แสงคืออะไร ?

เป็นคำถามแรกที่นำเข้าสู่การเรียนรู้ของเทอมนี้ เป็นคำถามที่ตั้งขึ้นและทิ้งลงไปในห้องเรียน เพื่อให้นักเรียนได้ร่วมแลกเปลี่ยนความเข้าใจของตนเองเกี่ยวกับคำว่า "แสง" ในมุมมองต่างๆ

หลังจากที่นักเรียนได้แสดงความคิดเห็น ซึ่งความคิดเห็นของนักเรียนทุก ๆ คนจะถูกเขียนขึ้นกระดาษ ทุกความคิดเห็นของนักเรียนมีความสำคัญมาก เพราะนั้นคือความเข้าใจพื้นฐานของแต่ละคน และความเข้าใจนั้นก็เป็นโจทย์สำคัญ ในการที่จะไปพิสูจน์ว่าสิ่งที่นักเรียนพูดเป็นความจริงหรือไม่ อย่างไร

เรามาดูกันว่า จากคำตอบของนักเรียน นักเรียนจะสามารถพิสูจน์และหาคำตอบได้ด้วยตนเองหรือเปล่า

1. แสงเดินทางเป็นเส้นตรง

แสงคือพลังงานรูปแบบหนึ่งและเดินทาง "เป็นเส้นตรง" เป็นคำตอบของหลายๆ คนในห้องเรียน

• แล้วเราจะพิสูจน์ได้อย่างไรว่าแสงเดินทางเป็นเส้นตรง ?

นั้นละคือโจทย์แรกที่ทุกคนในห้องที่ต้องช่วยกันคิด และแล้วก็ได้ข้อสรุปว่า ลองมองแสงผ่านหลอดกาแฟดีมัย โดยเราใช้หลอดแบบตรงและหลอดแบบโค้งก็ได้นะ ลองสังเกตดูผลที่เกิดขึ้นว่าเป็นยังไง แล้วนำมาเปรียบเทียบกัน

2. แสงเดินทางผ่านวัตถุทึบแสงไม่ได้

เมื่อแสงเดินทางเป็นเส้นตรง แสงจึงไม่สามารถเดินทางผ่านวัตถุที่ทึบแสงได้ พิสูจน์โดยการทดลองด้วยการฉายแสง (ไฟฉาย) ไปใส่วัตถุต่างๆ รวมทั้งมือของตัวเอง

3. เมื่อแสงเดินทางผ่านวัตถุทึบแสงไม่ได้ จะทำให้เกิดเงา

การที่แสงเดินทางผ่านวัตถุทึบแสงไม่ได้ สิ่งที่เกิดขึ้นคือเงา โดยที่เงาคือพื้นที่ที่แสงเดินทางไปไม่ถึงและลักษณะของเงาก็จะขึ้นอยู่กับรูปร่างของวัตถุที่ทึบแสง และตำแหน่งของแหล่งกำเนิดแสงด้วย

จากความเข้าใจเรื่องเงา นักเรียนก็มีไอเดียว่า "เรามาสร้างละครเงากันมัยเพื่อนๆ" เพื่อจะอธิบายความเข้าใจของตนเองเกี่ยวกับการเกิดเงาผ่านการเล่านิทาน (ละครแสงเงา) นี้ก็เป็นไอเดียที่ดี ที่นักเรียนทุกคนในห้องได้ร่วมกันคิด

• เราจะเล่านิทานเรื่องอะไรดี ?
• แล้วเราจะสร้างตัวละครกี่ตัว ?

ซึ่งก็เป็นอีกหนึ่งพื้นที่ของการเรียนรู้ไปบนความเข้าใจเรื่องแสง

4. แสงมีสมบัติสะท้อนเมื่อตกกระทบวัตถุ

หลังจากที่เรียนรู้เรื่องเงากันไปแล้ว เป็นช่วงที่เข้าสู่การพิสูจน์สมบัติการสะท้อนของแสง เนื่องจากเมื่อแสงไปกระทบกับวัตถุทึบแสงแล้ว แสงไม่สามารถผ่านได้ จึงทำให้แสงสะท้อนกับมาทางเดิม ซึ่งทิศทางการสะท้อน (มุมสะท้อน) จะขึ้นอยู่กับมุมกระทบของแสงที่ตกกระทบกับวัตถุนั้นๆ โดยวัดจากเส้นปกติ (Normal คือ เส้นที่ลากตั้งฉากกับพื้นผิวของวัตถุตรงจุดที่แสงกระทบ)

5. เมื่อแสงเดินทางวัตถุที่โปรงใส่ (ตัวกลางเปลี่ยน) จะทำให้ทิศทางของแสงเปลี่ยนไป

คำถามจากนักเรียน

• แล้วถ้าวัตถุที่ยอมให้แสงเดินทางผ่านได้ละครับ แสงจะเดินทางอย่างไร ?
• แล้วยังมีแสงที่สะท้อนกลับมาทางเดิมหรือเปล่าครับ ?

จากคำถามที่นักเรียนได้ตั้งขึ้น เป็นคำถามที่ดีมาก เพราะเป็นคำถามที่นำไปสู่การทำความเข้าใจสมบัติของแสงอีกหนึ่งสมบัติ คือ การหักเห

(การหักเหเกิดจากการที่แสงเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่มีความหนาแน่นต่างกัน เป็นผลทำให้ทิศทางของแสงเปลี่ยนแปลงไปด้วย ซึ่งในขณะที่แสงเกิดการหักเหก็จะเกิดการสะท้อนของแสงขึ้นพร้อมๆ กัน)

6. เมื่อแสงเดินทางผ่านตัวอย่างที่เปลี่ยนไป จะทำให้ภาพที่เรามองเห็นเปลี่ยนไปจากเดิม

• การหักเหของแสงมันมีผลยังไงบ้างครับครู ?

จากที่เราทราบกันแล้ว เมื่อแสงเดินทางผ่านตัวกลางที่ต่างชนิดกันจะทำให้เกิดการหักเหของแสงขึ้น และทิศทางของแสงก็จะเปลี่ยนไปจากทิศทางเดิม มันก็จะทำให้เรามองเห็นภาพของวัตถุแตกต่างไปจากเดิมด้วยเช่นกัน

• แล้วภาพที่เกิดขึ้นเป็นยังไงครับ ?

ถ้าอยากรู้ เราต้องมาทดลองกันดูนะ โดยที่เรามีตัวกลางที่มีความหนาแน่นต่างกัน และแสงก็ยังสามารถทะลุผ่านได้

7. ภาพที่เกิดจากการหักเหของแสง

"จากภาพที่เกิดขึ้น นักเรียนคิดว่า แสงเดินทางผ่านตัวกลางกี่ตัวอย่าง" เป็นคำถามที่เกิดขึ้นหลังจากนักเรียนได้ลงมือทำลองและสังเกต เพื่อเป็นการร่วมแลกเปลี่ยนความคิดเห็นและความเข้าใจของตนเองเกี่ยวกับแสงและการหักเหของแสง

"ทำไมแนวเส้นสีดำถึงเปลี่ยนไป"

นี้ก็เป็นอีกหนึ่งไอเดียที่อยากแบ่งปัน เป็นไอเดียของการจัดการเรียนรู้แบบสืบเสาะ (inquiry based learning) ตั้งคำถามเพื่อหาคำตอบ ซึ่งทำให้นักเรียนได้เรียนรู้ไปบนคำถามของตัวเอง และพิสูจน์ความรู้ด้วยตนเอง จนเกิดความเข้าใจ