Category Archives: science class

ความดันอากาศและสุญญากาศ

วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทยาศาสตร์กับเด็กๆมาครับ เด็กๆได้ดูคลิปปลาหมึกสู้กับปู วัวชนกับแพะ และหุ่นยนต์เก่งๆอีกสองตัวครับ เด็กประถมต้นได้ทำน้ำเดือดที่อุณหภูมิต่ำกว่า 100 ℃ ด้วยสุญญากาศ เห็นวิธีทำให้ลูกโป่งใหญ่ขึ้นในขวดพลาสติก และใช้ความดันอากาศบีบให้กระป๋องบี้แบนครับ เด็กประถมปลายได้คิดว่าจะเกิดอะไรขึ้นในสถานการณ์ต่างๆเกี่ยวกับอุณหภูมิสูงต่ำและความดันในขวด เมื่อคิดแล้วก็ดูผลการทดลองเพื่อดูว่าเข้าใจถูกไหมครับ วันนี้มีทีมงานจาก The MATTER มาสังเกตการณ์ด้วยครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง “ความดันก๊าซและอุณหภูมิ เมฆในขวด น้ำเดือดในสุญญากาศ ปืนใหญ่ลม” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ผมให้เด็กๆดูวิดีโอปลาหมึกสู้กับปูครับ ให้เด็กๆเชียร์และเดาว่าตัวไหนจะชนะ เด็กๆดูจบแล้วอึ้งไปเลยครับ

เพื่อความบันเทิง ผมให้เด็กๆเดาอีกว่าแพะชนกับวัวจะเกิดอะไรขึ้น:

ทั้งสองคลิปข้างบนนี่ไม่เกี่ยวอะไรกับบทเรียนครับ แต่เราดูกันเพราะแปลกดี ได้เดาได้เชียร์สนุกดี

ต่อจากนั้นผมให้เด็กๆดูคลิปการพัฒนาหุ่นยนต์ที่น่าสนใจ คาดว่าในอนาคตที่ไม่ไกลเกินไปเราจะเห็นลูกหลานของหุ่นเหล่านี้ทำงานให้เราครับ ตัวแรกเป็นหุ่นสองขาติดล้อที่คล่องแคล่วดีมาก ยกของหนักเกือบ 50 กิโลกรัมได้ กระโดดได้สูงเป็นเมตร ชื่อ Handle ครับ:

อีกตัวเป็นหุ่นยนต์คลานตามพื้น แต่กระโดดได้ ปีนรั้วได้ เปิดประตูแบบคันโยกได้ครับ:

หวังว่าเด็กๆได้ดูของเจ๋งอย่างนี้แล้วจะเกิดอยากทำอะไรน่าสนใจบ้างในอนาคตครับ

พอถึงส่วนการทดลองในบทเรียน เด็กประถมต้นได้เรียนรู้ว่าปกติน้ำจะเดือดที่อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียสแถวๆผิวโลก แต่ถ้าเราอยู่ในที่ความดันอากาศต่ำๆ น้ำจะเดือดที่อุณหภูมิน้อยกว่า 100 องศา ในที่สูงๆความดันอากาศต่ำเช่นบนดอยอินทนนท์น้ำเดือดที่ประมาณ 90 องศากว่าๆ แถวยอดเขาเอเวอเรสต์น้ำเดือดประมาณ70 องศา ถ้าความดันต่ำใกล้ๆสุญญากาศ น้ำจะเดือดที่อุณหภูมิต่ำกว่า 100 มาก ในการทดลองนี้เราสร้างความดันต่ำในหลอดฉีดยาแล้วสังเกตน้ำในหลอดฉีดยาเดือดกลายเป็นไอกันครับ:

หลังจากผมอธิบายและทำให้ดู เด็กๆก็ลองทำให้น้ำเดือดในสุญญากาศกันครับ

ทดลองทำสุญญากาศในหลอดฉีดยาให้น้ำอุณหภูมิประมาณ 60 ℃ เดือดครับ
ทดลองทำสุญญากาศในหลอดฉีดยาให้น้ำอุณหภูมิประมาณ 60 ℃ เดือดครับ
เด็กๆลองวัดอุณหภูมิขณะน้ำเดือดเป็นไอในสุญญากาศกันว่าอุณภูมิยังน้อยกว่า 100 ℃ เยอะครับ (ประมาณ 50-60 ℃)
เด็กๆลองวัดอุณหภูมิขณะน้ำเดือดเป็นไอในสุญญากาศกันว่าอุณภูมิยังน้อยกว่า 100 ℃ เยอะครับ (อุณหภูมิประมาณ 50-60 ℃)

ต่อจากนั้นผมก็ทำการทดลองต้มน้ำในกระป๋องอลูมิเนียม พอเดือดก็เอาไปคว่ำในกาละมังใส่น้ำครับ:

กระป๋องบี้แบนเหมือนมีคนไปเหยียบมันครับ ผมให้เด็กๆพยายามจินตนาการว่าเกิดอะไรขึ้นบ้าง คือผมถามนำให้เขาตอบไปทีละขั้นๆ เมื่อต้มน้ำจนเดือดจะเกิดอะไรขึ้น น้ำเหลวๆเปลี่ยนเป็นไอน้ำใช่ไหม ไอน้ำอยู่ที่ไหน อยู่ในกระป๋องใช่ไหม เมื่อคว่ำกระป๋องลงไปในกาละมังใส่น้ำ อุณหภูมิของไอน้ำในกระป๋องจะเป็นอย่างไร มันจะเย็นลง ไอน้ำเมื่อเย็นลงมันจะเป็นอะไร ควบแน่นเป็นหยดน้ำใช่ไหม อยู่ๆไอน้ำเต็มกระป๋องกลายเป็นหยดน้ำเล็กๆ จะเกิดอะไรขึ้น เกิดสุญญากาศไม่มีความดันสู้กับอากาศภายนอก อากาศภายนอกจึงบีบกระป๋องแบนหมดเลย

