ฟิสิกส์โอลิมปิก สสวท. ค่ายที่ 1 วันที่ 10-26 ตุลาคม 2559ฝากไว้สำหรับการเตรียมตัวก่อนเข้าค่ายในปีถัดๆ ไปครับ
คำเตือน: เนื้อหาที่เรียนในค่ายแต่ละปีมักตามใจผู้สอน ไม่จำเป็นต้องเหมือนเดิม
Credit: เชษฐา แซ่ลิ้ม (ขอบคุณเจ้าของข้อมูลครับ) 
MATH: คณิตศาสตร์สำหรับฟิสิกส์ (W: ผศ.ดร.วุทธิพันธุ์ ปรัชญพฤทธิ์ / P: ดร.พรเทพ นิสามณีพงษ์)
MECH: กลศาสตร์ (ผศ.ดร.กิตติวิทย์ มาแทน)
ELEC: แม่เหล็กไฟฟ้า (W: ผศ.ดร.วุทธิพันธุ์ ปรัชญพฤทธิ์ / P: ดร.พรเทพ นิสามณีพงษ์)
THER: อุณหพลศาสตร์ (ดร.มนสิทธิ์ ธนสิทธิโกศล)
PRAC: ปฏิบัติการ (ดร.วิทยา กาญจนภูษากิจ + ดร.ทวีนันท์ เชี่ยวชาญชำนาญกิจ)
วันที่ 10: MATH [W]- นิยามอนุพันธ์, สูตรมารฐานสำหรับการหาอนุพันธ์, จุดต่ำสุด จุดสูงสุด จุด inflexion
- นิยามปริพันธ์, สูตรมารฐานสำหรับการหาปริพันธ์, การหาปริพันธ์ทีละส่วน (integration by parts)
- พิสูจน์ความสัมพันธ์ระหว่างปริพันธ์ของฟังก์ชั่นกับพื้นที่ใต้กราฟ
- อนุกรมเทย์เลอร์, การประมาณค่าถึงอันดับที่หนึ่ง (first-order approximation)
วันที่ 11: – หยุด –วันที่ 12: MATH [W]- อนุพันธ์บางส่วน, การประมาณค่าสำหรับกรณีที่มีตัวแปรอิสระสองตัว, การเปลี่ยนตัวแปรอิสระ
- พีชคณิตเวกเตอร์: การบวก ลบ คูณเวกเตอร์, เวกเตอร์หนึ่งหน่วย
วันที่ 13: MECH- กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน (ปกติในกลศาสตร์แบบดั้งเดิมเราจะสนใจแค่แรงโน้มถ่วงและแรงแม่เหล็กไฟฟ้า)
- โมเมนตัม, กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม, ระบบมวลไม่คงที่, การเคลื่อนที่ของจรวด
- งาน-พลังงาน, พลังงานศักย์-แรงอนุรักษ์
- แก้โจทย์ปัญหา: (1) คำถามจากหนังสือ An Introduction to Mechanics by Kleppner and Kolenkow,
(2) หาตำแหน่งที่มีโอกาสหักมากที่สุดของไม้ที่กำลังล้ม
วันที่ 14: THER- กฎข้อที่ 0 สู่การหาอุณหภูมิ, การถ่ายเทความร้อน (นำ, พา, แผ่รังสี)
- การขยายตัวเชิงความร้อนใน 1, 2 และ 3 มิติ
- สมการสถานะของก๊าซอุดมคติ: PV = nRT
- ทฤษฎีจลน์ของก๊าซ (ข้อกำหนด: โมเลกุลเป็นจุด, การชนของโมเลกุลเป็นแบบยืดหยุ่น, โมเลกุลวิ่งแบบสุ่ม)
- สมการสถานะของก๊าซ van der Waals
- พลังงานภายในของก๊าซ
- กฎข้อที่ 1: อนุรักษ์พลังงาน, กระบวนการแบบต่างๆ (isothermal, isobaric, isochoric, adiabatic)
- ค่าความจุความร้อนต่อหน่วยโมลของก๊าซ (ค่าเมื่อวัดที่ความดันคงที่, ค่าเมื่อวัดที่ปริมาตรคงที่)
