การเรียนรู้ทางวิทยาศาสตร์เป็นผลมาจาการสังเกต การรวบรวมข้อมูล การทดลองและการคิดค้นหาเหตุผลของมนุษย์ วิชาฟิสิกส์จัดว่าเป็นวิทยาศาสตร์สาขาหนึ่ง ซึ่งมีบทบาทต่อการพัฒนาความเจริญของมนุษย์เป็นอย่างมาก การศึกษานักเรียนควรทราบลักษณะสำคัญบางประการของวิทยาศาสตร์ และฟิสิกส์โดยส่วนรวมเสียก่อน
ฟิสิกส์ (Physics)เป็นวิทยาศาสตร์แขนงหนึ่งที่ศึกษาธรรมชาติของสิ่งไม่มีชีวิต ซึ่งได้แก่ การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ และปรากฏการณ์ต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นรอบตัวเรา การค้นคว้าหาความรู้ทางฟิสิกส์ทำได้โดยการสังเกต การทดลองและเก็บรวบรวมข้อมูลมาวิเคราะห์เพื่อสรุปเป็นทฤษฎี หลักการกฎ ความรู้เหล่านี้สามารถนำไปใช้อธิบายปรากฏการณ์ธรรมชาติหรือทำนายสิ่งที่อาจจะเกิดขึ้นในอนาคต และความรู้นี้สามารถนำไปใช้เป็นพื้นฐานในการแสวงหาความรู้ใหม่เพิ่มเติมและพัฒนาคุณภาพชีวิตของมนุษย์
ปริมาณกายภาพและหน่วย
ปริมาณกายภาพ ( physical quantity ) เป็นปริมาณทางฟิสิกส์ที่ได้จากข้อมูลเชิงปริมาณ เช่น มวล แรง ความยาว เวลา อุณหภูมิ เป็นต้น ปริมาณกายภาพแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ
1. ปริมาณฐาน ( base unit ) เป็นปริมาณหลักของระบบหน่วยระหว่างชาติ มี 7 ปริมาณ ดังนี้
ปริมาณฐาน | ชื่อหน่วย | สัญลักษณ์ |
ความยาว | เมตร | m |
มวล | กิโลกรัม | Kg |
เวลา | วินาที | s |
กระแสไฟฟ้า | แอมแปร์ | A |
อุณหภูมิอุณหพลวัต | เคลวิน | K |
ปริมาณสาร | โมล | mol |
ความเข้มของการส่องสว่าง | แคนเดลา | cd |
2. ปริมาณอนุพัทธ์ ( derived unit ) เป็นปริมาณที่ได้จากปริมาณฐานตั้งแต่ 2 ปริมาณขึ้นไปมาสัมพันธ์กัน
คำอุปสรรค | สัญลักษณ์ | ตัวพหุคูณ | คำอุปสรรค | สัญลักษณ์ | ตัวพหุคูณ |
เทอรา | T | 10 12 | พิโค | P | 10 -12 |
จิกะ | G | 10 9 | นาโน | n | 10 - 9 |
เมกะ | M | 10 6 | ไมโคร | m | 10 – 6 |
กิโล | k | 10 3 | มิลลิ | m | 10 – 3 |
เฮกโต | h | 10 2 | เซนติ | c | 10 – 2 |
เดคา | da | 10 | เดซิ | d | 10 - 1 |
การทดลองในวิชาฟิสิกส์
สิ่งที่สำคัญประการหนึ่งในการทดลองคือการบันทึกข้อมูลตามความเป็นจริง การบันทึกข้อมูลนั้นมีได้ 2 ลักษณะ คือ การบันทึกข้อมูลเชิงคุณภาพ (บอกถึงลักษณะ และคุณสมบัติต่างๆที่สังเกตได้จาการทดลอง ) และการบันทึกข้อมูลเชิงปริมาณ ( บอกถึง จำนวนมากน้อยในลักษณะเป็นตัวเลข )
ความไม่แน่นอนในการวัด