เมื่อเสร็จการทดลอง ผมปิดเตาไฟแล้วถอดกระป๋องแก๊สหุงต้มออกมาให้เด็กๆจับ มันเย็นมากครับ เย็นเพราะเชื้อเพลิงที่เป็นของเหลวในกระป๋องขยายตัวออกมาเป็นก๊าซครับ

กระป๋องแก๊สเย็นมากครับ
กระป๋องแก๊สเย็นมากครับ

สำหรับเด็กประถมปลาย เขาก็ได้ดูคลิปวิดีโอเหมือนๆกับประถมต้น แล้วดูความสัมพันธ์ระหว่างความดันอากาศและอุณหภูมิครับ 

เวลาเราเอาขวดพลาสติกมาปิดฝา อากาศภายในและภายนอกขวดจะดันกันไว้พอดี ทำให้ขวดไม่ยุบตัวหรือพองออก แต่ถ้าเราเอาขวดไปตากแดดให้อากาศในขวดร้อนขึ้น อากาศในขวดจะขยายตัวทำให้ขวดบวม หรือถ้าเราทำให้อากาศในขวดเย็นลง อากาศจะหดตัวทำให้ขวดยุบตัว

การทดลองที่ทำง่ายๆก็คือเอาขวดพลาสติกมาใส่น้ำร้อนเข้าไปเล็กน้อย ปิดฝา แล้วเขย่าๆไปมาให้น้ำร้อนทำให้อากาศในขวดร้อน รีบเทน้ำทิ้งแล้วปิดฝาให้แน่น เมื่อเรารอให้อากาศในขวดเย็นลง (หรือเอาไปแช่น้ำเย็น) อากาศในขวดจะหดตัวทำให้ขวดยุบตัว เนื่องจากเมื่อวานไม่ได้ถ่ายคลิปมา ขอให้ดูคลิปที่เคยถ่ายไว้ในอดีตนะครับ จริงๆเมื่อวานผมไม่ได้ทำไปอธิบายไปอย่างในคลิปนะครับ ทำการทดลองเสร็จแล้วให้เด็กพยายามเดาและอธิบายว่าเกิดอะไรขึ้นบ้าง สรุปก็เหมือนคำอธิบายในคลิปแหละครับ:

นอกจากใช้นำ้ร้อนทำให้อากาศในขวดร้อนขยายตัวแล้วหนีออกไปจากขวดเมื่อเปิดฝาในคลิปข้างบน เราสามารถใช้แอลกอฮอล์จุดไฟในขวดได้ด้วยครับ จะร้อนกว่าใช้น้ำร้อนมาก:

เมื่อเทียบกัน ขวดที่ทำให้ร้อนด้วยแอลกอฮอล์แบนกว่าแบบใช้น้ำร้อนเยอะเหมือนกันครับ 

ผมเคยถ่ายภาพ slo-motion ของไฟแบบนี้ในอดีตไว้สองสามคลิปครับ มีอธิบายให้เด็กมัธยมต้นฟังด้วย:

พอเราทำการทดลองนี้เสร็จแล้ว เด็กประถมปลายก็ทำกิจกรรมต้มน้ำในกระป๋องอลูมิเนียมแบบประถมต้นนะครับ

วันนี้มีทีมข่าวจากสำนักข่าว The Matter มาสังเกตการณ์กิจกรรมและสัมภาษณ์ผมด้วยครับ เขาเขียนบทความไว้ที่นี่นะครับ

 

ความดันก๊าซและอุณหภูมิ เมฆในขวด น้ำเดือดในสุญญากาศ ปืนใหญ่ลม

วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้ดูคลิปเม็ดเลือดขาวกินแบคทีเรีย ได้เห็นว่าก๊าซถูกอัดจะร้อนขึ้น ถ้าขยายตัวจะเย็น และใช้หลักการนี้ทำเมฆในขวดกัน เด็กประถมปลายได้ดูคลิปทอร์นาโดไฟ ได้เล่นเมฆในขวด และทำน้ำเดือดที่อุณหภูมิต่ำๆเช่น 40 องศาเซลเซียสด้วยสุญญากาศ เด็กอนุบาลสามได้เล่นปืนใหญ่ลม

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง “การขยายตัวของน้ำแข็ง ต้มน้ำเพื่อดูความจุความร้อน ปืนใหญ่ลม” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

สำหรับเด็กประถมต้น ผมให้ดูคลิปเซลล์เม็ดเลือดขาวกัดกินแบคทีเรียครับ:

เล่าให้เด็กๆฟังว่าเรามีระบบภูมิคุ้มกันที่ทำงานด้วยเซลล์หลายชนิด คอยสำรวจว่ามีสิ่งแปลกปลอมที่อาจมีอันตรายในร่างกายเราไหม ถ้าเจอก็จัดการทำลายเลย สำหรับเด็กๆผมแนะนำให้เข้าไปอ่านการ์ตูนภูมิคุ้มกันหรรษาที่เพจนี้นะครับ ตอนแรกกดที่รูปข้างล่างได้เลยครับ:

