173 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 3. กิจกรรมการเรียนรู้ ขั้นที่ 1 ขั้นสร้างความสนใจ (35 นาที) 1.4 ครูทบทวนเกี่ยวกับสมการศักย์หยุดยั้ง โดยตั้งคำถามให้นักเรียนตอบดังนี้ 1) จงบอกสมการในการหาค่าศักย์หยุดยั้ง (แนวการตอบ = ) 2) สัญลักษณ์ หมายถึงค่าใด และมีหน่วยเป็นอะไร (แนวการตอบ ค่าศักย์ หยุดยั้ง มีหน่วยเป็นโวลต์ (V)) 3) สัญลักษณ์ หมายถึงค่าใด (แนวการตอบ ประจุของอิเล็กตรอน) 4) สัญลักษณ์ หมายถึงค่าใด และมีหน่วยเป็นอะไร (แนวการตอบ พลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอน มีหน่วยเป็นอิเล็กตรอนโวลต์ (eV)) 5) สัญลักษณ์ หมายถึงค่าใด (แนวการตอบ พลังงานศักย์ไฟฟ้าที่หยุดยั้ง มีหน่วยเป็นโวลต์ (V)) 6) พลังงานจลน์ 1 eV มีค่าเท่าใดในหน่วยจูล (แนวการตอบ 1.6x10-19 J) 1.5 ครูนำเข้าสู่บทเรียน เรื่อง สมมติฐานของเดอบรอยล์ โดยนำอภิปรายเกี่ยวกับ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ซึ่งแสดงว่า คลื่นแสงแสดงพฤติกรรมของอนุภาค ได้ 1.6 ครูนำเข้าสู่กิจกรรมโดยตั้งคำตอบให้นักเรียนร่วมกันตอบ 1) อนุภาคสามารถแสดงพฤติกรรมของคลื่นได้หรือไม่ 2) นักเรียนคิดว่าพฤติกรรมของอิเล็กตรอนในระดับอะตอมเป็นไปตามฟิสิกส์ ควอนตัมหรือไม่อย่างไร
174 (โดยเปิดโอกาสให้นักเรียนแสดงความคิดเห็นอย่างอิสระ ไม่คาดหวัง คำตอบที่ถูกต้อง) ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา (1 ชั่วโมง 25 นาที) 2.1 ครูให้นักเรียนศึกษาค้นคว้าหาความรู้ในหนังสือเรียน หน้า 93-94 แล้วตอบ คำถามตรวจสอบความเข้าใจ 19.3 ข้อ 1. – 3. ลงในสมุด 2.2 ครูนำนักเรียนศึกษาตัวอย่าง 19.7 – 19.8 ตามรายละเอียดในหนังสือเรียน ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป (30 นาที) 3.1 ครูสุ่มนักเรียน จำนวน 3 คน ตอบคำถามในใบงานที่ได้จากการศึกษาค้นคว้า 3.2 ครูและนักเรียนร่วมกันสรุปเนื้อหาจนได้ดังนี้ เดอ เบรย ได้เสนอสมมติฐานที่ปฏิวัติแนวคิดเดิมเกี่ยวกับอนุภาคใน ทำนองว่าในมื่อแสงซึ่งประพฤติตัวป็นคลื่น สามารถแสดงสมบัติของอนุภาคได้ สิ่งที่เป็นอนุภาค เช่น อิเล็กตรอนก็จะแสดงสมบัติของคลื่นได้เช่นกัน ตาม สมมติฐานของเดอบรอยล์(de Broglie's hypothesis)อนุภาคที่ประพฤติตัว เป็นคลื่นจะมีความยาวคลื่น (λ) ซึ่งเรียกว่า ความยาวคลื่นเดอบรอยล์(de Broglie wavelength) ซึ่งมีค่าขึ้นกับโมเมนตัม ( ) ของอนุภาคตามสมการ = ℎ ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ (50 นาที) 4.1 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการเลี้ยวเบนของคลื่นผ่านช่องแคบ ดังนี้ การเลี้ยวเบนของคลื่นผ่านช่องแคบที่แสดงว่า พฤติกรรมการเลี้ยวเบนของ คลื่นผ่านช่องแคบสังเกตได้ง่ายเมื่อความยาวคลื่นมีค่ามากกว่าหรือใกล้เคียงกับขนาด ความกว้างของช่องแคบ 4.2 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการทดลองของเดวิสสันและเจอเมอร์ดังนี้ อิเล็กตรอนแสดงสมบัติของคลื่นโดยการเลี้ยวเบนผ่านช่องว่างระหว่าง อะตอมในผลึกนิกเกิล ปรากฏเป็นปรากฏลวดลายการแทรกสอด ในลักษณะคล้าย กับลวดลายการแทรกสอดของคลื่นแสง ตามรูป 19.20 ในหนังสือเรียน ซึ่งความยาว คลื่นเดอบรอยล์ของอิเล็กตรอนในการทดลองนี้ (ประมาณ 0.364 นาโนเมตร) มีค่า ใกล้เคียงกับระยะห่างระหว่างอะตอมในผลึกนิกเกิล (ประมาณ 0.352 นาโนเมตร) และเป็นการสนับสนุนสมมติฐานของเดอบรอยล์ 4.3 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับชวนคิด ดังนี้
175 จงเปรียบเทียบความยาวคลื่นเดอบรอยล์ระหว่างอิเล็กตรอน (me = 9.11 × 10-31 kg) และโปรตอน (mp = 1.67 × 10-27 kg) ในกรณีต่อไปนี ก. อัตราเร็วเท่ากัน ข. โมเมนตัมเท่ากัน ค. พลังงานจลน์เท่ากัน (แนวการตอบ ก.เมื่ออนุภาคทั้งสองมีอัตราเร็วเท่ากันแต่อิเล็กตรอนมีมวล น้อยกว่า ดังนั้นอิเล็กตรอนจะมีโมเมนตัมน้อยกว่าโปรตอนจากสมการ = ℎ จะ ได้ความยาวคลื่นเดอบรอยล์ของอิเล็กตรอน มีค่ามากกว่าความยาวคลื่นเดอบรอยล์ ของโปรตอน ข. เมื่ออนุภาคทั้งสองมีโมเมนตัมเท่ากัน จากสมการ = ℎ จะได้ความ ยาวคลื่นเดอบรอยล์ของอิเล็กตรอนมีค่าเท่ากับความยาวคลื่นเดอบรอยล์ของ โปรตอน ค. เมื่ออนุภาคทั้งสองมีพลังงานจลน์เท่ากัน จาก = 1 2 2 และ = จะได้ = 1 2 2 = 1 2 () 2 = 1 2 2 แสดงว่า อิเล็กตรอนซึ่งมีมวลน้อยกว่า จะมีโมเมนตัมน้อยกว่าโปรตอน จากสมการ = ℎ จะได้ความยาวคลื่นเดอบรอยล์ของอิเล็กตรอนมีค่ามากกว่าความยาวคลื่นเดอบ รอยล์ของโปรตอน) ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล (40 นาที) 5.1 นักเรียนส่งสมุดในการตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 19.3 ข้อ 1. – 3. 5.2 นักเรียนทำแบบฝึกหัด 19.3 ข้อ 1. – 4. 7. สื่อการเรียนรู้/แหล่งเรียนรู้ 7.1 หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสิกส์) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 6 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) 7.2 อินเทอร์เน็ต 7.3 ใบความรู้เรื่อง สมมติฐานของเดอบรอยล์
176 8. การวัดและประเมินผล จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) 1) นักเรียนอธิบายความยาวคลื่น เดอบรอยล์ได้ 2) นักเรียนอธิบายทวิภาวะของคลื่น และอนุภาคได้ 1) ตรวจสมุดนักเรียน ในการตอบคำถาม ตรวจสอบความเข้าใจ 1) แบบประเมินการทำ กิจกรรม 1) นักเรียนตอบคำถาม ได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) 1) นักเรียนคำนวณหาค่าความยาว คลื่นเดอบรอยล์ได้ 1) ตรวจสมุดนักเรียน ในการทำแบบฝึกหัด 1) แบบประเมินการทำ กิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ทำแบบฝึกหัดถูกต้อง ได้ระดับดีผ่านเกณฑ์ ด้านคุณลักษณะ (A) 1) มุ่งมั่นในการทำงานและ มีความรับผิดชอบ 1) ตรวจสมุดนักเรียน ในการตอบคำถาม ตรวจสอบความเข้าใจ 2) ตรวจสมุดนักเรียน ในการทำแบบฝึกหัด 1) แบบประเมินการทำ กิจกรรม 1) นักเรียนทำภาระงานที่ ได้รับมอบหมายได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์
177 ใบความรู้เรื่อง สมมติฐานของเดอบรอยล์
178
179 ความคิดเห็นครูพี่เลี้ยง ............................................................................................................................. ................................... ................................................................................................ ................................................................ ............................................................................................................................. ................................... ลงชื่อ (นายชาญชัย เวียนเตียง) ครูพี่เลี้ยงกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความคิดเห็นของหัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้ ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ลงชื่อ ผู้ตรวจสอบ (นางวราภรณ์ เบ้าหล่อเพชร) หัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความคิดเห็นของผู้บริหารสถานศึกษาหรือผู้ที่ได้รับมอบหมาย ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ……................................................................................................................................................................................. ลงชื่อ (นางสิริ ภัคร โคตรเพชร) ตำแหน่ง ผู้ช่วยผู้อำนวยการกลุ่มบริหารวิชาการ
180 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 18 รายวิชาวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม (ว33206) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 19 ฟิสิกส์อะตอม เวลา 18 ชั่วโมง เรื่องที่ กลศาสตร์ควอนตัม และการนำไปประยุกต์ใช้ประโยชน์ 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) นักเรียนอธิบายกลศาสตร์ควอนตรัมและการนำไปประยุกต์ใช้ประโยชน์ ได้ 2. ด้านทักษะ กระบวนการ (P: Process) 1) นักเรียนออกแบบและนำเสนอข้อมูลจากการสืบค้นได้ 3. ด้านคุณ ลักษณะ ที่พึงประสงค์ (A: Attitude) 1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน
181 4. สาระสำคัญ จากแนวคิดของไอน์สไตน์และเดอ เบรย ทำให้สรุปได้ว่า คลื่นแสดงสมบัติของอนุภาคได้และ อนุภาคแสดงสมบัติของคลื่นได้สมบัติดังกล่าว เรียกว่า ทวิภาวะของคลื่นและอนุภาค (wave-particle duality) ซึ่งเป็นรากฐานในการพัฒนา กลศาสตร์ควอนตัม (quantum mechanics) ที่เป็นสาขาหนึ่ง ของวิชาฟิสิกส์ที่ศึกษาเกี่ยวกับธรรมชาติในระดับอะตอมและเล็กกว่าได้อย่างกว้างขวาง นำประยุกต์ใช้ ประโยชน์ในหลากหลายด้าน 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 ครูนำเข้าสู่หัวข้อ เรื่อง กลศาสตร์ควอนตรัม และการนำไปประยุกต์ใช้ประโยชน์ โดยนำ อภิปราย เกี่ยวกับความรู้ที่ได้ศึกษาผ่านมาในบทที่ 19 จากนั้นให้นักเรียนสืบค้นประวัติการค้นพบ การทดลองและแนวคิดใหม่ในการพัฒนากลศาสตร์ควอนตัน ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปราย จนได้ข้อสรุปตามแนวทางในหนังสือเรียน ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 2.1 จัดกลุ่มนักเรียน กลุ่มละ 3 คนโดยให้สมาชิกแต่ละกลุ่มมีความรู้ความสามารถที่ คละกัน 2.2 ครูจัดแบ่งเนื้อหาที่จะเรียนเป็นเนื้อหาย่อย ๆ เท่ากับจำนวนสมาชิกในกลุ่มของ นักเรียน ได้ดังนี้ หัวข้อที่ 1 กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
182 หัวข้อที่ 2 เลเซอร์ หัวข้อที่ 3 อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ 2.3 ให้สมาชิกในแต่ละกลุ่มตกลงกันในการรับผิดชอบในการศึกษาหัวข้อย่อยของ เนื้อหา คนละ 1 หัวข้อ 2.4 ให้นักเรียนแต่ละคนศึกษาและทำความเข้าใจในหัวข้อที่ตัวเองได้รับผิดชอบ 2.5 เมื่อนักเรียนศึกษาและทำความเข้าใจเนื้อหาแล้ว ให้นักเรียนอธิบายความรู้ที่ได้ จากการศึกษาและทำความเข้าใจในเนื้อหาที่ได้รับผิดชอบให้เพื่อนฟัง โดยอธิบายเรียงจาก หัวข้อที่ 1 - 3 2.6 นักเรียนแต่ละกลุ่มช่วยกันสรุปความรู้ที่ได้ในการศึกษาลงในกระดาษปรู๊ฟ (น้ำตาล) ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 3.1 ครูให้นักเรียนทุกกลุ่มออกมานำเสนอผลการสืบค้นของกลุ่มตนเองหน้าชั้นเรียน โดยสุ่มกลุ่มออกมานำเสนอจากเว็บไซต์ (https://random.thaiware.com/) 3.2 ครูนำนักเรียนอธิบายและสรุปเนื้อหา เรื่อง กลศาสตร์ควอนตรัม และ การนำไป ประยุกต์ใช้ประโยชน์ ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 4.1 ครูตรวจสอบความเข้าใจนักเรียน โดยให้นักเรียนตอบคำถามตรวจสอบความ เข้าใจ 19.3 ข้อ 5 4.2 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับแบบฝึกหัดท้ายบทที่ 19 (คำถาม และ ปัญหา) ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล 5.1 นักเรียนส่งกระดาษปรู๊ฟ (น้ำตาล) ของแต่ละกลุ่มที่ได้จากการศึกษาค้นคว้า 5.2 นักเรียนแต่ละกลุ่มนำเสนอผลงานที่ได้จากการศึกษาค้นคว้า
183 7. สื่อการเรียนรู้/แหล่งเรียนรู้ 7.1 หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสิกส์) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 6 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) 7.2 อินเทอร์เน็ต เว็บไซต์ https://random.thaiware.com/) 7.3 ใบความรู้ เรื่อง กลศาสตร์ควอนตัม และการนำไปประยุกต์ใช้ประโยชน์ 8. การวัดและประเมินผล จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) 1) นักเรียนอธิบายกลศาสตร์ ควอนตรัมและการนำไปประยุกต์ ใช้ประโยชน์ได้ 1) ตรวจกระดาษปรู๊ฟ (น้ำตาล)ของแต่ละกลุ่มที่ ได้จากการศึกษาค้นคว้า 2) สังเกตการนำเสนอ ผลงานของแต่ละกลุ่ม 1) แบบประเมินการ ทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถสรุป เนื้อหาที่ศึกษาได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) 1) นักเรียนออกแบบและนำเสนอ ข้อมูลจากการสืบค้นได้ 1) ตรวจกระดาษปรู๊ฟ (น้ำตาล)ของแต่ละกลุ่มที่ ได้จากการศึกษาค้นคว้า 2) สังเกตการนำเสนอ ผลงานของแต่ละกลุ่ม 1) แบบประเมินการ ทำกิจกรรม 1) นักเรียนนำเสนอ ผลงานได้ระดับดี ผ่าน เกณฑ์ ด้านคุณลักษณะ (A) 1) มุ่งมั่นในการทำงานและ มีความรับผิดชอบ 1) ตรวจกระดาษปรู๊ฟ (น้ำตาล)ของแต่ละกลุ่มที่ ได้จากการศึกษาค้นคว้า 2) สังเกตการนำเสนอ ผลงานของแต่ละกลุ่ม 1) แบบประเมินการ ทำกิจกรรม 1) นักเรียนทำภาระงาน ที่ได้รับมอบหมายได้ ระดับดี ผ่านเกณฑ์
184 ใบความรู้เรื่อง กลศาสตร์ควอนตัม และการนำไปประยุกต์ใช้ประโยชน์
185 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 19 รายวิชาวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม (ว33206) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 20 ฟิสิกส์นิวเคลียร์และฟิสิกส์อนุภาค เวลา 25 ชั่วโมง เรื่องที่ แรงนิวเคลียร์ 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 8. อธิบายแรงนิวเคลียร์ เสถียรภาพของนิวเคลียส และพลังงานยึดเหนี่ยว รวมทั้งคำนวณปริมาณ ต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ เมื่อจบกิจกรรมการเรียนรู้ นักเรียนสามารถ จุดประสงคการ เรียนรู้ รายละเอียด 1. ด้านความรู้ (K: Knowledge) 1) นักเรียนอธิบายธรรมชาติของแรงนิวเคลียร์ได้ 2) นักเรียนอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างแรงนิวเคลียร์กับเสถียรภาพของ นิวเคลียสได้ 2. ด้านทักษะ กระบวนการ (P: Process) 1) นักเรียนเขียนกราฟระหว่างจำนวนนิวตรอนและจำนวนโปรตอนได้ 3. ด้านคุณ ลักษณะ ที่พึงประสงค์ (A: Attitude) 1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน
186 4. สาระสำคัญ ภายในนิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนซึ่งมีประจุบวกและนิวตรอนซึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้า เรียกอนุภาคทั้งสองว่า นิวคลีออน (nucleon) การที่นิวคลีออนอยู่รวมกันได้ในนิวเคลียสเนื่องจากมี แรงนิวเคลียร์(nuclear force) ซึ่งมีค่ามากกว่าแรงผลักทางไฟฟ้ายึดเหนี่ยวนิวคลีออนไว้แรงนิวเคลียร์ เป็นแรงดึงดูดที่ส่งผลเฉพาะในระยะใกล้มาก ไม่ขึ้นกับประจุและมวลของนิวคลีออน การที่นิวเคลียส ของธาตุและไอโซโทปของธาตุหลายชนิดมีเสถียรภาพหรือไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา เนื่องจากมีแรง นิวเคลียร์ที่มากพอ 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 ครูทบทวนความรู้เกี่ยวกับองค์ประกอบภายในนิวเคลียสที่นักเรียนได้เรียนรู้มา 1.2 ครูตั้งคำถามเข้าสู่กิจกรรม ดังนี้ - เพราะเหตุใด โปรตอนที่มีประจุไฟฟ้าบวกหลายอนุภาคจึงอยู่รวมกันได้ภายใน นิวเคลียส โดยไม่แยกออกจากกันด้วยแรงผลักทางไฟฟ้า - นักเรียนคิดว่าแรงนิวเคลียร์ส่งผลได้ไกลเหมือนแรงไฟฟ้าและแรงโน้มถ่วงหรือไม่ - นักเรียนคิดว่าแรงนิวเคลียร์เป็นแรงดึงดูดระหว่างโปรตอนกับโปรตอนเท่านั้นใช่ หรือไม่
187 - นักเรียนคิดว่าแรงนิวเคลียร์ขึ้นกับขนาดของประจุไฟฟ้าและมวลหรือไม่ - นักเรียนคิดว่าแรงนิวเคลียร์ทำให้ธาตุและไอโซโทปของธาตุทุกชนิดมีเสถียรภาพ ใช่หรือไม่ - นักเรียนคิดว่านิวเคลียสที่มีจำนวนนิวตรอนมากกว่าโปรตอนจะมีเสถียรภาพใช่ หรือไม่ - นักเรียนคิดว่าแรงนิวเคลียร์เกิดขึ้นขณะเกิดระเบิดนิวเคลียร์เท่านั้นใช่หรือไม่ (โดยเปิดโอกาสให้นักเรียนแสดงความคิดเห็นอย่างอิสระ ไม่คาดหวังคำตอบ ที่ถูกต้อง) ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 2.1 ครูนำนักเรียนศึกษาเนื้อหาตามรายละเอียดหนังสือเรียน หน้า 114 - 117 2.2 ครูแจกใบงาน เรื่อง แรงนิวเคลียร์ ให้นักเรียนทุกคนศึกษา 2.3 ครูให้นักเรียนทำใบงาน เรื่อง แรงนิวเคลียร์ 2.4 ครูให้นักเรียนทำกิจกรรมลองทำดู ตามรายละเอียดหนังสือเรียน หน้า 117 ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 3.1 ครูสุ่มนักเรียน จำนวน 10 คน ตอบคำถามในใบงาน 3.2 ครูและนักเรียนร่วมกันสรุปเกี่ยวกับแรงนิวเคลียร์ ได้ดังนี้ 1) แรงนิวเคลียร์เป็นแรงดึงดูดระหว่างโปรตอนกับโปรตอน นิวตรอนกับ นิวตรอน และโปรตอนกับนิวตรอน ในนิวเคลียส 2) แรงนิวเคลียร์ไม่ขึ้นกับประจุและมวลของนิวคลีออนแรงนิวเคลียร์ ระหว่างคู่นิวคลีออนเหล่านี้จึงมีค่าเท่ากัน 3) แรงนิวเคลียร์ส่งผลเฉพาะในระยะใกล้มาก (very short-range force) จึงเป็นแรงที่กระทำระหว่างนิวคลีออนที่อยู่ติดกันเท่านั้น ไม่ส่งผลต่อนิวคลีออนอื่น ๆ ที่อยู่ถัดออกไป 4) แรงนิวเคลียร์ทำให้นิวเคลียสของธาตุและไอโซโทปของธาตุประมาณ 270 ชนิด มีเสถียรภาพ
