บทท 1 บทน า 1.1 ฟ ส กส ว ทยาศาสตร และเทคโนโลย

Transcription

1 บทท 1 บทนา 1.1 ฟ ส กส ว ทยาศาสตร และเทคโนโลย ฟ ส กส (Physics) มาจากภาษากร ก ซ งหมายความว าธรรมชาต (nature) ค อว ทยาศาสตร ท ศ กษา เก ยวก บมวลสารและพล งงานเพ อนาไปอธ บายปรากฏการณ ทางธรรมชาต ท ส งเกตเห นหร อแก ป ญหาท เร น ล บทางธรรมชาต ฟ ส กส แยกการศ กษาออกเป น 2 ประเภทด งน 1. ฟ ส กส ย คเก า (Classical Physics) เป นการศ กษาเพ อค นคว าหาหล กเกณฑ และขบวนการ ต างๆท จะนามาอธ บายปรากฏการณ ทางธรรมชาต ท ส งเกตเห นได ด วยตา หมายความว าเป นการศ กษา ระบบท เก ยวก บมวลท ม ขนาดใหญ ๆ เช น การเคล อนท ของว ตถ ต าง ๆ 2. ฟ ส กส ย คใหม (Modern Physics) เป นการศ กษาส งท เร นล บท มองด วยตาเปล าไม เห น เช น โครงสร างอะตอม พล งงานท ได จากการสลายต วของธาต ก มม นตร งส ฯลฯ ว ทยาศาสตร (science) หมายถ ง การศ กษาความเป นจร งในธรรมชาต ท งท ม ช ว ตและไม ม ช ว ต แบ งเป น 2 สาขา ด งน 1. ว ทยาศาสตร กายภาพ (Physical science) เป นการศ กษาธรรมชาต เก ยวก บส งไม ม ช ว ต แขนงว ชาว ทยาศาสตร กายภาพท สาค ญม 2 สาขา ค อ ฟ ส กส และ เคม 2. ว ทยาศาสตร ช วภาพ (Biological science) เป นการศ กษาเก ยวก บส งม ช ว ตต าง ๆ แนวทางการได ความร ทางว ทยาศาสตร หร อ ฟ ส กส 1. แนวทางท หน ง ( แนวทางโดยประสบการณ ) ม องค ประกอบได มา 5 ข นตอน 1.1 การส งเกต 1.2 การบ นท ก 1.3 การทดลอง 1.4 การว เคราะห 1.5 การสร ปผล 2. แนวทางท สอง ( แนวทางโดยทฤษฎ ) 2.1 ใช ความค ดสร างสรรค ความร ใหม โดยอาศ ยข อม ลจากความร เด ม 2.2 สร างแบบจาลองทางความค ด (หร อทฤษฎ หร อข อสร ป ) ข นใหม 2.3 ทดลองหาข อพ ส จน เพ อย นย นความถ กต องของแบบจาลองทางความค ดท สร างข นใหม ความร ทางว ทยาศาสตร ตามแนวทางท สองน ไม ได เร มต นจากการส งเกต และการทดลอง แต เร มต นด วยการสร างแบบจาลองทางความค ดข นก อน แล วจ งหาข อพ ส จน ย นย นความถ กต องภายหล ง เทคโนโลย (technology) หมายถ ง ว ทยาการท เก ยวก บศ ลปะในการสร าง ผล ต หร อใช ว สด อ ปกรณ ต าง ๆ เพ ออานวยประโยชน ต อมน ษย โดยตรง หร อส งต าง ๆ ท มน ษย ใช สอยได 1.2 ว ชาฟ ส กส ว ชาฟ ส กส ท น กเร ยนจะได เร ยน จะเป นความร ความเข าใจท เก ดข น และสะสมก นมาในช วงเวลา 400ป ซ งเป นส วนพ นฐานของว ชาท ได จ ดให เป นระบบ เพ อให เก ดความสะดวกต อการเร ยนร และในท ส ดเร อง ต าง ๆ ท เร ยนจะส มพ นธ ก นท กเร อง การเร ยนร ท ด จะต องม ความเข าใจหล กการของเร องน น ๆ จนสามารถ น าหล กการไปประย กต ได การฝ กให สามารถประย กต หล กการก บการแบบฝ กห ดหร อโจทย ป ญหาเป น ส วนส าค ญอย างหน งท น กเร ยนควรพยายามค ดด วยตนเอง ซ งจะเป นการฝ กค ดอย างฟ ส กส หร ออย าง 1