การ์ตูนภูมิคุ้มกันหรรษาตอนที่ 1 ครับ กดเข้าไปดูเลยครับ
การ์ตูนภูมิคุ้มกันหรรษาตอนที่ 1 ครับ กดเข้าไปดูเลยครับ

ต่อไปเด็กๆก็ได้ทดลองจับหลอดฉีดยาที่ผมอุดปลายแล้วอัดอากาศให้มีขนาดเล็กลง ได้รู้สึกว่ามันร้อนขึ้น นั่นคือก๊าซตอนถูกบีบอัดจะร้อนขึ้น ในทางกลับกันเมื่อขยายตัวจะเย็นลง

การทดลองต่อไปเป็นการใช้หลักการที่ว่าก๊าซขยายตัวจะเย็นลงมาสร้างเมฆในขวดครับ โดยเราเอาน้ำหรือแอลกอฮอล์ใส่ขวดใส อัดอากาศเข้าไปให้ความดันสูงๆ แล้วเปิดปากขวดให้อากาศวิ่งออกอย่างรวดเร็ว ความดันข้างในก็จะลดลง อุณหภูมิลดลงอย่างรวดเร็วด้วย  ไอน้ำหรือไอแอลกอฮอล์ก็จะควบแน่นกลายเป็นละอองเล็กๆลอยอยู่ในขวด เป็นเมฆหมอกให้เราเห็น เมฆในท้องฟ้าก็เกิดคล้ายกันโดยไอน้ำลอยขึ้นไปสูงๆแล้วเย็นลงควบแน่นเป็นเมฆครับ ตอนอัดอากาศและตอนปล่อยอากาศเราลองวัดอุณหภูมิด้วยเทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรดด้วยครับ พบว่าอุณหภูมิต่างกันประมาณ 4-5 องศาเซลเซียส

เด็กๆทดลองทำกันครับ:

ในช่วงเวลาของเด็กประถมปลาย ผมให้เด็กๆเดาว่าถ้าไม่ใส่น้ำหรือแอลกอฮอล์เข้าไปในขวดเลย จะเกิดเมฆไหม พอเด็กๆเดาด้วยเหตุผลต่างๆแล้วเราก็ทดลองดูว่าเกิดอะไรขึ้นครับ:

นอกจากเมฆในขวดแล้ว เด็กประถมปลายได้ทดลองทำน้ำให้เดือดที่อุณหภูมิต่ำๆ (ไม่ถึง 100 องศาเซลเซียส) โดยการสร้างสุญญากาศเหนือน้ำด้วยครับ ปกติน้ำจะเดือดที่อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียสถ้าเราต้มน้ำแถวๆผิวโลก แต่ถ้าเราอยู่ในที่ความดันอากาศต่ำๆ น้ำจะเดือดที่อุณหภูมิน้อยกว่า 100 องศา เช่นบนดอยอินทนนท์น้ำเดือดที่ประมาณ 90 องศากว่าๆ แถวยอดเขาเอเวอเรสต์น้ำเดือดประมาณ70 องศา ถ้าความดันต่ำใกล้ๆสุญญากาศ น้ำจะเดือดที่อุณหภูมิต่ำกว่า 100 มาก ในการทดลองนี้เราสร้างความดันต่ำในหลอดฉีดยาแล้วสังเกตน้ำในหลอดฉีดยาเดือดกลายเป็นไอกันครับ:

ถ้าสนใจว่าอุณหภูมิน้ำเดือดที่ความสูงต่างๆเป็นอย่างไร ลองเข้าไปดูตารางในหน้านี้ดูนะครับ

อุณหภูมิน้ำเดือดที่ความสูงต่างๆครับ ยิ่งสูงความดันอากาศก็ยิ่งน้อย ทำให้นำ้เดือดง่าย ไม่ต้องร้อนถึง 100 องศาเซลเซียสครับ
อุณหภูมิน้ำเดือดที่ความสูงต่างๆครับ ยิ่งสูงความดันอากาศก็ยิ่งน้อย ทำให้นำ้เดือดง่าย ไม่ต้องร้อนถึง 100 องศาเซลเซียสครับ

นอกจากนี้เด็กประถมปลายได้ดูคลิปการทดลองที่อันตรายไปที่จะทำกันที่โรงเรียนคือทำทอร์นาโดไฟครับ หลักการคือให้มีลมหมุนๆรอบๆไฟ แล้วไฟจะพุ่งขึ้นสูงๆหมุนเป็นเกลียว แบบแรกเป็นแบบตั้งโต๊ะ:

อีกอันเป็นขนาดยักษ์:

สำหรับเด็กอนุบาลสาม ผมให้เล่นปืนใหญ่ลม (Vortex Cannon) กันครับ เจ้าปืนใหญ่ลมเนี่ยสามารถยิงวงแหวนอากาศ หรืออากาศที่หมุนเป็นรูปโดนัทออกไปได้ไกลมาก ถ้าเราใส่ควันเข้าไป เราจะเห็นรูปโดนัทวิ่งออกมาไปได้ไกลๆ เนื่องจากผมแพ้กลิ่นธูป และผมไม่มีเครื่องสร้างควันแบบในคอนเสิร์ท ผมจึงไม่ได้ใส่ควันให้เด็กๆดู ได้แต่ยิงอากาศใส่เป้าต่างๆ
 
