บทนำวิชาฟิสิกส์
บทนำวิชาฟิสิกส์
ฟิสิกส์ วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ฟิสิกส์ (Physics) มาจากภาษากรีก ซึ่งหมายความว่าธรรมชาติ (nature) คือวิทยาศาสตร์ที่ศึกษา เกี่ยวกับมวลสารและพลังงานเพื่อน าไปอธิบายปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่สังเกตเห็นหรือแก้ปัญหาที่เร้น ลับทางธรรมชาติ ฟิสิกส์แยกการศึกษาออกเป็น 2 ประเภทดังนี้
1. ฟิสิกส์ยุคเก่า (Classical Physics) เป็นการศึกษาเพื่อค้นคว้าหาหลักเกณฑ์และขบวนการ ต่างๆที่จะน ามาอธิบายปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ ที่สังเกตเห็นได้ด้วยตา หมายความว่าเป็นการศึกษา ระบบที่เกี่ยวกับมวลที่มีขนาดใหญ่ ๆ เช่น การเคลื่อนที่ของวัตถุต่าง ๆ
2. ฟิสิกส์ยุคใหม่ (Modern Physics) เป็นการศึกษาสิ่งที่เร้นลับที่มองด้วยตาเปล่าไม่เห็น เช่น โครงสร้างอะตอม พลังงานที่ได้จากการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี ฯลฯ
วิทยาศาสตร์ (science) หมายถึง การศึกษาความเป็นจริงในธรรมชาติทั้งที่มีชีวิตและไม่มีชีวิต แบ่งเป็น 2 สาขา ดังนี้
1. วิทยาศาสตร์กายภาพ (Physical science) เป็นการศึกษาธรรมชาติเกี่ยวกับสิ่งไม่มีชีวิต แขนงวิชาวิทยาศาสตร์กายภาพที่ส าคัญมี 2 สาขา คือ ฟิสิกส์ และ เคมี
2. วิทยาศาสตร์ชีวภาพ (Biological science) เป็นการศึกษาเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ แนวทางการได้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ หรือ ฟิสิกส์ 1. แนวทางที่หนึ่ง ( แนวทางโดยประสบการณ์ ) มีองค์ประกอบได้มา 5 ขั้นตอน
1.1 การสังเกต
1.2 การบันทึก
1.3 การทดลอง
1.4 การวิเคราะห์
1.5 การสรุปผล
2. แนวทางที่สอง ( แนวทางโดยทฤษฎี)
2.1 ใช้ความคิดสร้างสรรค์ความรู้ใหม่ โดยอาศัยข้อมูลจากความรู้เดิม
2.2 สร้างแบบจ าลองทางความคิด (หรือทฤษฎี หรือข้อสรุป ) ขึ้นใหม่
2.3 ทดลองหาข้อพิสูจน์เพื่อยืนยันความถูกต้องของแบบจ าลองทางความคิดที่สร้างขึ้นใหม่ ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ตามแนวทางที่สองนี้ ไม่ได้เริ่มต้นจากการสังเกต และการทดลองแต่ เริ่มต้นด้วยการสร้างแบบจ าลองทางความคิดขึ้นก่อน แล้วจึงหาข้อพิสูจน์ยืนยันความถูกต้องภายหลัง
เทคโนโลยี(technology) หมายถึง วิทยาการที่เกี่ยวกับศิลปะในการสร้าง ผลิต หรือใช้วัสดุ อุปกรณ์ต่าง ๆ เพื่ออ านวยประโยชน์ต่อมนุษย์โดยตรง หรือสิ่งต่าง ๆ ที่มนุษย์ใช้สอยได้
วิชาฟิสิกส์ วิชาฟิสิกส์ที่นักเรียนจะได้เรียน จะเป็นความรู้ความเข้าใจที่เกิดขึ้น และสะสมกันมาในช่วงเวลา 400ปี ซึ่งเป็นส่วนพื้นฐานของวิชาที่ได้จัดให้เป็นระบบ เพื่อให้เกิดความสะดวกต่อการเรียนรู้ และในที่สุดเรื่อง ต่าง ๆ ที่เรียนจะสัมพันธ์กันทุกเรื่อง การเรียนรู้ที่ดีจะต้องมีความเข้าใจหลักการของเรื่องนั้น ๆ จนสามารถ น าหลักการไปประยุกต์ได้ การฝึกให้สามารถประยุกต์หลักการกับการแบบฝึกหัดหรือโจทย์ปัญหาเป็น ส่วนส าคัญอย่างหนึ่งที่นักเรียนควรพยายามคิดด้วยตนเอง ซึ่งจะเป็นการฝึกคิดอย่างฟิสิกส์หรืออย่าง 2 นักวิทยาศาสตร์ การท าการทดลอง นอกจากจะท าให้นักเรียนรู้ด้วยความเข้าใจแบบเป็นรูปธรรมแล้ว ยังฝึก ให้เรียนรู้วิธีท าการทดลองและการวิเคราะห์ผลในลักษณะที่นักวิทยาศาสตร์ปฏิบัติกัน ปริมาณทางฟิสิกส์และหน่วย
