ระดับชั้นเรียน: มัธยม
กำหนดเวลา: 1 ชั่วโมง
วัตถุประสงค์: ให้นักเรียนมีความเข้าใจเบื้องต้นเกี่ยวกับ
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ทั้งที่สามารถมองเห็นได้ (Visible Light) และไม่สามารถมองเห็นได้
เช่น รังสีอินฟราเรด (Infrared)
อุปกรณ์:
1.
เครื่องฉายสเปกตรัม พร้อมฉากรับภาพ 1 ชุด
2.
อินฟราเรดเซ็นเซอร์ 1 ชุด
วิธีปฏิบัติ:
1.
ติดตั้งเครื่องฉายสเปกตรัม และอินฟราเรดเซนเซอร์ ดังแสดงในภาพที่
1 และ 2 ตามลำดับ
2.
เปิดเครื่องฉายสเปกตรัม จะปรากฏแทบสเปกตรัม 2 แถบบนจอภาพ ให้หันเครื่องฉาย
จนแถบสเปกตรัมเลื่อนมาอยู่กลางจอภาพ จากนั้นเลื่อนเครื่องฉายสเปกตรัมเข้า
ออก จนได้แถมสเปกตรัมทีมีความเข้มตามต้องการ
3.
ต่อวงจรอินฟราเรดเซ็นเซอร์ ดังแสดงในภาพที่ 2
ภาพที่ 1 แสดงการติดตั้งเครื่องฉายสเปกตรัม
ภาพที 2 แสดงการต่อวงจรอินฟราเรดเซนเซอร์
การดำเนินกิจกรรม:
แบ่งนักเรียนออกเป็นกลุ่ม
ๆ ตามความเหมาะสม คุณคูรอธิบายนำให้นักเรียนมีความเข้าใจเบื้องต้น
เกี่ยวกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าก่อน โดยอาจยกตัวอย่างเกี่ยวกับการเกิดรุ้งและสีของรุ้งก็ได้
ซึ่งเป็นการแยกสเปกตรัมของแสงจากดวงอาทิตย์ออกเป็นสีรุ้งโดยธรรมชาติ
จากนั้นอาจให้นักเรียนในแต่ละกลุ่มช่วยกันคิดว่า แสงจากดวงอาทิตย์นั้นนอกจากจะสามารถแยกออกเป็นสีรุ้งทั้ง
7สีตามความยาวคลื่นแล้ว ยังมีรังสีอื่นๆ ถูกแยกออกมาอีกหรือไม่
ฉายเครื่องฉายสเปกตรัม
โดยสมมติว่าเป็นสเปกตรัมของแสงจากดวงอาทิตย์ แล้วใช้อินฟราเรดเซนเซอร์
วัดแถบสเปกตรัมโดยเริ่มตั้งแต่ก่อนเข้าแถบสีม่วง เรื่อยมาจนถึงแถบสีแดง
และหลังแถบสีแดง โดยอธิบายว่าเซนเซอร์ตัวนี่จะสามารถตรวจวัดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้
(ถ้าเข็มมิเตอร์ขึ้นก็แสดงว่าตรวจวัดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ แต่ค่าที่ได้จากมิเตอร์จะขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านั้นๆ
)
ให้นักเรียนสังเกต เข็มของแอมป์มิเตอร์ และจดบันทึกค่าที่อ่านได้
สรุปการทำกิจกรรม:
หลังจากที่นักเรียนทำกิจกรรมแล้ว
ให้นักเรียนช่วยกันสรุปผลที่ได้จากการทดลอง โดยให้เหตุผลว่าทำไมหลังจากแถบสเปกตรัมสีแดงเข็มของแอมป์มิเตอร์ยังมีค่าสูงอยู่
และแนวโน้มของ รังสีอินฟราเรด น่าจะมีความยาวคลื่นมากกว่าหรือน้อยกว่า
แสงสีแดง
จากนั้นให้คุณครู
อธิบายสรุปในเรื่องคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าให้นักเรียนมีความเข้าใจมากยิ่งขึ้น
และอธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับความสามารถของเซนเซอร์ กล่าวคือ เซนเซอร์ชนิดนี้สามารถตรวจวัดได้ในช่วงของ
แสงที่ตามองเห็น (Visible Light) และช่วงอินฟราเรด (Infrared) เท่านั้น
จึงไม่สามารถตรวจจับ รังสีอุลตราไวโอเล็ต (UV) ซึ่งมีความยาวคลื่นสั้นกว่าแสงสีม่วง
และในย่างคลื่นไมโครเวฟซึ่งมีความยาวคลื่นยาวกว่ารังสีอินฟราเรด
อีกทั้งแสงที่ได้จากเครื่องฉายแผ่นใสจะให้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงคลื่นแสงที่ตามองเห็น
(Visible Light) ไปจนถึงย่านของอินฟราเรด (Infrared) เท่านั้น
