การวัด

ฟิสิกส์

วิทยาศาสตร์ที่ว่าด้วยธรรมชาติของสสาร

           ฟิสิกส์ เป็นการศึกษาเกี่ยวกับสมบัติของสสารทั่วๆ  ไป  และพลังงานไม่เกี่ยวข้องกับสารใดสารหนึ่งโดยเฉพาะ  วิทยาศาสตร์ที่ว่าด้วยสารใดสารหนึ่งโดยฉพาะคือ  เคมี ฟิสิกส์เป็นวิชาที่กว้างกว่าเคมี  เพราะสสารมีความหมายกว้างกว่าสารที่เราอาจจะเอาใส่ขวดได้มากนัก  สสารหมายถึงทุกสิ่งทุกอย่างที่มีตัวตนในเอกภพ  รวมทั้ง  แสง ไฟฟ้า  และพลังงาน  สิ่งเหล่านี้มีความเกี่ยวข้องกันทั้งสิ้น เพราะสสารประกอบไปด้วยอะตอม  ซึ่งมีอิเลคตรอนเป็นองค์ประกอบและอิเลคตรอนก็คือไฟฟ้า  อะตอมอาจจะเปลี่ยนไปเป็นแสงได้  และแสงก็เป็นพลังงานรูปหนึ่ง  ในลูกระเบิดปรมาณู  สารที่เป็นของแข็งธรรมดา  (ในกรณีนี้  หมายถึงโลหะยูเรเนียม-235)  เปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนที่ได้จากการระเบิดซึ่งก็เป็นรูปหนึ่งของพลังงาน 

         การศึกษา  เรื่องพลังงานที่เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของสสารและปฏิกิริยาของมวลสารเมื่อมีแรงมากระทำ  มีชื่อว่า “กลศาสตร์”  หรือ  “เมคานิคส์”    วิศวกรผู้ซึ่งนำกลศาสตร์ไปใช้ต้องเรียนรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติของสารนั้นๆ  ด้วย  สารแต่ละอย่างมีสมบัติที่แตกต่างกันไป  บางชนิดคล้ายสปริง บางชนิดยืดหดได้  บางชนิดแข็งแกร่ง และบางชนิดเหนียวหนืด  แรงที่ต้องใช้ในการดึงลวดให้ขาด  มีความสำคัญน่าศึกษาพอๆ  กับความเสียดทาน  ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อวัตถุชิ้นหนึ่งขัดสีกับวัตถุอีกชิ้นหนึ่ง  หัวข้อต่างๆ  เหล่านี้เป็นการศึกษาในฟิสิกส์อีกแขนงหนึ่งชื่อว่า  “สมบัติของสสาร”  ซึ่งรวมทั้งสมบัติของก๊าซ  และของเหลวด้วย  คลิกอ่านต่อครับ

ลูกโลกของเรา

การวัด

แบบฝึกหัดประจำสัปดาห์    

การวัด

รากฐานของวิทยาศาสตร์

           ในสมัยโบราณไม่มีใครทราบถึงความสำคัญ และคุณค่าของการวัด  ไม่มีใครนึกเลยว่าถ้าไม่มีการวัดขนาด น้ำหนักระยะทาง  ฯลฯ  และนำมาเปรียบเทียบกันแล้ว เราจะไม่รู้สาเหตุของปรากฏการณ์ต่างๆ  ได้เลย  ในสมัยก่อนมนุษย์คิดว่าแผ่นดินไหว  ฟ้าแลบ  ฟ้าร้อง   เป็นการกระทำของพระเจ้าหรือเทพยดา  ต่างคนต่างก็มีความสุข และมีความพอใจในการเคารพบูชายัญต่อเทพยดา  ผู้ซึ่งทำให้เกิดแผนดินไหว แต่อย่างไรก็ตาม  โดยความจำเป็นแท้ๆ  ที่ทำให้มนุษย์สมัยโบราณต้องศึกษาเกี่ยวกับการวัด  เมื่อเริ่มโดยวิธีนี้  การตั้งปัญหาถามตนเอง หาเหตุ หาผล จึงเกิดขึ้นตามมา

           ในสมัยอียิปต์โบราณ  การวัดพื้นที่  เป็นเรื่องทำให้เกิดปัญหาอย่างมากมาย  สำหรับผู้ที่ทำมาหากินอาศัยที่ดินบนสองฝั่งแม่น้ำไนล์  เพราะทุกๆ  ปีน้ำจะเอ่อจนล้นท่วมที่ดินทั้งสองฝั่งหมด  ภายหลังน้ำลดชาวนาและเจ้าของที่ดินพากันกลับลงไปยังที่ดิน  ซึ่งเข้าใจว่าเป็นของตน  ทุกปีพระชาวอียิปต์จะต้องเป็นผู้ไปช่วยไกล่เกลี่ยในกรณีที่มีการถกเถียงกันในเรื่องที่ดิน  ว่าของใครอยู่ตรงไหน  ด้วยปัญหาเช่นนี้  การศึกษาและวิทยาการเกี่ยวกับการรังวัดแบ่งเขตที่ดิน  และวิชาเรขาคณิตจึงได้เริ่มขึ้นที่ประเทศอียิปต์  และเริ่มขึ้นที่ริมฝั่งแม่น้ำไนล์ เนื่องจากความจำเป็นในการแบ่งที่ดินโดยแท้