188 3.3 ครูให้นักเรียนดูรูป 20.2 ในหนังสือเรียน แล้วตั้งคำถามให้นักเรียนอภิปราย ร่วมกัน โดยอาจใช้คำถามดังนี้ 1) สำหรับไอโซโทปที่มีมวลน้อย นิวเคลียสที่เสถียรคือนิวเคลียสที่มีจำนวน นิวตรอนกับจำนวนโปรตอนเป็นอย่างไร (แนวคำตอบ สำหรับไอโซโทปที่มีมวลน้อย หรือมีจำนวนโปรตอนน้อยกว่า 20 ( Z < 20) นิวเคลียสที่เสถียรคือนิวเคลียสที่มี จำนวนนิวตรอนประมาณเท่ากับจำนวนโปรตอน) 2) สำหรับไอโซโทปที่มีมวลมาก นิวเคลียสที่เสถียรคือนิวเคลียสที่มีจำนวน นิวตรอนกับจำนวนโปรตอนเป็นอย่างไร (แนวคำตอบ สำหรับไอโซโทปที่มีจำนวน โปรตอนมากกว่า 20 (Z > 20) นิวเคลียสที่เสถียรคือ นิวเคลียสที่มีจำนวนนิวตรอน มากกว่าโปรตอน (N > Z) เนื่องจากจำนวนนิวตรอนที่เพิ่มขึ้นอย่างเหมาะสมทำให้มี แรงยึดเหนี่ยวทางนิวเคลียร์มากพอสำหรับการทำให้นิวเคลียสมีเสถียรภาพทั้งนี้เมื่อ พิจารณากราฟระหว่างจำนวนโปรตอนและจำนวนนิวตรอนของไอโซโทปทั้งหมด จะ พบว่าสำหรับไอโซโทปที่มีจำนวนโปรตอนมากกว่า 83 (Z > 83) ไม่มีนิวเคลียสที่มี เสถียรภาพ) ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 4.1 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติม ดังนี้ ครูควรเน้นว่า การมีจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสอย่างเหมาะสม ทำให้มี แรงยึดเหนี่ยวทางนิวเคลียร์มากพอที่จะชดเชยแรงผลักทางไฟฟ้าระหว่างโปรตอน นิวเคลียสจึงมี เสถียรภาพ แต่อย่างไรก็ตาม ถ้าจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสมีมากเกินไป ทำให้นิวเคลียสไม่เสถียรได้ 4.2 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับกราฟระหว่างจำนวนนิวตรอนกับจำนวน โปรตอน ดังนี้กราฟระหว่างจำนวนนิวตรอนกับจำนวนโปรตอนของธาตุและไอโซโทปที่ได้รับ การค้นพบหรือสังเคราะห์ได้ในห้องปฏิบัติการทั้งหมด มีลักษณะดังรูป
189 ส่วนของกราฟที่มีลักษณะเป็นแถบยาวสีดำเป็นกลุ่มของจุดที่แทนนิวเคลียสที่เสถียร เรียกว่า แถบเสถียรภาพ (belt of stability) ส่วนบริเวณที่จำนวนโปรตอนมากกว่า 83 เป็นบริเวณที่ไม่มีนิวเคลียสที่เสถียรโดย นิวเคลียสเหล่านี้มีแนวโน้มที่สลายให้แอลฟา (alpha decay) เพื่อเปลี่ยนไปเป็นนิวเคลียสชนิดใหม่ ที่มีจำนวนโปรตอนและจำนวนนิวตรอนลดลงและมีเสถียรภาพมากกว่า ส่วนบริเวณที่อยู่เหนือแถบเสถียรภาพ เป็นบริเวณที่นิวเคลียสมีสัดส่วนของจำนวน นิวตรอนต่อจำนวนโปรตอนมากเกินไป และมีแนวโน้มจะสลายให้บีตาลบ (beta-minus decay) เพื่อ เปลี่ยนไปเป็นนิวเคลียสชนิดใหม่ที่มีจำนวนโปรตอนเพิ่มขึ้นแต่จำนวนนิวตรอนลดลง และมีเสถียรภาพ มากกว่า ส่วนบริเวณที่อยู่ใต้แถบเสถียรภาพ เป็นบริเวณที่นิวเคลียสมีสัดส่วนของจำนวน นิวตรอนต่อจำนวนโปรตอนน้อยเกินไป และมีแนวโน้มจะสลายให้บีตาบวก (beta-plus decay) เพื่อ เปลี่ยนไปเป็นนิวเคลียสชนิดใหม่ที่มีจำนวนโปรตอนลดลงแต่จำนวนนิวตรอนเพิ่มขึ้น และมีเสถียรภาพ มากกว่า ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล 5.1 นักเรียนทำใบงาน เรื่อง แรงนิวเคลียร์ 5.2 นักเรียนทำกิจกรรมลองทำดูในหนังสือเรียน หน้า 117 7. สื่อการเรียนรู้/แหล่งเรียนรู้ 7.1 หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสิกส์) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 6 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) 7.2 อินเทอร์เน็ต 7.3 ใบความรู้ เรื่อง แรงนิวเคลียร์ 7.4 กระดาษกราฟ 7.5 ใบงาน เรื่อง แรงนิวเคลียร์
190 8. การวัดและประเมินผล จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) 1) นักเรียนอธิบายธรรมชาติของ แรงนิวเคลียร์ได้ 2) นักเรียนอธิบายความสัมพันธ์ ระหว่างแรงนิวเคลียร์กับเสถียรภาพ ของนิวเคลียสได้ 1) ตรวจใบงาน เรื่อง แรง นิวเคลียร์ 1) ใบงาน เรื่อง แรงนิวเคลียร์ 2) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ตอบคำถามได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) 1) นักเรียนเขียนกราฟระหว่าง จำนวนนิวตรอนและจำนวนโปรตอน ได้ 1) ตรวจกระดาษกราฟใน การทำกิจกรรมลองทำดู 1) กระดาษกราฟ 2) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ เขียนกราฟได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านคุณลักษณะ (A) 1) มุ่งมั่นในการทำงานและ มีความรับผิดชอบ 1) ตรวจใบงาน เรื่อง แรง นิวเคลียร์ 2) ตรวจกระดาษกราฟใน การทำกิจกรรมลองทำดู 1) ใบงาน เรื่อง แรงนิวเคลียร์ 2) กระดาษกราฟ 3) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนทำภาระงานที่ ได้รับมอบหมายได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์
191 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 20 รายวิชาวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม (ว33206) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 20 ฟิสิกส์นิวเคลียร์และฟิสิกส์อนุภาค เวลา 25 ชั่วโมง เรื่องที่ พลังงานยึดเหนี่ยว 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 8. อธิบายแรงนิวเคลียร์ เสถียรภาพของนิวเคลียส และพลังงานยึดเหนี่ยว รวมทั้งคำนวณ ปริมาณต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ เมื่อจบกิจกรรมการเรียนรู้ นักเรียนสามารถ จุดประสงคการ เรียนรู้ รายละเอียด 1. ด้านความรู้ (K: Knowledge) 1) นักเรียนอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานยึดเหนี่ยวกับส่วนพร่อง มวลได้ 2) นักเรียนอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานยึดเหนี่ยวกับเสถียรภาพ ของนิวเคลียสได้ 2. ด้านทักษะ กระบวนการ (P: Process) 1) นักเรียนคำนวณหาพลังงานยึดเหนี่ยวและพลังงานยึดเหนี่ยวต่อนิวคลี ออนได้ 3. ด้านคุณ ลักษณะ ที่พึงประสงค์ (A: Attitude) 1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน 4. สาระสำคัญ
192 การทำให้นิวคลีออนแยกออกจากกัน ต้องให้พลังงานแก่นิวเคลียส โดยพลังงานที่พอดีทำ ให้ นิวคลีออนทั้งหมดในนิวเคลียสแยกออกจากกัน เรียกว่า พลังงานยึดเหนี่ยว (binding energy หรือ nuclear bindingenergy, ) พลังงานยึดเหนี่ยวมีค่าเทียบเท่ากับส่วนของมวลที่แตกต่างระหว่าง มวลของนิวเคลียสกับมวลรวมของนิวคลีออนทั้งหมดในนิวเคลียส เรียกว่า ส่วนพร่องมวล (mass defect, ) ตามสมการ = () 2 การพิจารณาเสถียรภาพของนิวเคลียสสามารถพิจารณาได้จาก พลังงานยึดเหนี่ยวต่อนิวคลี ออนของนิวเคลียสของธาตุหรือไอโซโทปของธาตุนั้น เขียนสมการได้เป็น = () 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 ครูนำเข้าสู่หัวข้อ เรื่อง พลังงานยึดเหนี่ยว โดยตั้งคำถามว่า - จากการศึกษาเกี่ยวกับฟิสิกส์ของอะตอมในบทที่ผ่านมา เราทราบว่าถ้ามีการ ให้พลังงานกับอะตอมมากพอ สามารถทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกมาจากอะตอม ได้แล้วถ้ามีการให้พลังงานกับนิวเคลียสมากพอ จะทำให้นิวคลีออนแยกออก จากกันได้หรือไม่ (โดยเปิดโอกาสให้นักเรียนแสดงความคิดเห็นอย่างอิสระ ไม่คาดหวังคำตอบที่ ถูกต้อง)
193 1.2 ครูตั้งคำถามเข้าสู่กิจกรรม ดังนี้ - นักเรียนคิดว่าพลังงานยึดเหนี่ยวของนิวเคลียสมีค่าเท่ากับพลังงานที่พอดีทำให้ นิวคลีออนทั้งหมดในนิวเคลียสแยกออกจากกันใช่หรือไม่ - นักเรียนคิดว่าแรงนิวเคลียร์เป็นแรงดึงดูดระหว่างโปรตอนกับโปรตอนเท่านั้นใช่ หรือไม่ - นักเรียนคิดว่านิวเคลียสเสถียรที่มีพลังงานยึดเหนี่ยวต่อนิวคลีออนมาก จะเป็น นิวเคลียสที่มีเสถียรภาพสูงหรือไม่ (โดยเปิดโอกาสให้นักเรียนแสดงความคิดเห็นอย่างอิสระ ไม่คาดหวังคำตอบที่ ถูกต้อง) ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 2.1 ครูให้นักเรียนศึกษาเกี่ยวกับพลังงานยึดเหนี่ยว ตามรายละเอียดหนังสือเรียน หน้า 119-123 2.2 นักเรียนตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.1 ข้อ 3. – 5. 2.3 ครูนักเรียนศึกษาตัวอย่าง 20.1 – 20.3 ตามรายละเอียดในหนังสือเรียน ลงใน สมุด 2.4 นักเรียนทำแบบฝึกหัด 20.1 ข้อ 1. – 5. ลงในสมุด ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 3.1 ครูสุ่มนักเรียน จำนวน 3 คน ตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.1 3.2 ครูและนักเรียนร่วมกันสรุปเนื้อหาที่เกี่ยวกับพลังงานยึดเหนี่ยว 3.3 ครูสุ่มนักเรียน จำนวน 5 คน ออกมาเฉลยวิธีการหาคำตอบแบบฝึกหัด 20.1 ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 4.1 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมตามรายละเอียดในหนังสือ หน้า 126 - 127 4.2 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับชวนคิด หน้า 127 ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล 5.1 นักเรียนตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.1 ข้อ 3. – 5. 5.2 นักเรียนทำแบบฝึกหัด 20.1 ข้อ 1. – 5. 5.3 ครูตรวจสอบนักเรียนในการตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.1 ข้อ 3. – 5. และ แบบฝึกหัด 20.1 ข้อ 1. – 5.
