123 ความคิดเห็นครูพี่เลี้ยง ............................................................................................................................. ................................... ................................................................................................ ................................................................ ............................................................................................................................. ................................... ลงชื่อ (นายชาญชัย เวียนเตียง) ครูพี่เลี้ยงกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความคิดเห็นของหัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้ ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ลงชื่อ ผู้ตรวจสอบ (นางวราภรณ์ เบ้าหล่อเพชร) หัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความคิดเห็นของผู้บริหารสถานศึกษาหรือผู้ที่ได้รับมอบหมาย ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ลงชื่อ (นางสิริ ภัคร โคตรเพชร) ตำแหน่ง ผู้ช่วยผู้อำนวยการกลุ่มบริหารวิชาการ
124 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 11 รายวิชาวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม (ว33206) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 19 ฟิสิกส์อะตอม เวลา 18 ชั่วโมง เรื่องที่ รัศมีวงโคจรของอิเล็กตรอน เวลา 1 ชั่วโมง ภาคเรียนที่ 2 ครูผู้สอน นางสาวชนากานต์ พลพะนาน 1. สาระฟิสิกส์ 4. เข้าใจความสัมพันธ์ของความร้อนกับการเปลี่ยนอุณหภูมิและสถานะของสสาร สภาพ ยืดหยุ่นของวัสดุและมอดุลัสของยัง ความดันในของไหล แรงพยุงและหลักของอาร์คิมีดีส ความตึงผิว และแรงหนืดของของเหลว ของไหลอุดมคติละสมการแบร์นูลลี กฎของแก๊ส ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอุดม คติ และพลังงานในระบบ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ทวิภาวะของคลื่นและ อนุภาค กัมมันตภาพรังสี แรงนิวเคลียร์ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ พลังงานนิวเคลียร์ ฟิสิกส์อนุภาค รวมทั้ง นำความรู้ไปใช้ประโยชน์ 2. ผลการเรียนรู้ 3. อธิบายสมมติฐานของพลังค์ทฤษฎีอะตอมของโบร์ และการเกิดเส้นสเปกตรัมของอะตอม ไฮโดรเจน รวมทั้งคำนวณปริมาณต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ เมื่อจบกิจกรรมการเรียนรู้ นักเรียนสามารถ จุดประสงคการ เรียนรู้ รายละเอียด 1. ด้านความรู้ (K: Knowledge) 1) นักเรียนอธิบายรัศมีวงโคจรของอิเล็กตรอนได้ 2. ด้านทักษะ กระบวนการ (P: Process) 1) นักเรียนคำนวณหารัศมีวงโคจรของอิเล็กตรอนได้ 3. ด้านคุณ ลักษณะ ที่พึงประสงค์ (A: Attitude) 1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน 4. สาระสำคัญ
125 4. สาระสำคัญ สเปกตรัมของแก๊ส เช่น ไฮโดรเจนและนีออน ในช่วงที่ตามองเห็น มีลักษณะเป็นเส้นแยกออก จากกันเรียกว่าสเปกตรัมแบบเส้น (line spectrum) โบร์อธิบายสเปกตรัมแบบเส้นของแก๊ส ไฮโดรเจน โดยเสนอทฤษฎีอะตอมของไฮโดรเจนมีใจความว่า อิเล็กตรอนที่โคจรรอบนิวเคลียสโดยไม่ แผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านั้น จะอยู่ในวงโคจรเฉพาะบางค่า ที่มีโมเมนตัมเชิงมุมตามสมการ = ħ ทำให้มีรัศมีวงโคจรตามสมการ = ( ħ 2 2 ) 2และมีพลังงานรวมของ อิเล็กตรอนในวงโคจรตามสมการ = − 1 2 2 4 ħ 2 ( 1 2 ) เมื่ออิเล็กตรอนเปลี่ยนวงโคจร จะมีการรับ หรือปล่อยพลังงานบางค่าออกมาในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ตามสมมติฐานของพลังค์ตามสมการ ℎ = − ทฤษฎีอะตอมของโบร์สามารถใช้คำนวณหาพลังงานของอะตอมไฮโดรเจนที่สถานะพื้นมีค่า E1 = −21.76 × 10−19 J หรือ -13.6 eV พลังงานที่สถานะถูกกระตุ้น ตามสมการ En = − −21.76 × 10−19 J 2 = − 13.6 eV 2 เมื่อ n = 2, 3, 4, ... และนำไปใช้คำนวณหาความยาว คลื่นของสเปกตรัมชุดต่าง ๆ ของไฮโดรเจน ตามสมการ 1 = [ 1 2 − 1 2 ] 5. สมรรถนะสำคัญของผู้เรียนและคุณลักษณะอันพึงประสงค์ สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 1. ความสามารถในการสื่อสาร 2. ความสามารถในการคิด 1) ทักษะการสังเกต 2) ทักษะการสื่อสาร 3) ทักษะการวิเคราะห์ 4) ทักษะการทำงานร่วมกัน 5) ทักษะการตีความหมายข้อมูลและลง ข้อสรุป 3. ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต 1. มีวินัย รับผิดชอบ 2. ใฝ่เรียนรู้ 3. ซื่อสัตย์ สุจริต 4. มุ่งมั่นในการทำงาน
126 6. กิจกรรมการเรียนรู้ ขั้นที่ 1 ขั้นสร้างความสนใจ 1.1 ครูทบทวนบทเรียน เรื่อง สเปกตรัมของแก๊สร้อน 1.2 ครูตั้งคำถามเข้าสู่กิจกรรม ดังนี้ - นักเรียนทราบหรือไม่ว่าทฤษฎีอะตอมของโบร์ ทำให้สามารถหารัศมีวงโคจร ของอิเล็กตรอนได้ด้วยสมการใด ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 2.1 ครูนำนักเรียนศึกษาเนื้อหาตามรายละเอียดหนังสือเรียน หน้า 66 - 70 2.2 นักเรียนบันทึกเนื้อหาและสมการที่เกี่ยวข้องลงในสมุดของตนเอง 2.3 ครูนำโจทย์ปัญหาให้นักเรียนศึกษาและแสดงวิธีการหาคำตอบ จำนวน 2 ข้อ 1) อิเล็กตรอนตัวหนึ่งโคจรรอบนิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจน โดยมีn=2 จงหารัศมีของวงโคจร 2) อิเล็กตรอนตัวหนึ่งโคจรรอบนิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจน โดยมี n=5 จงหารัศมีของวงโคจร ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 3.1 ครูสรุปสมการและตัวแปรที่เกี่ยวข้องในการหาค่ารัศมีวงโคจรของอิเล็กตรอน 3.2 ครูอธิบายการหาคำตอบของโจทย์ปัญหาทั้ง 2 ข้อ อย่างละเอียด 1) อิเล็กตรอนตัวหนึ่งโคจรรอบนิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจน โดยมี n=2 จงหารัศมีของวงโคจร หารัศมีของวงจาก = 0 2 0 คือ รัศมีวงโคจรของอิเล็กตรอนเมื่ออะตอมอยู่ ณ สถานะพื้นเท่ากับ 0.529 × 10-10 m โจทย์กำหนด = 2 ดังนั้น 2 = (0.529 10−10)(2 2 ) 2 = (0.529 10−10)(4) 2 = 2.12 10−10 2) อิเล็กตรอนตัวหนึ่งโคจรรอบนิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจน โดยมี n = 5 จงหารัศมีของวงโคจร หารัศมีของวงจาก = 0 2 0 คือ รัศมีวงโคจรของอิเล็กตรอนเมื่ออะตอมอยู่ ณ สถานะพื้นเท่ากับ 0.529 × 10-10 m
127 โจทย์กำหนด = 5 ดังนั้น 5 = (0.529 10−10)(5 2 ) 5 = (0.529 10−10)(25) 5 = 1.32 10−9 ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 4.1 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติม ดังนี้ โมเมนตัมที่เราได้ศึกษามาก่อนหน้านี้ ⃑ = ⃑ เรียกว่า โมเมนตัมเชิง เส้น ยังมีโมเมนตัมอีกแบบหนึ่ง เรียกว่า โมเมนตัมเชิงมุม ในกรณีวัตถุที่เคลื่อนด้วยโมเมนตัม เชิงเส้น รอบจุดตรึงหนึ่ง ๆ เป็นวงกลมรัศมี จะมีขนาดโมเมนตัมเชิงมุม เท่ากับผล คูณระหว่างขนาดโมเมนตัม เชิงเส้นกับรัศมี ตามสมการ = = มีหน่วยเป็น จูล วินาที่ รูป โมเมนตัมเชิงมุม นีลส์ เฮนริค เดวิด โบร์ (Niels Henrik David Bohr ค.ศ.1885-1962 หรือ พ.ศ.2428-2505) นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก เป็นผู้เสนอแบบจำลองอะตอมโดยใช้ความรู้ ทางด้านฟิสิกส์ควอนตัม และแนวคิดนิวเคลียสอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด อธิบายการเกิดสเปกตรัมของอะตอม ไฮโดรเจนได้ โบร์ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์เมื่อ พ.ศ.2465 ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล 5.1จัดกิจกรรมตอบคำถามผ่านเว็บ Blooket เพื่อทบทวนและทดสอบความรู้ที่ได้ เรียนมา 7. สื่อการเรียนรู้/แหล่งเรียนรู้ 7.1 หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสิกส์) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 6 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) 7.2 อินเทอร์เน็ต 7.3 ใบความรู้ เรื่อง รัศมีวงโคจรของอิเล็กตรอนได้
