสงเขาดวยกัน ทําใหไดภาพที่ปราศจากความคลาดสี ดวยมุมมองที่กวางขึ้น 3. กลองโทรทรรศนแบบผสม เสนทางเดินของแสง เลนสนูน ทําหนาที่เปนเลนสตา ขยายภาพใหญขึ้น กระจกเวา ทําหนาที่รวมแสง ใหมาตกที่จุดเดียวกัน
www.aksorn.com/interactive3D/PP972 กลองโทรทรรศนอวกาศฮับเบิล ระบบ Android ระบบ iOS
ดาวเทียม เปนสิ่งที่มนุษยสรางขึ้นแลวสงขึ้นไปโคจรรอบโลก ซึ่งดาวเทียมมีประโยชนตอการดํารงชีวิตของมนุษยในหลาย ๆ ดาน ดังนี้ • รับสงคลื่นวิทยุเพื่อการสื่อสารและโทรคมนาคม • ใชการติดตอสื่อสารในประเทศและระหวางประเทศ • ชวยในการควบคุมเสนทางและบอกตําแหนงที่อยู ดานการสื่อสาร • ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาดวงแรกที่สงขึ้นไปโคจรรอบโลก คือ ดาวเทียมไทรอส-1 • ใชดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาสงสัญญาณภาพถายทางอากาศ มาสูภาคพื้นดิน ดานการพยากรณอากาศ ดานการสํารวจทรัพยากรธรรมชาติ • ใชประโยชนในดานปาไม การเกษตร การใชที่ดิน อุทกวิทยา ธรณีวิทยา สิ่งแวดลอม และการทําแผนที่ • ดาวเทียมสํารวจทรัพยากรธรรมชาติ ไดแก ดาวเทียมแลนด แซต ดาวเทียมเรดารแซต ดาวเทียมเอลอส • ประเทศไทยสงดาวเทียมไทยโชต หรือดาวเทียมธีออส ดานการสํารวจสมุทรศาสตร • ใชดาวเทียมสํารวจสมุทรศาสตร ทําการบันทึกขอมูล ในชวงคลื่นไมโครเวฟ • มีบทบาทในงานดานวิทยาศาสตรทางทะเล เชน การเปลี่ยนแปลงของน้ําทะเล คลื่นลม
ดาวเทียม ไทยคม 1 ไทยคม 2 ไทยคม 3 ไทยคม 4 ไทยคม 5 ไทยคม 6 ไทยคม 7 ไทยคม 8 ดาวเทียมไทยคมเปนดาวเทียมสื่อสารของไทย ในปจจุบันมีการสงขึ้นสูวงโคจรแลว ทั้งหมด 8 ดวง ดังนี้
ยานอวกาศ • ยานอวกาศที่ไมมีมนุษยควบคุมจะถูกสงไปสํารวจ ดวง จันทร ดวงอาทิตย และดาวเคราะหในหวงอวกาศ เปนยานพาหนะที่ออกแบบขึ้นมาเพื่อใชเดินทางไปในอวกาศ ซึ่งนํามาใชประโยชนในหลายดานแลวแตวัตถุประสงค เชน การสื่อสารโทรคมนาคม อุตุนิยมวิทยา การสํารวจอวกาศ ซึ่งยานอากาศแบงไดเปน 2 ประเภท ดังนี้ • เปนยานอวกาศที่มีขนาดเล็กและมีมวลนอย • เปนยานอวกาศที่ประหยัดเชื้อเพลิง • นิยมใชในงานสํารวจระยะบุกเบิกและเดินทางระยะไกล ยานอวกาศแคสซินีใชสํารวจดาวเสาร 1. ยานอวกาศที่ไมมีมนุษยควบคุม
