จุดประสงค์การเรียนรู้ ด้านความรู้ (K) 4. อธิบายความหมายของปฏิกิริยารีดอกซ์ได้ ด้านทักษะกระบวนการ (P) 2. สืบค้นและอภิปรายหลักการทำงานของแบตเตอรี่ได้ ด้านคุณลักษณะ (A) 3. มีวินัย อยู่อย่างพอเพียง และมุ่งมั่นในการทำงาน สาระการเรียนรู้ อุณหภูมิกับการเกิดปฏิกิริยา สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน 1. ความสามารถในการสื่อสาร 2. ความสามารถในการคิด 2.1 การ วิเคราะห์ 2.2 การสังเคราะห์ 3. ความสามารถในการแก้ปัญหา 4. ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต 4.1 กระบวนการทำงานกลุ่ม คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 10. มีวินัย 11. อยู่อย่างพอเพียง 12. มุ่งมั่นในการทำงาน
ทักษะของผู้เรียนในศตวรรษที่ 21 13. ทักษะการอ่าน (Reading) 14. ทักษะการเขียน (Writing) 15. ทักษะด้านการคิดอย่างมีวิจารณญาณและทักษะในการแก้ปัญหา (Critical thinking and Problem solving) 16. ทักษะด้านความร่วมมือ การทำงานเป็นทีมและภาวะผู้นำ (Collabolation, teamwork And leadership) กิจกรรมการเรียนรู้ 1. ขั้นสร้างความสนใจ 1. นักเรียนจัดกลุ่มกลุ่มละ 4 คน มอบหมายหน้าที่ภายในกลุ่ม ได้แก่ หมายเลข 1 ผู้อำนวยความสะดวก (Facilitator) หมายเลข 2 ผู้วางแผนการทำงาน (Planner) หมายเลข 3 ผู้จัดการองค์ความรู้และนำเสนอ (Knowledge Management Manager and Present) และหมายเลข 4 ผู้นำเสนอ โดยให้นักเรียนภายในกลุ่มหมุนเวียนหน้าที่ กันทุกครั้ง 2. ครูแจ้งจุดประสงค์การเรียนรู้ ภาระงาน/ชิ้นงาน และเกณฑ์การประเมินผล 3. ครูกล่าวถึงผลิตภัณฑ์ที่สามารถเป็นแหล่งกำเนิดของกระแสไฟฟ้าได้ เช่นถ่านไฟฉาย แบต เตอรีและ ถามผู้เรียนว่า รู้หรือไม่ว่าถ่านไฟฉายมีหลักการทำงานอย่างไร จึงสามารถเกิดเป็นกระแสไฟฟ้าได้ 2. ขั้นสำรวจและค้นหา 4. ครูให้นักเรียนเขียนชื่อผลิตภัณฑ์ที่สามารถให้กระแสไฟฟ้าได้ เช่น ถ่านไฟฉาย ว่ามีประเภทใดบ้าง ถ่านไฟฉายแต่ละชนิดมีชื่อเรียกแตกต่างกันเป็เพราะเหตุใด 5. ครูให้นักเรียนสืบค้นความหมายและประเภทของเซลล์กัลวานิก จากใบความรู้ที่ 8 เรื่อง ประเภทของ เซลล์กัลวานิก
3. ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 6. เซลล์กัลวานิกแบ่งตามลักษณะปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นภายในเซลล์ได้เป็น 2 ประเภทคือ 1. เซลล์ปฐมภูมิ (Primary cell) คือ เซลล์ไฟฟ้าที่เมื่อสร้างเสร็จแล้วนำไปใช้เพื่อจ่าย กระแสไฟฟ้าออกได้ทันที เมื่อใช้ไปแล้วส่วนประกอบบางส่วนจะหมดเปลืองไปโดยไม่กลับคงคืนเป็นสภาพเดิมได้ อีก หรือไม่สามารถนำกลับไปอัดไฟและนำกลับมาใช้ได้อีก เช่น เซลล์ดาเนียล เซลล์แห้ง เป็นต้น 7. เซลล์ทุติยภูมิ (Secondary cell หรือ Reversible cell) คือ เซลล์ไฟฟ้าที่เมื่อสร้างเสร็จแล้ว ต้องนำไปอัดไฟก่อนแล้วจึงจะนำไปใช้เพื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าออกได้ เมื่อใช้ไปแล้วส่วนประกอบบางส่วนจะหมด เปลือง และแปรสภาพไป