วิธีทำมีหลายวิธีง่ายๆอีกครับ  วิธีแรกก็คือเอากล่องกระดาษแข็งที่ใส่รองเท้ามาเจาะรูกลม เส้นผ่าศูนย์กลางสัก 2-3 นิ้ว ที่ด้านสั้นด้านหนึ่งของกล่อง แล้วเราก็ปิดฝากล่อง เมื่อจะยิงวงแหวนอากาศ เราก็ตบที่ฝากล่องทำให้อากาศวิ่งออกไปทางรูกลมๆด้านข้าง
 
อีกวิธีหนึ่งก็คือเอากระป๋องพลาสติกที่มีก้น เช่นถังขยะพลาสติก มาเจาะรูกลมที่ก้น แล้วเอาถุงพลาสติกปิดที่ปากกระป๋อง แล้วเราก็ตบถุงพลาสติกให้ดันอากาศผ่านรูกลมๆที่ก้นกระป๋อง เล็งไปที่เป้าต่างๆแล้วเราก็ยิงใส่

อีกวิธีหนึ่งก็คือเอาขวดน้ำพลาสติกขนาดใหญ่ๆเช่น 5-6 ลิตร แล้วก็ตบก้นขวดเลยครับ ลมก็ออกมาเป็นโดนัทเหมือนกัน

ไม่ว่าเราจะประดิษฐ์แบบไหนก็ตาม จุดสำคัญก็คือต้องมีช่องวงกลมให้ลมความเร็วสูงออกมาจากขวด/กล่อง/ถัง/หรือภาชนะต่างๆ ลมความเร็วสูงจะวิ่งออกมาชนอากาศข้างนอกทำให้อากาศหมุนเวียนเป็นรูปโดนัท และเจ้าอากาศหมุนเวียนรูปโดนัทนี้จะวิ่งไปได้ไกลมากๆเมื่อเทียบกับการเป่าลมโดยตรง รายละเอียดเพิ่มเติมอีกมากมายสามารถอ่านได้จากที่นี่นะครับ

เด็กๆเล่นกันอย่างสนุกสนานครับ ใช้ล้มกระป๋องอลูมิเนียมเปล่าๆ ดับเทียน และดับเทียนหลังกระป๋องครับ :

 

การขยายตัวของน้ำแข็ง ต้มน้ำเพื่อดูความจุความร้อน ปืนใหญ่ลม

วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทยาศาสตร์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมต้นได้ดูคลิปการวิวัฒนาการสิ่งมีชีวิต ได้ช่วยทำให้น้ำแข็งละลายเพื่อดูการหดตัวของมันเมื่อกลายเป็นน้ำเหลวๆ ได้ดูคลิปท่อเหล็กและกระป๋องแตกเมื่อน้ำข้างในแข็ง เด็กประถมปลายได้ช่วยจับเวลาการต้มน้ำ 300 และ 600 กรัม ดูกราฟอุณหภูมิและเวลา และได้การบ้านไปคาดการว่ากราฟของน้ำ 1,200 กรัมน่าจะเป็นอย่างไร เด็กๆอนุบาลสามได้เ่ล่นของเล่นปืนใหญ่ลม (Vortex Cannon) ที่สามารถยิงลมไปไกลๆได้ เด็กๆใช้ปืนใหญ่ลมยิงกระป๋องและดับเทียนครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง “รู้จักเทอร์โมมิเตอร์ วัดอุณหภูมิน้ำแข็ง/น้ำเดือด กลกระป๋องเอียง” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

สำหรับเด็กประถมต้น ผมให้ดูคลิปคลาสสิคโดย Carl Sagan จากรายการ Cosmos ตอนการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนโลกครับ:

ไอเดียเรื่องการวิวัฒนาการสิ่งมีชีวิตเป็นไอเดียที่ดีที่สุดอันหนึ่งของมนุษยชาติครับ ใช้เข้าใจและอธิบายประเภทสิ่งมีชีวิตที่หลากหลายและการเปลี่ยนแปลงต่างๆของสิ่งมีชีวิตครับ (ที่เห็นใกล้ตัวทุกวันก็คือการดื้อยาของเชื้อโรคครับ เห็นชัดเพราะเชื้อโรคมันเกิดเร็วสีบพันธุ์เร็วตายเร็ว)

ขบวนการวิวัฒนาการจะเกิดได้ด้วยสี่ข้อนี้ครับ:

Continue reading การขยายตัวของน้ำแข็ง ต้มน้ำเพื่อดูความจุความร้อน ปืนใหญ่ลม

รู้จักเทอร์โมมิเตอร์ วัดอุณหภูมิน้ำแข็ง/น้ำเดือด กลกระป๋องเอียง

วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทยาศาสตร์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้ดูคลิปทำไมไม่ควรจุดไฟในปั๊มน้ำมัน ได้ดูเว็บไซต์ลมฟ้าอากาศชั้นยอด ดูคลิปหุ่นยนต์ค้างคาว ได้รู้จักเทอร์โมมิเตอร์ประเภทต่างๆ ได้สังเกตว่าเวลาของเหลวขยายตัวเป็นก๊าซจะเย็น ได้ดูการวัดอุณหภูมิน้ำแข็ง จับเวลาการต้มน้ำ และอุณหภูมิน้ำเดือด เด็กอนุบาลสามได้เรียนรู้กลตั้งกระป๋องเอียงๆไว้ไปเล่นกับพ่อแม่ครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง “ความจุความร้อนของน้ำ การทรงตัว” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