128 8. การวัดและประเมินผล จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) 1) นักเรียนอธิบายรัศมีวงโคจรของ อิเล็กตรอนได้ 1) ตรวจสมุดนักเรียน 1) คำถามจำนวน 1 ข้อ 2) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ตอบคำถามได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) 1) นักเรียนคำนวณหารัศมีวงโคจร ของอิเล็กตรอนได้ 1) ตรวจสมุดนักเรียน 1) แบบฝึกหัด 19.1 ข้อ 6 ก. 2) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ทำแบบฝึกหัดได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านคุณลักษณะ (A) 1) มุ่งมั่นในการทำงานและ มีความรับผิดชอบ 1) ตรวจสมุดนักเรียน 1) คำถามจำนวน 1 ข้อ 2) แบบฝึกหัด 19.1 ข้อ 6 ก. 3) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนทำภาระงานที่ ได้รับมอบหมายได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์
129 ใบความรู้เรื่อง รัศมีวงโคจรของอิเล็กตรอนได้
130
131 ความคิดเห็นครูพี่เลี้ยง ............................................................................................................................. ................................... ................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................. ................................... ลงชื่อ (นายชาญชัย เวียนเตียง) ครูพี่เลี้ยงกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความคิดเห็นของหัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้ ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ลงชื่อ ผู้ตรวจสอบ (นางวราภรณ์ เบ้าหล่อเพชร) หัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความคิดเห็นของผู้บริหารสถานศึกษาหรือผู้ที่ได้รับมอบหมาย ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ลงชื่อ (นางสิริ ภัคร โคตรเพชร) ตำแหน่ง ผู้ช่วยผู้อำนวยการกลุ่มบริหารวิชาการ
132 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 12 รายวิชาวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม (ว33206) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 19 ฟิสิกส์อะตอม เวลา 18 ชั่วโมง เรื่องที่ รัศมีวงโคจรของอิเล็กตรอน เวลา 1 ชั่วโมง ภาคเรียนที่ 2 ครูผู้สอน นางสาวชนากานต์ พลพะนาน 1. สาระฟิสิกส์ 4. เข้าใจความสัมพันธ์ของความร้อนกับการเปลี่ยนอุณหภูมิและสถานะของสสาร สภาพ ยืดหยุ่นของวัสดุและมอดุลัสของยัง ความดันในของไหล แรงพยุงและหลักของอาร์คิมีดีส ความตึงผิว และแรงหนืดของของเหลว ของไหลอุดมคติละสมการแบร์นูลลี กฎของแก๊ส ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอุดม คติ และพลังงานในระบบ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ทวิภาวะของคลื่นและ อนุภาค กัมมันตภาพรังสี แรงนิวเคลียร์ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ พลังงานนิวเคลียร์ ฟิสิกส์อนุภาค รวมทั้ง นำความรู้ไปใช้ประโยชน์ 2. ผลการเรียนรู้ 3. อธิบายสมมติฐานของพลังค์ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ และการเกิดเส้นสเปกตรัมของอะตอม ไฮโดรเจน รวมทั้งคำนวณปริมาณต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ เมื่อจบกิจกรรมการเรียนรู้ นักเรียนสามารถ จุดประสงคการ เรียนรู้ รายละเอียด 1. ด้านความรู้ (K: Knowledge) 1) นักเรียนอธิบายพลังงานอะตอมของไฮโดรเจนได้ 2. ด้านทักษะ กระบวนการ (P: Process) 1) นักเรียนคำนวณหาพลังงานอะตอมของไฮโดรเจนได้ 3. ด้านคุณ ลักษณะ ที่พึงประสงค์ (A: Attitude) 1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน 4. สาระสำคัญ 4. สาระสำคัญ
133 สเปกตรัมของแก๊ส เช่น ไฮโดรเจนและนีออน ในช่วงที่ตามองเห็น มีลักษณะเป็นเส้นแยกออก จากกันเรียกว่าสเปกตรัมแบบเส้น (line spectrum) โบร์อธิบายสเปกตรัมแบบเส้นของแก๊ส ไฮโดรเจน โดยเสนอทฤษฎีอะตอมของไฮโดรเจนมีใจความว่า อิเล็กตรอนที่โคจรรอบนิวเคลียสโดยไม่ แผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านั้น จะอยู่ในวงโคจรเฉพาะบางค่า ที่มีโมเมนตัมเชิงมุมตามสมการ = ħ ทำให้มีรัศมีวงโคจรตามสมการ = ( ħ 2 2 ) 2และมีพลังงานรวมของ อิเล็กตรอนในวงโคจรตามสมการ = − 1 2 2 4 ħ 2 ( 1 2 ) เมื่ออิเล็กตรอนเปลี่ยนวงโคจร จะมีการรับ หรือปล่อยพลังงานบางค่าออกมาในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ตามสมมติฐานของพลังค์ตามสมการ ℎ = − ทฤษฎีอะตอมของโบร์สามารถใช้คำนวณหาพลังงานของอะตอมไฮโดรเจนที่สถานะพื้นมีค่า E1 = −21.76 × 10−19 J หรือ -13.6 eV พลังงานที่สถานะถูกกระตุ้น ตามสมการ En = − −21.76 × 10−19 J 2 = − 13.6 eV 2 เมื่อ n = 2, 3, 4, ... และนำไปใช้คำนวณหาความยาว คลื่นของสเปกตรัมชุดต่าง ๆ ของไฮโดรเจน ตามสมการ 1 = [ 1 2 − 1 2 ] 5. สมรรถนะสำคัญของผู้เรียนและคุณลักษณะอันพึงประสงค์ สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 1. ความสามารถในการสื่อสาร 2. ความสามารถในการคิด 1) ทักษะการสังเกต 2) ทักษะการสื่อสาร 3) ทักษะการวิเคราะห์ 4) ทักษะการทำงานร่วมกัน 5) ทักษะการตีความหมายข้อมูลและลง ข้อสรุป 3. ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต 1. มีวินัย รับผิดชอบ 2. ใฝ่เรียนรู้ 3. ซื่อสัตย์ สุจริต 4. มุ่งมั่นในการทำงาน
134 6. กิจกรรมการเรียนรู้ ขั้นที่ 1 ขั้นสร้างความสนใจ 1.1 ครูทบทวนบทเรียนและสมการที่เกี่ยวข้อง เรื่อง รัศมีวงโคจรของอิเล็กตรอน 1.2 ครูตั้งคำถามเข้าสู่กิจกรรม ดังนี้ - ขณะอิเล็กตรอนเคลื่อนที่รอบนิวเคลียส อิเล็กตรอนมีพลังงานอะไรบ้าง (โดยเปิดโอกาสให้นักเรียนแสดงความคิดเห็นอย่างอิสระ ไม่คาดหวังคำตอบที่ ถูกต้อง) ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 2.1 ครูนำนักเรียนศึกษาเนื้อหาตามรายละเอียดหนังสือเรียน หน้า 70 - 72 2.2 นักเรียนบันทึกเนื้อหาและสมการที่เกี่ยวข้องลงในสมุดของตนเอง 2.3 ครูนำโจทย์ปัญหาให้นักเรียนศึกษาและแสดงวิธีการหาคำตอบ จำนวน 2 ข้อ 1) จงหาอัตราเร็วของอิเล็กตรอนในวงโคจรที่ n 2) จะต้องใช้พลังงานอย่างน้อยที่สุดกี่อิเล็กตรอนโวลต์ในการทำให้ อิเล็กตรอนในวงโคจรที่สอง (n = 4) หลุดออกจากอะตอมไฮโดรเจนเป็น อิเล็กตรอนอิสระ ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 3.1 ครูสรุปสมการและตัวแปรที่เกี่ยวข้องในการหาค่าพลังงานรวมของอะตอม 3.2 ครูอธิบายการหาคำตอบของโจทย์ปัญหาทั้ง 2 ข้อ อย่างละเอียด 1) จงหาอัตราเร็วของอิเล็กตรอนในวงโคจรที่ n หาอัตราเร็วของอิเล็กตรอนในวงโคจรที่n จาก 2 = 2 = (0.529 10−10) 2 = 8.99 109 ∙ 2 −2 = 1.602 10−19 = 9.11 10−31 ดังนั้น 2 = 2 = 2 (0.529 10−10)2 โดยแทนค่าต่างๆ ในสมการ = √ 2 (0.529 10−10)2 = √ (0.529 10−10)