• โครงการในการสํารวจอวกาศมีหลายโครงการ ดังนี้ • เปนยานอวกาศขนาดใหญ เนื่องจากตองบรรทุก มนุษยอวกาศและของที่จําเปนตองใชในการดํารงชีพ • การสงยานอวกาศประเภทนี้ตองใชเชื้อเพลิงจํานวนมาก 2. ยานอวกาศที่มีมนุษยควบคุม ยานอวกาศ โครงการ ทดสอบอะพอลโล-โซยุซ โครงการสกายแล็บ โครงการเจมินี โครงการอะพอลโล โครงการยานขนสงอวกาศ
กระสวยอวกาศ ยานขนสงอวกาศหรือกระสวยอวกาศ ทําหนาที่เปนยานอวกาศ หองทํางานของนักบิน บรรทุกสัมภาระที่ตองปลอยในวงโคจรในอวกาศ จรวดเชื้อเพลิงแข็ง ทําหนาที่ขับดันใหยาน ขนสงอวกาศทั้งระบบ ทะยานขึ้นสูอวกาศ ถังเชื้อเพลิงภายนอก ทําหนาที่บรรทุกเชื้อเพลิงเหลวซึ่ง มีทอลําเลียงเชื้อเพลิงไปทําการ สันดาปในเครื่องยนต กระสวยอวกาศ มีสวนประกอบที่สําคัญ 3 สวน ดังนี้
นักบินอวกาศ การตอบสนองในการเคลื่อนที่ ของรางกายผิดปกติ ความสามารถการมองเห็นลดลง ตาเปนตอกระจก กลามเนื้อบริเวณตนขา และหลังจะลีบเล็กลง อยูในสภาวะโลหิตจาง และติดเชื้อไดงาย การเตนหัวใจผิดปกติทําใหกลามเนื้อ หัวใจออนแอ กระดูกเปราะและแตกหักงาย บุคคลที่เดินทางไปกับยานอวกาศ ไมวาจะไปดวยยานอวกาศแบบไหน ทั้งที่โคจรรอบโลกในระยะสูงจากพื้นราว 80-100 กิโลเมตรขึ้นไป หรือ เดินทางออกไปยังตําแหนงอื่นใดนอกวงโคจรของโลก ผลกระทบของอวกาศตอรางกายของนักบินอวกาศ
โครงการสํารวจอวกาศ ยุคอวกาศ เปนยุคที่วิทยาศาสตรและเทคโนโลยี พัฒนาและเฟองฟูมากขึ้นมีการศึกษาอวกาศ และประดิษฐยานอวกาศเพื่อสงไปสํารวจอวกาศ โดยสหภาพโซเวียตสงดาวเทียม ดวงแรกชื่อ สปุตนิก 1 ขึ้นสูอวกาศ ยุคกอนอวกาศ ในอดีตทองฟาและอวกาศเปนสถานที่ที่ลึกลับ การเกิดลม ฝน พายุนั้นเกิดจากการบันดาลจากเทพเจา ตอมาเมื่อความกาวหนาทางเทคโนโลยีมีมากขึ้น ใชกลองโทรทรรศนสองดูวัตถุตาง ๆ บนทองฟา และใชจานรับคลื่นวิทยุจากดวงดาวตาง ๆ ความกาวหนาของการสํารวจอวกาศ
โครงการสํารวจอวกาศ ประเทศไทยใชดาวเทียมในการสํารวจอวกาศทั้งหมด 3 ระบบ ดังนี้ ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา ดาวเทียมสื่อสาร ดาวเทียมสํารวจ ทรัพยากรธรรมชาติ
www.aksorn.com/interactive3D/PP971 สถานีอวกาศนานาชาติ ระบบ Android ระบบ iOS
สรุป การโคจรของดาวเคราะหรอบดวงอาทิตย โลกและดาวเคราะหดวงอื่น ๆ สามารถโคจรรอบดวงอาทิตยได เนื่องจากแรงโนมถวงซึ่งเปนแรงดึงดูดระหวางวัตถุ 2 วัตถุ กฎแรงโนมถวงของนิวตัน = การปฏิสัมพันธในระบบสุริยะ