สำหรับเด็กประถม ผมแนะนำให้รู้จักเว็บไซต์ Ventusky ที่มีข้อมูลลมฟ้าอากาศน่าสนใจของทั้งโลกเลยครับ เด็กๆสนใจว่าตรงไหนเย็นตรงไหนร้อน ที่ไหนลมแรง ฯลฯ หลังจากกดเล่นสักพักผมก็ฝากให้เด็กๆไปลองกดเล่นเองที่บ้านครับ

เว็บ Ventusky ครับ
เว็บ Ventusky ครับ

ต่อไปผมก็เอาคลิปวิดีโอปั๊มน้ำมันที่ถ่ายด้วยแสงอินฟราเรดมาดูครับ: Continue reading รู้จักเทอร์โมมิเตอร์ วัดอุณหภูมิน้ำแข็ง/น้ำเดือด กลกระป๋องเอียง

ความจุความร้อนของน้ำ การทรงตัว

วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทยาศาสตร์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้เห็นความมหัศจรรย์ของน้ำที่สามารถจุความร้อนได้มากมาย สามารถช่วยให้ถ้วยพลาสติก กระดาษ หรือลูกโป่งทนความร้อนมากๆได้ เด็กๆอนุบาลสามได้เรียนรู้เรื่องสมดุลและการทรงตัว ได้หัดเล่นกลตั้งกระป๋องอลุมิเนียมให้เอียงๆครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง “ทำเหล็กให้เป็นแม่เหล็ก ปืนแม่เหล็ก (Gaussian Gun) แรงตึงผิวน้ำ” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

สำหรับเด็กประถมต้น ผมให้ดูคลิปน่าสนใจก่อนครับ ถามเขาก่อนว่าถ้าเอาถ้วยแก้วไปทำให้ร้อนๆ แล้วใส่น้ำเย็นลงไป จะเกิดอะไรขึ้น เด็กๆหลายๆคนบอกว่าน่าจะแตก ผมถามว่าทำไมถึงแตกล่ะ เด็กๆอึ้งกันไป แต่ก็มีสองสามคนพยายามอธิบายว่าความร้อนความเย็นทำให้เกิดการขยายตัวและหดตัว ผมบอกว่าใช่แล้วเวลาของโดนความร้อนมักจะขยายตัว เมื่อโดนความเย็นมักจะหดตัว ในกรณีของแก้วเมื่อร้อนก็ขยายตัว เมื่อโดนน้ำเย็น ส่วนที่โดนน้ำเย็นก่อนก็หดตัวก่อน ทำให้เนื้อแก้วแตก หลังคุยกันเสร็จก็ดูการแตกของแก้วแบบสโลโมชั่นกันครับ:

จากนั้นทั้งประถมต้นและประถมปลายก็ให้ดูการทดลองลูกโป่งลนไฟกันครับ:

เราพบว่าลูกโป่งที่ไม่มีน้ำใส่ไว้พอถูกไฟก็แตกอย่างรวดเร็ว เพราะยางถูกไฟก็มีอุณหภูมิสูงขึ้นจนเปลี่ยนสภาพและฉีกขาดออกจากกัน แต่สำหรับลูกโป่งที่ใส่น้ำไว้ เราสามารถลนไฟไว้ได้นานๆโดยที่มันไม่แตกเลย  แต่ถ้าเราเอาไฟไปถูกยางตรงที่ไม่มีน้ำหล่อเลี้ยงไว้ ยางตรงนั้นก็จะขาดออกทำให้ลูกโป่งแตกเหมือนกัน Continue reading ความจุความร้อนของน้ำ การทรงตัว

ทำเหล็กให้เป็นแม่เหล็ก ปืนแม่เหล็ก (Gaussian Gun) แรงตึงผิวน้ำ

วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทยาศาสตร์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้ดูคลิปและเดาว่าลูกโป่งใส่น้ำกี่ลูกถึงจะกันกระสุนปืนได้ ได้ดูคลิปลิงอุรังอุตังหัดเลื่อยไม้ หัดทำคลิปเหล็กให้เป็นแม่เหล็กโดยการถูกับแม่เหล็กถาวรที่มีอยู่แล้ว และได้เล่นของเล่นปืนแม่เหล็กที่อาศัยการดูดของแม่เหล็กเพิ่มความเร็วของลูกเหล็กกลมๆครับ เด็กอนุบาลได้เรียนรู้เรื่องแรงตึงผิวของน้ำผ่านการวางคลิปโลหะบนน้ำสองวิธี

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง “เล่นกับแม่เหล็ก หัดวางคลิปโลหะบนผิวน้ำ” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

สำหรับเด็กประถมต้น ผมให้เด็กๆเดากันว่าลูกโป่งใส่น้ำกันกระสุนปืนได้ไหม และถ้ากันได้ ต้องใช้กี่ลูก เด็กๆก็เดากันใหญ่ครับ พอทุกคนมีตัวเลขในใจแล้ว ผมก็ให้ดูคลิปวิดีโอนี้:

ปรากฎว่าลูกโป่งใส่น้ำไม่กี่ลูกก็ทำให้กระสุนปืนสูญเสียความเร็วอย่างรวดเร็วแล้วไม่ทะลุลูกโป่งได้นะครับ