135 = √ (8.99 109) (9.11 10−31)(0.529 10−10) (1.602 10−19) = (1.366 1025)(1.602 10−19) = 2.19 106 / 2) จะต้องใช้พลังงานอย่างน้อยที่สุดกี่อิเล็กตรอนโวลต์ในการทำให้อิเล็กตรอน ในวงโคจรที่สอง (n = 4) หลุดออกจากอะตอมไฮโดรเจนเป็นอิเล็กตรอนอิสระ หาพลังงานของระดับพลังงานที่n = 4 จาก = − 13.6 2 แทน n = 4 ในสมการ 4 = − 13.6 4 2 4 = − 13.6 16 4 = −0.85 ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 4.1 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมข้อสังเกต ดังนี้ พลังงานของอิเลีกตรอนในอะตอมมีเครื่องหมายลบ เช่น ในกรณีของ อะตอมไฮโดรเจน อิเล็กตรอนมีพลังงานเท่ากับ = − 13.6 2 หมายความ ว่า อิเล็กตรอนในอะตอมไฮโดรเจนถูกยืดเหนี่ยวไว้โดยแรงไฟฟ้าจากโปรตอนใน นิวเคลียส โดยอิเล็กตรอนในวงโคจรที่ใกล้นิวเคลียสมากที่สุด ( = 1) ถูกยึด เหนี่ยวไว้ในอะตอมด้วยพลังงานเท่ากับ 13.6 หากต้องการให้อิเล็กตรอนนี้หลุด ออกจากอะตอมเป็นอิเล็กตรอนอิสระ จะต้องใช้พลังงานอย่างน้อยที่สุดเท่ากับ พลังงานยืดเหนี่ยวในวงโคจรนั้นซึ่งทำกับ 13.6 เราเรียกพลังงาน ดังกล่าวนี้ว่า พลังงานไอออนไนเซซัน (ionization energy) ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล 5.1 นักเรียนแบบฝึกหัด 19.1 ข้อ 4 - 5 ลงในสมุด 5.2 นักเรียนตอบคำถาม จำนวน 1 ข้อ ดังนี้ ลงในสมุด - จงอธิบายพลังงานรวมของอะตอมไฮโดรเจนตามแบบจำลองของโบร์
136 7. สื่อการเรียนรู้/แหล่งเรียนรู้ 7.1 หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสิกส์) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 6 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) 7.2 อินเทอร์เน็ต 7.3 ใบความรู้เรื่อง พลังงานรวมของอะตอมไฮโดรเจน 8. การวัดและประเมินผล จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) 1) นักเรียนอธิบายพลังงานอะตอม ของไฮโดรเจนได้ 1) ตรวจสมุดนักเรียน 1) คำถามจำนวน 1 ข้อ 2) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ตอบคำถามได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) 1) นักเรียนคำนวณหาพลังงาน อะตอมของไฮโดรเจนได้ 1) ตรวจสมุดนักเรียน 1) แบบฝึกหัด 19.1 ข้อ 4 - 5 2) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ทำแบบฝึกหัดได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านคุณลักษณะ (A) 1) มุ่งมั่นในการทำงานและ มีความรับผิดชอบ 1) ตรวจสมุดนักเรียน 1) คำถามจำนวน 1 ข้อ 2) แบบฝึกหัด 19.1 ข้อ 4 - 5 3) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนทำภาระงานที่ ได้รับมอบหมายได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์
137 ใบความรู้เรื่อง พลังงานรวมของอะตอมไฮโดรเจน
138
139 ความคิดเห็นครูพี่เลี้ยง ............................................................................................................................. ................................... ................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................. ................................... ลงชื่อ (นายชาญชัย เวียนเตียง) ครูพี่เลี้ยงกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความคิดเห็นของหัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้ ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ลงชื่อ ผู้ตรวจสอบ (นางวราภรณ์ เบ้าหล่อเพชร) หัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความคิดเห็นของผู้บริหารสถานศึกษาหรือผู้ที่ได้รับมอบหมาย ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ลงชื่อ (นางสิริ ภัคร โคตรเพชร) ตำแหน่ง ผู้ช่วยผู้อำนวยการกลุ่มบริหารวิชาการ
140 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 13 รายวิชาวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม (ว33206) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 19 ฟิสิกส์อะตอม เวลา 18 ชั่วโมง เรื่องที่ ความยาวคลื่นของแสงในสเปกตรัมแบบเส้นตามทฤษฏีอะตอมของโบร์ เวลา 1 ชั่วโมง ภาคเรียนที่ 2 ครูผู้สอน นางสาวชนากานต์ พลพะนาน 1. สาระฟิสิกส์ 4. เข้าใจความสัมพันธ์ของความร้อนกับการเปลี่ยนอุณหภูมิและสถานะของสสาร สภาพ ยืดหยุ่นของวัสดุและมอดุลัสของยัง ความดันในของไหล แรงพยุงและหลักของอาร์คิมีดีส ความตึงผิว และแรงหนืดของของเหลว ของไหลอุดมคติละสมการแบร์นูลลี กฎของแก๊ส ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอุดม คติ และพลังงานในระบบ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ทวิภาวะของคลื่นและ อนุภาค กัมมันตภาพรังสี แรงนิวเคลียร์ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ พลังงานนิวเคลียร์ ฟิสิกส์อนุภาค รวมทั้ง นำความรู้ไปใช้ประโยชน์ 2. ผลการเรียนรู้ 3. อธิบายสมมติฐานของพลังค์ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ และการเกิดเส้นสเปกตรัมของอะตอม ไฮโดรเจน รวมทั้งคำนวณปริมาณต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ เมื่อจบกิจกรรมการเรียนรู้ นักเรียนสามารถ จุดประสงคการ เรียนรู้ รายละเอียด 1. ด้านความรู้ (K: Knowledge) 1) นักเรียนอธิบายสมการความยาวคลื่นของแสงในสเปกตรัมแบบเส้นตาม ทฤษฏีอะตอมของโบร์ได้ 2. ด้านทักษะ กระบวนการ (P: Process) 1) นักเรียนคำนวณหาความยาวคลื่นของแสงในสเปกตรัมแบบเส้นตาม ทฤษฏีอะตอมของโบร์ได้ 3. ด้านคุณ ลักษณะ ที่พึงประสงค์ (A: Attitude) 1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน
141 4. สาระสำคัญ 4. สาระสำคัญ ทฤษฎีอะตอมของโบร์สามารถใช้คำนวณหาพลังงานของอะตอมไฮโดรเจนที่สถานะพื้นมีค่า E1 = −21.76 × 10−19 J หรือ -13.6 eV พลังงานที่สถานะถูกกระตุ้น ตามสมการ En = − −21.76 × 10−19 J 2 = − 13.6 eV 2 เมื่อ n = 2, 3, 4, ... และนำไปใช้คำนวณหาความยาว คลื่นของสเปกตรัมชุดต่าง ๆ ของไฮโดรเจน ตามสมการ 1 = [ 1 2 − 1 2 ] 5. สมรรถนะสำคัญของผู้เรียนและคุณลักษณะอันพึงประสงค์ สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 1. ความสามารถในการสื่อสาร 2. ความสามารถในการคิด 1) ทักษะการสังเกต 2) ทักษะการสื่อสาร 3) ทักษะการวิเคราะห์ 4) ทักษะการทำงานร่วมกัน 5) ทักษะการตีความหมายข้อมูลและลง ข้อสรุป 3. ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต 1. มีวินัย รับผิดชอบ 2. ใฝ่เรียนรู้ 3. ซื่อสัตย์ สุจริต 4. มุ่งมั่นในการทำงาน 6. กิจกรรมการเรียนรู้ ขั้นที่ 1 ขั้นสร้างความสนใจ 1.1 ครูทบทวนบทเรียนและสมการที่เกี่ยวข้อง เรื่อง พลังงานรวมของอะตอม 1.2 ครูตั้งคำถามเข้าสู่กิจกรรม ดังนี้ - นักเรียนทราบหรือไม่ว่าสามารถหาความยาวคลื่นของแสงในสเปกตรัมแบบเส้น ตามทฤษฏีอะตอมของโบร์ได้ด้วยสมการใด (โดยเปิดโอกาสให้นักเรียนแสดงความคิดเห็นอย่างอิสระ ไม่คาดหวังคำตอบที่ ถูกต้อง) ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 2.1 ครูนำนักเรียนศึกษาเนื้อหาตามรายละเอียดหนังสือเรียน หน้า 73