สรุป การเกิดฤดูกาล การเคลื่อนที่ปรากฏของดวงอาทิตย โลกหมุนรอบตัวเอง 1 รอบ ใชเวลา 24 ชั่วโมง โดยหมุนจากทิศ ตะวันตกไปทิศตะวันออกทําใหเราเห็นการเคลื่อนที่ปรากฏของ ดวงอาทิตยจากทิศตะวันออกไปยังทิศตะวันตก เรียกปรากฏการณนี้วา การขึ้นและตกของดวงอาทิตย ๐ แกนโลกเอียงทํามุมประมาณ 23.5 กับแนวตั้งฉากของระนาบ ทางโคจรทําใหพื้นที่ตาง ๆ บนโลกไดรับแสงจาก ดวงอาทิตยแตกตางกัน เกิดเปนฤดูกาล ๐
สรุป การเกิดขางขึ้นขางแรม ดวงจันทรหมุนรอบตัวเองและโคจรรอบโลก โดยดวงจันทรจะไดรับแสง จากดวงอาทิตยครึ่งดวงตลอดเวลา เมื่อดวงจันทรโคจรรอบโลกจะหันสวน สวางมายังโลกแตกตางกัน ทําใหคนบนโลกมองเห็นดวงจันทรแตกตางกัน ในแตละวัน เกิดเปนขางขึ้นขางแรม การน้ําขึ้นน้ําลง ขึ้น 8 ค่ํา แรม 15 ค่ํา แรม 8 ค่ํา ขึ้น 15 ค่ํา แรงโนมถวงที่ดวงจันทรและดวงอาทิตยกระทําตอโลก ทําใหเกิดปรากฏการณน้ําขึ้นน้ําลง เมื่อดวงอาทิตย ดวงจันทร และโลก โคจรในแนวเดียวกัน เมื่อดวงอาทิตย ดวงจันทร และโลก โคจรตั้งฉากซึ่งกันและกัน ปรากฏการณน้ําเกิด น้ําขึ้นสูงสุดและน้ําลงต่ําสุด ระดับน้ําแตกตางกันมากที่สุด ปรากฏการณน้ําตาย น้ําขึ้นสูงสุดและน้ําลงต่ําสุด ระดับน้ําแตกตางกันนอยที่สุด
สรุป กลองโทรทรรศน เทคโนโลยีอวกาศ กลองโทรทรรศน เปนอุปกรณที่ใชในการสํารวจอวกาศ ชวยใหมองเห็นวัตถุ บนทองฟาชัดเจนมากกวาการมองดวยตาเปลา กลองโทรทรรศน แบงออกเปน 3 ประเภท แบบหักเหแสง เลนสนูน เลนสนูน เลนสเวา กระจกเงาราบ แบบสะทอนแสง แบบผสม เลนสนูน กระจกเวา เทคโนโลยีอวกาศ การนําความรูทางวิทยาศาสตรและ เทคโนโลยีมาใชใหเหมาะสมในทาง ดาราศาสตรและอวกาศ
สรุป ดาวเทียมและยานอวกาศ ดาวเทียมถูกสงขึ้นไปโคจรรอบโลก เพื่อใชประโยชนในดานตาง ๆ • ดานการสื่อสาร • ดานการพยากรณอากาศ • ดานการสํารวจทรัพยากรธรรมชาติ • ดานการสํารวจสมุทรศาสตร ยานอวกาศออกแบบขึ้นเพื่อใชในการเดินทางไปในอวกาศ ซึ่งนํา ไปใชประโยชนในหลายดาน เชน การอุตุนิยมวิทยา การนําทาง สํารวจดาวเคราะห โดยยานอวกาศแบงออกเปน 2 ประเภท • ยานอวกาศที่ไมมีมนุษยควบคุม • ยานอวกาศที่มีมนุษยควบคุม กระสวยอวกาศ ถังเชื้อเพลิงภายนอก บรรทุกเชื้อเพลิงเหลวซึ่งมีทอน้ํา ลําเลียงเชื้อเพลิงไปทําการ สันดาปในเครื่องยนต โดยติดตั้ง อยูทางดานทายของกระสวย อวกาศ จรวดเชื้อเพลิงแข็ง ขับดันใหยานอวกาศทั้งระบบ ทะยานขึ้นสูอวกาศ ยานขนสงอวกาศหรือ กระสวยอวกาศ เปนยานอวกาศ หองทํางานนักบิน หองปฏิบัติการของนักวิทยาศาสตร รวมทั้งบรรทุกสัมภาระที่ตองปลอย ในวงโคจรในอวกาศ