การที่จะเริ่มต้นศึกษาองค์ความรู้และทำความเข้าใจในเนื้อหารายวิชาวิทยาศาสตร์ในแขนงฟิสิกส์นั้น จำเป็นที่จะต้องมาเริ่มวางแผนดูว่าหัวใจหลักในการศึกษาที่ต้องเน้นในประเด็นต่าง ๆของแต่ละเทอมนั้นมีอะไรบ้าง เพื่อให้เราได้ทบทวนเนื้อหาแบบคร่าวๆและนำไปสู่การได้มาซึ่งผลลัพธ์ที่เราตั้งใจหวังจากการฝึกฝนแบบฝึกหัด การทำซ้ำและความเพียรพยายามต่าง ๆ ดังนั้น เราจะมาดูกันว่าหากกำลังสนใจหรือเริ่มศึกษาในชั้นมัธยมที่ 5 แล้ว ในแต่ละเทอมเราจะได้เรียนเนื้อหาในบทใดกันบ้าง ที่จะทำให้เรามีเวลาวางแผนเก็บบทเรียนได้ง่ายขึ้น
ฟิสิกส์ ม.5 เทอม 1
ในเทอมแรกเราจะได้เรียนเนื้อหาเกี่ยวกับการเคลื่อนที่เป็นหลักและเนื้อหาที่ค่อนข้างอัดแน่น
การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย ( S.H.M )
การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย (Simple Harmonic Motion : SHM)
เป็นการเคลื่อนที่แบบซ้ำๆแบบกลับไปกลับมาในตำแหน่งและใช้เวลาเท่าเดิม โดยผ่านตำแหน่งสมดุล
(ผลรวมของแรงมีค่าเท่ากับ 0 ) มีแอมพลิจูด (A) คงที่ และมีคาบการเคลื่อนที่คงตัว ตัวอย่างเช่น การวิ่งรอบสนาม การแกว่งของลูกตุ้มนาฬิกา การสั่นของสายกีตาร์ เป็นต้น
สิ่งที่ต้องรู้
1. การกระจัดสูงสุดคงที่
2. ความเร่งมีทิศตรงกันข้ามกับการกระจัด
3. ความเร่งแปรผันตรงกับการกระจัด
– เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ผ่านจุดสมดุล ( x = 0 ) วัตถุจะมีพลังงานศักย์เป็นศูนย์แต่มีพลังงานจลน์สูงสุด ส่วนวัตถุจะมีความเร็วมากที่สุดแต่มีความเร่งเป็นศูนย์
– เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ไปตำแหน่งไกลสุด ( x = A ) ตัววัตถุจะมีพลังงานสักมากที่สุดแต่จะมีพลังงานจลน์เป็นศูนย์ วัตถุจะมีความเร็วเป็นศูนย์และมีความเร่งมากที่สุด
1. การเคลื่อนที่ของวัตถุติดปลายสปริง
ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดึงกลับ (Fs) กับระยะยืดหดของสปริง (x) เรียกว่ากฎของฮุก โดยมีสมการดังนี้
สมการ 
โดย Fs คือ แรงดึงกลับของสปิงมีหน่วยเป็นนิวตัน (N)
k คือค่าคงที่ของสปริงมีหน่วยเป็นนิวตันต่อเมตร (N/m)
x คือระยะยืดหดของสปริงมีหน่วยเป็นเมตร (m)
2. การแกว่งของลูกตุ้ม
การแกว่งของลูกตุ้มเป็นส่วนหนึ่งของการเคลื่อนที่แบบวงกลม ที่ตำแหน่งสมดุลการกระจัดจะมีค่าเป็น
0 ขณะที่วัตถุเคลื่อนที่ผ่านจุดสมดุล วัตถุจะมีความเร็วสูงสุดซึ่งหาค่าได้จาก
( ใส่รูป 1 )
ที่จุดปลายทั้งสองข้างในการเคลื่อนที่ตัววัตถุจะมีความเร่งมากที่สุด หาค่าได้จาก
( ใส่รูป 2 )
คาบของการเคลื่อนที่
คาบ ( T ) ของการเคลื่อนที่หาค่าได้จาก
( ใส่รูป 3 )
ความถี่
ความถี่ ( f ) ของการเคลื่อนที่หาค่าได้จาก
( ใส่รูป 4 )
อัตราเร็วเชิงมุม
อัตราเร็วเชิงมุม หาค่าได้จาก
( ใส่รูป 5 )
คลื่นกล (Mechanical Wave)
คลื่นกล คือคลื่นที่จำเป็นต้องอาศัยตัวกลางไว้ใช้ในการเคลื่อนที่ เช่น คลื่นน้ำ, คลื่นเสียง เป็นต้น
แสง (Light)
( ใส่รูป 6 )