194 7. สื่อการเรียนรู้/แหล่งเรียนรู้ 7.1 หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสิกส์) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 6 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) 7.2 อินเทอร์เน็ต 7.3 ใบความรู้ พลังงานยึดเหนี่ยว 8. การวัดและประเมินผล จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) 1) นักเรียนอธิบายความสัมพันธ์ ระหว่างพลังงานยึดเหนี่ยวกับ ส่วนพร่องมวลได้ 2) นักเรียนอธิบายความสัมพันธ์ ระหว่างพลังงานยึดเหนี่ยวกับ เสถียรภาพของนิวเคลียสได้ 1) ตรวจสมุดนักเรียน ในการตอบคำถามตรวจสอบ ความเข้าใจ 20.1 ข้อ 3. – 5. 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ตอบคำถามได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) 1) นักเรียนคำนวณหาพลังงาน ยึดเหนี่ยวและพลังงานยึดเหนี่ยว ต่อนิวคลีออนได้ 1) ตรวจสมุดนักเรียน ในการทำแบบฝึกหัด 20.1 ข้อ 1. – 5. 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ทำแบบฝึกหัดได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านคุณลักษณะ (A) 1) มุ่งมั่นในการทำงานและ มีความรับผิดชอบ 1) ตรวจสมุดนักเรียน 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนทำภาระงานที่ ได้รับมอบหมายได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์
195 ใบความรู้เรื่อง พลังงานยึดเหนี่ยว
196 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 21 รายวิชาวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม (ว33206) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 20 ฟิสิกส์นิวเคลียร์และฟิสิกส์อนุภาค เวลา 25 ชั่วโมง เรื่องที่ การค้นพบกัมมันตภาพรังสี 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 6. อธิบายกัมมันตภาพรังสีและความแตกต่างของรังสีแอลฟา บีตา และแกมมา 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ เมื่อจบกิจกรรมการเรียนรู้ นักเรียนสามารถ จุดประสงคการ เรียนรู้ รายละเอียด 1. ด้านความรู้ (K: Knowledge) 1) นักเรียนบอกความหมายของกัมมันตภาพรังสี ธาตุกัมมันตรังสี และ ไอโซโทปกัมมันตรังสีได้ 2. ด้านทักษะ กระบวนการ (P: Process) 1) นักเรียนสามารถแสวงหาความรู้เกี่ยวกับความหมายของกัมมันตภาพรังสี ธาตุกัมมันตรังสี และไอโซโทปกัมมันตรังสีได้ 3. ด้านคุณ ลักษณะ ที่พึงประสงค์ (A: Attitude) 1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน
197 4. สาระสำคัญ ธาตุที่มีนิวเคลียสไม่เสถียรจะแผ่รังสีออกมาได้เองอย่างต่อเนื่องเรียกปรากฏการณ์นี้ ว่ากัมมันตภาพรังสี(radioactivity) โดยไอโซโทปของธาตุที่สามารถแผ่รังสีได้เองเรียกว่า ไอโซโทป กัมมันตรังสี (radioactiveisotope) ส่วนธาตุที่ทุกไอโซโทปเป็นไอโซโทปกัมมันตรังสีเรียกว่า ธาตุ กัมมันตรังสี(radioactive element) 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 ครูทบทวนความรู้เดิม เรื่อง แรงนิวเคลียร์และพลังงานยึดเหนี่ยว ที่เรียนผ่านมา 1.2 ครูนำเข้าสู่หัวข้อ เรื่อง กัมมันตรังสี โดยตั้งคำถามให้นักเรียนอภิปรายร่วมกันว่า จากการศึกษาที่ผ่านมา เป็นการศึกษาเกี่ยวกับนิวเคลียสที่เสถียร ถ้านิวเคลียส ไม่เสถียรจะทำให้ธาตุหรือไอโซโทปมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร (โดยเปิดโอกาสให้นักเรียนแสดงความคิดเห็นอย่างอิสระ ไม่คาดหวังคำตอบที่ ถูกต้อง) 1.3 ครูตั้งคำถามเข้าสู่กิจกรรม ดังนี้ - นักเรียนคิดว่าใครเป็นผู้ค้นพบกัมมันตภาพรังสี - ให้นักเรียนบอกความหมายคำว่ากัมมันตภาพรังสี - นักเรียนคิดว่าไอโซโทปของธาตุทุกไอโซโทป เป็นไอโซโทปกัมมันตรังสีสามารถ แผ่รังสีได้เสมอหรือไม่
198 - นักเรียนคิดว่ากัมมันตภาพรังสีและกัมมันตรังสีมีความหมายเหมือนกัน ใช้แทน กันได้หรือไม่ (โดยเปิดโอกาสให้นักเรียนแสดงความคิดเห็นอย่างอิสระ ไม่คาดหวังคำตอบที่ ถูกต้อง) ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 2.1 ครูชี้แจงจุดประสงค์การเรียนรู้ข้อที่ 6 ของหัวข้อ 20.2 ตามหนังสือเรียน 2.2 ครูให้นักเรียนศึกษาเนื้อหา เรื่อง การค้นพบกัมมันตภาพรังสี ตามรายละเอียด หนังสือเรียน หน้า 131 - 133 2.3 ครูแจกใบงาน เรื่อง การค้นพบกัมมันตภาพรังสี ให้นักเรียนทุกคนศึกษา 2.4 ครูให้นักเรียนทำใบงาน เรื่อง การค้นพบกัมมันตภาพรังสี ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 3.1 ครูสุ่มนักเรียน จำนวน 10 คน เฉลยคำตอบในใบงาน เรื่อง การค้นพบ กัมมันตภาพรังสี ที่ได้จากการแสวงหาความรู้ 3.2 ครูและนักเรียนร่วมกันสรุปเนื้อหาที่เกี่ยวกับ เรื่อง การค้นพบกัมมันตภาพรังสี โดยครูใช้คำถามดังนี้ 1) การทดลองของเเบ็กเกอแรล มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาในเรื่องใด (แนวคำตอบ การทดลองของเเบ็กเกอแรล มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาการเรือง แสงและปล่อยรังสีเอกซ์ของสารเมื่อถูกกระตุ้นด้วยแสงแดด) 2) เหตุใดเเบ็กเกอแรล จึงใส่ฟิล์มถ่ายรูปไว้ในซองกระดาษสีดำ ขณะที่ทำ การทดลองกลางแดด (แนวคำตอบ การใส่ฟิล์มถ่ายรูปไว้ในซองกระดาษ เพื่อป้องกันไม่ให้ แสงแดดตกกระทบแผ่นฟิล์มซึ่งทำให้ฟิล์มมีรอยดำ และผลการทดลองคลาดเคลื่อน) 3) เหตุผลใดเเบ็กเกอแรลจึงสรุปว่า สารประกอบยูเรเนียมปล่อยรังสีชนิด หนึ่งออกมาโดยไม่เกี่ยวข้องกับแสงแดด (แนวคำตอบ ในการทดลองกับสารประกอบของ ยูเรเนียม ถึงแม้แบ็กเกอแรลจะเก็บชุดอุปกรณ์ไว้ในลิ้นชักซึ่งไม่ถูกแสงแดดเป็นเวลาหลายวัน แต่เมื่อนำฟิล์มที่เก็บไว้ไปล้างพบว่า เกิดรอยดำบนแผ่นฟิล์มมีสีเข้มกว่า เมื่อครั้งที่ทดลองกับ แสงแดด) 4) รังสีที่ได้จากสารประกอบยูเรเนียมมีสมบัติเหมือน และแตกต่างจากรังสี เอกซ์อย่างไร(แนวคำตอบ รังสีที่แผ่ออกมาจากสารประกอบของยูเรเนียม มีสมบัติบาง ประการคล้ายรังสีเอกซ์ เช่น สามารถทะลุผ่านวัตถุทึบแสง ทำให้อากาศที่รังสีนี้ผ่านแตกตัว
199 เป็นไอออน แต่รังสีที่ได้จากสารประกอบของยูเรเนียมเกิดขึ้นเองตลอดเวลา ในขณะที่รังสี เอกซ์เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติไม่ได้ต้องผ่านการกระตุ้น) ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 4.1 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติม ดังนี้ 1) ครูควรชี้ให้เห็นว่า การค้นพบปรากฏการณ์แผ่รังสีของเเบ็กเกอแรลแม้ จะเป็นการบังเอิญ แต่เพราะความเป็นคนช่างสังเกต ช่างคิด ประกอบกับการมีความรู้และ ประสบการณ์ในเรื่องที่ศึกษามาพอสมควร จึงทำให้แบ็กเกอแรลสามารถค้นพบปรากฏการณ์ ครั้งประวัติศาสตร์ที่ได้เป็นแรงผลักดันให้นักวิทยาศาสตร์อีกหลาย ๆ คน เช่น ปีแอร์กูรีและ มารีกูรีได้ทำการทดลองและศึกษาเพิ่มเติม จนทำให้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีก้าวหน้าไป อย่างมาก ดังนั้น นักเรียนจึงควรพิจารณานำไปเป็นแบบอย่าง เมื่อทำการทดลองในวิชา ฟิสิกส์หรือเมื่อต้องศึกษาเรื่องใดเรื่องหนึ่ง 2) อองตวน อองรี แบ็กเกอแรล (Antoine Henri Becquerel ค.ศ. 1852-1908 หรือ พ.ศ. 2395-2451) นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสได้รับรางวัลโนเบลสาขา ฟิสิกส์ ในปี พ.