แต่ทำให้กลับสู่สภาพเดิมได้โดยนำนำเซลล์ไฟฟ้าอัดไฟใหม่ เช่น เซลล์สะสม ไฟฟ้า แบบตะกั่ว เซลล์นิกเกิล - แคดเมียม เป็นต้น 4. ขั้นขยายความรู้ 8. เรานำหลักการนี้ไปใช้ในการสร้างแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า ชนิดปฐมภูมิคือถ่านไฟฉาย ทำให้เกิด การศึกษาต่อยอด จนสามารถสร้างไฟฟ้ากระแสสลับได้อย่างที่เห็นในปัจจุบัน 9. นักเรียนและครูร่วมแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับพฤติกรรมการทำงานกลุ่มและให้ข้อแนะนำสำหรับ พฤติกรรมที่ควรปรับปรุงในคราวต่อไป 10. ก่อนเลิกเรียนให้นักเรียนกลุ่มที่ได้รับมอบหมายให้ทำความสะอาดห้องเรียนให้เรียบร้อยโดย เรียงลำดับจากกลุ่มที่ 1 – 8 ไปเรื่อยๆ หากครบรอบก็ให้เริ่มที่กลุ่ม 1 ใหม่อีกครั้ง 5. ขั้นประเมิน 11. ครูตรวจบันทึกผลการทดลองเรื่อง ความไม่อิ่มตัวของสารประกอบไฮโดรคาร์บอน 12. ครูสังเกตความร่วมมือในการทำงานของสมาชิกในกลุ่ม สื่อ/นวัตกรรม และแหล่งการเรียนรู้ 17. สไลด์นำเสนอเรื่องปัจจัยที่มีผลต่อการเกิดปฏิกิริยา 18. คอมพิวเตอร์ 19. ห้องเรียนวิทยาศาสตร์ 20. เครื่องฉายภาพ Projector
การวัดผลและประเมินผล จุดประสงค์การเรียนรู้ เครื่องมือที่ใช้ในการประเมิน วิธีการวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (Knowledge) 1. อธิบายความหมายของปฏิกิริยารี ดอกซ์ได้ 1. ตรวจแบบ บันทึกผลการ ทดลอง 2. สังเกตการ นำเสนอหน้าชั้น เรียน 1. แบบตรวจ บันทึกผลการ ทดลอง 21 เรื่อง แบตเตอรี่ ผ่านเกณฑ์ ร้อยละ 70 ด้านทักษะ (Process) 2. สืบค้นและอภิปรายหลักการทำงาน ของแบตเตอรี่ได้ สังเกต พฤติกรรม กระบวนการ ทำงานกลุ่ม แบบสังเกต พฤติกรรม กระบวนการ ทำงานกลุ่ม ผ่านเกณฑ์ระดับ คุณภาพ 2 ด้านคุณคุณธรรม จริยธรรม และ คุณลักษณะอันพึงประสงค์(Attitude) 3. มีวินัย อยู่อย่างพอเพียง มุ่งมั่นใน การทำงาน สังเกต พฤติกรรม แบบประเมินด้าน คุณลักษณะอันพึง ประสงค์ ผ่านเกณฑ์ระดับ คุณภาพ 2
วิชา ว 32103 วิทยาศาสตร์กายภาพ หน่วยการเรียนรู้ที่4 เชื้อเพลิง ใบความรู้ที่ 21 แบตเตอรี่ เวลา 15 นาที จุดประสงค์การเรียนรู้ 2. สืบค้นและอภิปรายหลักการทำงานของแบตเตอรี่ได้ เนื้อหา เซลล์ทุติยภูมิ (Secondary cell หรือ Reversible cell) เป็นเซลล์กัลวานิก ที่สารตั้งต้นที่ถูกใช้ไปแล้วสามารถทำให้กลับคืนมาใหม่ได้ โดยการผ่านไฟฟ้า กระแสตรงลงไปในเซลล์ในปริมาณที่พอเหมาะ เรียกกระบวนการนี้ว่า อัดไฟ (Charging หรือ Recharging) ก่อนจะนำเซลล์ไปใช้ต้องนำไปอัดไฟเสียก่อน แล้วจึงนำไปใช้เพื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าออกได้ เมื่อใช้ไปนาน ๆ สารตั้ง ต้นจะถูกใช้หมดไป จึงต้องนำไปอัดไฟใหม่เพื่อให้สารผลิตภัณฑ์กลับมาเป็นสารตั้งต้นใหม่อีกครั้ง แล้วสามารถ นำไปใช้จ่ายกระแสไฟฟ้าต่อได้ เช่น เซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่ว เซลล์นิกเกิล-แคดเมียม ก. เซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่ว (Lead storage battery) เป็นเซลล์กัลวานิกชนิดเซลล์ทุติยภูมิ ที่ สามารถอัดไฟนำกลับมาใช้ใหม่ได้ และเนื่องจากตะกั่วเป็นธาตุที่มีความหนาแน่นสูง จึงเป็นผลทำให้เซลล์ชนิดนี้ให้ พลังงานต่อหนึ่งหน่วยมวลต่ำ (0.022 Kwh/kg) เมื่อนำเซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่วต่อกันเป็นอนุกรม 6 เซลล์ มีศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ประมาณ 12 โวลต์ แต่ละเซลล์ประกอบด้วยแอโนด เป็นตะกั่วอัด พื้นผิวขรุขระเป็นรูพรุน และแคโทดเป็นแผ่นตะกั่วเคลือบหุ้มด้วยเลด (IV) ออกไซด์ (PbO2 ) ขั้วทั้งสอง จุ่มในสารละลายกรดกำมะถัน เข้มข้น 40% โดยมวล (ประมาณ 5.3 mol/dm3 ) มีความถ่วงจำเพาะ 1.3 และถ้าความถ่วงจำเพาะต่ำกว่า 1.1 จะต้องนำไปอัดไฟใหม่
รูปที่ 5 เซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่ว และแบตเตอรี ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นจากการจ่ายไฟของเซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่ว เป็นดังนี้ ที่ขั้วแอโนด ; Pb (s) + SO4 2- (aq) → PbSO4 (s) + 2e- , E0 = +0.356 V ที่ขั้วแคโทด ; PbO2 (s) + 4H+ (aq) + SO4 2- (aq) + 2e- → PbSO4 (s) + 2H2O (l) , E0 = +1.685 V ปฏิกิริยาสุทธิเป็นดังนี้ Pb (s) + PbO2 (s) + 4H+ (aq) + 2SO4 2- (aq) → 2PbSO4 (s) + 2H2O (l) , 0 Ecell = +2.041 V ขณะที่เกิดกระแสไฟฟ้าขึ้นในวงจรของเซลล์จะเกิดตะกอน PbSO4 ตกลงที่ก้นภาชนะ ความเข้มข้นของ กรดกำมะถันลดลง และลดลงถึงจุดหนึ่งต้องนำไปอัดไฟใหม่ ☺☺☺☺☺☺☺☺☺☺☺☺☺☺☺☺☺☺☺☺☺☺☺☺☺
วิชา ว 32103 วิทยาศาสตร์กายภาพ หน่วยการเรียนรู้ที่4 เชื้อเพลิง ใบงานที่ 21 แบตเตอรี่ เวลา 15 นาที วันที่…………เดือน………………………………..พ.ศ. …………………….. ชื่อ-สกุล…………………………………………………..กลุ่ม………..เลขที่………….ชั้น……………. จุดประสงค์การเรียนรู้ 2. สืบค้นและอภิปรายหลักการทำงานของแบตเตอรี่ได้ คำชี้แจง : ให้นักเรียนตอบคำถามเรื่องแบตเตอรี่ ให้ถูกต้อง 1. เซลล์ปฐมภูมิแตกต่างจากเซลล์ทุติยภูมิอย่างไร ………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………… ………………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………… ………………………………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………………………………………..
2. แบตเตอรี่มีหลักการทำงานอย่างไร จงเขียนปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นภายในเซลล์ ………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………… ………………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………… ………………………………………………………………………………………………………………………….. 3. นักเรียนจะมีการจัดการกับขยะที่เกิดจากการใช้ผลิตภัณฑ์ประเภทถ่านไฟฉายอย่างไร เพื่อให้เกิดผลดีทั้งตอ สุขภาพและสิ่งแวดล้อมจงอธิบาย ………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………… ………………………………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………………………………………..