แสงคือปรากฏการณ์ธรรมชาติที่มีส่วนสำคัญในการดำเนินชีวิตของมนุษย์ สัตว์ และสรรพทุกสิ่งบนโลกเป็นอย่างมาก แสงเป็นพลังงานรูปแบบหนึ่งที่มีความสามารในการเปลี่ยนแปลงพลังงานของตนไปเป็นรูปแบบอื่นได้ เช่น สามารถเปลี่ยนแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยให้แสงตก
กระทบกับโลหะบางชนิดจนอนุภาคอิเล็กตรอนดีดออกมาจากโลหะนั้นทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า อีกทั้งยังช่วย
ให้เกิดปฏิกิริยาเคมีต่างๆบนโลกอีกด้วย
ทัศนอุปกรณ์
1. แว่นขยาย
2. เครื่องฉายภาพนิ่ง
3. กล้องถ่ายรูป
4. กล้องจุลทรรศน์
5. กล้องโทรทรรศน์
แสงเชิงฟิสิกส์
การแทรกสอดของแสง (Interference)
การแทรกสอดของแสงเกิดได้ต่อเมื่อคลื่นแสง 2 ขบวนเคลื่อนที่มาบรรจบกัน จนเกิดการรวมตัวและแทรกสอดกัน เกิดเป็นแถบมืดและแถบสว่างบนฉาก แหล่งกำเนิดแสงจะต้องเป็นแหล่งกำเนิดอาพันธ์ หรือ เป็นแหล่งกำเนิดที่ให้คลื่นแสงที่มีความถี่เดียวกัน และมีความยาวคลื่นเท่ากัน
การเลี้ยวเบนของแสง (Diffraction)
หากวางวัตถุทึบแสงกั้นระหว่างฉากกับจุดกำเนิดแสงที่มีความสว่างมากเราจะเห็นขอบของเงาวัตถุบนฉากพร่ามัว เป็นแถบมืดแถบสว่าง เนื่องจากแสงเกิดการเลี้ยวเบนทำให้เกิดการแทรกสอดเป็นแถบมืดและแถบสว่าง
เกรตติง (Grating)
เกรตติงเป็นอุปกรณ์ ที่ใช้ในการตรวจสอบสเปคตรัมของแสงและใช้ในการหาความยาวคลื่นแสง โดยอาศัยการแทรกสอดของคลื่น มีลักษณะเป็นแผ่นวัสดุบางซึ่งถูกแบ่งออกเป็นช่องอยู่ชิดกันมาก โดยทั่วไปใน 1 เซนติเมตร แบ่งออกเป็น 10,000 ช่อง ในการทดลอง ถ้าเราให้แสงจากดวงอาทิตย์หรือแสงขาวจากหลอดไฟส่องผ่านเกรตติง เราจะสามารถมองเห็นสเปกตรัมของแสงขาวเป็น 7 สี โดยเกรตติงถูกพัฒนามาจากสลิตคู่จากการเพิ่มจำนวนช่วงทั้งสองให้มากขึ้น ส่งผลให้ระยะห่างระหว่างช่องอยู่ใกล้กันมากขึ้นทำให้การเลี้ยวเบนของแสงมีมากขึ้น
การกระเจิงของแสง
ปรากฎารณ์ธรรมชาติที่เราสามารถสังเกตเห็นได้ทุกวนคือลักษณะของท้องฟ้า นั่นคือสีของท้องฟ้าจะเปลี่ยนแปลงไปตามเวลาไม่ซ้ำกันในแต่ละวัน ตอนกลางวันท้องฟ้าเป็นสีฟ้า ส่วนตอนเช้าและตอนเย็นท้องฟ้าเป็นสีส้มอมแดง เหตุผลที่เกิดขึ้นนั้นมาจากปรากฏการณ์ที่เรียกว่า “การกระเจิงของแสง” (Scattering of light) แสงของดวงอาทิตย์ประกอบด้วยแสงสีต่าง ๆ รวมกันเป็นแสงสีขาว มีขนาดความยาวคลื่นไม่เท่ากัน ในขณะที่รังสีจากดวงอาทิตย์ตกกระทบกับโมเลกุลของอากาศ จะทำให้เกิดการกระเจิงของแสงที่คล้ายกับคลื่นน้ำเคลื่อนที่มากระทบกับเขื่อน
ส่วนประกอบของคลื่น
( ใส่รูป 7 )
สันคลื่น คือ ตำแหน่งที่สูงที่สุดของ คลื่น
ท้องคลื่น คือ ตำแหน่งที่ต่ำสุดของคลื่น
แอมพลิจูด คือ ระยะที่ขจัดสูงสุดของคลื่นโดยวัดจากตำแหน่งสมดุล
คาบ (period) คือ ช่วงเวลาในการสั่น 1 รอบของอนุภาค แทนด้วยสัญลักษณ์ T
ความถี่ (frequency) คือ จำนวนรอบที่อนุภาคสั่นใน 1 วินาที มีหน่วยเป็น เฮิร์ท (Hertz) โดยคาบและความถี่มีความสัมพันธ์กัน
ความยาวคลื่น (wavelength) คือ ระยะทางที่คลื่นจะเดินทางในช่วงเวลา 1 คาบ หรือ ความยาวคลื่นก็คือ ระยะห่างระหว่างจุด 2 จุดที่อยู่ถัดกัน มีลักษณะเหมือนกัน
ความกว้างคลื่น (bandwidth) คือ ขนาดทางที่คลื่นเดินทางในช่วงเวลาของ 1 วง
อัตราเร็วคลื่นหรืออัตราเร็วเฟส คือ ระยะทางที่คลื่นเคลื่อนที่ได้ใน 1 ความยาวคลื่น ในเวลา 1 คาบ มีหน่วยเป็นเมตรต่อวินาที (m/s) สำหรับในตัวกลางชนิดเดียวกัน อัตราเร็วคลื่นจะมีค่าคงที่ โดยความยาวคลื่นจะแปรผกผันกับความถี่ หรือ ถ้าค่าความถี่สูง ความยาวของคลื่นจะสั้นลง ส่วนคลื่นที่มีความถี่ต่ำ ความยาวคลื่นจะยาวขึ้น
เสียง
( ใส่รูป 8 )
เสียงเป็นคลื่นเชิงกล เกิดจากการสั่นสะเทือนของวัตถุ เมื่อวัตถุกำลังสั่นสะเทือน ก็จะเกิดการอัดตัวและขยายตัวของคลื่นเสียง และถูกส่งผ่านไปยังตัวกลาง เช่น จากอากาศ ไปยังหู และนอกจากนั้น เสียงสามารถเดินทางผ่านสสารในสถานะแก๊ส ของเหลว และของแข็งได้อีกด้วย แต่ยังไม่สามารถเดินทางผ่านสุญญากาศได้
เมื่อคลื่นการสั่นสะเทือนนั้นส่งมาถึงหู มันจะทำการแปลงสัญญาณเป็นพัลส์ประสาท ซึ่งจะถูกส่งไปยังสมอง ทำให้เราสามารถรับรู้และจำแนกเสียงในลักษณะต่าง ๆ ได้นั่นเอง
ฟิสิกส์ ม 5 เทอม 2
เทอมสองจะมีการเน้นการจำสูตรและการคำนวณที่ค่อนข้างลึกจากเนื้อหา แต่จะมีจำนวนบทเรียนที่น้อยกว่าในเทอมแรก
ไฟฟ้าสถิต
ไฟฟ้าสถิต(Electrostatic Discharge : ESD) เป็นความไม่สมดุลของประจุไฟฟ้าที่อยู่ภายในหรือบนพื้นผิวของวัสดุหนึ่ง ๆ ตัวประจุจะไม่มีการเคลื่อนที่จนกระทั่งมันอาศัยการไหลของอิเล็กตรอน (กระแสไฟฟ้า) หรือมีการปลดปล่อยประจุ (electrical discharge) ขึ้นมา ไฟฟ้าสถิตมีชื่อที่ขัดกับไฟฟ้ากระแสที่ไหลผ่านเส้นลวดหรือตัวนำอื่นและนำส่งพลังงาน
ประจุไฟฟ้า คือ อำนาจทางไฟฟ้า มี 2 ชนิดคือ
–ประจุบวก จะมีจำนวนโปรตอนมากกว่าจำนวนอิเล็กตรอน
–ประจุลบ จะมีจำนวนอิเล็กตรอนมากกว่าโปรตอน
หากวัตถุมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า จะมีอนุภาคโปรตอนกับอิเล็กตรอนจำนวนเท่ากันเสมอ
ไฟฟ้ากระแส
ไฟฟ้ากระแสเป็นการไหลของอิเล็กตรอนที่อยู่ภายในตัวนำไฟฟ้าจากสถานที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง เช่น ไหลจากแหล่งกำเนิดไฟฟ้าไปสู่แหล่งสำหรับการใช้งานกระแสไฟฟ้า ก่อให้เกิดแสงสว่าง เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านลวดความต้านทานสูงจะก่อให้เกิดความร้อนขึ้น ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ได้ใช้หลักการเกิดความร้อนนี้มาผนวกในการประดิษฐ์อุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ เช่น เตาหุงต้ม เตารีดไฟฟ้า หลอดไฟ ไมโครโฟน เป็นต้น
ไฟฟ้ากระแสแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ
-ไฟฟ้ากระแสตรง ในภาษาอังกฤษเรียกว่า Direct Current หรือ D.C.
-ไฟฟ้ากระแสสลับ ในภาษาอังกฤษเรียกว่า Alternating Current หรือ A.C.
คุณสมบัติของไฟฟ้ากระแสตรง คือ
1. กระแสไฟฟ้าจะมีการไหลไปในทิศทางเดียวกันเสมอ
2. มีค่าแรงดันหรือแรงเคลื่อนเป็นบวกอยู่เสมอ
3. สามารถเก็บประจุไว้ในเซลล์ หรือแบตเตอรี่ได้