ผมถามเด็กๆว่าทำไมถึงเป็นอย่างนั้น เด็กๆก็เดากันเช่นยางลูกโป่งมันยึดหยุ่น น้ำต้านกระสุน เล็งไม่ดี Continue reading ทำเหล็กให้เป็นแม่เหล็ก ปืนแม่เหล็ก (Gaussian Gun) แรงตึงผิวน้ำ

เล่นกับแม่เหล็ก หัดวางคลิปโลหะบนผิวน้ำ

วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทยาศาสตร์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้ดูคลิปหนูจิงโจ้กระโดดหนีงูหางกระดิ่ง ได้เล่นแม่เหล็กและของเล่นจากแม่เหล็กต่างๆ ได้ดูวิธีใช้แม่เหล็กเป็นเข็มทิศ เด็กอนุบาลสามได้เรียนรู้เกี่ยวกับแรงตึงผิวของน้ำโดยการหัดวางคลิปโลหะให้ลอยน้ำครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง “คลิปพลาสมาองุ่น ประดิษฐ์ของเล่นถ้วยพลาสติกร่อน โคลนแป้งมันประหลาด” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

สำหรับเด็กประถม ผมให้ดูคลิปนี้เพื่อความบันเทิง ให้ลุ้นกันว่าหนูจะหนีงูอย่างไรครับ:

ผมสอนให้เด็กๆเข้าไปปรับความเร็ววิดีโอของ YouTube ตรงส่วน Settings รูปเฟืองด้านล่างของวิดีโอ ให้เล่นเร็วเล่นช้าได้ จะได้ดูอะไรได้ชัดๆครับ

ต่อไปผมก็เอาหลอดพลาสติกที่มีลูกเหล็กลอยอยู่ข้างในมาให้เด็กๆดูครับ ให้เด็กเดาว่ามันลอยอยู่ได้อย่างไร หน้าตาเป็นอย่างนี้ครับ:

ตอนเด็กๆดูห่าง ก็มีข้อเสนอต่างๆเช่นผนังฝืด ข้างในมีของเหลว แต่พอผมเขย่าๆให้มันขยับเด็กๆก็คิดว่าต้องมีแม่เหล็กผลักกันแหงๆ ผมจึงถามว่าจะรู้ได้อย่างไรว่ามีแม่เหล็ก เด็กๆก็หาชิ้นเหล็กมาใกล้ๆดูครับ

ผมถามเด็กๆว่าสมมุติเราสงสัยวัตถุชิ้นหนึ่งว่าเป็นแม่เหล็กหรือไม่ แต่เราไม่มีเหล็กให้มันลองดูดเลย เราจะทำอย่างไรดี เด็กๆเดากันหลายแบบแต่ยังไม่ถูกครับ ผมจึงเฉลยว่าเราอยู่บนโลกที่มีขั้วแม่เหล็กอยู่แล้ว ดังนั้นเราสามารถทดสอบวัตถุต้องสงสัยโดยการแขวน หรือลอยมันในน้ำ แล้วดูว่าวัตถุต้องสงสัยอยู่ในทิศทางคงที่หรือไม่ เพราะถ้ามันเป็นแม่เหล็ก มันจะดูดกับสนามแม่เหล็กโลก ขั้วของมันจะเรียงในแนวเหนือใต้ของสนามแม่เหล็กโลก

ถ้าแขวนแม่เหล็ก รอสักพักมันจะเรียงตัวให้ขั้วของมันเรียงตามแนวเหนือใต้ของสนามแม่เหล็กโลกครับ
ถ้าแขวนแม่เหล็ก รอสักพักมันจะเรียงตัวให้ขั้วของมันเรียงตามแนวเหนือใต้ของสนามแม่เหล็กโลกครับ

วิดีโอคลิปเวลาเอาแม่เหล็กไปลอยน้ำครับ:

หลักการนี้ทำให้เราใช้แม่เหล็กเป็นเครื่องมือชี้ทิศทางที่เรียกว่าเข็มทิศได้ครับ ถูกใช้มากว่าสองพันปีแล้วครับ

จากนั้นผมก็ให้เด็กๆเล่นแม่เหล็ก และของเล่นที่ทำจากแม่เหล็กครับ เช่นโช้คอัพแม่เหล็กที่เอาไม้เสียบลูกชิ้นเสียบผ่านแม่เหล็กที่มีรูตรงกลาง เอาแม่เหล็กที่ก้อนที่ขั้วเหมือนกันมาใส่ให้มันผลักกัน สามารถรับน้ำหนักหรือเด้งไปมาได้เหมือนโช้คอัพ:

อีกอันคือลูกข่างแนวนอนครับ:

ให้เด็กๆหาให้ได้ว่าแม่เหล็กอยู่ที่ไหนบ้าง และวางขั้วอย่างไรครับ เด็กๆก็เอาแม่เหล็กและชิ้นเหล็กไปแตะตามที่ต่างๆ แล้วคิดว่าทิศทางขั้วต้องเป็นอย่างไรครับ

สำหรับเด็กอนุบาลสามผมให้หัดลอยคลิปโลหะบนผิวน้ำครับ วิธีลอยคลิปโลหะง่ายๆก็มีอยู่หลายวิธี วิธีแรกคือฉีกกระดาษทิชชูให้ขนาดใหญ่กว่าคลิปนิดหน่อย รองคลิปไว้ แล้วค่อยๆลอยทั้งคลิปและกระดาษทิชชูที่รองอยู่ลงบนผิวน้ำ รอสักพักทิชชูก็จะอิ่มน้ำแล้วจมลงไป เหลือแต่คลิปหนีบกระดาษลอยอยู่ อีกวิธีหนึ่งก็คือเสียสละคลิปหนีบกระดาษหนึ่งตัว เอามางอให้เป็นรูปตัว L เอามือเราจับด้านบนของตัว L แล้วใช้ด้านล่างของตัว L รองคลิปหนีบกระดาษอีกตัวไว้แล้วก็ค่อยๆเอาคลิปไปวางที่ผิวน้ำ พอวางได้ เราก็ค่อยขยับตัว L ออกเหลือแต่คลิปลอยอยู่ นี่คือวิธีที่สองครับ:

พอผมทำให้ดูแล้ว เด็กๆก็ลองเล่นกันครับ:

ผมเล่าให้เด็กๆฟังว่าน้ำมีส่วนประกอบเล็กๆ (โมเลกุล) ที่อยากอยู่ใกล้ๆกันไม่อยากแยกจากกัน พอมีอะไร (เช่นคลิปหนีบกระดาษ) มากด น้ำก็ไม่อยากแยกออกจากกัน แล้วออกแรงยกคลิปไว้ แต่ถ้าแรงกดมากเกินไป (เข่นตอนโยนคลิปลงบนผิวน้ำ) ผิวของน้ำก็รับน้ำหนักไม่ไหวเหมือนกัน ก็จะแยกออกปล่อยให้คลิปจมลงไป

ผมให้เด็กๆสังเกตผิวน้ำที่บุ๋มลงไปเพื่อรับน้ำหนักคลิปด้วยครับ:

ผิวน้ำที่บุ๋มลงไปเพื่อรับน้ำหนักคลิปโลหะครับ
ผิวน้ำที่บุ๋มลงไปเพื่อรับน้ำหนักคลิปโลหะครับ

ผมเคยบันทึกเรื่องแรงตึงผิวไว้ละเอียดมากขึ้นสำหรับเด็กๆประถมไว้ด้วยครับ ถ้าสนใจไปดูที่นี่และที่นี่นะครับ:

คลิปพลาสมาองุ่น ประดิษฐ์ของเล่นถ้วยพลาสติกร่อน โคลนแป้งมันประหลาด

วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทยาศาสตร์กับเด็กๆครับ เด็กประถมได้ดูคลิปพลาสมาเรืองแสงจากองุ่นในเตาไม่โครเวฟ ได้ดูลูกบาสหมุนตกจากที่สูงแล้วร่อนไปไกลๆด้วยแรงยกจากอากาศที่เรียกว่า Magnus Effect และได้ประดิษฐ์ของเล่นถ้วยพลาสติกร่อนด้วยหลักการเดียวกันครับ นอกจากนี้ประถมปลายได้ดูคลิปการสร้างก๊าซไฮโดรเจนด้วยสิ่งของตามบ้านด้วย อนุบาลสามได้เล่นกับโคลนแป้งมันโดยใช้มือจิ้มแรงๆและเบาๆ ได้ดูโคลนแป้งมันบนลำโพงที่สั่นด้วยความถี่ต่างๆครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง “คุยต่อเรื่องเสียง หูและการได้ยิน โคลนแป้งมันประหลาด” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ผมให้เด็กๆประถมดูคลิปนี้ครับ:

ผมเล่าให้เด็กๆฟังว่าสถานะของสสารต่างๆนอกจะมีของแข็ง ของเหลว ก๊าซแล้ว ยังมีอีกหลายสถานะ มีเป็นสิบเลย แต่ที่พบเจอในชีวิตประจำวันก็จะมีสี่สถานะคือของแข็ง ของเหลว ก๊าซ และ พลาสมา (Plasma)

พลาสมาเป็นสถานะที่มีมากที่สุดในจักรวาลที่เราเห็นครับครับ มันคือก๊าซที่ร้อนมาก (มีพลังงานมาก) จนอิเล็คตรอนในอะตอมของก๊าซหลุดออกมาจากอะตอมและวิ่งไปมาทั่วไปสามารถนำไฟฟ้าได้ ดาวฤกษ์ทั้งหลายก็เป็นพลาสม่ากันทั้งนั้น สิ่งของใกล้ตัวที่เป็นพลาสมาหรือมีพลาสมาเป็นส่วนประกอบก็เช่นหลอดไฟฟลูออเรสเซนท์ ฟ้าแลบที่อากาศร้อนมากจนเปล่งแสง แสงเหนือแถบขั้วโลกก็เกิดจากพลาสมาครับ Continue reading คลิปพลาสมาองุ่น ประดิษฐ์ของเล่นถ้วยพลาสติกร่อน โคลนแป้งมันประหลาด

คุยต่อเรื่องเสียง หูและการได้ยิน โคลนแป้งมันประหลาด

วันนี้ผมไปทำกิจกรรมวิทยาศาสตร์กับเด็กๆมาครับ สำหรับเด็กประถมเราคุยกันเรื่องเสียงและการสั่นสะเทือนต่อ ได้ดูส่วนประกอบของหู ดูว่าเกิดอะไรขึ้นบ้างเมื่อเราได้ยินเสียง เด็กประถมต้นทดสอบการได้ยินเสียงความถี่สูงๆ เด็กประถมปลายได้ดูคลิปแตงโมเคลือบสารเคมีที่โมเลกุลยาวๆตกลงมา 45 เมตรแล้วกระเด้งขึ้นโดยไม่แตกกระจายครับ ประถมต้นและปลายได้เล่นโคลนที่ทำจากแป้งมัน (โมเลกุลยาวๆ) ที่เป็นของเหลวเมื่อไม่ไปกดมันแรงๆ แต่จะกลายเป็นของแข็งเมื่อเราไปกดหรือทุบมันแรงๆ เราเอาโคลนประหลาดนี่วางบนลำโพงให้การสั่นของลำโพงตีมันครับ เด็กอนุบาลสามได้เรียนรู้เรื่องเสียงเกิดจากการสั่นสะเทือนครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง “เสียงและการสั่นสะเทือน ความถี่ที่เราได้ยิน คลิปเส้นเสียง” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