คลิกอ่านต่อครับ

การวัด

ภาพประจำสัปดาห์   สัปดาห์นี้เริ่มต้นการเรียนรู้ฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

          ในวันที่ท้องฟ้าสดใส ขณะที่คุณกำลังนอนดูดวงอาทิตย์ลับขอบฟ้าที่ชายทะเลหลังจากที่ดวงอาทิตย์ลับขอบฟ้าไป คุณก็ลุกขึ้นเพื่อที่จะพยายามมองมันอีกครั้ง ! น่าแปลกใจอะไรเช่นนี้คุณสามารถมองเห็นดวงอาทิตย์ตกอีกครั้ง เชื่อหรือไม่ว่าเมื่อทำการวัดเวลาระหว่างการมองเห็นดวงอาทิตย์ตกดินทั้งสองครั้งคุณสามารถที่จะทำการวัดรัศมีของโลกได้    ดูวิธีการวัด

    ตาชั่งจีน ภาษาจีนเรียกว่า “ก่านเชิ่ง “  เป็นสิ่งประดิษฐ์ของจีน  มีเอกสารทางประวัติศาสตร์ที่กล่าวถึงการชั่งน้ำหนักในประเทศจีนมานานตั้งแต่ยุคชุนชิว  ตาชั่งขนาดใหญ่รับน้ำหนักได้หลายร้อยปอนด์ในยุคฉิน  ประมาณ 2,000  ปีก่อน  ปัจจุบันเก็บรักษาไว้ที่พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์แห่งชาติ   อ่านต่อครับ

การทดลองเสมือนจริง 

ไมโครมิเตอร์

      ไมโครมิเตอร์  เป็นเครื่องวัดละเอียด  จึงควรวัดด้วยความถนุถนอม  ไม่ควรใช้กำลัง   เราใช้ไมโครมิเตอร์วัดความหนาของกระดาษ  เส้นผ่าศูนย์กลางของเส้นลวด    และทรงกลมขนาดเล็ก       ไมโครมิเตอร์ถูกประดิษฐ์ขึ้นโดย  นาย  William  Gascoigne  ในคริสตวรรษที่  17      ส่วนประกอบต่างๆแสดงดังรูปข้างล่าง

การทดลองวัดไมโครมิเตอร์  พร้อมทั้งทฤษฎีการวัด  กดครับ

Measurments  การวัด

      Measurements of  length  การวัดระยะทาง

      วิธีการที่ใช้ในการวัดระยะทางขึ้นกับขนาดของระยะทาง  มักจะใช้ไม้เมตรวัดระยะทางตั้งแต่  50  มิลลิเมตรขึ้นไป  ถ้าขนาดเล็กๆ ประมาณ  1  มิลลิเมตร  การวัดระยะจะเป็นเพียงประมาณค่าให้ใกล้เคียง  0.5  มิลลิเมตร   สำหรับระยะทางที่น้อยกว่า 50  มิลลิเมตร  ค่าความผิดพลาดจะไม่สามารถรับได้   สเกลเวอร์เนีย  เป็นวิธีการที่ดีที่สุดในการวัดขนาดนี้  สำหรับการวัดระยะน้อยๆ  (ถึง 0.01  มิลลิเมตร)  จะใช้สกรูเกจไมโครมิเตอร์

คลิกเข้าไปดูทฤษฎีการวัด

ทดลองได้กับ windows XP 

 ทราบหรือไม่ว่า   คุณสามารถใช้เงา และไม้เมตรวัดความสูงของตึก  เสาธง  และต้นไม้ได้   เราจะพาคุณย้อนกลับไปในอดีต  ในยุคจูราสสิค  โดยจะวัดความสูงของไดโนเสาร์  ไทรานเซารัส เรกซ์   หรือนิยมเรียกว่า ทีเรกซ์  

            คลิกตัวเลื่อน และลากเปลี่ยนเวลาของวัน   สังเกตว่าเมื่อตำแหน่งดวงอาทิตย์เปลี่ยน  ความยาวของเวลาก็เปลี่ยนด้วย  และให้สังเกตการเปลี่ยนแปลงของอัตราส่วนในสูตร  โดยการหารความยาวของเงาทีเรกซ์  ด้วยความยาวของเงาไม้เมตร   ผลที่ได้คือความสูงของทีเรกซ์   คลิกเข้าสู่การทดลอง

การวาดกราฟโดยวิธีกำลังสองน้อยที่สุด

คลิกครับ

วิธีทดลอง

1. กดปุ่ม  DATA  ใส่ข้อมูลบนแกน  x  และ  y
2. ระหว่างข้อมูล ใช้เครื่องหมาย  "  ,  "
3. ใส่ข้อมูลเสร็จแล้วกดปุ่ม  Update   เมื่อต้องปิดหน้าต่างกดปุ่ม   OK

บันทึกข้อมูล

ตอนที่  1

สมการเส้นตรงที่ได้จากการทดลอง  คือ    y  =  ........ x  + ...........