ในการวัดปริมาณต่างๆ ด้วยเครื่องย่อมมี ความผิดพลาด ( error ) หรือ ความคลาดเคลื่อน อยู่เสมอ เช่นวัดความหนาของท่อนไม้ ได้ 2.5 เซนติเมตรกว่า ๆ แต่ไม่ถึง 2.6 เซนติเมตร ดังนั้นจึงควรบันทึก 2.54 หรือ 2.55 หรือ 2.56 โดยตัวสุดท้าย ( 4 , 5 , 6 ) เป็นการคาดคะเน การบันทึกเราควรบันทึกให้มีความคลาดเคลื่อนน้อยที่สุด เราควรบันทึกดังนี้ 2.55 ± 0.01 โดย 2.55 คือปริมาณที่วัดได้ ( A ) และ ± 0.01 คือ ค่าความคลาดเคลื่อน หรือ ความไม่แน่นอนของการวัด (± DA )
สรุปได้ว่า การบันทึกตัวเลขที่ได้จากการวัด ย่อมมีความผิดพลาด จึงควรแสดงผลการวัดเป็น ( A ± DA )
เลขนัยสำคัญ (Significant Figure) คือ จำนวนหลักของตัวเลขที่แสดงความเที่ยงตรงของปริมาณที่วัดหรือคำนวณได้ ดังนั้นตัวเลขนัยสำคัญจึงประกอบด้วยตัวเลขทุกตัวที่แสดงความแน่นอน (certainty) รวมกับตัวเลขอีกตัวหนึ่งที่แสดงความไม่แน่นอน (uncertainty) ซึ่งขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่เราเลือกใช้ด้วย
หลักการนับจำนวนเลขนัยสำคัญ
1. ตัวเลขที่ไม่ใช่ 0 (ศูนย์) เป็นเลขนัยสำคัญ เช่น
- 845 มีเลขนัยสำคัญ 3 ตัว
- 2.754 มีเลขนัยสำคัญ 4 ตัว
2. เลข 0 (ศูนย์) ที่อยู่ระหว่างตัวเลขถือเป็นเลขนัยสำคัญ เช่น
- 409 มีเลขนัยสำคัญ 3 ตัว
- 50,802 มีเลขนัยสำคัญ 5 ตัว
3. เลข 0 (ศูนย์) ที่อยู่ทางซ้ายของตัวเลขที่ไม่ใช่ศูนย์ ไม่ถือเป็นเลขนัยสำคัญ จุดมุ่งหมายก็เพื่อแสดงตำแหน่งของจุดทศนิยม เช่น
- 0.03 มีเลขนัยสำคัญ 1 ตัว
- 0.00006972 มีเลขนัยสำคัญ 4 ตัว
4. เมื่อตัวเลขมากกว่า 1 เลข 0 (ศูนย์) ที่เขียนทางขวามือถือเป็นเลขนัยสำคัญ เช่น
- 2.0 มีเลขนัยสำคัญ 2 ตัว
- 57.074 มีเลขนัยสำคัญ 5 ตัว
- 6.080 มีเลขนัยสำคัญ 4 ตัว
แต่ถ้าตัวเลขมีค่าน้อยกว่า 1 ค่าเลข 0 (ศูนย์) ที่อยู่ท้ายตัวเลขและอยู่ระหว่างตัวเลขถือเป็นเลขนัยสำคัญ เช่น
- 0.040 มีเลขนัยสำคัญ 2 ตัว
หลักการคำนวณตัวเลขนัยสำคัญ
การบวกและการลบ จะคงเหลือจำนวนเลขทศนิยมไว้ให้เท่ากับจำนวนเลข ที่อยู่หลังจุดทศนิยมทีมีจำนวนน้อยที่สุด เช่น
- 20.2+3.0+0.3 = 23.5
- 2.12 + 3.895 + 5.4236 = 11.4386 ในที่นี่ตัวเลขที่มีตำแหน่งทศนิยมน้อยที่สุดคือ 2 ตำแหน่ง ดังนั้นคำตอบก็คือ 11.44 (การปัดเศษถ้ามีค่ามากกว่า 5 ให้ปัดขึ้น)
การคูณและการหาร ผลลัพธ์ที่ได้จะมีจำนวนตัวเลขนัยสำคัญที่น้อยที่สุด ของตัวเลขที่นำมาคูณหรือหาร เช่น
- 21.1x0.029x83.2 = 50.91008 (0.029 มีเลขนัยสำคัญ 2 ตัว ) ดังนั้น คำตอบที่ได้ คือ 51
การบันทึกผลการคำนวณ
1. การบวก หรือ ลบกัน ความคลาดเคลื่อนของผลลัพธ์ต้องคิดจากปริมาณความคลาดเคลื่อนจริง มาบวกกันเสมอ เช่น
1.1 ( A ± DA ) + ( B ± DB ) = ( A + B ) ± ( DA + DB )
1.2 ( A ± DA ) - (2B ± 2 DB ) = ( A - 2B ) ±( DA + 2 DB )