2 น กว ทยาศาสตร การทาการทดลอง นอกจากจะทาให น กเร ยนร ด วยความเข าใจแบบเป นร ปธรรมแล ว ย งฝ ก ให เร ยนร ว ธ ทาการทดลองและการว เคราะห ผลในล กษณะท น กว ทยาศาสตร ปฏ บ ต ก น 1.3 ปร มาณทางฟ ส กส และหน วย ปร มาณทางฟ ส กส แบ งเป น 2 ประเภท ค อ 1. ปร มาณสเกลาร (Scalar quantity) เป นปร มาณท ม แต ขนาดเพ ยงอย างเด ยว เช น มวล อ ตราเร ว 2. ปร มาณเวกเตอร (Vector quantity ) เป นปร มาณท ม ท งขนาดและท ศทาง เช น น าหน ก ความเร ว เคร องม อว ดทางว ทยาศาสตร หร อฟ ส กส เคร องม อว ดทางว ทยาศาสตร ม ความจาเป นด งน 1. เคร องม อว ดช วยทาให เราสามารถว ดปร มาณต าง ๆ ท ต องการได สะดวกรวดเร วและปลอดภ ย 2. เคร องม อว ดทาให เราสามารถว ดปร มาณต าง ๆท ประสาทการร บร ของมน ษย ไม สามารถตรวจ สอบได โดยตรง 3. งานต าง ๆ ทางด านว ทยาศาสตร หร อฟ ส กส จาเป นอย างย งท ต องอาศ ยเคร องม อเข าช วย *** เคร องว ด ช วยให ได มาซ งข อม ลใหม ๆ ท ต องการ *** การแสดงผลการว ด โดยท วไปเคร องม อว ดจะแสดงผลการว ด 2 แบบ ค อ 1. แสดงผลการว ดแบบข ดสเกล เช น ไม บรรท ด, ไม เมตร, สายว ด ฯลฯ 2. แสดงผลการว ดแบบต วเลข เช น นาฬ กาจ บเวลา, ม เตอร รถยนต ฯลฯ หน วยการว ด หน วย (unit) ค อ ช อท ใช กาหนดปร มาณ เด มใช ก นหลายระบบ ป จจ บ นองค การระหว างประเทศว า ด วยมาตรฐานเสนอให ใช หน วยระบบเด ยวก น เร ยกว า ระบบหน วยระหว างชาต (Systeme International Units) เร ยกโดยย อว าหน วย เอสไอ (SI unit) หน วย ฐาน (base unit) เป นหน วยหล กของเอสไอ ม ท งหมด 7 หน วย ด งตาราง ปร มาณฐาน ช อหน วย ส ญล กษณ ความยาว (lengh) เมตร (metre) m เวลา (time) ว นาท (second) s มวล (mass) ก โลกร ม (kilogram) kg อ ณหภ ม (temperature) เคลว น (Kelvin) K กระแสไฟฟ า (Electric current) แอมแปร (Ampere) A ปร มาณของสาร (Amount of substance) โมล (Mole) mol ความเข มของการส องสว าง (Luminous intensity) แคนเดลา (candela) cd 2

3 หน วยอน พ นธ (Derived units) เป นหน วยซ งประกอบด วยหน วยฐานหลายหน วยมาเก ยวข องก นใน ล กษณะการค ณหร อหารก น เช น อ ตราเร ว (m/s) และ แรง (kg.m/s 2 ) เป นต น หน วยเสร ม (Supplementary Units) เป นหน วยท ม ช อพ เศษม อย 2 หน วย ค อ หน วยว ดม มบน ระนาบ (plane angle) เร ยกว า เรเด ยน (Radian, Rad) และหน วยว ดม มต น (Solid angle) เร ยกว า สเตอ เรเด ยน (Steradian, Sr) 1. เรเด ยน ค อ ม มบนระนาบท เก ดข นระหว างเส นร ศม ของวงกลมวงหน งซ งถ กรองร บด วยเส นโค ง ของวงกลมท ม ความยาวเท าก บร ศม ของวงกลมน น 2. สเตอเรเด ยน ค อ ม มต นท ม จ ดยอดอย ท จ ดศ นย กลางของทรงกลมซ งถ กรองร บด วยผ วของทรงกลม ท ม พ นท เท าก บร ศม ของทรงกลมน นยกกาล งสอง ส งท ม ผลกะทบต อความถ กต องของการว ด 1. เคร องม อท ใช ว ด ควรเป นเคร องม อท ได มาตรฐานสากล 2. ว ธ การว ดและการเล อกใช เคร องม อในการว ด ข นก บป จจ ยหลายอย าง เช น ถ าว ดระยะทางส นๆ อาจใช ไม บรรท ด แต ถ าเป นการว ดระยะทางระหว างดวงดาวก อาจจะใช ว ธ การใหม ๆ โดยหล กสาค ญ ว ธ การและเคร องม อท ใช ว ด จะต องส งผลกระทบน อยมากต อส งท ทาการว ด 3. ผ ทาการว ด ต วผ ทาการว ดจะต องม ความร ในการใช เคร องม อว ด และต องทาการว ดและบ นท กผล อย างรอบคอบ และซ อส ตย โดยไม เอาความค ดของต วเองเข าไปม ส วนในการต ดส นใจบ นท ก ผลการว ดน น 4. สภาพแวดล อมขณะทาการว ด จะต องไม ก อให เก ดผลกระทบต อส งท ทาการว ดน น 3 แบบฝ กห ดทบทวน 1. ให น กเร ยนทาเคร องหมาย ก หน าข อท เห นว าถ ก และทาเคร องหมาย ข หน าข อความท เห นว าผ ด 1. งานทางด านฟ ส กส เคร องม อว ดเป นส งจาเป นน อยมากในการได มาข อม ลใหม ๆ 2. มาตรฐานของเคร องม อว ดเป นส งสาค ญย งในการเก บข อม ลทางว ทยาศาสตร 3. ประสาทการร บร ของมน ษย ในเร องต าง ๆ ไม จาเป นต องอาศ ยเคร องม อช วย 4. การใช เคร องม อว ดท เหมาะสมก บงานจะช วยให ปลอดภ ยประหย ดเวลาได รายละเอ ยด ท ถ กต อง 5. เคร องม อว ดแบบต วเลขอ านค าได เป นข น ๆ ไม สามารถประมาณค าตาแหน งส ดท าย ด วยสายตาได 6. ขณะทาการว ดถ าสภาพแวดล อมแตกต างจากเง อนไขท กาหนดค าท ว ดได จะผ ดพลาดส ง 7 การบ นท กข อม ลท กชน ดจาเป นต องบ นท กลงในตารางเสมอ 8. ข อม ลท กชน ดควรนาเสนอด วยแผนภ ม ทางสถ ต เสมอ 9. การนาเอาข อม ลมาเข ยนเป นแผนภ ม ทางสถ ต แบบต าง ๆ จะช วยทาให ผ อ านมองเห น เป นร ปธรรม มากข น 10. การว ดเพ ยงคร งเด ยวจะให ค าท ถ กต องมากกว า