กราฟกำลังสอง  และพาราโบลา

คุณสามารถใช้เมาส์  เพื่อเพิ่มหรือลดมาตราส่วน โดยนำเมาส์ไปคลิกที่มาตราส่วนของเส้นกราฟ  และกดค้างไว้  และลาก ปรับได้ตามต้องการ

    เส้นโค้งสีแดงของเส้นกราฟ จะผ่านจุด 3  จุด  A  B   และ  C  ที่สามารถเปลี่ยนตำแหน่งได้  ให้เลื่อนเมาส์ไปวางบนจุด   เมื่อเมาส์เปลี่ยนเป็นรูปมือ  ให้กดเมาส์ค้างไว้ และลากไปยังตำแหน่งที่ต้องการ   รูปร่างของกราฟจะเปลี่ยนไป  แต่ยังผ่านจุด 3  จุด   โดยมีสมการของกราฟ y(x)  ปรากฎอยู่ทางมุมบนขวา

    สมการทั่วไปของกราฟพาราโบลา  เขียนได้ดังนี้  y(x)  =  ax²  +  bx  + c  โดยมี  a  ,b  และ  c  เป็นค่าคงที่    ทดลองลากจุด B  ขึ้นและลงในแนวดิ่ง  สังเกตดูค่าของ  a  ถ้า  a > 0  รูปร่างของกราฟจะเป็นอย่างไร  ถ้า  a < 0  รูปร่างของกราฟจะเปลี่ยนไปอย่างไร   คลิกครับ

ทดลองเรื่องเวอร์เนียร์ฉบับ  Flash  คลิกครับ

เปิดเครื่องคิดเลข

คลิกครับ

กำเนิดนาฬิกา (Clock)

ดวงอาทิตย์   

        ชีวิตประจำวันของเราเต็มไปด้วยกิจธุระที่ต้องไปโน่นมานี่ ทั้งหมดนี้ล้วนแต่ต้องทำอย่างเที่ยงตรง ชีวิตและวันเวลาของเราจึงต้องถูกการวางแผนและกำหนดเวลาซึ่งจะเกิดขึ้นได้ก็ด้วยนาฬิกา

           ไม่ปรากฏวันเวลาที่แน่นอนว่า การประดิษฐ์อุปกรณ์บอกเวลาเรือนแรกเกิดขึ้นเมื่อใด แต่จุดกำเนิดของเครื่องบอกเวลานั้นนับย้อนไปได้ถึงห้าหรือหกพันปีก่อน เมื่อมีการตั้งถิ่นฐานของมนุษย์ในตะวันออกกลางและแอฟริกาเหนือ ชาวอียิปต์เมื่อ ๓,๕๐๐ ปีก่อนคริสตกาลมีอุปกรณ์บอกเวลาในรูปของแท่งหินสูงสี่เหลี่ยมยอดปิระมิด ซึ่งจะทอดเงาลงบนทรายบอกเวลาที่ผ่านไป ในช่วงเวลาเดียวกันนั้นก็มีการใช้นาฬิกาแดดด้วย นาฬิกาแดดประกอบด้วยแผ่นโลหะทรงกลมมีส่วนนูนลาดเอียงขึ้นมาจากตรงกลางเมื่อดวงอาทิตย์เคลื่อนไป เงาที่ตกลงบนแผงหน้าปัดจะเป็นตัวบอกเวลา ทุกวันนี้ก็ยังมีการใช้นาฬิกาแดดอยู่บ้าง ในปี ๑,๕๐๐ ก่อนคริสตกาล ชาวอียิปต์ได้ประดิษฐ์นาฬิกาแดดที่พกพาติดตัวขึ้นมา ซึ่งเป็นบรรพบุรุษของนาฬิกาในปัจจุบัน  อ่านต่อครับ

อ่านเรื่องเวลาอย่างจุใจ  มีตั้งแต่นาฬิกาลูกตุ้มจนไปถึงนาฬิกาอะตอม

นาฬิกาอะตอม

เอกสารการสอน PDF

บทที่ 1

หน่วยการวัดและเวกเตอร์

PDF    ขนาด 330  kb  ของ  Mahanakorn University

แผ่นใสการเรียนการสอน

ของ ภาควิชาฟิสิกส์  มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ จำนวน 22 แผ่น คลิกครับ

คลิกครับ

วีดีโอการศึกษา

     ให้นักศึกษาที่เรียนฟิสิกส์ 1  ไปวัดความสูงของเสาธงชาติของราชมงคล   โดยบอกวิธีการวัด  มาอย่างละเอียดลงใน กระดานฟิสิกส์ราชมงคล  นักศึกษาคนใดมีความคิดในการวัดที่แปลกและสามารถใช้ในการวัดได้จริงจะให้คะแนนเต็ม

ภาพตลกทางวิทยาศาสตร์

  การเรียนการสอนฟิสิกส์ 1  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต