ISSN 1905-7881 (Print)

ISSN 2651-1584 (Online)

วารสารพัฒนาการเรียนการสอน มหาวิทยาลัยรังสิต

Journal of Rangsit University: Teaching & Learning

http://jrtl.rsu.ac.th

วารสารพัฒนาการเรียนการสอน. Vol.9 No.1 , January - June 2015.

การออกแบบชุดทดลองเรื่องคุณสมบัติของแสงเชิงเรขาคณิต รายวิชา PHY 224 ปฏิบัติการฟิสิกส์ 2

ปรียา อนุพงษ์องอาจ

Design of Experiment Kit in PHY 224 : Physics Laboratory II on Geometrical Properties of Light

ปรียา อนุพงษ์องอาจ

บทคัดย่อ

ในการวิจัยนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อออกแบบและพัฒนาชุดทดลองเรื่องคุณสมบัติของแสงเชิงเรขาคณิต รายวิชา PHY224 ปฏิบัติการฟิสิกส์ 2 โดยอาศัยหลักการทางฟิสิกส์และทางด้านอิเล็กทรอนิกส์ ผลการวิจัยได้ออกแบบและสร้างชุดทดลองเรื่องคุณสมบัติของแสงเชิงเรขาคณิตที่ สามารถวัดมุมตกกระทบ มุมหักเหของแสงโดยใช้ Power Supply ทำหน้าที่เป็นแหล่งจ่ายไฟให้กับแหล่งกำเนิดแสง และมีวงจรวัดความเข้มแสง โดยแสดงผลของความเข้มด้วยค่าของความต่างศักย์ไฟฟ้า โดยใช้โวลต์มิเตอร์เป็นเครื่องแสดงผลออกมาเป็นตัวเลข นอกจากนี้ยังได้ทำการทดสอบวัดประสิทธิภาพ และประสิทธิผลของชุดทดลอง และการศึกษาระดับความคิดเห็นของนักศึกษาเกี่ยวกับความพึงพอใจต่อชุดทดลองเรื่องคุณสมบัติของแสงเชิงเรขาคณิต รายวิชา PHY 224 ปฏิบัติการฟิสิกส์ 2 กลุ่มตัวอย่างที่ใช้เป็นนักศึกษาคณะวิศวกรรมศาสตร์ที่ลงทะเบียนเรียนวิชาปฏิบัติการฟิสิกส์ 2 (PHY 224) ในภาคเรียนที่ 3 ปีการศึกษา 2555 จำนวน 29 คน สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล คือ ร้อยละ ค่าเฉลี่ย ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน ด้วยโปรแกรมสำเร็จรูป SPSS พบว่า

  1. ประสิทธิภาพของชุดทดลองเรื่องคุณสมบัติของแสงเชิงเรขาคณิตที่ออกแบบและพัฒนา เมื่อทำการทดสอบการทำงานของเครื่องในด้านคุณสมบัติการสะท้อนของแสง พบว่ามุมสะท้อนที่ได้จากการทดลองเทียบกับมุมสะท้อนทางทฤษฎีมีค่าเท่ากัน และมีเปอร์เซ็นต์ความคลาดเคลื่อนมีค่า 0.00 ทดสอบคุณสมบัติการหักเหของแสง พบว่าเมื่อแสงเดินทางจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากไปสู่ตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อย แสงหักเหจะเบนออกจากเส้นปกติ และเมื่อแสงเดินทางจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อยไปสู่ตัวกลางที่มีความหนาแน่นมาก แสงหักเหจะเบนเข้าหาเส้นปกติ นอกจากนี้ยังหาค่าดรรชนีหักเหของตัวกลาง พบว่ามีเปอร์เซ็นต์ความคลาดเคลื่อน 0.53% หาค่ามุมวิกฤตเฉลี่ยของตัวกลาง พบว่า มีเปอร์เซ็นต์ความคลาดเคลื่อน 0.88% และทำการทดสอบคุณสมบัติการสะท้อนกลับหมด พบว่าเมื่อให้แสงตกกระทบทำมุมน้อยกว่ามุมวิกฤต ความเข้มแสงสะท้อนจะมีค่าลดลง 28.05% แต่ถ้าให้แสงตกกระทบทำมุมมากกว่ามุมวิกฤต ความเข้มแสงสะท้อนจะมีค่าเพิ่มขึ้น 3.04%
  2. ประสิทธิผลของชุดทดลองพบว่า ค่าประสิทธิผลของชุดทดลองเรื่องคุณสมบัติของแสงเชิงเรขาคณิต มีค่า 0.74 แสดงให้เห็นว่าชุดทดลองนี้ ทำให้ผู้เรียนมีความรู้เพิ่มขึ้นร้อยละ 74
  3. การศึกษาระดับความคิดเห็นของนักศึกษาเกี่ยวกับความพึงพอใจต่อชุดทดลองเรื่องคุณสมบัติของแสงเชิงเรขาคณิต รายวิชา PHY224 ปฏิบัติการฟิสิกส์ 2 พบว่า มึความพึงพอใจเฉลี่ยมากที่สุด โดยมีค่าเฉลี่ยเท่ากับ 4.52 และส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน เท่ากับ 0.627
Abstract

The purposes of the study were to design and develop an experiment kit for the course PHY 224 by applying the principle of physics and electronics. The implication of the design and development of the experiment kit on geometrical properties of light leads to the reflective angle and refractive angle by using the power supply generated the electromotive force to the light source and the measuring intensity of light circuit and display by using a digital voltmeter to show the intensity of light in the form of voltage. Besides, the effectiveness of the experiment kit was studied through students’ opinions towards the experiment kit. The subjects include 29 engineering students who registered in the course Laboratory Physics II (PHY 224) in the third semester of the academic year 2012, selected by purposive sampling technique. The obtained data were analyzed by SPSS statistical packages.

The findings of the study were as the followings:           

  1. In terms of the effectiveness of the experiment kit in PHY 224 : Physics Laboratory II on Geometrical Properties of Light that was designed and developed, it could be found when tested the property of reflection of light the reflection angle of the experiment compared with the theoretical angle were equal and the percentage of error was 0.00. When the property of refraction of light refraction was tested, it could be found that when the light traveled from a dense medium to a less dense medium, refracted light was bent away from the normal line and when the light traveled from a less dense medium to a more dense medium, the refracted light was bent toward the normal line and also determined the refractive index of the medium. It was found that a percentage error of 0.53% and the average value of the critical angle of the medium showed a percentage error of 0.88% and the testing of internal reflection properties, found that when light was incident at an angle less than the critical angle, the reflected light intensity was decreased by 28.05%. But if the light was incident at an angle greater than the critical angle, the reflected light intensity was increased by 3.04%.
  2. The achievement scores of the students interacting with the experiment kit in PHY 224: Physics Laboratory II on Geometrical Properties of Light was 0.74; that meant the students increased the knowledge by 74 percent after the experiment.
  3. The mean scores and standard deviation of students’ opinions toward the experiment kit in PHY224: Physics Laboratory II on Geometrical Properties of Light were found to be 4.52 and 0.627 respectively.

Download Full Paper.