4 2. กาหนดให เฮร ตซ น วต น เมตร ค ลอมบ เคลว น โอห ม โมล ก โลกร ม จ ล ว ตต ว นาท โวลต แอมแปร แคนเดลา เรเด ยน สเตอเรเด ยน เมตรต อว นาท พาสค ล จงแยกว าหน วยใดเป นหน วยอน พ นธ และหน วยใดเป นหน วยม ลฐาน หน วยม ลฐาน ได แก.. หน วยอน พ นธ ได แก.. คาอ ปสรรค (Prefixes) คาอ ปสรรคเป นเลข 10 n ท ใช ค ณหน าหน วย (ต วพห ค ณ)เพ อท จะทาให หน วยน นใหญ ข นหร อ เล กลงคาอ ปสรรคท กาหนดให ใช ม ด งตาราง ต วพห ค ณ ช อ ส ญล กษณ ต วพห ค ณ ช อ ส ญล กษณ exa E atto a peta P femto f tara T pico p 10 9 giga G 10-9 nano 10 6 mega M 10-6 micro 10 3 kilo k 10-3 milli m 10 2 hecto h 10-2 centi c 10 1 deca da 10-1 deci d หล กการเปล ยนหน วยในระบบเอสไอ ให น กเร ยนนาเลข 10 x ไปค ณก บหน วยเด มท กาหนดมา โดยท x ค อ ผลต างของเลขช กาล งของอ ปสรรคต วแรกก บต วส ดท าย ตามหล กการของเลขพ ชคณ ต เช น ต องการเปล ยน 60 ก โลเมตร (km) ให เป นหน วยนาโนเมตร ( m) จะพบว าเลขช กาล งของต ว k ค อ 3 ส วนเลขช กาล งของต ว n ค อ - 9 ด งน น x ในท น ก ค อ 3-(-9) = = 12 แสดงว า 60 km จ งม ค าเท าก บ 60 x m เพ มเต ม ในการเข ยนคาอ ปสรรค ห ามเข ยนคาอ ปสรรคซ อนก น เช น ไมโครนาโนว นาท 4

5 แบบฝ กห ดทบทวน 5 1. จงแปลงจาก 10 ก โลเมตร ให เป นหน วย ม ลล เมตร 2. จงแปลงจาก 2 ไมโครกร ม ให เป นหน วย ก โลกร ม 3. จงแปลงจาก 3 เทระเมตร ให เป นหน วย ม ลล เมตร 4. จงแปลงจาก 4 นาโน เมตร ให เป นหน วย เมกะเมตร 5. จงแปลงจาก 72 ก โลเมตรต อช วโมง ให เป นหน วย เมตรต อว นาท 6. จงแปลงจาก 108 ก โลเมตรต อช วโมง ให เป นหน วย เมตรต อว นาท 7. จงแปลงจาก 10 เมตรต อว นาท ให เป นหน วย ก โลเมตรต อช วโมง 8. จงแปลงจาก 40 เมตรต อว นาท ให เป นหน วย ก โลเมตรต อช วโมง 9. จงแปลงจาก 50 ก โลว ตต /ตารางเมตร ให เป นหน วย นาโนว ตต /ตารางม ลล เมตร 10. จงแปลงจาก 20 ไมโครกร ม/ล กบาศก เซนต เมตร ให เป นหน วย ก โลกร ม/ล กบาศก เมตร