ปริมาณทางฟิสิกส์แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ
1. ปริมาณสเกลาร์ (Scalar quantity) เป็นปริมาณที่มีแต่ขนาดเพียงอย่างเดียว เช่น มวล อัตราเร็ว
2. ปริมาณเวกเตอร์ (Vector quantity ) เป็นปริมาณที่มีทั้งขนาดและทิศทาง เช่น น้ าหนัก ความเร็ว
เครื่องมือวัดทางวิทยาศาสตร์หรือฟิสิกส์ เครื่องมือวัดทางวิทยาศาสตร์มีความจำเป็นดังนี้
1. เครื่องมือวัดช่วยท าให้เราสามารถวัดปริมาณต่าง ๆ ที่ต้องการได้สะดวกรวดเร็วและปลอดภัย
2. เครื่องมือวัดท าให้เราสามารถวัดปริมาณต่าง ๆที่ประสาทการรับรู้ของมนุษย์ไม่สามารถตรวจ สอบได้โดยตรง
3. งานต่าง ๆ ทางด้านวิทยาศาสตร์หรือฟิสิกส์จ าเป็นอย่างยิ่งที่ต้องอาศัยเครื่องมือเข้าช่วย *** เครื่องวัด ช่วยให้ได้มาซึ่งข้อมูลใหม่ ๆ ที่ต้องการ *** การแสดงผลการวัด โดยทั่วไปเครื่องมือวัดจะแสดงผลการวัด 2 แบบ คือ 1. แสดงผลการวัดแบบขีดสเกล เช่น ไม้บรรทัด , ไม้เมตร , สายวัด ฯลฯ 2. แสดงผลการวัดแบบตัวเลข เช่น นาฬิกาจับเวลา , มิเตอร์รถยนต์ ฯลฯ หน่วยการวัด หน่วย (unit) คือ ชื่อที่ใช้ก าหนดปริมาณ เดิมใช้กันหลายระบบ ปัจจุบันองค์การระหว่างประเทศว่า ด้วยมาตรฐานเสนอให้ใช้หน่วยระบบเดียวกัน เรียกว่า ‘ระบบหน่วยระหว่างชาติ’ (Systeme International Units) เรียกโดยย่อว่าหน่วย เอสไอ (SI unit) หน่วย ฐาน (base unit) เป็นหน่วยหลักของเอสไอ มีทั้งหมด 7 หน่วย
หน่วยอนุพันธ์ (Derived units) เป็นหน่วยซึ่งประกอบด้วยหน่วยฐานหลายหน่วยมาเกี่ยวข้องกันใน ลักษณะการคูณหรือหารกัน เช่น อัตราเร็ว (m/s) และ แรง (kg.m/s 2 ) เป็นต้น หน่วยเสริม (Supplementary Units) เป็นหน่วยที่มีชื่อพิเศษมีอยู่ 2 หน่วย คือ หน่วยวัดมุมบน ระนาบ (plane angle) เรียกว่า เรเดียน (Radian , Rad) และหน่วยวัดมุมตัน (Solid angle) เรียกว่า สเตอ เรเดียน (Steradian , Sr) 1. เรเดียน คือ มุมบนระนาบที่เกิดขึ้นระหว่างเส้นรัศมีของวงกลมวงหนึ่งซึ่งถูกรองรับด้วยเส้นโค้ง ของวงกลมที่มีความยาวเท่ากับรัศมีของวงกลมนั้น 2. สเตอเรเดียน คือ มุมตันที่มีจุดยอดอยู่ที่จุดศูนย์กลางของทรงกลมซึ่งถูกรองรับด้วยผิวของทรงกลม ที่มีพื้นที่เท่ากับรัศมีของทรงกลมนั้นยกกำลังสอง
สิ่งที่มีผลกะทบต่อความถูกต้องของการวัด
1. เครื่องมือที่ใช้วัด ควรเป็นเครื่องมือที่ได้มาตรฐานสากล
2. วิธีการวัดและการเลือกใช้เครื่องมือในการวัด ขึ้นกับปัจจัยหลายอย่าง เช่น ถ้าวัดระยะทางสั้นๆ อาจใช้ไม้บรรทัด แต่ถ้าเป็นการวัดระยะทางระหว่างดวงดาวก็อาจจะใช้วิธีการใหม่ ๆ โดยหลักส าคัญ วิธีการและเครื่องมือที่ใช้วัด จะต้องส่งผลกระทบน้อยมากต่อสิ่งที่ท าการวัด
3. ผู้ทำการวัด ตัวผู้ท าการวัดจะต้องมีความรู้ในการใช้เครื่องมือวัด และต้องท าการวัดและบันทึกผล อย่างรอบคอบ และซื่อสัตย์ โดยไม่เอาความคิดของตัวเองเข้าไปมีส่วนในการตัดสินใจบันทึก ผลการวัดนั้น
4. สภาพแวดล้อมขณะท าการวัด จะต้องไม่ก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งที่ทำการวัดนั้น
ที่มา : https://krusinchai.files.wordpress.com/2011/12/e0b89ae0b897e0b897e0b8b5e0b9881e0b89ae0b897e0b899e0b8b31.pdf
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น