142 2.2 ครูนำนักเรียนอธิบายตัวอย่าง 19.4 ตามรายละเอียดในหนังสือเรียน อย่าง ละเอียด 2.3 นักเรียนบันทึกเนื้อหาและสมการที่เกี่ยวข้องลงในสมุดของตนเอง 2.4 ให้นักเรียนศึกษาและทำแบบฝึกหัด 19.1 ข้อ 6 ข. 2.5 นักเรียนตอบคำถามเกี่ยวกับสมการและตัวแปรที่เกี่ยวข้อง ความยาวคลื่นของ แสงในสเปกตรัมแบบเส้นตามทฤษฏีอะตอมของโบร์ ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 3.1 ครูสรุปสมการและตัวแปรที่เกี่ยวข้องในการหาค่าความยาวคลื่นของแสงใน สเปกตรัมแบบเส้นตามทฤษฏีอะตอมของโบร์ 3.2 ครูสุ่มนักเรียนออกมาเฉลยแบบฝึกหัด 19.1 ข้อ 6 ข. ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 4.1 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ อนุกรมสเปกตรัมของไฮโดรเจน 4.2 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับชวนคิด ดังนี้ สเปกตรัมแบบเส้นที่เกิดจากการเปลี่ยนระดับพลังงานจาก n = 7 ไปยัง n= 2 ของอะตอมไฮโดรเจนเป็นแสงที่ตามองเห็นได้หรือไม่ เพราะเหตุใด ตอบ ไม่สามารถมองเห็นได้เพราะเมื่อคำนวณความยาวคลื่แม่เหล็กไฟฟ้า จากสมการ 1 = [ 1 2 − 1 2 ] จะได้1 = [ 1 2 2 − 1 7 2 ] = (1.0974 107−1 ) ( 1 4 − 1 49) = 0.25195 107−1 หรือ ความยาวคลื่นเท่ากับ = 396.90 10−9 = 396.90 ซึ่งอยู่ในช่วง รังสีเหนือม่วง 4.3 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ ประวัติการค้นพบรังสีเอกซ์ 4.4 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ แบบจำลองกลุ่มหมอกอิเล็กตรอน ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล 5.1 นักเรียนแบบฝึกหัด 19.1 ข้อ 6 ข. ลงในสมุด 5.2 นักเรียนตอบคำถาม จำนวน 1 ข้อ ดังนี้ ลงในสมุด - จงอธิบายสมการและตัวแปรที่เกี่ยวข้องในการหาความยาวคลื่นของแสง ในสเปกตรัมแบบเส้นตามทฤษฏีอะตอมของโบร์
143 7. สื่อการเรียนรู้/แหล่งเรียนรู้ 7.1 หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสิกส์) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 6 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) 7.2 อินเทอร์เน็ต 7.3 ใบความรู้เรื่อง ความยาวคลื่นของแสงในสเปกตรัมแบบเส้นตามทฤษฏีอะตอมของโบร์ 8. การวัดและประเมินผล จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) 1) นักเรียนอธิบายสมการ ความยาวคลื่นของแสงในสเปกตรัม แบบเส้นตามทฤษฏีอะตอมของโบร์ได้ 1) ตรวจสมุดนักเรียน 1) คำถามจำนวน 1 ข้อ 2) แบบประเมินการทำ กิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ตอบคำถามได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) 1) นักเรียนคำนวณหาความยาวคลื่น ของแสงในสเปกตรัมแบบเส้น ตามทฤษฏีอะตอมของโบร์ได้ 1) ตรวจสมุดนักเรียน 1) แบบฝึกหัด 19.1 ข้อ 6 ข. 2) แบบประเมินการทำ กิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ทำแบบฝึกหัดได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านคุณลักษณะ (A) 1) มุ่งมั่นในการทำงานและ มีความรับผิดชอบ 1) ตรวจสมุดนักเรียน 1) คำถามจำนวน 1 ข้อ 2) แบบฝึกหัด 19.1 ข้อ 6 ข. 3) แบบประเมินการทำ กิจกรรม 1) นักเรียนทำภาระงานที่ ได้รับมอบหมายได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์
144 ใบความรู้เรื่อง ความยาวคลื่นของแสงในสเปกตรัมแบบเส้นตามทฤษฏีอะตอมของโบร์
145
146 ความคิดเห็นครูพี่เลี้ยง ............................................................................................................................. ................................... ................................................................................................ ................................................................ ............................................................................................................................. ................................... ลงชื่อ (นายชาญชัย เวียนเตียง) ครูพี่เลี้ยงกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความคิดเห็นของหัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้ ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ลงชื่อ ผู้ตรวจสอบ (นางวราภรณ์ เบ้าหล่อเพชร) หัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความคิดเห็นของผู้บริหารสถานศึกษาหรือผู้ที่ได้รับมอบหมาย ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ลงชื่อ (นางสิริ ภัคร โคตรเพชร) ตำแหน่ง ผู้ช่วยผู้อำนวยการกลุ่มบริหารวิชาการ
147 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 14 รายวิชาวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม (ว33206) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 19 ฟิสิกส์อะตอม เวลา 18 ชั่วโมง เรื่องที่ ควอนตัมของแสงและโฟตอน เวลา 2 ชั่วโมง ภาคเรียนที่ 2 ครูผู้สอน นางสาวชนากานต์ พลพะนาน 1. สาระฟิสิกส์ 4. เข้าใจความสัมพันธ์ของความร้อนกับการเปลี่ยนอุณหภูมิและสถานะของสสาร สภาพ ยืดหยุ่นของวัสดุและมอดุลัสของยัง ความดันในของไหล แรงพยุงและหลักของอาร์คิมีดีส ความตึงผิว และแรงหนืดของของเหลว ของไหลอุดมคติละสมการแบร์นูลลี กฎของแก๊ส ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอุดม คติ และพลังงานในระบบ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ทวิภาวะของคลื่นและ อนุภาค กัมมันตภาพรังสี แรงนิวเคลียร์ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ พลังงานนิวเคลียร์ ฟิสิกส์อนุภาค รวมทั้ง นำความรู้ไปใช้ประโยชน์ 2. ผลการเรียนรู้ 4. อธิบายปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกและคำนวณพลังงานโฟตอน พลังงานจลน์ของโฟโต อิเล็กตรอนและฟังก์ชันงานของโลหะ 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ เมื่อจบกิจกรรมการเรียนรู้ นักเรียนสามารถ จุดประสงคการ เรียนรู้ รายละเอียด 1. ด้านความรู้ (K: Knowledge) 1) นักเรียนอธิบายปรากฎการณ์โฟโตอิเล็กทริกได้ 2. ด้านทักษะ กระบวนการ (P: Process) 1) นักเรียนออกแบบและนำเสนอข้อมูลจากการสืบค้นได้ 3. ด้านคุณ ลักษณะ ที่พึงประสงค์ (A: Attitude) 1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน
148 4. สาระสำคัญ เมื่อแสงที่มีความถี่เหมาะสมตกกระทบผิวโลหะ จะทำให้อิเล็กตรอนหลุดจากผิวโลหะนั้นได้ เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก (photoelectric effect) โดยเรียกอิเล็กตรอน ที่หลุดจากผิวโลหะว่า โฟโตอิเล็กตรอน (photoelectron) ซึ่งจะมีจำนวนเพิ่มขึ้นตามความเข้มแสงที่ ตกกระทบไอน์สไตน์ได้เสนอแนวความคิดเพื่ออธิบายปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกโดยอาศัยสมมติฐาน ของพลังค์ว่าแสงมีลักษณะเป็นก้อนพลังงานหรือควอนตัมของพลังงาน ซึ่งเรียกว่า โฟตอน (photon) มีพลังงาน ℎ และปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกจะเกิดขึ้นได้จะต้องใช้แสงที่มีความถี่มากกว่าหรือ เท่ากับความถี่ค่าหนึ่งที่เรียกว่าความถี่ขีดเริ่ม (threshold frequency) ซึ่งเป็นความถี่ของโฟตอนที่ มีพลังงานเท่ากับพลังงานที่โลหะยึดอิเล็กตรอนไว้เรียกว่า ฟังก์ชันงาน (work function) ตาม สมการ = ℎ0 จากกฎการอนุรักษ์พลังงานจะได้พลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนตาม สมการ = ℎ + พลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนหาได้จากการทดลองด้วย การต่อความต่างศักย์ไฟฟ้าต้านโฟโตอิเล็กตรอน จนกระแสโฟโตอิเล็กตรอนเป็นศูนย์พอดีเรียก ความ ต่างศักย์หยุดยั้ง สัมพันธ์กับพลังงงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอน ตามสมการ = 5. สมรรถนะสำคัญของผู้เรียนและคุณลักษณะอันพึงประสงค์ สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 1. ความสามารถในการสื่อสาร 2. ความสามารถในการคิด 1) ทักษะการสังเกต 2) ทักษะการสื่อสาร 3) ทักษะการวิเคราะห์ 4) ทักษะการทำงานร่วมกัน 5) ทักษะการตีความหมายข้อมูลและลง ข้อสรุป 3. ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต 1. มีวินัย รับผิดชอบ 2. ใฝ่เรียนรู้ 3. ซื่อสัตย์ สุจริต 4. มุ่งมั่นในการทำงาน