6 6 1.4 การทดลองในว ชาฟ ส กส การทดลองในว ชาฟ ส กส แม จะไม ใช ของใหม การฝ กทาจะเป นการฝ กฝนว ธ การทาการทดลอง ตาม แนวท เป นท ยอมร บในวงการฟ ส กส การทาการทดลองถ อเป นส วนสาค ญในการฝ กทาและค ดหาเหต ผล อย างว ทยาศาสตร เป นการยากท จะวางกฎเกณฑ แน ช ดสาหร บการทดลองท ก ๆ อย าง เน องจากในการทดลองแต ละ เร อง อาจม ล กษณะเฉพาะท ต าง ๆ ก น อย างไรก ตาม ในการทาการทดลองม กจะทาเพ อตอบคาถาม บางอย างหร อเพ อหาความจร งบางอย าง (ซ งก จะเป นว ตถ ประสงค ของการทดลอง) เพ อให ได คาตอบ ก ต อง ค ดหาว ธ การทดลองท เหมาะสมและสอดคล องก บอ ปกรณ ท ม ทาการทดลองเพ อให ได ข อม ลต าง ๆ ว เคราะห จากข อม ลเพ อสร ปเป นคาตอบ คาตอบท เราได จะเป นท น าเช อถ อหร อไม ต อผ อ น เราต องสามารถแสดงท กข นตอนของการทดลอง ได ด งน นจ งม การเข ยน รายงานการทดลอง โดยย ดหล กการท ว า เข ยนการทดลองให ผ อ านเข าใจได ง าย ท ส ด กะท ดร ดท ส ด ม ครบท กอย าง โดยเฉพาะข อม ลช ดเจน (ม การวาดร ปประกอบและการเสนอข อม ล เป นตารางช วยให ด ง ายและเป นท น ยม) แสดงการว เคราะห และการสร ปผล อาจตามด วยข อว จารณ หร อ ความค ดเห นของตนเองเพ มเต มไว ด วย 1.5 ความไม แน นอนในการว ด 1. การบวก สมมต ต วเลขแรก ค อ X 1 = A ต วเลขท 2 ค อ X 2 = B B จะได คาตอบ X = X 1 + X 2 = (A + B) ( A B) 2. การลบ สมมต ต วเลขแรก ค อ X 1 = A ต วเลขท 2 ค อ X 2 = B B จะได คาตอบ X = X 1 - X 2 = (A - B) ( A B) 3. การค ณ สมมต ต วเลขแรก ค อ X 1 = A ต วเลขท 2 ค อ X 2 = B B ผลค ณค อ X = X 1 x X 2 = AB X = X 1 x X 2 = AB A A A A B x 100 A B A B AB A B AB x

7 4. การหาร สมมต ต วเลขแรก ค อ X 1 = A ต วเลขท 2 ค อ X 2 = B B ผลหารค อ X = X X 1 2 = B A A A A B B A B 7 แบบฝ กทบทวน 1. นาย ก ม เช อกยาวเท าก บ cm นาเช อกมาต อก บนาย ข ท ม ความยาวเช อก cm จงหา ผลบวกและผลต างของเส นเช อก 2. นาย ก ม เช อกยาวเท าก บ cm นาเช อกมาต อก บนาย ข ท ม ความยาวเช อก cm จงหาผลบวกและผลต างของเส นเช อก 3. กรอบร ปของนาย ก กว าง cm ยาว cm จงหาพ นท ของกรอบร ป 4. ถ งของนาย ก เป นร ปล กบาศก ม ความยาวด านละ m จงคานวณหาปร มาตรของถ ง

8 5. จงหาคานวณหาความหนาแน นของโลหะทองแดงท ม มวล ก โลกร ม และม ปร มาตร ล กบาศก เมตร 1.6 เลขน ยสาค ญ (Significant figure) เลขน ยสาค ญ ค อ ปร มาณท ได จากการว ด การทดลอง ปร มาณน จะบ งบอกถ งความละเอ ยดของ อ ปกรณ ซ งม ผลต อการช อถ อและการยอมร บผลของการทดลอง ( ค าจร ง + ค าประมาณ ) ว ธ น บจานวนเลขน ยสาค ญ 1. เลขท กต วท ไม ใช 0 เป นเลขน ยสาค ญ เช น 2.3 ม เลขน ยสาค ญ 2 ต ว 2.34 ม เลขน ยสาค ญ 3 ต ว ม เลขน ยสาค ญ 4 ต ว 2. เลข 0 อย ระหว างต วเลขน ยสาค ญ เป นเลขน ยสาค ญ เช น 20.3 ม เลขน ยสาค ญ 3 ต ว ม เลขน ยสาค ญ 4 ต ว ม เลขน ยสาค ญ 6 ต ว 3. เลข 0 อย หล งจ ดทศน ยมทางด านขวาม อ ถ อว าเป นเลขน ยสาค ญ (น บหมดท กต ว) เช น 3.0 ม เลขน ยสาค ญ 2 ต ว 3.00 ม เลขน ยสาค ญ 3 ต ว 4. เลข 0 อย ซ ายม อไม เป นเลขน ยสาค ญ 0.20 ม เลขน ยสาค ญ 2 ต ว ม เลขน ยสาค ญ 2 ต ว 5. เลข 10 ยกกาล งไม น บเป นเลขน ยสาค ญ 2.5 x 10 3 ม เลขน ยสาค ญ 2 ต ว การบวก ลบ ค ณและหารเลขน ยสาค ญ การบวก ลบ เลขน ยสาค ญ ค ดเหม อนการบวกและการลบเลขท ว ๆ ไป แต เวลาตอบเลขหล งจ ด ทศน ยมให ตอบเท าก บจานวน ตาแหน งทศน ยมท ม จานวนน อยท ส ด เช น = จานวนตาแหน งทศน ยมน อยท ส ด 8

9 คาตอบจร งควรตอบ = = คาตอบจร งควรตอบ = 5.88 (ป ดก อนต ดท ง) 9 การค ณ หารเลขน ยสาค ญ ค ดเหม อนการค ณและหารเลขท ว ๆไป แต เวลาตอบด จานวนเลข น ยสาค ญท เลขน ยสาค ญท น อยท ส ด จานวนเลขน ยสาค ญท น อยท ส ดม 2 ต ว 4.1x = คาตอบจร งควรตอบ = 6.3 (ป ดก อนต ดท ง) 3.23x 1.2 = คาตอบจร งควรตอบ = 3.9 แบบฝ กทบทวน 1. จงหาจานวนเลขน ยสาค ญท กาหนดให ต อไปน ข อ ต วเลขท กาหนดให เลขน ยสาค ญท งหมด ข อ ต วเลขท กาหนดให เลขน ยสาค ญท งหมด X X X จงหาผลล พธ ของต วเลขต อไปน ตามหล กของเลขน ยสาค ญ ข อ กาหนดให ผลล พธ ข อ กาหนดให ผลล พธ x ( )/ x (7.32) 2

10 10 3. (ENTRNCE) เหล กแท งหน งมวล 47.0 กร ม ม ปร มาตร 6.0 ล กบาศก เซนต เมตร ถามว าต วเลขท เหมาะสม สาหร บค าความหนาแน นของเหล กน เป นก กร มต อล กบาศก เซนต เมตร (ENTRNCE) จงพ จารณา ก =? ข x 2.0 =? จากโจทย ท ปรากฏข างบนน ม ข อความใดบ างท ถ กต อง 1. ผลล พธ ของข อ ก ม เลขน ยสาค ญ 3 ต ว และผลล พธ ของข อ ข ม เลขน ยสาค ญ 2 ต ว 2. ผลล พธ ของข อ ก ม เลขน ยสาค ญ 2 ต ว และผลล พธ ของข อ ข ม เลขน ยสาค ญ 5 ต ว 3. ผลล พธ ของข อ ก และผลล พธ ข อ ข ม เลขน ยสาค ญ 5 ต ว 4. คาตอบเป นอย างอ น ระด บขนาด เป นการบอกปร มาณอย างคร าว ๆ เพ อความสะดวกในการเปร ยบเท ยบ โดยถ อเอาค าใกล เค ยงก บ ส บยกกาล งต าง ๆ เป นหล กด งเช น ถ าอย ใกล 1,000 ระด บขนาดเป น 10 3 ถ าอย ใกล 100 ระด บขนาดเป น 10 2 ถ าอย ใกล 10 ระด บขนาดเป น 10 1 ถ าอย ใกล 0.1 ระด บขนาดเป น 10-1 ถ าอย ใกล 0.01 ระด บขนาดเป น 10-2 ถ าอย ใกล ระด บขนาดเป น 10-3 ในการพ จารณา ถ าปร มาณใดม ค าไม ถ ง 10 ให ใช หล กการป ดเศษปกต เช น 1.89 x ม ระด บขนาดเป น 10 30, 5.8 x ม ระด บขนาดเป น 10 25, 4.5 x x ม ระด บขนาดเป น เป นต น ม ระด บขนาดเป น และ

11 แบบฝ กทบทวน จงเข ยนระด บขนาด ของปร มาณต อไปน 1.1) ดวงจ นทร ม มวล 7.36 x kg ม ระด บขนาด = mg 1.2) ปากกามวล 25 mg ม ระด บขนาด =.. g 1.3) โต ะมวล 35 kg ม ระด บขนาด = g 1.4)อ เลกตรอนมวล 9.1 x kg ม ระด บขนาด =.mg 1.5)ด นสอยาว 67 cm ม ระด บขนาด =. m 1.7 การบ นท กข อม ล การบ นท กข อม ลท จะให กะท ดร ด ช ดเจน อ านเข าใจง าย ข นก บข อม ลท สาค ญสาหร บการทดลองน น ๆ หากเป นไปได หร อเหมาะสม ม กจะนาเสนอในร ปของตารางซ งม ห วของช องช ดเจน ว าเป นปร มาณอะไร ในหน วยอะไร ในบางปร มาณท ต องการความแน นอนท เช อถ อได ควรว ด 3 คร ง หร อ 5 คร ง แล วหา ค าเฉล ย ซ งการทาหลาย ๆ คร งอาจใช เคร องค ดเลขบางแบบคานวณหาค าเบ ยงเบนมาตรฐาน (S.D.) ได ด วย ควรเร มด วยช องสดมภ ท เป นต วแปรต นท จะว ดโดยตรง ตามด วยต วแปรตามท ว ดได โดยตรง ซ งสามารถ บ นท กต วลงไปท นท ท ว ดได แล วจ งเพ มช องต อ ๆ ไปท หาได จากช องแรก ๆ จนได ช องของปร มาณท จะใช ในการว เคราะห โดยเฉพาะท จะใช เข ยนกราฟ นอกจากส วนท ทาการว ดท สาค ญ ข อม ลของการทดลองควรม ข อม ลประกอบ ซ งบางคร งม ความหมายหร อม ความเก ยวข องต อผลการทดลองด วย เช น ทาการทดลองเม อใด สภาพแวดล อมเป น อย างไร เช น อ ณหภ ม ความด นบรรยากาศ ความช นส มพ ทธ ฯลฯ 1.8 การว เคราะห ผลการทดลอง ใช การพ จารณาจากข อม ลรวมท งการใช การคานวณตามความเหมาะสม เม อได ผลสร ปท เป น ปร มาณ ควรแสดงโอกาสผ ดพลาดได ของปร มาณน นด วย การใช กราฟเส นตรงช วยในการว เคราะห โดยเฉพาะเพ อหาหร อพ ส จน ความส มพ นธ ระหว างสองปร มาณท เป นปฏ ภาคก น กราฟเส นโค งใช ด การ เปล ยนแปลงได แต ไม สามารถพ ส จน ความส มพ นธ ได ช ดเจน สมการทางคณ ตศาสตร ของกราฟเส นตรงจะอย ในร ป y = mx + c เม อ m ค อ ความช น หร อ slope และ c ค อ จ ดต ดแกน y กราฟเป นด งร ป y x ร ป กราฟเส นตรงผ านจ ดทดลอง y x