บันทึกผลหลังสอน ผลการเรียนรู้ ............................................................................................................................. ....................................................... .................................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... ปัญหา/อุปสรรค ............................................................................................................................. ....................................................... .................................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... ............................................................................ ข้อเสนอแนะ/แนวทางแก้ไข ............................................................................................................................. ....................................................... .................................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... ............................................................................................................................. ............................... (ลงชื่อ)…………………………………………………………….. (นายสุทธิราช วงศ์คำ) ครูผู้สอน ........./......../.........
ความคิดเห็นของครูพี่เลี้ยง ............................................................................................................................. ....................................................... .................................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... ............................................................................ (ลงชื่อ)…………………………………………………………….. (นายประสิทธิ์ แก้วงาม) ครูพี่เลี้ยง ........./......../......... ความคิดเห็นของผู้บริหาร ............................................................................................................................. ....................................................... .................................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... ............................................................................ (ลงชื่อ).............................................................. (นางสาวจุฑาทิพย์ รวมธรรม) รองผู้บริหารสถานศึกษา .........../........./.... .....
แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 19 เรื่อง สารกัมมันตรังสี เวลา 3 ชั่วโมง หน่วยการเรียนรู้ที่ 4 พลังงาน รวม 15 ชั่วโมง วิชา ว 32103 วิทยาศาสตร์กายภาพ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 สาระที่2 วิทยาศาสตร์กายภาพ มาตรฐาน ว2.1 เข้าใจสมบัติของสสาร องค์ประกอบของสสาร ความสัมพันธ์ระหว่างสมบัติของสสาร กับ โครงสร้างและแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาค หลักและธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงสถานะของ สสาร การเกิดสารละลาย และการเกิดปฏิกิริยาเคมี ตัวชี้วัด ว 2.1 ม.5/24 อธิบายสมบัติของสารกัมมันตรังสีและคำนวณครึ่งชีวิตและปริมาณของสารกัมมันตรังสี ว 2.1 ม.5/24 สืบค้นข้อมูลและนำเสนอตัวอย่างประโยชน์ของสารกัมมันตรังสีและการป้องกันอันตรายที่เกิดจาก กัมมันตภาพรังสี สาระสำคัญ ธาตุกัมมันตรังสี (Radioactive Element) คือธาตุที่มีองค์ประกอบภายในนิวเคลียส (Nucleus) ไม่เสถียร ส่งผลให้เกิดการสลายตัว หรือการปล่อยรังสีของธาตุอยู่ตลอดเวลา เนื่องจากปรากฏการณ์การแผ่รังสีของธาตุเป็น กระบวนการปรับสมดุล เพื่อสร้างความเสถียรภายในธาตุ ซึ่งในธรรมชาติ
จุดประสงค์การเรียนรู้ ด้านความรู้ (K) 5. อธิบายความหมายของธาตุกัมมันตรังสีได้ ด้านทักษะกระบวนการ (P) 2. สืบค้นข้อมูลและนำเสนอประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสีได้ ด้านคุณลักษณะ (A) 3. มีวินัย อยู่อย่างพอเพียง และมุ่งมั่นในการทำงาน สาระการเรียนรู้ ธาตุกัมมันตรังสี สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน 1. ความสามารถในการสื่อสาร 2. ความสามารถในการคิด 2.1 การวิเคราะห์ 2.2 การสังเคราะห์ 3. ความสามารถในการแก้ปัญหา 4. ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต 4.1 กระบวนการทำงานกลุ่ม คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 13. มีวินัย 14. อยู่อย่างพอเพียง 15. มุ่งมั่นในการทำงาน
ทักษะของผู้เรียนในศตวรรษที่ 21 17. ทักษะการอ่าน (Reading) 18. ทักษะการเขียน (Writing) 19. ทักษะด้านการคิดอย่างมีวิจารณญาณและทักษะในการแก้ปัญหา (Critical thinking and Problem solving) 20. ทักษะด้านความร่วมมือ การทำงานเป็นทีมและภาวะผู้นำ (Collabolation, teamwork And leadership) กิจกรรมการเรียนรู้ 1. ขั้นสร้างความสนใจ 1. นักเรียนจัดกลุ่มกลุ่มละ 4 คน มอบหมายหน้าที่ภายในกลุ่ม ได้แก่ หมายเลข 1 ผู้อำนวยความสะดวก (Facilitator) หมายเลข 2 ผู้วางแผนการทำงาน (Planner) หมายเลข 3 ผู้จัดการองค์ความรู้และนำเสนอ (Knowledge Management Manager and Present) และหมายเลข 4 ผู้นำเสนอ โดยให้นักเรียนภายในกลุ่มหมุนเวียนหน้าที่ กันทุกครั้ง 2. ครูแจ้งจุดประสงค์การเรียนรู้ ภาระงาน/ชิ้นงาน และเกณฑ์การประเมินผล 3. ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายเกี่ยวกับธาตุยูเรเนียมว่า เพราะเหตุใดธาตุยูเรเนียม จึงมีการปล่อย พลังงานออกมาในปริมาณมาก และพลังงานนั้นยังทำให้เกิดผลกระทบอย่างใหญ่หลวงต่อสิ่งมีชีวิต 2. ขั้นสำรวจและค้นหา 4. นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันศึกษาค้นคว้าเกี่ยวกับธาตุกัมมันตรังสี 5. นักเรียนในแต่ละกลุ่มร่วมกันอภิปรายเพื่อสรุปเป็นองค์ความรู้ ก่อนการนำเสนอในเรื่องธาตุ กัมมันตรังสี 3. ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 6. นักเรียนแต่ละกลุ่มมอบหมายให้ตัวแทนนำเสนอ ออกมานำเสนอเพื่อแลกเปลี่ยนความรู้ที่ได้จาก การศึกษาเรื่องสารกัมมันตรังสี 7. นักเรียนร่วมกันอภิปรายเกี่ยวกับประโยชน์ของสารกัมมันตรังสี ที่นำมาประยุกต์ใช้ในกิจกรรมด้าน ต่างๆของมนุษย์
4. ขั้นขยายความรู้ 8. ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายว่า นอกจากสารกัมมันตรังสีจะมีประโยชน์ดังที่กล่าวมาแล้ว สารกัสม มันตรังสียังส่งผลร้ายแรงต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่สัมผัส อาจทำให้เกิดมะเร็งหรือการกลายพันธุ์ของยีนได้ 9. นักเรียนและครูร่วมแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับพฤติกรรมการทำงานกลุ่มและให้ข้อแนะนำสำหรับ พฤติกรรมที่ควรปรับปรุงในคราวต่อไป 10. ก่อนเลิกเรียนให้นักเรียนกลุ่มที่ได้รับมอบหมายให้ทำความสะอาดห้องเรียนให้เรียบร้อยโดย เรียงลำดับจากกลุ่มที่ 1 – 8 ไปเรื่อยๆ หากครบรอบก็ให้เริ่มที่กลุ่ม 1 ใหม่อีกครั้ง 5. ขั้นประเมิน 11. ครูตรวจบันทึกผลการทดลองเรื่อง ความไม่อิ่มตัวของสารประกอบไฮโดรคาร์บอน 12. ครูสังเกตความร่วมมือในการทำงานของสมาชิกในกลุ่ม สื่อ/นวัตกรรม และแหล่งการเรียนรู้ 21. สไลด์นำเสนอเรื่องสารกัมมันตรังสี 22. คอมพิวเตอร์ 23. ห้องเรียนวิทยาศาสตร์ 24. เครื่องฉายภาพ Projector