149 6. กิจกรรมการเรียนรู้ ขั้นที่ 1 ขั้นสร้างความสนใจ 1.1 ครูนำเข้าสู่หัวข้อ เรื่อง ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก โดยนำอภิปรายเกี่ยวกับ ปรากฏต่าง ๆ ของแสงที่แสดงว่าแสงเป็นคลื่น จากนั้นชี้แจงว่ามีปรากฏการณ์ เกี่ยวกับแสงที่ไม่สามารถอธิบายด้วยความรู้แสงเป็นคลื่นตามแนวคิดฟิสิกส์แบบ ฉบับ 1.2 ครูนำเข้าสู่เนื้อหา เรื่อง ควอนตัมของแสงและโฟตอน โดยนำรูปให้นักเรียน สังเกตและศึกษา แล้วตั้งคำถามเพื่อเข้าสู่กิจกรรม - เมื่อฉายแสงที่มีความถี่เหมาะสมลงบนผิวโลหะ จะเป็นอย่างไร 1.3 ครูนำเข้าสู่กิจกรรม โดยตั้งคำถาม ดังนี้ - นักเรียนคิดว่าความถี่ขีดเริ่มของแสงที่ใช้สำหรับการทำให้เกิดโฟโตอิเล็กตรอน ขึ้นอยู่กับอะไร - นักเรียนคิดว่าการเกิดโฟโตอิเล็กตรอนสำหรับโลหะชนิดหนึ่ง ๆ ขึ้นอยู่กับอะไร - นักเรียนคิดว่าโลหะชนิดหนึ่งๆ พลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนขึ้นอยู่ กับอะไร - นักเรียนคิดว่าจำนวนโฟโตอิเล็กตรอนแปรผันตรงกับกับค่าใดของแสง (โดยเปิดโอกาสให้นักเรียนแสดงความคิดเห็นอย่างอิสระ ไม่คาดหวังคำตอบที่ ถูกต้อง) ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 2.1 ครูนำนักเรียนศึกษาเนื้อหาตามรายละเอียดหนังสือเรียน หน้า 81 2.2 จัดกลุ่มนักเรียน กลุ่มละ 5-6 คน โดยให้สมาชิกแต่ละกลุ่มมีความรู้ ความสามารถที่คละกัน 2.3 ให้นักเรียนแต่ละกลุ่มศึกษาและทำความเข้าใจเนื้อหาเกี่ยวกับการเปรียบเทียบ ผลการทดลองของเฮิรตซ์กับแนวคิดฟิสิกส์แบบฉบับ 2.4 นักเรียนแต่ละกลุ่มช่วยกันสรุปองค์ความรู้ที่ได้ในการศึกษาลงในกระดาษ A4
150 2.5 นักเรียนตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 19.2 ข้อ 1. ลงในสมุด ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 3.1 ครูให้นักเรียนแต่ละกลุ่มออกมานำเสนอผลงานของตนเองหน้าชั้นเรียน (กลุ่มละ 6-8 นาที) 3.2 ครูและนักเรียนร่วมกันสรุปเนื้อหา เรื่อง ควอนตัมของแสงและโฟตอน (การ เปรียบเทียบผลการทดลองของเฮิรตซ์กับแนวคิดฟิสิกส์แบบฉบับ) ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 4.1 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติม ดังนี้ ผลการทดลองของเฮิรตซ์ไม่สามารถอธิบายได้โดยใช้ความรู้แสงเป็นคลื่นตาม แนวคิดฟิสิกส์แบบฉบับ นอกจากนี้ แฮทซ์ยังพบว่า โฟโตอิเล็กตรอนที่หลุดออกมานั้น เกิดขึ้นเกือบทันทีที่ฉายแสงที่มีความถี่เหมาะสมไปกระทบผิวโลหะแม้ว่าแสงที่ใช้จะมี ความเข้มต่ำมาก แต่ตามแนวคิดฟิสิกส์แบบฉบับ หากใช้แสงมีความเข้มต่ำมาก เมื่อใช้ ระยะเวลานานพออิล็กตรอนจะหลุดออกมา ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล 5.1 นักเรียนนำเสนอผลงานที่ได้จากการศึกษาค้นคว้า 5.2 นักเรียนส่งสมุดในตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 19.2 ข้อ 1. 7. สื่อการเรียนรู้/แหล่งเรียนรู้ 7.1 หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสิกส์) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 6 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) 7.2 อินเทอร์เน็ต 7.3 ใบความรู้เรื่อง ควอนตัมของแสงและโฟตอน
151 8. การวัดและประเมินผล จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) 1) นักเรียนอธิบายปรากฎการณ์ โฟโตอิเล็กทริกได้ 1) ตรวจสมุดนักเรียน 1) คำถามตรวจสอบ ความเข้าใจ 19.2 ข้อ 1. 2) แบบประเมินการทำ กิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ตอบคำถามได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) 1) นักเรียนออกแบบและนำเสนอ ข้อมูลจากการสืบค้นได้ 1) ตรวจกระดาษ A4 ของ แต่ละกลุ่มที่ได้ จากการศึกษาค้นคว้า 2) สังเกตการนำเสนอ 1) แบบประเมินการทำ กิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ สรุปเนื้อหาที่ศึกษาได้ ระดับดี ผ่านเกณฑ์ 2) นักเรียนนำเสนอ ผลงานได้ระดับดี ผ่าน เกณฑ์ ด้านคุณลักษณะ (A) 1) มุ่งมั่นในการทำงานและ มีความรับผิดชอบ 1) ตรวจสมุดนักเรียน 2) ตรวจกระดาษ A4 ของ แต่ละกลุ่มที่ได้ จากการศึกษาค้นคว้า 3) สังเกตการนำเสนอ 1) คำถามตรวจสอบ ความเข้าใจ 19.2 ข้อ 1. 2) แบบประเมินการทำ กิจกรรม 1) นักเรียนทำภาระงานที่ ได้รับมอบหมายได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์
152 ใบความรู้เรื่อง ควอนตัมของแสงและโฟตอน
153
154 ความคิดเห็นครูพี่เลี้ยง ............................................................................................................................. ................................... ................................................................................................ ................................................................ ............................................................................................................................. ................................... ลงชื่อ (นายชาญชัย เวียนเตียง) ครูพี่เลี้ยงกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความคิดเห็นของหัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้ ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ลงชื่อ ผู้ตรวจสอบ (นางวราภรณ์ เบ้าหล่อเพชร) หัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความคิดเห็นของผู้บริหารสถานศึกษาหรือผู้ที่ได้รับมอบหมาย ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ลงชื่อ (นางสิริ ภัคร โคตรเพชร) ตำแหน่ง ผู้ช่วยผู้อำนวยการกลุ่มบริหารวิชาการ
155 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 15 รายวิชาวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม (ว33206) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 19 ฟิสิกส์อะตอม เวลา 18 ชั่วโมง เรื่องที่ ฟังก์ชันงานและพลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอน เวลา 2 ชั่วโมง ภาคเรียนที่ 2 ครูผู้สอน นางสาวชนากานต์ พลพะนาน 1. สาระฟิสิกส์ 4. เข้าใจความสัมพันธ์ของความร้อนกับการเปลี่ยนอุณหภูมิและสถานะของสสาร สภาพ ยืดหยุ่นของวัสดุและมอดุลัสของยัง ความดันในของไหล แรงพยุงและหลักของอาร์คิมีดีส ความตึงผิว และแรงหนืดของของเหลว ของไหลอุดมคติละสมการแบร์นูลลี กฎของแก๊ส ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอุดม คติ และพลังงานในระบบ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ทวิภาวะของคลื่นและ อนุภาค กัมมันตภาพรังสี แรงนิวเคลียร์ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ พลังงานนิวเคลียร์ ฟิสิกส์อนุภาค รวมทั้ง นำความรู้ไปใช้ประโยชน์ 2. ผลการเรียนรู้ 4. อธิบายปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกและคำนวณพลังงานโฟตอน พลังงานจลน์ของโฟโต อิเล็กตรอนและฟังก์ชันงานของโลหะ 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ เมื่อจบกิจกรรมการเรียนรู้ นักเรียนสามารถ จุดประสงคการ เรียนรู้ รายละเอียด 1. ด้านความรู้ (K: Knowledge) 1) นักเรียนอธิบายพลังงานโฟตอน พลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอน และฟังก์ชันงานโลหะได้ 2. ด้านทักษะ กระบวนการ (P: Process) 1) นักเรียนคำนวณหาค่าพลังงานโฟตอน พลังงานจลน์สูงสุดของโฟโต อิเล็กตรอน และฟังก์ชันงานโลหะได้ 3. ด้านคุณ ลักษณะ ที่พึงประสงค์ (A: Attitude) 1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน
156 4. สาระสำคัญ เมื่อแสงที่มีความถี่เหมาะสมตกกระทบผิวโลหะ จะทำให้อิเล็กตรอนหลุดจากผิวโลหะนั้นได้ เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก (photoelectric effect) โดยเรียกอิเล็กตรอน ที่หลุดจากผิวโลหะว่า โฟโตอิเล็กตรอน (photoelectron) ซึ่งจะมีจำนวนเพิ่มขึ้นตามความเข้มแสงที่ ตกกระทบไอน์สไตน์ได้เสนอแนวความคิดเพื่ออธิบายปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกโดยอาศัยสมมติฐาน ของพลังค์ว่าแสงมีลักษณะเป็นก้อนพลังงานหรือควอนตัมของพลังงาน ซึ่งเรียกว่า โฟตอน (photon) มีพลังงาน ℎ และปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกจะเกิดขึ้นได้จะต้องใช้แสงที่มีความถี่มากกว่าหรือ เท่ากับความถี่ค่าหนึ่งที่เรียกว่าความถี่ขีดเริ่ม (threshold frequency) ซึ่งเป็นความถี่ของโฟตอนที่ มีพลังงานเท่ากับพลังงานที่โลหะยึดอิเล็กตรอนไว้เรียกว่า ฟังก์ชันงาน (work function) ตาม สมการ = ℎ0 จากกฎการอนุรักษ์พลังงานจะได้พลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนตาม สมการ = ℎ + พลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนหาได้จากการทดลองด้วย การต่อความต่างศักย์ไฟฟ้าต้านโฟโตอิเล็กตรอน จนกระแสโฟโตอิเล็กตรอนเป็นศูนย์พอดีเรียก ความ ต่างศักย์หยุดยั้ง สัมพันธ์กับพลังงงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอน ตามสมการ = 5. สมรรถนะสำคัญของผู้เรียนและคุณลักษณะอันพึงประสงค์ สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 1. ความสามารถในการสื่อสาร 2. ความสามารถในการคิด 1) ทักษะการสังเกต 2) ทักษะการสื่อสาร 3) ทักษะการวิเคราะห์ 4) ทักษะการทำงานร่วมกัน 5) ทักษะการตีความหมายข้อมูลและลง ข้อสรุป 3. ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต 1. มีวินัย รับผิดชอบ 2. ใฝ่เรียนรู้ 3. ซื่อสัตย์ สุจริต 4. มุ่งมั่นในการทำงาน
157 6. กิจกรรมการเรียนรู้ ขั้นที่ 1 ขั้นสร้างความสนใจ 1.1 ครูทบทวนบทเรียนที่ผ่านเกี่ยวกับการเปรียบเทียบผลการทดลองของเฮิรตซ์กับ แนวคิดฟิสิกส์แบบฉบับ โดยตั้งคำถามแบบเลือกตอบ ตัวเลือกมีเพียงสอง ตัวเลือก คือ ผลการทดลองกับ แนวคิดฟิสิกส์แบบฉบับ หากใครตอบผลการ ทดลองให้จับหูของตนเอง หากใครตอบแนวคิดฟิสิกส์แบบฉบับให้จับค้างของ ตนเอง กระตุ้นให้นักเรียนตอบ (อาจมีการเสริมแรง) ดังนี้ 1. ในหัวข้อ “การเกิดโฟโตอิเล็กตรอนสำหรับโลหะขนิดหนึ่ง ๆ” - การเกิดโฟโตอิเล็กตรอนขึ้นกับความเข้มแสง ถ้าความเข้มแสงมากพอก็จะ เกิดได้โดยไม่ขึ้นกับความถี่ของแสงที่ใช้ ข้อความดังกล่าวเป็นผลการทดลองหรือ แนวคิดฟิสิกส์แบบฉบับ (แนวการตอบ แนวคิดฟิสิกส์แบบฉบับ) - เมื่อเปลี่ยนชนิดของโลหะความถี่ของแสงที่ใช้ทำให้เกิดโฟโตอิเล็กตรอนก็ จะเปลี่ยนไปข้อความดังกล่าวเป็นผลการทดลองหรือแนวคิดฟิสิกส์แบบฉบับ (แนว การตอบ ผลการทดลอง) 2. ในหัวข้อ “จำนวนโฟโตอิเล็กตรอนที่เกิดขึ้น” - จำนวนโฟโตอิเล็กตรอนที่เกิดไม่ขึ้นกับความถี่ของแสงที่กระทบแต่ขึ้นกับ ความเข้มของแสง ข้อความดังกล่าวเป็นผลการทดลองหรือแนวคิดฟิสิกส์แบบฉบับ (แนวการตอบ ผลการทดลอง) - ไม่มีแนวคิดเกี่ยวกับเรื่องนี้ ข้อความดังกล่าวเป็นผลการทดลองหรือ แนวคิดฟิสิกส์แบบฉบับ (แนวการตอบ แนวคิดฟิสิกส์แบบฉบับ) - แสงที่มีความเข้มมากจะทำให้เกิดโฟโตอิเล็กตรอนจำนวนมากกว่าแสง ความเข้มน้อยกว่า ข้อความดังกล่าวเป็นผลการทดลองหรือแนวคิดฟิสิกส์แบบฉบับ (แนวการตอบ ผลการทดลอง) 3. ในหัวข้อ “พลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอน” - พลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนไม่ขึ้นกับความเข้มแสง แต่ขึ้นกับ ความถี่ของแสง ข้อความดังกล่าวเป็นผลการทดลองหรือแนวคิดฟิสิกส์แบบฉบับ (แนวการตอบ ผลการทดลอง) - หากใช้แสงที่มีความเข้มต่างกัน แต่มีความถี่เท่ากัน พลังงานจลน์สูงสุด ของโฟโตอิเล็กตรอนจะมีค่าเท่ากัน ข้อความดังกล่าวเป็นผลการทดลองหรือแนวคิด ฟิสิกส์แบบฉบับ (แนวการตอบ ผลการทดลอง)
158 - หากใช้ความเข้มแสงเท่ากันแสงที่มีความถี่มากกว่า พลังงานจลน์สุงสุด ของโฟโตอิเล็กตรอนจะมีค่ามากกว่าเมื่อใช้แสงที่มีความถี่ต่ำกว่า ข้อความดังกล่าว เป็นผลการทดลองหรือแนวคิดฟิสิกส์แบบฉบับ (แนวการตอบ ผลการทดลอง) - พลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนขึ้นกับความเข้มแสง แสงที่มีความ เข้มสูงพลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนจะมีค่ามาก ข้อความดังกล่าวเป็นผล การทดลองหรือแนวคิดฟิสิกส์แบบฉบับ (แนวการตอบ แนวคิดฟิสิกส์แบบฉบับ) 1.2 ครูนำเข้าสู่กิจกรรมโดยตั้งคำถาม ดังนี้ - นักเรียนคิดว่าความถี่ต่ำสุดของแสงที่ใช้สำหรับทำให้เกิดโฟโตอิเล็กตรอนไม่ ขึ้นอยู่กับอะไร (โดยเปิดโอกาสให้นักเรียนแสดงความคิดเห็นอย่างอิสระ ไม่คาดหวังคำตอบที่ ถูกต้อง) ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 2.1 จัดกลุ่มนักเรียน กลุ่มละ 5-6 คน โดยให้สมาชิกแต่ละกลุ่มมีความรู้ ความสามารถที่คละกัน 2.2 ให้นักเรียนแต่ละกลุ่มสืบค้นนักวิทยาศาสตร์ท่านใดสามารถอธิบายปรากฏการณ์ โฟโตอิเล็กทริกและให้คำอธิบายไว้อย่างไร ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 3.1 ครูให้นักเรียนแต่ละกลุ่มออกมานำเสนอผลงานของตนเองหน้าชั้นเรียน 3.2 ครูและนักเรียนร่วมกันสรุปเนื้อหาจนได้ดังนี้ ไอน์สไตน์ใช้สมมติฐานควอนตัมพลังงานแสงของพลังค์อธิบายว่า แสงแสดง สมบัติเป็นอนุภาค เรียกว่า ควอนตัมของแสง ซึ่งต่อมาเรียกว่า โฟตอน โดยแต่ละโฟตอนมี พลังงานเท่ากับ ℎเมื่อโฟตอน 1 โฟตอน ตกกระทบบนผิวโลหะ จะถ่ายโอนพลังงาน ทั้งหมดให้กับอิเล็กตรอน 1 อิเล็กตรอนถ้าความถี่ของแสงที่ใช้มีค่าเท่ากับความถี่ขีดเริ่ม 0ก็ จะเกิดโฟโตอิเล็กตรอนหลุดออกจากผิวโลหะพอดีและพลังงานของโฟตอนจะเท่ากับฟังก์ชัน งานของโลหะ หากความถี่ของแสงที่ใช้มีค่ามากกว่าความถี่ขีดเริ่มอิเล็กตรอนที่หลุดจากผิว โลหะจะมีพลังงานจลน์
159 ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 4.1 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมตามรายละเอียดในหนังสือเรียน หน้า 83 – 86 จน ได้สมการที่เกี่ยวข้อง 4.2 ครูอธิบายตัวอย่าง 19.5 และ 19.6 ในหนังสือเรียน เกี่ยวกับการวิเคราะห์ของ โจทย์ปัญหาและการใช้สมการในการหาคำตอบอย่างละเอียด 4.3 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับชวนคิด ดังนี้ เมื่อแสงกระทบผิวโลหะ 3 ชนิด ได้แก่ โซเดียม ทองแดง และทองคำ ถ้า แสงที่ตกกระทบมีพลังงานเท่ากับ 6 อิเล็กตรอนโวลต์ จงเรียงลำดับพลังงานจลน์ สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนของโลหะทั้งสามจากน้อยไปมาก โดยใช้ข้อมูลจากตาราง 19.2 ตาราง 19.2 ตัวอย่างฟังก์ชันงานของโลหะบางชนิด โลหะ สัญลักษณ์ ฟังก์งาน (eV) โลหะ สัญลักษณ์ ฟังก์งาน (eV) ซีเซียม Cs 2.1 อะลูมิเนียม Al 4.2 โพแทสเซียม K 2.3 ทองแดง Cu 4.8 โซเดียม Na 2.4 เงิน Ag 4.6 แบเรียม Ba 2.6 ทองคำ Au 5.3 แคลเซียม Ca 2.9 แพลทินัม Pt 5.5 แนวคำตอบ จากสมการ = ℎ + และ = ℎ จะได้ = − โดย เป็นควอนตัมของพลังงานของแสงหรือโฟตอน ซึ่งกรณีนี้มีค่า = 6.0 และ คือฟังก์ชันงานของโลหะแต่ละชนิด จากตาราง 19.2 ฟังก์ชันงาน ของโซเดียม ทองแดง และทองคำ มีค่า 2.4 4.8 และ 5.3 eV ตามลำดับ - พลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนจากโซเดียม = 6.0 − 2.4 = 3.6 - พลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนจากทองแดง = 6.0 − 4.8 = 1.2 - พลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนจากทองคำ = 6.0 − 5.3 = 0.7 ดังนั้น พลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนของโลหะทั้งสามเรียงจากน้อยไปมาก ได้แก่ ทองคำ ทองแดง และโซเดียม ตามลำดับ
160 ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล (30 นาที) 5.1ครูประเมินการนำเสนอผลงานของนักเรียน 5.2 นักเรียนทำแบบฝึกหัด 19.2 ข้อ 2. – 4. ในชั้นเรียน 7. สื่อการเรียนรู้/แหล่งเรียนรู้ 7.1 หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสิกส์) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 6 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) 7.2 อินเทอร์เน็ต 7.3 ใบความรู้เรื่อง ฟังก์ชันงานและพลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอน 8. การวัดและประเมินผล จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) 1) นักเรียนอธิบายพลังงานโฟตอน พลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนและฟังก์ชันงานโลหะได้ 1) สังเกตการนำเสนอ 1) แบบประเมินการทำ กิจกรรม 1) นักเรียนนำเสนอ ผลงานได้ระดับดี ผ่าน เกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) 1) นักเรียนคำนวณหาค่าพลังงาน โฟตอน พลังงานจลน์สูงสุดของ โฟโตอิเล็กตรอน และฟังก์ชันงาน โลหะได้ 1) ตรวจสมุดนักเรียน ในการทำแบบฝึกหัด 1) แบบประเมินการทำ กิจกรรม 2) แบบฝึกหัด 19.1 ข้อ 2. - 4. 1) นักเรียนสามารถ ทำแบบฝึกหัดถูกต้อง ได้ระดับดีผ่านเกณฑ์ ด้านคุณลักษณะ (A) 1) มุ่งมั่นในการทำงานและ มีความรับผิดชอบ 1) ตรวจสมุดนักเรียน ในการทำแบบฝึกหัด 1) แบบประเมินการทำ กิจกรรม 1) นักเรียนทำภาระงานที่ ได้รับมอบหมายได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์
161 ใบความรู้เรื่อง ฟังก์ชันงานและพลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอน
162
163 ความคิดเห็นครูพี่เลี้ยง ............................................................................................................................. ................................... ................................................................................................ ................................................................ ............................................................................................................................. ................................... ลงชื่อ (นายชาญชัย เวียนเตียง) ครูพี่เลี้ยงกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความคิดเห็นของหัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้ ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ลงชื่อ ผู้ตรวจสอบ (นางวราภรณ์ เบ้าหล่อเพชร) หัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความคิดเห็นของผู้บริหารสถานศึกษาหรือผู้ที่ได้รับมอบหมาย ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ลงชื่อ (นางสิริ ภัคร โคตรเพชร) ตำแหน่ง ผู้ช่วยผู้อำนวยการกลุ่มบริหารวิชาการ
164 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 16 รายวิชาวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม (ว33206) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 19 ฟิสิกส์อะตอม เวลา 18 ชั่วโมง เรื่องที่ ศักย์หยุดยั้ง เวลา 2 ชั่วโมง ภาคเรียนที่ 2 ครูผู้สอน นางสาวชนากานต์ พลพะนาน 1. สาระฟิสิกส์ 4. เข้าใจความสัมพันธ์ของความร้อนกับการเปลี่ยนอุณหภูมิและสถานะของสสาร สภาพ ยืดหยุ่นของวัสดุและมอดุลัสของยัง ความดันในของไหล แรงพยุงและหลักของอาร์คิมีดีส ความตึงผิว และแรงหนืดของของเหลว ของไหลอุดมคติละสมการแบร์นูลลี กฎของแก๊ส ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอุดม คติ และพลังงานในระบบ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ทวิภาวะของคลื่นและ อนุภาค กัมมันตภาพรังสี แรงนิวเคลียร์ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ พลังงานนิวเคลียร์ ฟิสิกส์อนุภาค รวมทั้ง นำความรู้ไปใช้ประโยชน์ 2. ผลการเรียนรู้ 4. อธิบายปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกและคำนวณพลังงานโฟตอน พลังงานจลน์ของโฟโต อิเล็กตรอนและฟังก์ชันงานของโลหะ 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ เมื่อจบกิจกรรมการเรียนรู้ นักเรียนสามารถ จุดประสงคการ เรียนรู้ รายละเอียด 1. ด้านความรู้ (K: Knowledge) 1) นักเรียนอธิบายศักย์หยุดยั้งได้ 2. ด้านทักษะ กระบวนการ (P: Process) 1) นักเรียนคำนวณหาค่าศักย์หยุดยั้งได้ 3. ด้านคุณ ลักษณะ ที่พึงประสงค์ (A: Attitude) 1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน
165 4. สาระสำคัญ เมื่อแสงที่มีความถี่เหมาะสมตกกระทบผิวโลหะ จะทำให้อิเล็กตรอนหลุดจากผิวโลหะนั้นได้ เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก (photoelectric effect) โดยเรียกอิเล็กตรอน ที่หลุดจากผิวโลหะว่า โฟโตอิเล็กตรอน (photoelectron) ซึ่งจะมีจำนวนเพิ่มขึ้นตามความเข้มแสงที่ ตกกระทบไอน์สไตน์ได้เสนอแนวความคิดเพื่ออธิบายปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกโดยอาศัยสมมติฐาน ของพลังค์ว่าแสงมีลักษณะเป็นก้อนพลังงานหรือควอนตัมของพลังงาน ซึ่งเรียกว่า โฟตอน (photon) มีพลังงาน ℎ และปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกจะเกิดขึ้นได้จะต้องใช้แสงที่มีความถี่มากกว่าหรือ เท่ากับความถี่ค่าหนึ่งที่เรียกว่าความถี่ขีดเริ่ม (threshold frequency) ซึ่งเป็นความถี่ของโฟตอนที่ มีพลังงานเท่ากับพลังงานที่โลหะยึดอิเล็กตรอนไว้เรียกว่า ฟังก์ชันงาน (work function) ตาม สมการ = ℎ0 จากกฎการอนุรักษ์พลังงานจะได้พลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนตาม สมการ = ℎ + พลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนหาได้จากการทดลองด้วย การต่อความต่างศักย์ไฟฟ้าต้านโฟโตอิเล็กตรอน จนกระแสโฟโตอิเล็กตรอนเป็นศูนย์พอดีเรียก ความ ต่างศักย์หยุดยั้ง สัมพันธ์กับพลังงงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอน ตามสมการ = 5. สมรรถนะสำคัญของผู้เรียนและคุณลักษณะอันพึงประสงค์ สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 1. ความสามารถในการสื่อสาร 2. ความสามารถในการคิด 1) ทักษะการสังเกต 2) ทักษะการสื่อสาร 3) ทักษะการวิเคราะห์ 4) ทักษะการทำงานร่วมกัน 5) ทักษะการตีความหมายข้อมูลและลง ข้อสรุป 3. ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต 1. มีวินัย รับผิดชอบ 2. ใฝ่เรียนรู้ 3. ซื่อสัตย์ สุจริต 4. มุ่งมั่นในการทำงาน
166 6. กิจกรรมการเรียนรู้ ขั้นที่ 1 ขั้นสร้างความสนใจ 1.3 ครูนำภาพการต่อวงจรเพื่อวัดพลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอน ให้ นักเรียนสังเกต และศึกษา พร้อมตั้งคำถามให้กระตุ้นให้นักเรียนตอบ - นักเรียนคิดว่าจากภาพเราสามารถวัดพลังงานจลน์ของโฟโตอิเล็กตรอน ทำได้ อย่างไร (โดยเปิดโอกาสให้นักเรียนแสดงความคิดเห็นอย่างอิสระ ไม่คาดหวังคำตอบที่ ถูกต้อง) ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 2.1 ครูแจกใบงาน เรื่อง ศักย์หยุดยั้ง ให้กับนักเรียนทุกคน 2.2 ครูให้นักเรียนศึกษาค้นคว้าหาความรู้ในหนังสือเรียน หน้า 86 – 89 แล้วตอบ คำตอบลงในใบงานที่แจกให้ ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 3.1 ครูสุ่มนักเรียน จำนวน 5 คน ตอบคำถามในใบงานที่ได้จากการศึกษาค้นคว้า 3.2 ครูและนักเรียนร่วมกันสรุปเนื้อหาจนได้ดังนี้ การวัดพลังงานจลน์ของโฟโตอิเล็กตรอน ทำได้โดยการต่อแหล่งกำเนิด ไฟฟ้า P ที่ปรับความต่างศักย์ได้ ทำให้ศักย์ไฟฟ้าของขั้วแอโนดเป็นลบเมื่อเทียบกับ ขั้วแคโทด ดังรูป 19.17 ในหนังสือเรียน โดยมีรายละเอียด ดังนี้ • ในวงจรนี้A จะทำหน้าที่ผลักอิเล็กตรอน เนื่องจากบริเวณระหว่างแผ่น โลหะขนาน A และ C มีสนามไฟฟ้าทำให้เกิดแรงไฟฟ้ากระทำต่อ อิเล็กตรอนในทิศทางจากขั้วแอโนดไปขั้วแคโทด ดังรูป
167 รูปทิศทางของสนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากการต่อแหล่งกำเนิดไฟฟ้า P • ถ้าสนามไฟฟ้านี้มีค่ามากพอ อิเล็กตรอนที่หลุดจากโลหะ C จะเคลื่อนที่ กลับก่อนที่จะไปถึง A ดังรูป 19.17 ในหนังสือเรียน ดังนั้นการที่อิเล็กตรอน จะเคลื่อนที่ไปถึง C ได้หรือไม่ ขึ้นกับว่าอิเล็กตรอน หลุดออกจาก C ด้วย ความเร็วต้นหรือพลังงานจลน์เริ่มต้นมากเพียงใด • จากกฎการอนุรักษ์พลังงาน ถ้าพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนที่ออกจาก C มากกว่าผลต่างระหว่างพลังงานศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กตรอนที่ A และที่ C แล้ว อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ถึง A ได้แต่ถ้าพลังงาน ดังกล่าวน้อยกว่า อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่กลับก่อนที่จะไปถึง A โดยวิธีนี้จะสามารถวัด พลังงานจลน์สูงสุดของอิเล็กตรอนได้โดยการเพิ่มความต่างศักย์จนกระทั่ง ไม่มีกระแสโฟโตอิเล็กตรอน และจะได้ กราฟดังรูป 19.18 ในหนังสือเรียน ซึ่งหมายความว่า อิเล็กตรอนตัวที่มีพลังงานจลน์มากที่สุดเคลื่อนที่ เกือบถึง A แต่ไม่ถึง และในกรณีนี้พลังงานจลน์สูงสุดของอิเล็กตรอนจะ เท่ากับผลต่างระหว่างพลังงาน ศักย์ไฟฟ้าพอดีนั่นคือ พลังงานศักย์ไฟฟ้าที่ ศักย์หยุดยั้งมีค่าเท่ากับพลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอน และ ศักย์ไฟฟ้าที่ต่อเข้ากับวงจรในขณะนั้น คือ ศักย์หยุดยั้ง • ถ้าทำการทดลองโดยใช้แสงความถี่เท่าเดิม แต่เพิ่มความเข้มแสงที่ตก กระทบ จะพบว่ากระแสไฟฟ้าในวงจรเพิ่มขึ้น แต่ศักย์หยุดยั้งมีค่าเท่ากัน สามารถเขียนกราฟความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้ากับความต่างศักย์ได้ ดังรูป 19.19 ในหนังสือเรียน ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 4.1 ครูอธิบายตัวอย่าง 19.6 ในหนังสือเรียนเกี่ยวกับการวิเคราะห์โจทย์ปัญหา และ การใช้สมการในการหาค่าศักย์หยุดยั้งอย่างละเอียด 4.2 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับข้อมูลของแอลเบิร์ต ไอนสไตน์ และ ปรากฏการณ์คอมป์ตัน ตามรายละเอียดในหนังสือเรียน หน้า 88 และ 91
168 ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล 5.1 นักเรียนส่งใบงาน เรื่อง ศักย์หยุดยั้ง 5.2 นักเรียนทำแบบฝึกหัด 19.2 ข้อ 5. 7. สื่อการเรียนรู้/แหล่งเรียนรู้ 7.1 หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสิกส์) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 6 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) 7.2 อินเทอร์เน็ต 7.3 ใบความรู้เรื่อง ศักย์หยุดยั้ง 7.4 ใบงาน เรื่อง ศักย์หยุดยั้ง 8. การวัดและประเมินผล จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) 1) นักเรียนอธิบายศักย์หยุดยั้งได้ 1) ตรวจใบงาน เรื่อง ศักย์หยุดยั้ง 1) ใบงาน เรื่อง ศักย์ หยุดยั้ง 2) แบบประเมินการทำ กิจกรรม 1) นักเรียนตอบคำถาม ได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) 1) นักเรียนคำนวณหาค่าศักย์หยุดยั้ง ได้ 1) ตรวจสมุดนักเรียน ในการทำแบบฝึกหัด 1) แบบประเมินการทำ กิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ทำแบบฝึกหัดถูกต้อง ได้ระดับดีผ่านเกณฑ์ ด้านคุณลักษณะ (A) 1) มุ่งมั่นในการทำงานและ มีความรับผิดชอบ 1) ตรวจใบงาน เรื่อง ศักย์หยุดยั้ง 2) ตรวจสมุดนักเรียน ในการทำแบบฝึกหัด 1) ใบงาน เรื่อง ศักย์ หยุดยั้ง 2) แบบประเมินการทำ กิจกรรม 1) นักเรียนทำภาระงานที่ ได้รับมอบหมายได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์
169 ใบความรู้ใบงาน และเฉลยใบงาน เรื่อง ศักย์หยุดยั้ง
170
171 ความคิดเห็นครูพี่เลี้ยง ............................................................................................................................. ................................... ................................................................................................ ................................................................ ............................................................................................................................. ................................... ลงชื่อ (นายชาญชัย เวียนเตียง) ครูพี่เลี้ยงกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความคิดเห็นของหัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้ ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ลงชื่อ ผู้ตรวจสอบ (นางวราภรณ์ เบ้าหล่อเพชร) หัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความคิดเห็นของผู้บริหารสถานศึกษาหรือผู้ที่ได้รับมอบหมาย ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ลงชื่อ (นางสิริ ภัคร โคตรเพชร) ตำแหน่ง ผู้ช่วยผู้อำนวยการกลุ่มบริหารวิชาการ
172 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 17 รายวิชาวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม (ว33206) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 19 ฟิสิกส์อะตอม เวลา 18 ชั่วโมง เรื่องที่ สมมติฐานของเดอบรอยล์ เวลา 2 ชั่วโมง ภาคเรียนที่ 2 ครูผู้สอน นางสาวชนากานต์ พลพะนาน 1. สาระฟิสิกส์ 4. เข้าใจความสัมพันธ์ของความร้อนกับการเปลี่ยนอุณหภูมิและสถานะของสสาร สภาพ ยืดหยุ่นของวัสดุและมอดุลัสของยัง ความดันในของไหล แรงพยุงและหลักของอาร์คิมีดีส ความตึงผิว และแรงหนืดของของเหลว ของไหลอุดมคติละสมการแบร์นูลลี กฎของแก๊ส ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอุดม คติ และพลังงานในระบบ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ทวิภาวะของคลื่นและ อนุภาค กัมมันตภาพรังสี แรงนิวเคลียร์ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ พลังงานนิวเคลียร์ ฟิสิกส์อนุภาค รวมทั้ง นำความรู้ไปใช้ประโยชน์ 2. ผลการเรียนรู้ 5. อธิบายทวิภาวะของคลื่นและอนุภาค รวมทั้งอธิบายและคำนวณความยาวคลื่นเดอบรอยล์ 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ เมื่อจบกิจกรรมการเรียนรู้ นักเรียนสามารถ จุดประสงคการ เรียนรู้ รายละเอียด 1. ด้านความรู้ (K: Knowledge) 1) นักเรียนอธิบายความยาวคลื่นเดอบรอยล์ได้ 2) นักเรียนอธิบายทวิภาวะของคลื่นและอนุภาคได้ 2. ด้านทักษะ กระบวนการ (P: Process) 1) นักเรียนคำนวณหาค่าความยาวคลื่นเดอบรอยล์ได้ 3. ด้านคุณ ลักษณะ ที่พึงประสงค์ (A: Attitude) 1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน 4. สาระสำคัญ เดอ เบรย ได้เสนอสมมติฐานว่า อนุภาคสามารถแสดงสมบัติของคลื่นได้ โดยมีความยาวคลื่น ซึ่งเรียกว่า ความยาวคลื่นเดอบรอยล์และสมมติฐานนี้เรียกว่า สมมติฐานของเดอบรอยล์ 5. สมรรถนะสำคัญของผู้เรียนและคุณลักษณะอันพึงประสงค์