2. การคูณ หรือ หารกัน หาเปอร์เซนต์ ( % ) ความคลาดเคลื่อนของผลลัพธ์จากการคูณหรือหาร โดยนำเปอร์เซนต์ ( % ) ของความคลาดเคลื่อนของแต่ละปริมาณมาบวกกัน เช่น หาเปอร์เซนต์ของความคลาดเคลื่อนพิจารณาดังนี้
1. ( A ± DA ) หา เปอร์เซ็นต์ ( %) ของความคลาดเคลื่อน = x 100 %
2. ( B ± DB ) หา เปอร์เซ็นต์ ( %) ของความคลาดเคลื่อน = x 100 %
3. ( C ± DC ) หา เปอร์เซ็นต์ ( %) ของความคลาดเคลื่อน = x 100 %
2.1 ( A ± DA ) · ( B ± DB ) = ( A · B ) ± ( x 100 % + x 100 % )
2.2 ( A ± DA ) / ( B ± DB ) = ( A / B ) ± ( x 100 % + x 100 % )
2.3 ( A ± DA ) · ( B2 ± 2BDB ) = ( A · B2 ) ± ( x 100 % + 2 x 100 % )
2.4 ( A ± DA ) · ( B ± DB ) / ( ± ) = ( A · B / ) ± ( x 100 % + x 100 % + x 100 % )
การวิเคราะห์ผลการทดลอง
วิชาฟิสิกส์ในปัจจุบันเป็นหลักสูตรใหม่ที่เน้นการทดลอง และผลการทดลองที่ได้ออกมามักจะเป็นความสัมพันธ์กันเชิงตัวเลข แล้วนำไปเขียนกราฟระบบพิกัดฉาก แล้าหาสูตรจากกราฟเพื่อสรุปผลการทดลอง ดังนั้นควรมีความเข้าใจเกี่ยวกับการวิเคราะห์และแปลความหมายของกราฟ
กราฟ คือ รูปที่เขียนขึ้นเพื่อแสดงความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณสองปริมาณหรือเรียกว่า ตัวแปร สองตัว กราฟที่เราจะศึกษานี้เป็นกราฟในระบบพิกัดฉาก โดยมีแกน X เป็นแกนนอน และ แกน Y เป็นแกนตั้ง และให้ค่าบนแกน X เป้นค่าของตัวแปรที่เรากำหนดไว้ล่วงหน้า เรียกกว่า ตัวแปรอิสระ สำหรับค่าบนแกน Y กำหนดให้เป็นค่าของตัวแปรที่คาดว่าจะแปรตามตัวแปรอิสระ เรียกกว่า ตัวแปรตาม ซึ่งค่าตัวแปรตามนี้จะได้จากการใช้เครื่องมือวัด
ค่าของ x เรียกว่า Abscissa
ค่าของ y เรียกว่า ordinate
สำหรับค่า x และ y ที่เหมาะสมกันเป็นคู่ เรียกว่า Co - ordinate จุดต่าง ๆ ที่พล๊อดลงในกราฟจึงเรียกว่า Co - Ordinate
กราฟที่มักพบในวิชาฟิสิกส์ส่วนใหญ่ ได้แก่
1. กราฟเส้นตรง
2. กราฟพาราโบลา
3. กราฟเส้นโค้ง
2. กราฟพาราโบลา
3. กราฟเส้นโค้ง
The Lucky Club Online Casino - LuckyClub
ตอบลบLucky Club offers a wide range of casino games including Blackjack, Roulette, Baccarat and Video Poker. The Lucky Club casino has a large number of slot games. luckyclub.live
SpinCasino Casino Review 2021 ✔️ 50 Free Spins
ตอบลบSpinCasino has a wide 생활 바카라 range 먹튀 검증 업체 순위 of games including a 러시안 룰렛 가사 wide range of unique 크롬 사이트 번역 slots and table 텍사스 홀덤 games. Take a look at our review to find out how to get a free bonus.