สัปดาห์นี้เด็กๆประถมต้นทดสอบว่าหูได้ยินเสียงสูงแค่ไหน คือให้ใส่หูฟังแล้วฟังเสียงที่ความถี่สูงขึ้นเรื่อยๆ ดูว่าความถี่สูงแค่ไหนแล้วไม่ได้ยินครับ

เมื่อความถี่สูงมากๆจนเสียงที่เราได้ยินเบามากๆ บางทีเราก็จะคิดไปเองว่าเราได้ยินครับ อย่างนี้ต้องให้อีกคนช่วยปรับความถี่ให้ หรือบางทีก็เปิดปิดเสียงสลับไปดูว่าตอนปิดเสียงยังคิดว่าได้ยินหรือเปล่า ถ้าได้ยินก็แสดงว่าคิดไปเองครับ เราใช้โปรแกรม Sonic by Von Bruno เป็นตัวสร้างความถี่ต่างๆครับ

หูคนที่ทำงานได้สมบูรณ์จะฟังเสียงได้ประมาณความถี่ 20 Hz ถึง 20,000 Hz ครับ เด็กๆเท่านั้นถึงจะฟังได้ช่วงกว้างอย่างนี้ คนยิ่งอายุเยอะขึ้นก็จะฟังความถี่สูงๆไม่ค่อยได้ เด็กๆประถมต้นฟังเสียงสูงได้ถึง 17,000-20,000 Hz เลยครับ เทียบกับประถมปลายสัปดาห์ที่แล้วฟังได้ประมาณ 17,000-19,000 Hz ครับ ส่วนคนอายุใกล้ๆ 50 อย่างผมฟังได้ถึงแค่ 13,000 Hz ครับ

จากนั้นผมก็อธิบายขบวนการการได้ยินด้วยหูครับ ให้เด็กๆดูรูปหูแบบเป็นภาพตัดให้เห็นส่วนประกอบข้างในก่อน: Continue reading คุยต่อเรื่องเสียง หูและการได้ยิน โคลนแป้งมันประหลาด

เสียงและการสั่นสะเทือน ความถี่ที่เราได้ยิน คลิปเส้นเสียง

วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทยาศาสตร์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้คุยกันเรื่องเสียงและการสั่นสะเทือน ได้ดูคลิปการสั่นของเส้นเสียงในคอเราที่ทำให้เราร้องเพลงหรือพูดได้ ประถมต้นได้ดูการสั่นของลำโพงที่ความถี่ต่างๆ เด็กประถมปลายได้ทดสอบความสามารถการได้ยินความถี่ต่างๆตั้งแต่ต่ำสุดไปถึงสูงสุด เด็กอนุบาลสามก็ได้ดูลำโพงสั่นสะเทือนและทดลองฟังความถี่สูงๆและต่ำๆว่าได้ยินแค่ไหนครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง “โซเดียม + น้ำ = ระเบิด Smart Watch สุดเจ๋ง แรงลอยตัว บูมเมอแรง” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

สำหรับเด็กประถมผมให้เด็กๆเอามือจับคอแล้วพูดให้สังเกตว่ามือรู้สึกอย่างไรครับ เด็กๆบอกได้ว่ามือมันสั่นๆ ผมบอกว่าในคอเรามีกล่องเสียง (Larynx) ที่เป็นท่อล้อมรอบเส้นเสียง (Vocal Cords) ที่จะสั่นไปมาเวลาเราพูดหรือส่งเสียงต่างๆ เราต้องใช้อากาศจากปอดของเราพ่นให้ผ่านเส้นเสียงและสมองจะบังคับเส้นเสียงให้ขยับ ให้ตึงหรือหย่อน ทำให้เกิดการสั่นสะเทือน การสั่นสะเทือนนี้จะกระทบอากาศในคอทำให้อากาศสั่นสะเทือนด้วย อากาศสั่นสะเทือนเป็นทอดๆออกมาจากคอ ทำให้อากาศสะเทือนไปเรื่อยๆจนเข้ามาในหู ทำให้แก้วหูสะเทือนและส่งสัญญาณไปสมองของผู้ฟังทำให้ได้ยิน

ผมให้เด็กๆดูคลิปกล้องที่ส่องลงไปทางจมูกเพื่อดูเส้นเสียงขณะคนร้องเพลงครับ:

เด็กร้องยี้กันใหญ่เพราะมันน่าเกลียด แต่เราทุกคนก็เป็นอย่างนี้แหละครับ ต่อไปผมให้ดูอีกคลิปหนึ่งที่ส่องไฟกระพริบเร็วๆ (Stroboscope) ให้ใกล้กับความถี่การสั่นของเส้นเสียง จะได้เห็นการเคลื่อนที่เป็น slo-motion ครับ: Continue reading เสียงและการสั่นสะเทือน ความถี่ที่เราได้ยิน คลิปเส้นเสียง