ศ. 2446 จากผลงานการค้นพบกัมมันตภาพรังสีซึ่งได้จุดประกายให้ นักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ เริ่มการศึกษาค้นคว้าเกี่ยวกับรังสีและโครงสร้างของนิวเคลียส ในเวลาต่อมา 3) ยูเรเนียม (uranium, U) เป็นธาตุโลหะที่มีเลขอะตอม 9 พบได้ใน องค์ประกอบของหินและน้ำทะเล โดยผลึกแร่ที่มียูเรเนียมเป็นองค์ประกอบจะมีสีเหลือง บางส่วน ดังรูป สัดส่วนของยูเรเนียมที่พบในธรรมชาติประมาณ 99.28% เป็นยูเรเนียม-238 และประมาณ 0.71% เป็นยูเรเนียม-235 ทั้งนี้ ยูเรเนียมที่ได้รับการสกัดออกมาแล้วจะมีสี ขาวเงิน 4) ปีแอร์ กูรี(Pierre Curie ค.ศ. 1859-1906 หรือ พ.ศ. 2402-2449) นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส และมารี กูรี (Marie Curie ค.ศ. 1867-1934 พ.ศ.2410-2477) นัก ฟิสิกส์ชาวโปรแลนด์ เป็นสามีและภรรยาที่ได้ทำวิจัยเกี่ยวกับกัมมันตภาพรังสีร่วมกันและ ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ร่วมกับแบ็กเกอแรล ในปี พ.ศ.2446 นอกจากนี้ บุตรสาวของ ทั้งสองชื่ิอ อีแรน กุรี (Irene Curie) ได้รับรางวัลโนเบลจากผลงานเกี่ยวกับกัมมันตภาพรังสี เช่นเดียวกัน 4.2 ครูตรวจสอบนักเรียนโดยถามคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.2 ข้อ 1. ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล 5.1 นักเรียนทำใบงาน เรื่อง การค้นพบกัมมันตภาพรังสี
200 7. สื่อการเรียนรู้/แหล่งเรียนรู้ 7.1 หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสิกส์) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 6 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) 7.2 อินเทอร์เน็ต 7.3 ใบความรู้ เรื่อง การค้นพบกัมมันตภาพรังสี 7.4 ใบงาน เรื่อง การค้นพบกัมมันตภาพรังสี 8. การวัดและประเมินผล จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) 1) นักเรียนบอกความหมายของ กัมมันตภาพรังสี ธาตุกัมมันตรังสี และ ไอโซโทปกัมมันตรังสีได้ 1) ตรวจใบงาน เรื่อง การ ค้นพบกัมมันตภาพรังสี 1) ใบงาน เรื่อง การค้นพบ กัมมันตภาพรังสี 2) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ตอบคำถามได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) 1) นักเรียนสามารถแสวงหาความรู้ เกี่ยวกับความหมายของกัมมันตภาพ รังสี ธาตุกัมมันตรังสี และไอโซโทป กัมมันตรังสีได้ 1) ตรวจใบงาน เรื่อง การ ค้นพบกัมมันตภาพรังสี 1) ใบงาน เรื่อง การค้นพบ กัมมันตภาพรังสี 2) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ แสวงหาความรู้ได้ระดับ ดีผ่านเกณฑ์ ด้านคุณลักษณะ (A) 1) มุ่งมั่นในการทำงานและ มีความรับผิดชอบ 1) ตรวจใบงาน เรื่อง การ ค้นพบกัมมันตภาพรังสี 1) ใบงาน เรื่อง การค้นพบ กัมมันตภาพรังสี 2) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนทำภาระงานที่ ได้รับมอบหมายได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์
201 ใบความรู้ใบงาน และเฉลยใบงาน เรื่อง การค้นพบกัมมันตภาพรังสี
202 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 22 รายวิชาวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม (ว33206) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 20 ฟิสิกส์นิวเคลียร์และฟิสิกส์อนุภาค เวลา 25 ชั่วโมง เรื่องรังสีจากธาตุและไอโซโทปกัมมันตรังสี 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 6. อธิบายกัมมันตภาพรังสีและความแตกต่างของรังสีแอลฟา บีตา และแกมมา 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ เมื่อจบกิจกรรมการเรียนรู้ นักเรียนสามารถ จุดประสงคการ เรียนรู้ รายละเอียด 1. ด้านความรู้ (K: Knowledge) 1) นักเรียนบอกสมบัติของรังสีที่แผ่ออกมาจากธาตุและไอโซโทป กัมมันตรังสีได้ 2. ด้านทักษะ กระบวนการ (P: Process) 1) นักเรียนระบุชนิดสมบัติของรังสีที่แผ่ออกมาจากธาตุและไอโซโทป กัมมันตรังสีได้ 3. ด้านคุณ ลักษณะ ที่พึงประสงค์ (A: Attitude) 1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน
203 4. สาระสำคัญ รังสีที่แผ่ออกมาจากธาตุและไอโซโทปกัมมันตรังสีส่วนใหญ่ มี 3 ชนิด ได้แก่ รังสีแอลฟา (alpha ray)รังสีบีตา (beta ray) และรังสีแกมมา (gamma ray) ซึ่งรังสีแต่ละชนิดมีองค์ประกอบ ประจุไฟฟ้า มวลอำนาจทะลุผ่าน และ สมบัติอื่น ๆ แตกต่างกัน 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 ครูทบทวนความรู้เดิม เรื่อง การค้นพบกัมมันตภาพรังสี ที่เรียนผ่านมา 1.2 ครูตั้งคำถามเข้าสู่กิจกรรม ดังนี้ - นักเรียนคิดว่าเมื่อรังสีที่แผ่ออกมาจากธาตุกัมมันตรังสีเคลื่อนที่ผ่านอากาศและ ไปตกกระทบวัตถุใดวัตถุหนึ่ง จะทำให้อากาศที่อยู่รอบ ๆ และวัตถุนั้นปนเปื้อนรังสีใช่หรือไม่ - จงบอกสมบัติของรังสีที่แผ่ออกมาจากธาตุและไอโซโทปกัมมันตรังสี - รังสีที่แผ่ออกมาจากธาตุและไอโซโทปกัมมันตรังสีแตกต่างจากรังสีที่นักเรียน เคยได้เรียนรู้มาหรือไม่ อย่างไร - รังสีที่แผ่ออกมาจากธาตุกัมมันตรังสีมีรังสีชนิดใดบ้าง (โดยเปิดโอกาสให้นักเรียนแสดงความคิดเห็นอย่างอิสระ ไม่คาดหวังคำตอบที่ ถูกต้อง)
204 1.3 ครูทบทวนความรู้เดิมของนักเรียนเกี่ยวกับรังสีแคโทด โดยการตั้งคำถาม เกี่ยวกับการเบนของรังสีแคโทดและอนุภาคมีประจุไฟฟ้าในสนามแม่เหล็ก จากที่ได้เรียนมา ในบทที่ 15 ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 2.1 ครูให้นักเรียนศึกษาผลการศึกษาการเบนของรังสีที่แผ่ออกมาจากธาตุและ ไอโซโทปกัมมันตรังสีเมื่อให้ผ่านเข้าไปในบริเวณที่มีสนามแม่เหล็ก ตามรายละเอียดหนังสือ เรียน หน้า 134 2.2 ครูให้นักเรียนศึกษาเนื้อหาชนิดและสมบัติของ รังสีที่แผ่ออกมาจากธาตุและ ไอโซโทปกัมมันตรังสีตามรายละเอียดหนังสือเรียน หน้า 134 - 136 2.3 ครูแจกใบงาน เรื่อง รังสีจากธาตุและไอโซโทปกัมมันตรังสี ให้นักเรียนทุกคน ศึกษา 2.4 ครูให้นักเรียนทำใบงาน เรื่อง รังสีจากธาตุและไอโซโทปกัมมันตรังสี ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 3.1 ครูสุ่มนักเรียน จำนวน 10 คน เฉลยคำตอบในใบงาน เรื่อง รังสีจากธาตุและ ไอโซโทปกัมมันตรังสี 3.2 ครูและนักเรียนร่วมกันสรุปเนื้อหาที่เกี่ยวกับ เรื่อง รังสีจากธาตุและไอโซโทป กัมมันตรังสี โดยครูใช้คำถามดังนี้ 1) จากแนวการเบนของรังสีในรูป 20.7 สามารถสรุปได้ว่ามีรังสีแตกต่างกัน อย่างน้อยกี่ชนิด และ รังสีแต่ละชนิดมีสมบัติแตกต่างกันอย่างไร (แนวคำตอบ จากความเข้าใจเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุ ไฟฟ้าในสนามแม่เหล็ก การเบนของรังสีในสนามแม่เหล็ก 3 แนว สามารถวิเคราะห์ได้ว่ารังสี มีประจุไฟฟ้าแตกต่างกัน 3 ชนิด ซึ่งประกอบไปด้วยรังสีที่มีประจุไฟฟ้าบวก ประจุไฟฟ้าลบ และ เป็นกลางทางไฟฟ้า) 2) จากรูป 20.7 แนวการเบนของรังสีแนวใด เป็นรังสีแอลฟา บีตา และ แกมมา ตามลำดับ (แนวคำตอบ แนวที่ 1 เป็นแนวของรังสีแอลฟา แนวที่ 2 เป็น แนวของรังสีแกมมา และ แนวที่ 3 เป็นแนวของรังสีบีตา) 3) รังสีที่แผ่ออกมาจากธาตุกัมมันตรังสีมีรังสีชนิดใดบ้าง (แนวคำตอบ รังสี แอลฟา รังสีบีตา และรังสีแกมมา) 4) รังสีใดมีประจุไฟฟ้า +2e (แนวคำตอบ รังสีแอลฟา) 5) รังสีใดมีประจุไฟฟ้า -1e (แนวคำตอบ รังสีบีตา)