12 m y x ในการทดลองเราอาจให y และ x แทนปร มาณเป นกาล งสองหร อรากท สองของบางปร มาณก ได เส นกราฟท วางให ด เท ยบก บจ ดทดลองซ งแต ละจ ดม ค าบวกลบ จะม ความเป นไปได ท ความช นของ เส นกราฟจะม ค าบวกลบขนาดหน งได ค อ เส นกราฟสามารถเอ ยงต าง ๆ โดยย งผ านท กจ ดได ด ซ งต อง พ จารณาจากจ ดข อม ลต าง ๆ ด วย ความช นม 4 แบบ ต วอย างการทดลอง เร อง ล กต มอย างง าย (ในหน งส อแบบเร ยนฟ ส กส พ นฐานและเพ มเต ม เล ม 1 หน า12-13) 1.10 ต วอย างการบ นท กผลการทดลอง (ในหน งส อแบบเร ยนฟ ส กส พ นฐานและเพ มเต ม เล ม 1 หน า 14-18)

13 ทดสอบท ายบทเร องบทนา 1.จงพ จารณาข อความต อไปน ข อใดถ กต อง ก. ปรากฏการณ ธรรมชาต คนในสม ยโบราณอธ บายว าเป นเหต การณ ท เทพเจ าและภ ตผ เป นผ กระทาให เก ด ข. ว ชาฟ ส กส ม งศ กษาปรากฏการณ ธรรมชาต โดยไม คาน งถ งการนาไปประย กต ค. การส งเกต การบ นท กข อม ล การว เคราะห ข อม ล ทาให เก ดการพ ฒนาความร 1. ก และ ข 2. ก และ ค 3. ข และ ค 4. ก ข และ ค 2. จงพ จารณาข อความต อไปน ก. ความซ อส ตย ตรงไปตรงมา ข. ความเอ อเฟ อ เผ อแผ โอบอ อมอาร ค. ความม นใจในต วเอง ข อใดค อล กษณะน ส ยท ด ของน กว ทยาศาสตร 1. ก และ ข 2. ก และ ค 3. ข และ ค 4. ก ข และ ค 3. ข อใด ม ใช หล กสาค ญสาหร บการบ นท กข อม ลทางว ทยาศาสตร 1. บ นท กว ธ การท ใช ในการส งเกตปรากฏการณ ธรรมชาต 2. บ นท กต วแปรต างๆท จาเป นในขณะทาการส งเกตเหต การณ 3. ใช สม ดบ นท กท จ ดเตร ยมไว อย างด 4. บ นท กข อม ลด วยความรอบคอบและซ อส ตย 4. จากการสร างแบบจาลองทางความค ดอย าม เหต ผล สามารถนาไปอธ บายปรากฏการณ ต างๆ ได อย างด สอดคล องก บข อม ลท ได จากการทดลองเป นว ธ หน งซ งนาไปส 1. สมม ต ฐาน 2. ทฤษฎ 3. กฎเกณฑ 3. ระเบ ยบท ย ดถ อปฏ บ ต 5. ข อใดต อไปน ถ กต อง 1. ว ชาฟ ส กส อย ในสาขาว ชาว ทยาศาสตร กายภาพท ศ กษาเน นในเช งค ณภาพ 2. เทคโนโลย จะพ ฒนาตามหล กการพ ฒนาว ชาฟ ส กส เสมอ 3. การส อสารโดยใช ท ศนส ญญาณของทหารเร อจาเป นต องใช ว ชาฟ ส กส 4. ว ชาฟ ส กส ไม เน นการนาไปประย กต 6.จากร ปท กาหนดให อ ณหภ ม ท อ านได โดยตรงและค าท ต องประมาณค อข อใด องศาเซลเซ ยส และ 0.28 องศาเซลเซ ยส องศาเซลเซ ยส และ0.28 องศาเซลเซ ยส องศาเซลเซ ยส และ 0.08 องศาเซลเซ ยส องศาเซลเซ ยส และ 0.00 องศาเซลเซ ยส