การวัดผลและประเมินผล จุดประสงค์การเรียนรู้ เครื่องมือที่ใช้ในการประเมิน วิธีการวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (Knowledge) 1. อธิบายความหมายของธาตุ กัมมันตรังสีได้ 1. สังเกตการ นำเสนอหน้าชั้น เรียน 1. แบบตรวจใบ งาน ที่ 22 เรื่อง สารกัมมันตรังสี ผ่านเกณฑ์ ร้อยละ 70 ด้านทักษะ (Process) 2. สืบค้นข้อมูลและนำเสนอประโยชน์ ของธาตุกัมมันตรังสีได้ สังเกต พฤติกรรม กระบวนการ ทำงานกลุ่ม แบบสังเกต พฤติกรรม กระบวนการ ทำงานกลุ่ม ผ่านเกณฑ์ระดับ คุณภาพ 2 ด้านคุณคุณธรรม จริยธรรม และ คุณลักษณะอันพึงประสงค์(Attitude) 3. มีวินัย อยู่อย่างพอเพียง มุ่งมั่นใน การทำงาน สังเกต พฤติกรรม แบบประเมินด้าน คุณลักษณะอันพึง ประสงค์ ผ่านเกณฑ์ระดับ คุณภาพ 2
วิชา ว 32103 วิทยาศาสตร์กายภาพ หน่วยการเรียนรู้ที่4 เชื้อเพลิง ใบความรู้ที่ 22 สารกัมมันตรังสี เวลา 15 นาที จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. อธิบายความหมายของธาตุกัมมันตรังสีได้ 2. สืบค้นข้อมูลและนำเสนอประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสีได้ เนื้อหา ธาตุกัมมันตรังสี (Radioactive Element) คือธาตุที่มีองค์ประกอบภายในนิวเคลียส (Nucleus) ไม่ เสถียร ส่งผลให้เกิดการสลายตัว หรือการปล่อยรังสีของธาตุอยู่ตลอดเวลา เนื่องจากปรากฏการณ์การแผ่รังสีของ ธาตุเป็นกระบวนการปรับสมดุล เพื่อสร้างความเสถียรภายในธาตุ ซึ่งในธรรมชาติ ธาตุกัมมันตรังสีมักเป็นธาตุที่มีมวลมากหรือมีเลขอะตอมสูงเกินกว่า 82 เช่น เรเดียม (Radium) ที่มีเลขมวลอยู่ที่ 226 และเลขอะตอม 88 หรือยูเรเนียม (Uranium) มีเลขมวลอยู่ที่ 238 และเลขอะตอม 92
การค้นพบธาตุกัมมันตรังสี ธาตุกัมมันตรังสีค้นพบครั้งแรกในปี 1896 โดยนักเคมีชาวฝรั่งเศส อองตวน อองรี แบ็กเกอเรล (Antoine Henri Becquerel) จากความบังเอิญที่เขานำฟิล์มถ่ายรูปวางไว้ใกล้เกลือโพแทสเซียมยูเรนิลซัลเฟต ซึ่งสร้างรอยดำบน แผ่นฟิล์มเสมือนการถูกแสงผ่านเข้าไป เขาจึงเชื่อว่ามีรังสีพลังงานสูงบางชนิดปลดปล่อยออกมาจากเกลือยูเรเนียม ก้อนนั้น นอกจากนี้ เขาทำการทดลองกับสารประกอบของยูเรเนียมชนิดอื่น ต่างให้ผลลัพธ์ไปในทิศทางเดียวกัน โดย หลังจากการค้นพบดังกล่าวเพียง 2 ปี มารี คูรี (Marie Curie) และปีแอร์ คูรี (Pierre Curie) นักเคมีเชื้อสาย โปแลนด์ ทำการทดลองกับธาตุหลายชนิดและพบว่าธาตุทอเรียม (Thorium) เรเดียม (Radium) และพอโลเนียม (Polonium) ต่างสามารถแผ่รังสีได้เช่นเดียวกัน จึงส่งผลให้เกิดข้อสรุปร่วมกันที่ว่า ธาตุบางชนิดโดยเฉพาะอย่าง ยิ่งธาตุที่มีมวลอะตอมสูง มีความสามารถในการแผ่รังสีออกมาได้เองอย่างต่อเนื่อง โดยปรากฏการณ์การแผ่ รังสีที่เกิดขึ้นนี้เรียกว่า “กัมมันตภาพรังสี” ขณะที่ธาตุดังกล่าวเรียกว่า “ธาตุกัมมันตรังสี” อองตวน อองรี แบ็กเกอเรล
การแผ่รังสีของธาตุ ภายในนิวเคลียสของธาตุประกอบไปด้วยโปรตอน (Proton) ที่มีประจุบวก และนิวตรอน (Neutron) ที่มีสถานะ เป็นกลางทางไฟฟ้า ซึ่งการมีสัดส่วนหรือจำนวนโปรตอนต่อจำนวนนิวตรอนภายในอะตอมไม่เหมาะสม ทำให้ธาตุ ดังกล่าวขาดเสถียรภาพและเกิดการปล่อยรังสีออกมา การแผ่รังสีของธาตุนั้นเป็นกระบวนการปรับสมดุลภายใน ตัวเองของธาตุตามธรรมชาติ ซึ่งสามารถก่อกำเนิดธาตุชนิดใหม่หรืออาจสร้างการเปลี่ยนแปลงภายในองค์ประกอบ อะตอมของธาตุชนิดเดิม เช่น จำนวนโปรตอนหรือนิวตรอนในนิวเคลียสเพิ่มขึ้นหรือลดลง โดยธาตุกัมมันตรังสีแต่ ละชนิดจะมีระยะเวลาในการสลายตัวและการแผ่รังสีที่แตกต่างกันออกไป หรือที่เรียกว่า “ครึ่งชีวิต” (Half Life) รังสีจำแนกเป็น 3 ชนิด ได้แก่ • รังสีแอลฟา (Alpha: α) เกิดจากการสลายตัวของนิวเคลียสที่มีขนาดใหญ่และมีมวลมาก หรือมีจำนวนโปรตอนภายในนิวเคลียสมาก เพื่อ ปรับตัวให้มีเสถียรภาพมากขึ้น รังสีแอลฟา หรืออนุภาคแอลฟาในรูปของนิวเคลียสของฮีเลียม (Helium) จึงถูก ปล่อยออกมา โดยมีสถานะทางไฟฟ้าเป็นประจุบวก มีมวลค่อนข้างใหญ่ ส่งผลให้รังสีแอลฟาเกิดการเบี่ยงเบนจาก การเคลื่อนที่ได้ยาก มีอำนาจทะลุทะลวงต่ำ ไม่สามารถทะลุผ่านสิ่งกีดขวาง เช่น ผิวหนัง แผ่นโลหะบางๆ หรือ แผ่นกระดาษไปได้ ดังนั้น เมื่อเกิดการชนเข้ากับสิ่งกีดขวาง รังสีแอลฟาจะถ่ายทอดพลังงานเกือบทั้งหมดออกไป ส่งผลให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนของสารที่รังสีผ่านได้ดี • รังสีบีตา (Beta: β) เกิดจากการสลายตัวของนิวเคลียสที่มีจำนวนนิวตรอนมาก รังสีบีตามีคุณสมบัติคล้ายคลึงกับอิเล็กตรอน (Electron) ซึ่งมีประจุไฟฟ้าเป็นลบและมีมวลต่ำ แต่มีอำนาจทะลุทะลวงสูง (สูงกว่ารังสีแอลฟาราว 100 เท่า) และ มีความเร็วในการเคลื่อนที่สูงถึงระดับใกล้เคียงกับความเร็วแสง • รังสีแกมมา (Gamma: γ) เกิดจากการที่นิวเคลียสภายในอะตอมมีพลังงานสูงหรือถูกกระตุ้น จึงก่อให้เกิดรังสีแกมมาที่มีสถานะเป็นกลางทาง ไฟฟ้า มีสมบัติคล้ายรังสีเอกซ์ (X-ray) คือเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้นหรือมีความถี่สูง ไม่มีประจุ และไม่มีมวล เป็นรังสีที่มีพลังงานสูง เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าแสง และมีอำนาจทะลุทะลวงสูงที่สุด
การประยุกต์ใช้ธาตุกัมมันตรังสี • ด้านธรณีวิทยา: มีการใช้คาร์บอน-14 (C-14) ในการคำนวณหาอายุของโบราณวัตถุหรืออายุของฟอสซิล • ด้านการแพทย์: มีการใช้ไอโอดีน-131 (I-131) ในการติดตามเพื่อศึกษาและรักษาโรคต่อมไทรอยด์เป็นพิษ รวมถึงการใช้โคบอลต์-60 (Co-60) และเรเดียม-226 (Ra-226) ในการรักษาโรคมะเร็ง • ด้านเกษตรกรรม: มีการใช้ฟอสฟอรัส-32 (P-32) ในการศึกษาเส้นทางการเคลื่อนที่และความต้องการธาตุ อาหารของพืช และใช้โพแทสเซียม-32 (K-32) ในการหาอัตราการดูดซึมของต้นไม้ • ด้านอุตสาหกรรม: มีการใช้ธาตุกัมมันตรังสีในการตรวจหารอยตำหนิ เช่น รอยร้าวของโลหะหรือท่อขนส่ง ของเหลว รวมไปถึงการใช้ธาตุกัมมันตรังสีในการตรวจสอบ ควบคุมความหนาของวัตถุ และใช้รังสีฉาย บนอัญมณีเพื่อสร้างสีสันให้สวยงาม • ด้านการถนอมอาหาร: มีการใช้รังสีแกมมาของโคบอลต์-60 (Co-60) เพื่อทำลายแบคทีเรียในอาหาร ช่วย ให้เก็บรักษาอาหารไว้ได้นานยิ่งขึ้น • ด้านพลังงาน: มีการใช้พลังงานความร้อนที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ของยูเรเนียม-238 (U-238) ในเตา ปฏิกรณ์ปรมาณู สร้างไอน้ำเพื่อใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า
อันตรายจากธาตุกัมมันตรังสี รังสีสามารถส่งผลให้ตัวกลางที่เคลื่อนผ่านแตกตัวเป็นไอออนได้ รังสีชนิดต่างๆ จึงถือเป็นอันตรายต่อมนุษย์ รวมถึง สิ่งมีชีวิตอื่นๆ การได้รับหรือสัมผัสกับรังสีที่เป็นอันตรายสามารถส่งผลให้ร่างกายเกิดการเจ็บป่วย จากการที่เซลล์ ซึ่งประกอบขึ้นเป็นอวัยวะดังกล่าวเกิดการแตกตัว รวมไปถึงเพิ่มความเสี่ยงของการเกิดโรคร้าย เช่น โรคมะเร็ง นอกจากนี้ หากร่างกายได้รับรังสีที่มีอานุภาพสูงเป็นเวลานาน อาจส่งผลกระทบลึกลงไปถึงระดับสารพันธุกรรม ภายในเซลล์ ทำให้การสร้างเซลล์ใหม่ในร่างกายเกิดการกลายพันธุ์ โดยเฉพาะเซลล์ที่ทำหน้าที่ในการสืบพันธุ์ ซึ่ง เป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมไปยังทายาทรุ่นต่อไป