วันที่ 15: PRAC- ความคลาดเคลื่อนจากการทดลอง
- gross errors จากความสะเพร่า ไม่ควรมี
- systematic errors จากการ calibrate เครื่องมือ
- random errors กำจัดโดยการวัดซ้ำแล้วใช้สถิติ
- เลขนัยสำคัญ
- การหาค่าแทนชุดของข้อมูลควรใช้ค่าที่ทำให้ส่วนเบี่ยงเบนน้อยสุดซึ่งคือค่าเฉลี่ยเลขคณิต
- สามารถบอกการกระจายของข้อมูลได้จากค่าเฉลี่ยของ |ข้อมูล-ค่ากลาง| แต่ค่าสัมบูรณ์ไม่สะดวก
เนื่องจากต้องตั้งเงื่อนไขจึงใช้ค่ารากที่สองของกำลังสองเฉลี่ยแทน
- การประมาณความคลาดเคลื่อนมาตรฐานจากการกระจายของข้อมูลจากค่า SD
- การรวมค่าความคลาดเคลื่อนทำโดยใช้วิธีกำลังสอง
- การเขียนกราฟ 3 เส้นและหาความชัน, การประมาณด้วยสายตาจากสเกลกราฟในกรณีที่ทุกจุดอยู่บนเส้น
- ปฏิบัติการหาค่า k ของสปริงจากกฎของฮุคและจากการสั่น
วันที่ 16: PRAC- การหาค่าดัชนีหักเหของปริซึมรูปสามเหลี่ยมมุมฉาก
- การหาค่าโมเมนต์ความเฉื่อยของลูกบอลโดยการแกว่ง
วันที่ 17: MATH & ELEC [P]- vector calculus เริ่มจากนิยาม del operator
- gradient ชี้ทิศที่การเปลี่ยนแปลงมากสุด
- divergence บอกถึง flux ต่อหน่วยปริมาตร, Gauss’s theorem
- curl บอกถึงการวนต่อหน่วยพื้นที่, Stokes’ theorem
- สมการของแมกซ์เวลล์สู่อัตราเร็วแสงในสุญญากาศ
วันที่ 18: PRAC- การหาความยาวคลื่นเลเซอร์โดยใช้สเกลบนไม้บรรทัด
- การหาค่าคงที่ในสมการกฎการเย็นตัวของนิวตัน
วันที่ 19: MECH- การหมุน: โมเมนตัมเชิงมุม, ทอร์ก, gyroscope
- gyrocompass (ใช้หาแกนหมุนของโลกได้ จึงสามารถบอกทิศได้)
- แก้โจทย์ปัญหา: คำถามจาก Kleppner and Kolenkow
วันที่ 20: MATH & ELEC [P]- ทบทวน vector calculus
- Dirac delta function: ใน 1 มิติ, ใน 3 มิติ, การใช้ในเรื่องแม่เหล็กไฟฟ้า
- การหาศักย์ไฟฟ้าและสนามไฟฟ้าจากไดโพล
- polarization ของไดโพลต่อหน่วยปริมาตร
- polarizability: ความสามารถในการเหนี่ยวนำไดโพลในสาร dielectric
- กฎของเกาส์สำหรับสาร dielectric, ค่า electric displacement (D)
- ตัวเก็บประจุที่มีสาร dielectric
วันที่ 21: THER- กฎข้อที่ 2: Clausius statement, Kelvin-Plank statement, Carnot's theorem
- วัฏจักรคาร์โนต์, Clausius inequality, กระบวนการผันกลับได้, กระบวนการผันกลับไม่ได้
- นิยามเอนโทรปี, function of state, การหาเอนโทรปีที่เปลี่ยนไปในกระบวนการผันกลับไม่ได้
- กลศาสตร์เชิงสถิติ, microstate, macrostate
- การรวม W ด้วยการคูณและรวมเอนโทรปีด้วยการบวกสู่สมการ S = k ln(W)
วันที่ 22: PRAC- การหาค่า g จากปฏิบัติการลูกตุ้มอย่างง่าย (simple pendulum) กำหนดว่าต้องอยู่ในช่วง 9.7 - 9.9 m/s
2- การหาอัตราเร็วคลื่นในเส้นเชือกและสมการของอัตราเร็วคลื่นเสียงโดยใช้ลำโพง
วันที่ 23: ELEC [W]- gradient: การเปลี่ยนแปลงของผิวที่มากที่สุด
- del operator, การหาพื้นที่ผิวโดยใช้ gradient, การหาในระบบพิกัดทรงกลมและพิกัดทรงกระบอก
- สนามไฟฟ้า = - grad(V)
- surface integral
- divergence: flux ต่อหน่วยปริมาตร
- divergence theorem (Gauss’s theorem) ปริมาตรที่ติดกันมี flux เข้าและออกเท่ากันจึงหักล้างกัน
- curl: การวนต่อหน่วยพื้นที่
- curl theorem (Stokes’ theorem) คล้ายกับ divergence พื้นที่ติดกันหักล้างกัน
- เอกลักษณ์: curl(grad) = 0, div(curl) = 0
วันที่ 24: ELEC [W]- กฎของคูลอมบ์
- กฎของเกาส์ในรูป divergence
- กฎของบีโอต์-ซาวารต์
- div(B) = 0 เนื่องจากสนามแม่เหล็กมีการวน
- กฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์และเลนส์ และการเขียนในรูป curl
- กฎของแอมแปร์และการเขียนในรูป curl
- การแก้ไขกฎของแอมแปร์โดยแมกซ์เวลล์, ตัวอย่างการแก้ไขง่ายๆ โดยคำนวณจากการพิจารณาตัวเก็บประจุ
- แสดงการแก้สมการของแมกซ์เวลล์ได้ผลเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
- พลังงานในสนามไฟฟ้าจากตัวเก็บประจุ
- พลังงานในสนามแม่เหล็กจากขดลวดเหนี่ยวนำ
- วงจร RCL
วันที่ 25: PRAC- การหาค่าความจุความร้อนจำเพาะของน้ำโดยใช้ตัวต้านทานจุ่มลงไป
- วงจรที่มีไดโอด
- การหาค่าคงที่ของเทอร์มิสเตอร์
- การหาความต้านทานภายในของแบตเตอรี่
วันที่ 26: MECH- การเคลื่อนที่ภายใต้แรงสู่ศูนย์กลาง
- การเปลี่ยนแรงระหว่างสองอนุภาคให้เป็นเสมือนแรงที่กระทำต่อหนึ่งอนุภาคที่มีมวลลดทอน (reduced mass)
- โมเมนตัมเชิงมุม, กฎการอนุรักษ์ (เมื่อทิศทางไม่เปลี่ยน การเคลื่อนที่จะอยู่ในระนาบ)
- การเปลี่ยนระบบพิกัดฉาก (Cartesian) เป็นพิกัดเชิงขั้ว (polar) เพื่อความสะดวกในการคำนวณ
- การหาสมการวงโคจรในระบบพิกัดเชิงขั้วจากหลักอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุมและพลังงาน
- การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานรวมกับรูปแบบวงโคจรจากกราฟ effective potential
- การเปลี่ยนสมการวงโคจรให้อยู่ในระบบพิกัดฉาก
- บทพิสูจน์กฎของเคปเลอร์, แสดงว่ากฎข้อที่ 3 ถูกก็ต่อเมื่อประมาณว่ามวลดวงอาทิตย์มีค่ามากๆ
Recent Posts