14 7. การว ดความหนาของแผ นกระดาษ 1 แผ น เราจะใช เคร องม อว ดในข อใดต อไปน จ งจะเหมาะสม 1. ตล บเมตร 2. ไมโครม เตอร 3. ไม บรรท ด 4. เวอร เน ยร 8.จากร ปท กาหนดให จงคานวณปร มาตรของน าม นท บรรจ ในภาชนะทรงกระบอกน น 1. 1, ล กบาศก เซนต เมตร 2. 1,039.2 ล กบาศก เซนต เมตร x 10 3 ล กบาศก เซนต เมตร x 10 3 ล กบาศก เซนต เมตร ขวดใบหน งม ปร มาตร 1,000 ล กบาศก เซนต เมตร บรรจ เม ดถ วไว เต ม ถ าเม ดถ วแต ละเม ดถ อว าเป น ทรงกระบอกเล ก ๆ ยาว 2 เซนต เมตร และเส นผ านศ นย กลางยาว 1.5 เซนต เมตร ในขวดใบน จะม เม ดถ ว ประมาณก เม ด เม ด เม ด เม ด เม ด 10.จากร ป ใช เคร องช งสปร งว ดมวลของว ตถ ก อนหน งได ก โลกร ม ข อใดค อค าท อ านจากเคร องช ง ได โดยตรงประมาณ และ ก โลกร ม และ ก โลกร ม และ ก โลกร ม และ 0.01 ก โลกร ม 11. จากข อ 10 เม อใช เคร องช งในช วงเวลาหน ง ข อใดจะเป นสาเหต ท ทาให เก ดความคลาดเคล อนของการว ดได 1. ความย ดหย นของสปร งเปล ยนไป 2. ความย ดหย นของสปร งเปล ยนไป และความเส ยดทานภายในมากข น 3. ข ดสเกลเล อนหายไปอ านค าได ยาก 4. คาตอบเป นอย างอ น

15 12.ถ าน กเร ยนจะทาการว ดความเข มแสงท ระยะห างจากหลอดไฟดวงหน ง 1 เมตร ข อใดต อไปน ม ผลต อ ความถ กต องของการว ดอย างแน นอน 1. เคร องม อว ด 2. ว ธ การว ด 3. ผ ทาการว ด 4. สะภาพแวดล อมขณะทาการว ด 13. ในการว ดเพ อหาความหนาเฉล ยของแผ นทองแดงบาง 1 แผ น จากจานวนท งหมด 100 แผ น โดยใช เวอร เน ยร ข อใดต อไปน ท จะม ผลกระต อความถ กต องของการว ดมากท ส ด 1. เคร องม อว ด 2. ว ธ การว ด 3. ผ ทาการว ด 4. สภาพแวดล อมขณะทาการว ด 14.จากการว ดน าหน กของน กเร ยนในห องแยกเป นน กเร ยนชายและหญ ง การนาเสนอข อม ลโดยนาน าหน ก ก บจานวนน กเร ยนและเพศมาแสดงโดยใช แผนภ ม ทางสถ ต แผนภ ม แบบใดเหมาะสมท ส ดสาหร บกรณ น 1. แผนภ ม เส นตรง 2. แผนภ ม วงกลม 3. แผนภ มแท ง 4. คาตอบเป นอย างอ น 15.จากร ป ต มน าด วยตะเก ยงแอลกอฮอล โดยเร มต งแต อ ณหภ ม ของน า 0 องศาเซลเซ ยส บ นท กข อม ล อ ณหภ ม ของน า ท เพ มข นในช วงเวลาต างๆในการนาเสนอข อม ลโดยนาอ ณหภ ม ก บเวลามาแสดงโดย แผนภ ม ทางสถ ต แผนภ ม แบบใดเหมาะสมท ส ดสาหร บกรณ น 1. แผนภ ม เส นตรง 2. แผนภ ม วงกลม 3. แผนภ ม แท ง 4. คาตอบเป นอย างอ น 16. จากป ญหาข อ 15 ระหว างอ ณหภ ม ก บเวลา ปร มาณใดท ควรเป นต วแปรอ สระ 1. อ ณหภ ม 2. เวลา 3. อ ณหภ ม และเวลา 4. อ ณหภ ม หร อเวลา 17. ม ส มเข ยวหวาน 100 ล กช งน าหน กของส มเข ยวหวานแต ละล ก แล วบ นท กลงในตารางบ นท กข อม ล ได ด งน น าหน ก (น วต น) จานวน ( % ของท งหมด) % 40% 30% 10% 15 ถ านาข อม ลจากตารางบ นท กข อม ลน มาแสดงโดยใช แผนภ ม ทางสถ ต แผนภ ม ใดเหมาะสมท ส ด 1. แผนภ ม เส นตรง 2. แผนภ ม วงกลม 3. แผนภ ม แท ง 4. คาตอบเป นอย างอ น

16 18. ข อใดต อไปน เป นหน วยฐาน 1. แอมแปร 2. ว นาท 2. จ ล 4. ก โลกร ม 19.ข อใดต อไปน เป นหน วยอน พ นธ 1. แอมแปร 2. ว นาท 3. จ ล 4. ก โลกร ม 20.หน วยในข อใดต อไปน ไม ถ กต อง 1. เดคากร ม 2. นาโนเมตร 2 3.ไมโครนาโนว นาท 4. ม ลล เมตร ศาสตราจารย วรว ชและศาสตราร งราว ลย นาโวลต ม เตอร แบบเข มไปว ดค าความต างศ กย ไฟฟ า ผลของ การว ดอ านค าได 1.52 โวลต อยากทราบว าต วเลขใดท ได จากการคาดคะเนด วยสายตา และ ข อใด ไม ใช หน วยม ลฐานท งหมด 1. แรง มวล ความยาว 2. มวล ความยาว เวลา 3. กระแสไฟฟ า ความยาว เวลา 4. ปร มาณสาร อ ณหภ ม กระแสไฟฟ า 23 คนสวนเพ มพ นและทศพล ว ดสนามหญ าร ปส เหล ยม ผ นผ ายาว 15.5 เมตร กว าง เมตร สนาม หญ าม พ นท เท าใด ตารางเมตร ตารางเมตร ตารางเมตร ตารางเมตร 24. จงเปล ยน 5 Gm ให อย ในร ปนาโนเมตร 1. 5 X 10-9 นาโนเมตร 2. 5 X 10 9 นาโนเมตร 3. 5 X นาโนเมตร 4. 5 X นาโนเมตร 25. จงเปล ยน 108 ก โลเมตรต อช วโมงให อย ในร ป เมตรต อว นาท? เมตร / ว นาท เมตร / ว นาท เมตร / ว นาท เมตร / ว นาท 16

17 17 เฉลย เฉลยละเอ ยดบางข อ 6. ตอบ ข อ 3 เหต ผล เน องจากระด บปรอทอย ตรงระด บท เลย 43 Cไปประมาณ 0.2 C และค าท ต องประมาณค อ ทศน ยมตาแหน งท 2 ซ งตามต วเล อกกาหนดให เป น 0.08 C แสดงว าค าท ต องประมาณค อ 0.08 C ส วน ค าท อ านได โดยตรงค อ C น นค อ ข อ 3 ถ กต อง 1. ตอบ ข อ 4 เหต ผล จาก V = (1.35) 7 2 = 1, cm 3 = 1.0 x 10 3 เน องจากการค ณก บผลล พธ จะต องได เลขน ยสาค ญเท าก บจานวนเลขน ยสาค ญน อยท ส ดของ ต วเลขท นามาค ณก นคาตอบจ งเป น 1.0 x 10 3 cm 3 น นค อ ข อ 4 ถ กต อง 7. ตอบ ข อ 4 เหต ผล เคร องม อว ดม ผลกระทบบ างในแง ข ดจาก ดการใช งานของเคร องม อ ซ งเคร องม อท สร างข น จะม ความคลาดเคล อนในต วของม นเองอย แล ว ว ธ การว ด ม ผลกระทบเล กน อย ผ ทาการว ด ม ผลกระทบเล กน อย ถ าเข าใจว ธ การว ดและการใช เคร องม ออย างด สภาพแวดล อมขณะทาการว ด ม ผลกระทบอย างแน นอน เพราะถ าต องการทราบความเข มแสงท ระยะห างจากหลอดไฟ 1 mควรต องทาในห องม ดไม ม แสงแสงจากท อ นเข าไปรบกวนแสงจาก หลอดไฟเลย น นค อ ข อ 4 ถ กต อง

18 18 9. ตอบ ข อ 2 เหต ผล แผนภ ม แท ง จะเป นแผนภ ม ท เหมาะสมมากสาหร บกรณ น เพราะด จากแผนภ ม แท งท จาลองข นจะเห นว าในช วงน าหน กต างๆ จะเห นความแตกต างของจานวนน กเร ยนหญ งและน กเร ยนชายได ช ดเจน มาก น นค อ ข อ 3 ถ กต อง 10. ตอบ ข อ 2 เหต ผล แผนภ ม วงกลม แผนภ ม แท ง พ จารณาจากแผนภ ม ทางสถ ต ท ง 3 แบบของจานานส มเข ยวหวานในช วงน าหน กต างๆได ช ดเจนกว า แผนภ ม ล กษณะอ น น นค อ ข อ 2 ถ กต อง

19 18. ตอบ ข อ 1 เหต ผล แอมแปร เป นหน วยฐาน จ ลเก ดจาก น วต นค ณก บเมตร ว ตต เก ดจาก จ ล หารด วยว นาท 2 น วต น เก ดจาก ก โลกร มค ณเมตรหารด วยว นาท ตอบ ข อ 3 เหต ผลไมโครนาโนว นาท เป นหน วยซ งใช คาอ ปสรรคเข ยนซ อนก น (ตามหล กห ามเข ยนซ อนก น) ได แก ไมโคร (µ) และนาโน (n) น นค อ ข อ 3 ถ กต อง