205 6) รังสีใดมีประจุไฟฟ้า เป็นกลางทางไฟฟ้า (แนวคำตอบ รังสีแกมมา) 7) รังสีใดอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง (แนวคำตอบ รังสีบีตา) 8) รังสีใดมีความถี่สูงมาก (แนวคำตอบ รังสีแกมมา) ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 4.1 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติม ดังนี้ 1) มวลที่แตกต่างกันของรังสีทั้ง 3 ชนิด ทำให้อำนาจทะลุผ่านวัสดุแตกต่าง กันเพราะรังสีที่มีมวลมาก เมื่อเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางจะชนกับอนุภาคของตัวกลางและสูญเสีย พลังงานได้มากกว่ารังสีที่มีมวลน้อย รังสีที่มีมวลมากจึงมีอำนาจทะลุผ่านต่ำกว่ารังสีที่มีมวล น้อยกว่าการที่รังสีทั้ง 3 ชนิด สามารถทำให้อากาศแตกตัวเป็นไอออนได้แตกต่างกันเพราะ ความสามารถในการทำให้อากาศแตกตัวเป็นไอออน ขึ้นกับขนาดของประจุไฟฟ้าของรังสี ดังนั้น รังสีแอลฟาที่มีประจุไฟฟ้า +2e จึงสามารถทำให้อากาศแตกตัวเป็นไอออนได้มากที่สุด เมื่อเปรียบเทียบกับรังสีบีตาที่มีประจุ -1e ส่วนรังสีแกมมาที่เป็นกลางทางไฟฟ้าสามารถทำให้ อากาศแตกตัวได้เพราะมีพลังงานสูง 2) ครูควรชี้ให้เห็นว่า เมื่อพิจารณาอย่างละเอียด รังสีบีตามี 2 ชนิด ได้แก่ รังสีบีตาบวกและ รังสีบีตาลบ แต่โดยส่วนใหญ่ ธาตุและไอโซโทปกัมมันตรังสีจะแผ่ รังสีบีตาลบ ดังนั้นเมื่อกล่าวถึงรังสีบีตาจึงมักหมายถึงรังสีบีตาลบ นอกจากนี้ครูอาจ ให้ความรู้เพิ่มเติมอีกว่า ถึงแม้รังสีบีตาและรังสีแคโทดจะเป็นลำของอนุภาค อิเล็กตรอนเหมือนกัน แต่รังสีบีตาไม่ใช่รังสีแคโทด เพราะอิเล็กตรอนของรังสีบีตา เป็นอิเล็กตรอนที่มีความเร็วสูงกว่ารังสีแคโทดมาก 3) ครูให้ความรู้เพิ่มเติมว่า นอกจากรังสีทั้ง 3 ชนิดที่กล่าวถึงธาตุและ ไอโซโทปกัมมันตรังสียังมีการแผ่รังสีชนิดอื่นอีก เช่น รังสีนิวตรอน รังสีโปรตอน แต่ เกิดขึ้นในธรรมชาติน้อยมาก ส่วนใหญ่ รังสีนิวตรอนที่ใช้ทางอุตสาหกรรมจะมาจาก เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์หรือการเร่งอนุภาค ส่วนรังสีโปรตอน มาจากการเร่งอนุภาคเช่นกัน 4) ครูให้นักเรียนตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.2 ข้อ 1. และ 2. ใน หนังสือเรียน 5) รังสีแอลฟา บีตา และแกมมา เป็นรังสีที่ธาตุและไอโซโทปกัมมันตรังสี ส่วนใหญ่แผ่ออกมาตามธรรมขาติ แต่มีบางกรณี ที่ธาตุและไอโซโทปกัมมันตรังสีมีการแผ่รังสี ชนิดอื่น เช่น รังสีนิวตรอน (neutron rays) หรือ รังสีโปรตอน (proton rays) ซึ่งเกิดขึ้นใน ธรรมชาติน้อยมาก นอกจากนี้ยังมีรังสีชนิด
206 อื่น ๆ ที่มาจากกระบวนการเปลี่ยนแปลงนิวเคลียสในรูปแบบอื่น ๆ เช่น ที่มาจากปฏิกิริยานิว คลียร์หรือ รังสีคอสมิก (cosmic rays) ที่มาจากอวกาศ ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล 5.1 นักเรียนทำใบงาน เรื่อง รังสีจากธาตุและไอโซโทปกัมมันตรังสี 7. สื่อการเรียนรู้/แหล่งเรียนรู้ 7.1 หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสิกส์) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 6 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) 7.2 อินเทอร์เน็ต 7.3 ใบความรู้ เรื่อง รังสีจากธาตุและไอโซโทปกัมมันตรังสี 7.4 ใบงาน เรื่อง รังสีจากธาตุและไอโซโทปกัมมันตรังสี
207 8. การวัดและประเมินผล จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) 1) นักเรียนบอกสมบัติของรังสีที่ แผ่ออกมาจากธาตุและไอโซโทป กัมมันตรังสีได้ 1) ตรวจใบงาน เรื่อง รังสีจาก ธาตุและไอโซโทปกัมมันตรังสี ข้อ 1. – 5. 1) ใบงาน เรื่อง รังสีจากธาตุและ ไอโซโทป กัมมันตรังสี 2) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ตอบคำถามได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) 1) นักเรียนระบุชนิดสมบัติของรังสี ที่แผ่ออกมาจากธาตุและไอโซโทป กัมมันตรังสีได้ 1) ตรวจใบงาน เรื่อง รังสีจาก ธาตุและไอโซโทปกัมมันตรังสี ข้อ 6. 1) ใบงาน เรื่อง รังสีจากธาตุและ ไอโซโทป กัมมันตรังสี 2) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ตอบคำถามได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านคุณลักษณะ (A) 1) มุ่งมั่นในการทำงานและ มีความรับผิดชอบ 1) ตรวจใบงาน เรื่อง รังสีจาก ธาตุและไอโซโทปกัมมันตรังสี 1) ใบงาน เรื่อง รังสีจากธาตุและ ไอโซโทป กัมมันตรังสี 2) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนทำภาระงานที่ ได้รับมอบหมายได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์
208 ใบความรู้ใบงาน และเฉลยใบงาน เรื่อง รังสีจากธาตุและไอโซโทปกัมมันตรังสี
209 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 23 รายวิชาวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม (ว33206) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 20 ฟิสิกส์นิวเคลียร์และฟิสิกส์อนุภาค เวลา 25 ชั่วโมง เรื่องที่ การสลายและสมการการสลาย 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 6. อธิบายกัมมันตภาพรังสีและความแตกต่างของรังสีแอลฟา บีตา และแกมมา 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ เมื่อจบกิจกรรมการเรียนรู้ นักเรียนสามารถ จุดประสงคการ เรียนรู้ รายละเอียด 1. ด้านความรู้ (K: Knowledge) 1) นักเรียนอธิบายการเขียนสมการของการสลายให้แอลฟา บีตา และ แกมมาได้ 2. ด้านทักษะ กระบวนการ (P: Process) 1) นักเรียนเขียนสมการของการสลายให้แอลฟา บีตา และแกมมาได้ 3. ด้านคุณ ลักษณะ ที่พึงประสงค์ (A: Attitude) 1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน 4. สาระสำคัญ
210 การแผ่รังสีของธาตุและไอโซโทปกัมมันตรังสีมีสาเหตุมาจากการที่นิวเคลียสไม่เสถียรมีการ เปลี่ยนแปลงเพื่อให้มีเสถียรภาพมากกว่าเดิม โดยอาจเปลี่ยนไปเป็นนิวเคลียสชนิดใหม่หรือเปลี่ยนไป อยู่ในระดับพลังงานต่ำกว่าเดิม เรียกกระบวนการเปลี่ยนแปลงนี้ว่า การสลายกัมมันตรังสี (radioactive decay) หรือ การสลาย (decay) นิวเคลียสที่ไม่เสถียรและมีการสลาย เรียกว่า นิวเคลียสกัมมันตรังสี(radioactive nucleus) โดยกระบวนการที่นิวเคลียสกัมมันตรังสีมีการสลายแล้วให้อนุภาคแอลฟา อนุภาคบีตา หรือ รังสีแกมมา ออกมาเรียกว่า การสลายให้แอลฟา (alpha decay) การสลายให้บีตา (beta decay) และ การสลายให้แกมมา(gamma decay) ตามลำดับ ซึ่งแต่ละกระบวนการ สามารถ อธิบายได้ด้วยสมการการสลาย ที่ผลรวมของเลขอะตอมและผลรวมของเลขมวลก่อนและหลังการ สลายมีค่าเท่ากัน ดังนี้ การสลายให้แอลฟา → −2 −4 + 2 4 การสลายให้บีตาลบ → +1 + −1 0 + ̅ การสลายให้บีตาบวก → −1 + +1 0 + การสลายให้แกมมา ∗ → + 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