วิชา ว 32103 วิทยาศาสตร์กายภาพ หน่วยการเรียนรู้ที่4 เชื้อเพลิง ใบงานที่ 22 สารกัมมันตรังสี เวลา 15 นาที วันที่…………เดือน………………………………..พ.ศ. …………………….. ชื่อ-สกุล…………………………………………………..กลุ่ม………..เลขที่………….ชั้น……………. จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. อธิบายความหมายของธาตุกัมมันตรังสีได้ 2. สืบค้นข้อมูลและนำเสนอประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสีได้ คำชี้แจง : ให้นักเรียนตอบคำถามเรื่องสารกัมมันตรงสี ให้ถูกต้อง 1. เราใช้เกณฑ์ใดพิจารณาว่าสารนั้น คือสารกัมมันตรังสี ………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………… ………………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………… ………………………………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………………………………………..
2. เราสามารถนำสารกัมมันตรังสี ไปใช้ประโยชน์อะไรบ้าง ………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………… ………………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………… ………………………………………………………………………………………………………………………….. 3. จงอธิบายผลกระทบที่เกิดจากสารกัมมันตรังสี มาพอสังเขป ………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………… ………………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………… …………………………………………………………………………………………………………………………..
บันทึกผลหลังสอน ผลการเรียนรู้ ............................................................................................................................. ....................................................... .................................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... ปัญหา/อุปสรรค ............................................................................................................................. ....................................................... .................................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... ............................................................................ ข้อเสนอแนะ/แนวทางแก้ไข ............................................................................................................................. ....................................................... .................................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... ............................................................................................................................. ............................... (ลงชื่อ)…………………………………………………………….. (นายสุทธิราช วงศ์คำ) ครูผู้สอน ........./......../.........
ความคิดเห็นของครูพี่เลี้ยง ............................................................................................................................. ....................................................... .................................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... ............................................................................ (ลงชื่อ)…………………………………………………………….. (นายประสิทธิ์ แก้วงาม) ครูพี่เลี้ยง ........./......../......... ความคิดเห็นของผู้บริหาร ............................................................................................................................. ....................................................... .................................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... ............................................................................ (ลงชื่อ).............................................................. (นางสาวจุฑาทิพย์ รวมธรรม) รองผู้บริหารสถานศึกษา .........../........./.........