211 ขั้นที่ 1 ขั้นสร้างความสนใจ 1.1 ครูทบทวนความรู้เกี่ยวกับกัมมันตภาพรังสีโดยใช้เกมใบ้คำให้นักเรียน ทำกิจกรรมร่วมกัน (เพื่อให้นักเรียนทบทวนคำศัพท์เกี่ยวกับกัมมันตภาพรังสี) วิธีทำกิจกรรม 1. แบ่งกลุ่มนักเรียนเป็นกลุ่มละ 3 – 4 คน ให้แต่ละกลุ่มเลือกตัวแทน 1 คน ที่จะทำหน้าที่ใบ้คำ 2. ให้ตัวแทนกลุ่มแรก ออกมาหน้าชั้นเรียน แล้วหันหน้าหานักเรียนคนอื่นๆ โดยให้ผู้ใบ้คำอยูตำแหน่งที่มองเห็นบัตรคำที่ครูแสดงได้ชัดเจน 3. เมื่อมีสัญญาณให้เริ่มเล่นเกม ให้ผู้ใบ้ดูคำที่อยู่บนบัตรคำที่ครูถืออยู่ แล้วพยายามอธิบายความหมายของคำ ให้นักเรียนคนอื่น ๆ ทาย โดยไม่พูดคำนั้นหรือส่วน หนึ่งของคำนั้นออกมา ถ้าพูดให้ผ่านคำ นั้นไปและไม่ได้คะแนน 4. นักเรียนที่เป็นผู้ทาย ให้พยายามบอกคำ ศัพท์ที่มีความหมายสอดคล้อง กับคำอธิบายที่ผู้ใบคำบอก โดยสามารถบอกคำได้เพียง 2 คำ ถ้าเป็นคำที่ตรงกับที่ อยู่ในบัตรคำ ให้กลุ่มนั้นได้คะแนน 1 คะแนน แต่ถ้าทั้ง 2 คำ ไม่ตรงกับที่อยู่ในบัตร คำ กลุ่มนั้นไม่ได้คะแนน ส่วนผู้ใบ้คำจะได้ 1 คะแนน เมื่อนักเรียนที่ทาย สามารถ ทายได้ถูกใน 2 คำแรก 5. หลังจากการใบ้คำ ผ่านไป 1 คำ ผลัดให้ตัวแทนกลุ่มในลำดับถัดไป ออกมาใบ้คำหน้าชั้นเรียนและทำตามขั้นตอนที่ 2 – 4 จนครบทุกกลุ่ม หรือ หมดคำ ในชุดบัตรคำ 1.2 ครูตั้งคำถามให้นักเรียนอภิปรายว่า ถ้าธาตุกัมมันตรังสีมีการแผ่รังสีออกมา นิวเคลียสของธาตุจะมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร (โดยเปิดโอกาสให้นักเรียนแสดงความคิดเห็นอย่างอิสระ ไม่คาดหวังคำตอบที่ ถูกต้อง) 1.3 ครูใช้รูป 20.9 ประกอบการอภิปรายเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียส ของธาตุกัมมันตรังสีตามรายละเอียดในหนังสือเรียน จนสรุปได้ว่า การแผ่รังสี เกิดจากการเปลี่ยนสภาพของนิวเคลียสที่ไม่เสถียร และปล่อยพลังงานออกมาใน รูปของอนุภาคความเร็วสูงหรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ความถี่สูง เพื่อเปลี่ยนไปอยู่ในสถาวะที่มีเสถียรภาพมากกว่า 1.4 ครูร่วมกับนักเรียนอภิปรายเกี่ยวกับความหมายของ การสลายของนิวเคลียสที่ ไม่เสถียรจนสรุปได้ดังนี้
212 ∙ การสลายกัมมันตรังสีหรือเรียกสั้น ๆ ว่า การสลาย คือกระบวนการที่ นิวเคลียสไม่เสถียรเปลี่ยนไปเป็นนิวเคลียสชนิดใหม่หรือนิวเคลียสเดิมที่มีระดับพลังงานต่ำ กว่าเดิมโดยธรรมชาติ ∙ การสลายให้อนุภาคแอลฟา หรือ อนุภาคบีตา หรือ รังสีแกมมา ออกมา เรียกว่าการสลายให้แอลฟา การสลายให้บีตา และ การสลายให้แกมมา ตามลำดับ ∙ ผลรวมของเลขอะตอมและผลรวมของเลขมวลของนิวเคลียสและอนุภาค ต่าง ๆ ก่อนและหลังการสลายมีค่าเท่ากัน ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 2.1 จัดกลุ่มนักเรียน จำนวน 3 กลุ่ม 2.2 ครูให้นักเรียนแต่ละกลุ่มศึกษาการสลายแต่ละชนิด ดังนี้ กลุ่มที่ 1 ศึกษาการสลายให้แอลฟา กลุ่มที่ 2 ศึกษาการสลายให้บีตา กลุ่มที่ 3 ศึกษาการสลายให้แกมมา 2.3 ให้นักเรียนแต่ละกลุ่มศึกษาและทำความเข้าใจเนื้อหาที่ได้รับผิดชอบ 2.4 นักเรียนแต่ละกลุ่มช่วยกันสรุปความรู้ที่ได้ในการศึกษาลงในกระดาษ A4 ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 3.1 ครูให้นักเรียนแต่ละกลุ่มออกมานำเสนอการศึกษาค้นคว้า 3.2 ครูและนักเรียนอภิปรายร่วมกันจนสรุปเกี่ยวกับการสลายและสมการการสลาย ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 4.1 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับตัวอย่าง 20.4 – 20.5 ตามรายละเอียดใน หนังสือเรียนอย่างละเอียด 4.2 ครูให้นักเรียนตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.2 ข้อ 3 และ 4 4.3 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับอนุกรมการสลายของธาตุกัมมันตรังสี ดังนี้ นักวิทยาศาสตร์พบว่าการสลายของธาตุกัมมันตรังสีในธรรมชาติมีทั้งสิ้น 4 อนุกรม คือ 1. อนุกรมทอเรียม (thorium series) ประกอบด้วยนิวเคลียส ของธาตุเริ่มต้น คือ ทอเรียม–232 ( 90ℎ 232 ) นิวเคลียสของธาตุสุดท้าย คือ ตะกั่ว–208 ( 82 208 ) และ เลขมวลของธาตุต่าง ๆ ในอนุกรมนี้เป็น 4n
213 2. อนุกรมเนปทูเนียม (neptunium series) ประกอบด้วย นิวเคลียสของธาตุเริ่มต้น คือ พลูโทเนียม–241 ( 94 241 ) นิวเคลียสของธาตุสุดท้าย คือ บิสมัท–209 ( 83 209 ) และเลขมวลของธาตุต่าง ๆ ในอนุกรมนี้เป็น 4n + 1 3. อนุกรมยูเรเนียม (uranium series) ประกอบด้วยนิวเคลียส ของธาตุเริ่มต้นคือ ยูเรเนียม–238 นิวเคลียสของธาตุสุดท้ายคือ ตะกั่ว–206 ( 82 206 ) และเลขมวลของธาตุต่าง ๆ ใน อนุกรมนี้เป็น 4n + 2 4. อนุกรมแอกทิเนียม (actinium series) ประกอบด้วย นิวเคลียสของธาตุเริ่มต้น คือ แอกทิโนยูเรเนียม (actinouranium) ซึ่งเป็นไอโซโทปของ ยูเรเนียมที่มีเลขมวล 235 ( 92 235 )นิวเคลียสของธาตุสุดท้ายคือ ตะกั่ว–207 ( 82 207 ) และเลขมวลของธาตุต่าง ๆ ในอนุกรมนี้เป็น 4n + 3 ตาราง อนุกรมการสลายของธาตุกัมมันตรังสี ข้อสังเกต จะเห็นว่า ในอนุกรมหนึ่ง ๆ เลขมวลของธาตุในอนุกรมนั้น ๆ จะมีค่า เป็นไปตามสมการ A = 4n + a เมื่อ a แทน 0 1 2 และ 3 การแบ่งการสลายของธาตุกัมมันตรังสีจึงมี แค่ 4 อนุกรม เท่านั้น เนื่องจากการสลายที่ให้รังสีแอลฟา เลขมวลจะลดลง 4 เสมอ ส่วนการสลายที่ให้ รังสีบีตาและแกมมา เลขมวลจะไม่เปลี่ยน ดังนั้นถ้าพิจารณานิวเคลียส แล้วจัดให้เลขมวลของนิวเคลียส อยู่ในรูป 4n + a แล้วพิจารณาค่าของ a มีค่าเท่าไร เพื่อจัดเข้าในอนุกรมหนึ่ง เมื่อนำเลขมวลหารด้วย 4 แล้ว จะพบว่า มีเศษได้ 0 1 2 และ 3 เท่านั้น ทำให้สามารถบอกได้ว่า นิวเคลียสใดนิวเคลียสหนึ่งอยู่ ในอนุกรมใด เช่น นิวเคลียสที่มีเศษศูนย์ จะถูกจัดอยู่ในอนุกรมทอเรียม หรือนิวเคลียสที่มีเศษ 1 จะถูก จัดอยู่ในอนุกรม เนปทูเนียม
214 ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล 5.1 นักเรียนนำเสนอเนื้อหาที่ได้จากการศึกษาค้นคว้า 5.2 นักเรียนทำแบบฝึกหัด 20.2 ข้อ 1. 2. และ 3. ลงในสมุด 7. สื่อการเรียนรู้/แหล่งเรียนรู้ 7.1 หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสิกส์) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 6 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) 7.2 อินเทอร์เน็ต 7.3 ใบความรู้ เรื่อง การสลายและสมการการสลาย 7.4 บัตรคำ เรื่อง กัมมันตภาพรังสี 8. การวัดและประเมินผล จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) 1) นักเรียนอธิบายการเขียนสมการ ของการสลายให้แอลฟา บีตา และ แกมมาได้ 1) สังเกตและฟังการนำเสนอ 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ อธิบายเนื้อหาที่ได้ศึกษา ค้นคว้าได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) 1) นักเรียนเขียนสมการของการ สลายให้แอลฟา บีตา และแกมมาได้ 1) ตรวจสมุดนักเรียนใน การทำแบบฝึกหัด 20.2 ข้อ 1. 2. และ 3. 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ทำแบบฝึกหัดได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านคุณลักษณะ (A) 1) มุ่งมั่นในการทำงานและ มีความรับผิดชอบ 1) สังเกตและฟังการนำเสนอ 2) ตรวจสมุดนักเรียนใน การทำแบบฝึกหัด 20.2 ข้อ 1. 2. และ 3. 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนทำภาระงานที่ ได้รับมอบหมายได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์
215 ใบความรู้เรื่อง การสลายและสมการการสลาย
216 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 24 รายวิชาวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม (ว33206) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 20 ฟิสิกส์นิวเคลียร์และฟิสิกส์อนุภาค เวลา 25 ชั่วโมง เรื่องที่ กัมมันตภาพ 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 7. อธิบายและคำนวณกัมมันตภาพของนิวเคลียสกัมมันตรังสี รวมทั้งทดลอง อธิบาย และ คำนวณจำนวนนิวเคลียสกัมมันตรังสีที่เหลือจากการสลายและครึ่งชีวิต 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ เมื่อจบกิจกรรมการเรียนรู้ นักเรียนสามารถ จุดประสงคการ เรียนรู้ รายละเอียด 1. ด้านความรู้ (K: Knowledge) 1) นักเรียนบอกความหมายกัมมันตภาพได้ 2. ด้านทักษะ กระบวนการ (P: Process) 1) นักเรียนคำนวณหาค่ากัมมันตภาพได้ 3. ด้านคุณ ลักษณะ ที่พึงประสงค์ (A: Attitude) 1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน
217 4. สาระสำคัญ อัตราการสลาย หรือ อัตราการแผ่รังสีออกมาในขณะหนึ่งของธาตุกัมมันตรังสี เรียกว่า กัมมันตภาพ(activity) ซึ่งมีค่าแปรผันตรงกับจำนวนนิวเคลียสของธาตุกัมมันตรังสีที่มีอยู่ในขณะนั้น ตามสมการ = โดย คือ ค่าคงตัวการสลาย (decay constant) 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 1.3 ครูนำเข้าสู่หัวข้อ กัมมันตภาพ โดยทบทวนความรู้เกี่ยวกับ กัมมันตภาพรังสีรังสี และการสลายแล้วครูตั้งคำถามว่าธาตุและไอโซโทปกัมมันตรังสีมีการแผ่รังสี ออกมามากน้อยแตกต่างกันหรือไม่ อย่างไร และถ้าจะทำการวัดปริมาณ รังสีที่ แผ่ออกมา จะมีวิธีการอย่างไร (โดยเปิดโอกาสให้นักเรียน แสดงความคิดเห็นอย่างอิสระ ไม่คาดหวังคำตอบที่ถูกต้อง) 1.4 ครูนำอภิปรายจนสรุปได้ว่า ธาตุและไอโซโทปกัมมันตรังสีมีการแผ่รังสีออกมา แตกต่างกันโดยอัตราการแผ่รังสีในขณะหนึ่ง เรียกว่า กัมมันตภาพ (activity) ซึ่งการวัดกัมมันตภาพ ทำได้ด้วยการอาศัยเครื่องมือหลายชนิด โดยหนึ่งใน เครื่องมือที่นิยมใช้คือ เครื่องนับรังสีแบบไกเกอร์มึลเลอร์ 1.5 ครูเปิดคลิปวีดิทัศน์เกี่ยวกับการใช้เครื่องนับรังสีแบบไกเกอร์มึลเลอร์ให้นักเรียน ศึกษา
218 1) คลิปวิดีทัศน์Radiation Now ตอน ท้าพิสูจน์รังสีมีอยู่จริง โดย สถาบัน เทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ(สทน.) https://youtu.be/0lxDZXJasV4 2) คลิปวิดีทัศน์เกลือกัมมันตรังสีจากร้านขายของชำ ใกล้บ้าน(Radioactivesalt fromyour local grocery store) https://youtu.be/80uW4fwCRfA 3) คลิปวิดีทัศน์โพแทสเซียม-40 กัมมันตภาพรังสีในธรรมชาติ(Potassium K49radioactivity in nature) https://youtu.be/3iy6torpZzI 4) คลิปวิดีทัศน์โพแทสเซียมกัมมันตรังสีในธรรมชาติ(Naturally occurring radioactive potassium) https://youtu.be/H8Xsu-YqB9A 1.4 ครูเน้นให้นักเรียนสังเกตเสียงที่ได้ยินจากเครื่องนับรังสีแล้วอภิปรายร่วมกัน เกี่ยวกับลักษณะของเสียงที่ได้ยิน ซึ่งควรสรุปได้ว่า เสียงที่ได้ยินเกิดขึ้นไม่สม่ำเสมอ แสดงว่า การสลายของนิวเคลียสของธาตุและไอโซโทปกัมมันตรังสีเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นแบบสุ่ม 1.5 ครูตั้งคำถามเพื่อนำเข้าสู่กิจกรรม ดังนี้ 1) ถ้าจะศึกษาเชิงปริมาณเกี่ยวกับรังสี จะมีวิธีการอย่างไร 2) การสลายของนิวเคลียสของธาตุกัมมันตรังสีเป็นแบบสุ่ม จะเทียบกับการ โยนเหรียญหรือทอดลูกบาศก์ได้อย่างไร (โดยเปิดโอกาสให้นักเรียนแสดงความคิดเห็นอย่าง อิสระ ไม่คาดหวังคำตอบที่ถูกต้อง) ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 2.1 ครูให้นักเรียนศึกษาหลักการทำงานของเครื่องนับรังสีแบบไกเกอร์มึลเลอร์ตาม รายละเอียดในหนังสือเรียน หน้า 145 - 146 2.2 ครูสาธิตกิจกรรม 20.1 สถานการณ์จำลองการสลายของนิวเคลียสกัมมันตรังสี 2.3 ครูให้นักเรียนตอบคำถามท้ายกิจกรรม 20.1 พร้อมกัน ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 3.1 ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายผลการทำกิจกรรม โดยใช้คำถามท้ายกิจกรรม 20.1 จนสรุปได้ว่า - ถ้าลูกบาศก์มี6 หน้า และมีหน้าที่แต้มสีหนึ่งหน้า โอกาสที่ลูกบาศก์แต่ ละลูกจะหงายหน้าแต้มสีจะใกล้เคียงกับค่าความน่าจะเป็นทาง คณิตศาสตร์คือ 1 ใน 6 - จำนวนลูกบาศก์ที่หงายหน้าแต้มสีของการทอดแต่ละครั้ง ขึ้นอยู่กับ จำนวนลูกบาศก์ทั้งหมดที่ทอดในครั้งนั้น ๆ หลักการดังกล่าวนี้เป็น เช่นเดียวกับการสลายของนิวเคลียสของธาตุกัมมันตรังสี กล่าวคือทุก ๆ นิวเคลียสมีโอกาสในการสลายเท่ากัน และจำนวน
219 นิวเคลียสที่สลายในขณะหนึ่งๆ จะขึ้นอยู่กับจำนวนนิวเคลียสทั้งหมดที่มี อยู่ในขณะนั้น - ความน่าจะเป็นหรือโอกาสที่ลูกบาศก์จะหงายหน้าแต้มสีในการทอดแต่ ละครั้งเปรียบได้กับความน่าจะเป็นหรือโอกาสที่นิวเคลียสจะเกิดการสลายในหนึ่งหน่วยเวลา ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 4.1 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับค่าคงตัวการสลาย และความสัมพันธ์ ระหว่างกัมมันตภาพกับค่าคงตัวการสลาย ตามรายละเอียดในหนังสือเรียน จนได้สมการที่ เกี่ยวข้อง 4.2 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับชวนคิด หน้า 147 ในหนังสือเรียน 4.3 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับตัวอย่าง 20.6 – 20.7 ตามรายละเอียดใน หนังสือเรียนอย่างละเอียด 4.4 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับหน่วยวัดรังสี ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล 5.1 นักเรียนตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.2 ข้อ 6. 7. และ 8. ลงในสมุด 5.2 นักเรียนทำแบบฝึกหัด 20.2 ข้อ 4. ลงในสมุด 7. สื่อการเรียนรู้/แหล่งเรียนรู้ 7.1 หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสิกส์) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 6 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) 7.2 อินเทอร์เน็ต 7.3 ใบความรู้ เรื่อง กัมมันตภาพ
220 8. การวัดและประเมินผล จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) 1) นักเรียนบอกความหมาย กัมมันตภาพได้ 1) ตรวจสมุดในการตอบ คำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.2 ข้อ 6. 7. และ 8. 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ตอบคำถามได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) 1) นักเรียนคำนวณหาค่า กัมมันตภาพได้ 1) ตรวจสมุดนักเรียนใน การทำแบบฝึกหัด 20.2 ข้อ 4. 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ทำแบบฝึกหัดได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านคุณลักษณะ (A) 1) มุ่งมั่นในการทำงานและ มีความรับผิดชอบ 1) ตรวจสมุดนักเรียน 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนทำภาระงานที่ ได้รับมอบหมายได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์
221 ใบความรู้เรื่อง มมันตภาพ
222 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 25 รายวิชาวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม (ว33206) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 20 ฟิสิกส์นิวเคลียร์และฟิสิกส์อนุภาค เวลา 25 ชั่วโมง เรื่องที่ ครึ่งชีวิต 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 7. อธิบายและคำนวณกัมมันตภาพของนิวเคลียสกัมมันตรังสี รวมทั้งทดลอง อธิบาย และ คำนวณจำนวนนิวเคลียสกัมมันตรังสีที่เหลือจากการสลายและครึ่งชีวิต 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ เมื่อจบกิจกรรมการเรียนรู้ นักเรียนสามารถ จุดประสงคการ เรียนรู้ รายละเอียด 1. ด้านความรู้ (K: Knowledge) 1) นักเรียนอธิบายการสลายของนิวเคลียสกัมมันตรังสีและครึ่งชีวิตได้ 2. ด้านทักษะ กระบวนการ (P: Process) 1) นักเรียนทดลองเพื่ออธิบายการสลายของนิวเคลียสกัมมันตรังสีและครึ่ง ชีวิตได้ 2) นักเรียนสามารถคำนวณจำนวนนิวเคลียสกัมมันตรังสีที่เหลือจากการ สลายและครึ่งชีวิตได้ 3. ด้านคุณ ลักษณะ ที่พึงประสงค์ (A: Attitude) 1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน