Category Archives: science

ขนาดของอากาศร้อนอากาศเย็น ความดันและความเร็วอากาศ กลน้ำไม่หก

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมต้นได้พยายามเดาว่ากลสองสามอันเป็นอย่างไร ได้สังเกตการขยายตัวและหดตัวของอากาศในขวดพลาสติกปิดเมื่ออากาศร้อนและเย็น เด็กประถมปลายได้ดูคลิปการจับแมลงมากินเป็นอาหาร (เป็นก้อนๆคล้ายเบอร์เกอร์) ได้ทดลองเป่าลมเข้าถุงพลาสติกแบบเอาปากจ่อและเป่าจากไกลๆ พบว่าเป่าจากไกลๆจะพาอากาศรอบๆมาด้วยทำให้เป่าเร็วขึ้น เนื่องจากหลักการที่ว่าบริเวณไหนลมวิ่งเร็ว ความดันอากาศแถวนั้นจะต่ำ ทำให้อากาศจากที่อื่นที่ความดันสูงกว่าวิ่งเข้ามาด้วย เด็กอนุบาลสามได้หัดเล่นกลน้ำไม่หกโดยเอาแก้วใส่น้ำแล้วเอาแผ่นพลาสติกหรือตะแกรงมีรูปิดปากแก้วแล้วคว่ำแก้ว พบว่าน้ำไม่หกออกมาเพราะความดันอากาศและแรงตึงผิวของน้ำ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง “เปิดเทอมใหม่เราเริ่มด้วยภาพลวงตา” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

สำหรับเด็กประถมต้น ผมให้ดูกลสามอันแรกในคลิปข้างล่างนี้ครับ ให้ดูเฉพาะส่วนเล่นกลก่อนแล้วหยุดคลิปไว้ยังไม่ดูเฉลย ให้เด็กๆเดากันว่ากลแต่ละอันทำอย่างไร ให้เด็กๆฝึกคิดและกล้าเดาครับ พอทายกันเยอะๆแล้วก็ค่อยดูเฉลยกัน:

จากนั้นก็ให้เด็กดูของแปลกๆครับ ในแอฟริกามีแมลง (midge) หน้าตาคล้ายๆยุงแต่ไม่กัดคนจำนวนเยอะมาก:

ชาวบ้านเลยไปจับกันด้วยหม้อหรือกระทะชุบน้ำหรือน้ำมัน แล้วเอามาทอดกินเป็นแหล่งโปรตีนซะเลย

จากนั้นก็มีกิจกรรมดูกันว่าเมื่ออากาศร้อน มันจะขยายตัว และเมื่ออากาศเย็นมันจะหดตัวครับ เราเล่นด้วยขวดพลาสติกใส่น้ำร้อนรอสักครึ่งนาทีแล้วปิดฝาให้แน่นครับ เรารอเพื่อให้อากาศได้รับความร้อนจากน้ำร้อนแล้วขยายตัวล้นออกไปจากขวดบ้าง พอปิดฝาให้แน่นแล้วรอต่อไปให้อากาศเย็นลง มันจะหดตัวแล้วดึงให้ขวดยุบลงมาครับ ถ้าน้ำยังร้อนอยู่แล้วเราเขย่า อากาศจะร้อนตามและขยายตัว ดันให้ขวดป่องอีกครับ ทำสลับกันไปมาได้ เล่นเป็นกลก็ได้ครับ ดูในคลิปนะครับ:

สำหรับเด็กประถมปลาย ผมให้ดูคลิปเบอร์เกอร์แมลงเหมือนประถมต้น แล้วก็ทำการทดลองกันครับ ผมให้เด็กๆเป่าลมใส่ถุงพลาสติกบางๆ (อย่างที่มีห่อผักผลไม้ในห้างสรรพสินค้าเช่นท๊อปส์) โดยให้เอาปากจ่อกับถุงแล้วนับว่าเป่ากี่ครั้งถุงถึงจะโป่ง เป่ากันใหญ่แบบนี้ครับ:

พอเป่าแบบปากติดถุงเสร็จ ก็ให้ลองเป่าใหม่โดยเป่าห่างๆจากปากถุงมาสักหน่อย สัก 1 ฟุตก็ได้ครับ ปรากฎว่าถุงโป่งเร็วกว่ามาก (เป่าติดปากถุงอาจจะเป่า 3-4 ครั้ง เป่าห่างจากปากถุงเป่าครั้งเดียว)

ผมก็ให้เด็กๆเดาว่าทำไมถึงเป็นอย่างนั้นได้ครับ ฝึกให้เด็กๆกล้าคิดกล้าเดาครับ

หลังจากเด็กๆเดาเสร็จ ผมก็เฉลยว่าเวลาลมวิ่งเร็วๆ ความดันอากาศแถวนั้นมันจะต่ำกว่ารอบๆ ทำให้อากาศรอบๆที่ความดันสูงกว่าไหลเข้ามาแถวนั้น แล้วก็วิ่งตามสายลมไป ทำให้ปริมาณลมที่วิ่งไปข้างหน้ามากกว่าลมที่ออกมาจากการเป่าด้วยปากโดยตรงครับ

หลักการเดียวกันสามารถใช้สูบน้ำขึ้นมาได้ด้วยครับ ตอนผมเด็กๆจะมีกระบอกฉีดยาฆ่าแมลงที่ใช้หลักการนี้ ผมจำลองด้วยหลอดกาแฟครับ:

สำหรับเด็กอนุบาลสามทับหนึ่ง โรงเรียนอนุบาลบ้านพลอยภูมิ ผมให้ทดลองหัดเล่นกลน้ำไม่หกจากแก้วและน้ำไม่ผ่านตะแกรงครับ

วิธีทำกลน้ำไม่หกจากแก้วก็คือเอาแก้วใส่น้ำ เอาแผ่นพลาสติกหรือกระดาษแข็งเรียบๆมาปิด แล้วกลับแก้วให้คว่ำลง แผ่นพลาสติกหรือกระดาษแข็งที่ปิดไว้ก็จะติดอยู่และน้ำก็ไม่หกจากแก้วครับ:

สำหรับกลน้ำไม่ไหลผ่านตะแกรง เราเอาตะแกรงร่อนแป้งที่เป็นรูๆมาให้เด็กๆทุกคนดูว่ามีรู เทน้ำใส่ก็ไหลผ่าน เป่าก็มีลมผ่าน แล้วเอาน้ำใส่แก้ว เอาตะแกรงวางข้างบน เอามือปิดด้านบนของตะแกรงให้คลุมปากแก้วด้านล่างไว้ แล้วพลิกเร็วๆให้แก้วใส่น้ำคว่ำอยู่ด้านบนตะแกรง เราจะพบว่าน้ำในแก้วไม่ไหลผ่านตะแกรงลงมาครับ ทั้งนี้ก็เพราะน้ำที่ติดกับตะแกรงมีแรงตึงผิวไม่แตกออกเป็นเม็ดน้ำเล็กๆ ทำให้ความดันอากาศภายนอกต้านไว้ไม่ให้น้ำไหลออกมาครับ ผมเคยทำคลิปวิธีทำไว้ที่ช่องเด็กจิ๋วและดร.โก้ครับ:

เด็กๆเล่นกันใหญ่ครับ (สีฟ้าๆคือตะแกรงพลาสติกนะครับ):

กลทั้งสองแบบมีหลักการคล้ายกันที่ว่าอากาศภายนอกแก้วมีความดันมากพอที่จะรับน้ำหนักน้ำไม่ให้หกออกมาครับ ในกรณีตะแกรงจะใช้แรงตึงผิวของน้ำรับแรงจากความดันอากาศแทนแผ่นพลาสติกในอีกกรณีหนึ่งครับ

เปิดเทอมใหม่เราเริ่มด้วยภาพลวงตา

วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เนื่องจากเป็นเปิดเทอมใหม่เราจึงทำกิจกรรมเกี่ยวกับข้อจำกัดของสมองและประสาทสัมผัสเพื่อให้เด็กๆระมัดระวังเมื่อต้องสังเกตหรือเข้าใจอะไรด้วยประสาทสัมผัส และหัดใช้เครื่องมือต่างๆเช่นไม้บรรทัดช่วยครับ เราดูภาพลวงตาหลากหลายเช่นภาพผีที่รถคว่ำ ภาพ 3 มิติแปลกๆ เส้นตรงเส้นโค้งเส้นเอียงประเภทต่างๆ ฯลฯ เด็กประถมปลายได้ดูว่าเมื่อเราตั้งใจทำอะไรบางอย่างเราอาจจะพลาดสิ่งใหญ่ๆแปลกๆไปก็ได้ทั้งๆที่ควรจะสังเกตเห็น

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง “ความดันอากาศและสุญญากาศ” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

สำหรับเด็กประถมต้น ระหว่างที่รอให้เพื่อนๆมากันครบ ผมเอาลูกโลกมาให้เด็กๆดู และให้เดาว่าเราจะสามารถลูบๆลูกโลกแล้วมือจะสะดุดภูเขาหรือมหาสมุทรได้ไหม (ถ้าอัตราส่วนการจำลองลูกโลกถูกต้อง) ในที่สุดผมก็บอกเด็กๆว่าภูเขาและหุบเหวในมหาสมุทรมีความลึกประมาณ 10 กิโลเมตรเท่านั้น แต่เส้นผ่าศูนย์กลางโลกเป็นหมื่นกิโลเมตร ต่างกันเป็นพันกว่าเท่า ดังนั้นผิวลูกโลกจะต้องเรียบมากๆ ถ้าลูกโลกมีขนาดประมาณ 1 ฟุต ภูเขาก็อาจจะสูงเท่ากับ 2-3 ความหนาเส้นผม ถ้ามองห่างหน่อยก็คงไม่เห็นอะไร แต่ถ้าเอามือลูบก็อาจจะรู้สึกนิดหน่อย

เอาลูกโลกมาอธิบายความเรียบที่ถูกต้องครับ
เอาลูกโลกมาอธิบายความเรียบที่ถูกต้องครับ

ผมถามเด็กๆว่าเรามองเห็นได้อย่างไร ต้องใช้อวัยวะอะไรบ้าง เด็กๆก็ตอบกันว่าต้องมีลูกตา ต้องมีสมอง เราจึงคุยกันก่อนว่าลูกตาทำอะไร

เรามองเห็นได้โดยแสงวิ่งไปกระทบกับจอรับแสง (เรตินา, Retina) ที่ด้านหลังข้างในลูกตา แต่บังเอิญตาของคนเราวิวัฒนาการมาโดยมีเส้นเลือดและเส้นประสาทอยู่บนผิวของจอรับแสง เมื่อจะส่งสัญญาณไปตามเส้นประสาทไปยังสมอง เส้นประสาทจะต้องร้อยผ่านรูอันหนึ่งที่อยู่บนจอรับแสง รอบบริเวณรูนั้นจะไม่มีเซลล์รับแสง ดังนั้นถ้าแสงจากภายนอกลูกตาไปตกลงบนบริเวณนั้นพอดี ตาจะไม่สามารถเห็นแสงเหล่านั้นได้ บริเวณรูนั้นจึงเรียกว่าจุดบอด หรือ Blind Spot นั่นเอง

จุดบอดหรือ Blind spot อยู่ตรงที่เส้นประสาทรวมกันเป็นเส้นลากจากภายในลูกตาออกมาด้านหลัง ไปยังสมองในที่สุด
(ภาพจาก http://transitionfour.wordpress.com/tag/blind-spot/)
ตาของปลาหมึกทั้งหลายจะไม่มีจุดบอดแบบสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอย่างเราครับ เนื่องจากเส้นประสาทของปลาหมึกอยู่หลังจอรับแสง จึงไม่ต้องมีการร้อยผ่านรูในจอรับแสงแบบตาพวกเรา
 
วิธีดูว่าเรามีจุดบอดก็ทำได้ง่ายมากครับ แค่เขียนตัวหนังสือตัวเล็กๆบนแผ่นกระดาษสองตัว ให้อยู่ในแนวบรรทัดเดียวกันแต่ห่างกันสักหนึ่งฝ่ามือ จากนั้นถ้าเราจะหาจุดบอดในตาขวา เราก็หลับตาซ้าย แล้วใช้ตาขวามองตัวหนังสือตัวซ้ายไว้นิ่งๆ จากนั้นเราก็ขยับกระดาษเข้าออกให้ห่างจากหน้าเราช้าๆ ที่ระยะๆหนึ่งเราจะไม่เห็นตัวหนังสือตัวขวา นั่นแสดงว่าแสงจากตัวหนังสือตัวขวาตกลงบนจุดบอดเราพอดี
 

ถ้าจะหาจุดบอดในตาซ้าย เราก็ทำสลับกับขั้นตอนสำหรับตาขวา โดยเราหลับตาขวาแล้วใช้ตาซ้ายมองตัวหนังสือตัวขวาไว้นิ่งๆ อย่ากรอกตาไปมา แล้วเราก็ขยับกระดาษให้ใกล้ไกลหน้าเราช้าๆ ที่ระยะหนึ่งตัวหนังสือตัวซ้ายจะหายไปเพราะแสงจากหนังสือตัวซ้ายตกลงบนจุดบอดตาซ้ายของเราพอดี 

ถ้าไม่มีกระดาษลองใช้ตัวหนังสือข้างล่างนี่ก็ได้ครับ แต่อาจต้องขยับหน้าเข้าใกล้จอคอมพิวเตอร์หน่อย:
 
 
A                                                                                              B
 
 
ลองหลับตาซ้ายแล้วใช้ตาขวามองตัว A ดู ตอนแรกจะเห็นตัว B ด้วย แต่ถ้าขยับหน้าเข้าใกล้จอคอมพิวเตอร์ที่ระยะที่เหมาะสม อยู่ๆตัว B ก็จะหายไป และจะเห็นพื้นขาวแถวๆนั้นแทน
 
ที่น่าสนใจก็คือสมองเราจะมั่วเองขึ้นมาเลยว่าเราควรจะเห็นอะไรตอนที่แสงจากตัวอักษรตกลงบนจุดบอดพอดี แทนที่จะเห็นจุดดำๆเพราะไม่มีแสงตรงจุดบอด สมองวาดรูปให้เสร็จเลยว่าควรจะเห็นสีพื้นข้างหลังของตัวอักษร อันนี้เป็นตัวอย่างแรกที่เด็กๆได้เข้าใจว่าสมองเรามีความสามารถ “มั่ว” แค่ไหนครับ 
 
ทดลองหาจุดบอดในตาครับ
ทดลองหาจุดบอดในตาครับ
ทดลองหาจุดบอดในตาครับ
ทดลองหาจุดบอดในตาครับ
 
ต่อมาเราก็ดูภาพลวงตาหลายๆอันที่ผมค้นหามาจากอินเทอร์เน็ต ให้ดูความมั่วของสมอง และให้เด็กๆคิดว่าจะใช้อุปกรณ์อะไรช่วยเพื่อให้เห็นความจริงครับ ก่อนอื่นดูรูปผีผู้หญิงใกล้ๆรถคว่ำครับ:
 
ภาพผีสาวจากรถคว่ำครับ
ภาพผีสาวจากรถคว่ำครับ
 หลายๆคนจะเห็นว่ามีผู้หญิงนั่งอยู่ข้างๆรถคว่ำ แต่มองดีๆแล้วจะเห็นว่ามันคือล้อรถครับ เด็กๆได้เรียนรู้ว่าถ้าสงสัยว่าเจอผี ให้มองตรงๆชัดๆ ใช้ไฟสว่างๆส่องดูครับ อีกอย่างก็คือสมองคนเราเก่งมากเรื่องมั่วให้เห็นหน้าคนครับ 
 
ต่อไปดูว่าตัวไหนใหญ่กว่าครับ:
เด็กเรียกว่ายักษ์ใหญ่ ไล่ยักษ์เล็กครับ
เด็กเรียกว่ายักษ์ใหญ่ ไล่ยักษ์เล็กครับ
 สมองเราแปลภาพว่าเป็นอุโมงค์ที่มีความลึกครับ ดังนั้นเราจึงเห็นยักษ์ตัวบนใหญ่กว่ายักษ์ตัวล่าง พอเด็กๆเอาไม้บันทัดวัดก็จะพบว่ามันมีขนาดเท่ากันครับ
 
วงกลมส้มๆอันไหนใหญ่กว่า
วงกลมส้มๆอันไหนใหญ่กว่า
ภาพนี้ให้เด็กๆดูว่าวงกลมไหนใหญ่กว่ากันครับ  พอให้เด็กใช้ไม้บันทัดวัดปรากฎว่าเท่ากันครับ แสดงว่าสมองใช้การเปรียบเทียบรอบๆเพื่อตัดสินขนาดด้วยครับ
 
เส้นขนานกันไหม
เส้นขนานกันไหม

ให้เด็กๆดูว่าเส้นมันตรงไหม และขนานกันไหม แล้วให้ลองทดสอบด้วยไม้บันทัดและแท่งดินสอครับ

จุดดำจุดขาว
จุดดำจุดขาว

เมื่อเราขยับตาเพื่อดูจุดที่เส้นตรงตัดกัน สีของจุดกลมๆเหล่านั้นเปลี่ยนไปมาระหว่างขาวกับดำครับ

มีกี่แท่งกันแน่
มีกี่แท่งกันแน่

จำนวนแท่งสี่เหลี่ยมเปลี่ยนไปขึ้นกับว่าเรามองด้านบนหรือด้านล่างของภาพครับ แสดงว่าตาเราเห็นได้ชัดๆในบริเวณเล็กๆเท่านั้น ไม่สามารถเห็นภาพใหญ่ภาพรวมพร้อมๆกันได้ ปกติตาเราจะต้องขยับไปมาเพื่อดูภาพใหญ่ตลอดครับ

สีไหนเข้มกว่ากันระหว่าง A และ B
สีไหนเข้มกว่ากันระหว่าง A และ B

ตาเราจะเห็นว่า A เข้มกว่า B นะครับ แต่ถ้าพิมพ์ออกมาแล้วตัดชิ้น A, B ออกมา จะพบว่ามันมีสีเดียวกันครับ สลับที่ A กับ B แล้วจะมองเห็น B สีเข้มกว่า A ครับ อันนี้ก็เป็นอีกหลักฐานว่าสมองจะเดาสีเดาความสว่างจากสีและความสว่างรอบๆครับ

ขาทาน้ำมันหรือทาสี
ขาทาน้ำมันหรือทาสี

จากภาพแบนๆสมองต้องตีความว่าจริงๆแล้วเป็นภาพของอะไรครับ สามารถดูเหมือนขาสะท้อนแสง หรือขาทาสีขาวก็ได้ครับ (แต่จริงๆเป็นขาทาสีครับ)

อันไหนเอียวกว่า
อันไหนเอียวกว่า

คนส่วนใหญ่จะเห็นว่าภาพด้านขวาจะเอนมากกว่า ทั้งๆที่ภาพทั้งซ้ายและขวาเป็นภาพเดียวกัน ที่เราเห็นอย่างนี้ก็เพราะว่าสมองคิดว่าทั้งสองภาพรวมกันเป็นภาพของหอคอยสองอันคู่กัน และเมื่อเรามองหอคอยจริงๆตั้งคู่กันอยู่ เราจะเห็นยอดของมันลู่เข้าหากัน (เรื่อง perspective) เมื่อเราไม่เห็นมันลู่เข้าหากัน เราจึงคิดว่าหอคอยด้านขวาต้องเอียงอยู่แน่ๆ  ปรากฏการณ์นี้แสดงถึงการที่สมองตีความหมายตามสมมุติฐาน(หรือโปรแกรม)ที่มีอยู่แล้วในสมอง ไม่ใช่เห็นในสิ่งที่เป็น (สำหรับผู้ที่สนใจ เข้าไปดูลิงค์ของนักวิจัยที่ http://www.scholarpedia.org/article/Leaning_tower_illusion ได้ครับ)

เส้นแดงๆมันดูโค้งอ้วนๆนะครับ
เส้นแดงๆมันดูโค้งอ้วนๆนะครับ

อันนี้ให้เด็กๆวัดดูว่าเส้นแดงๆมันขนานกันไปไหมครับ

ผู้หญิงหมุนทวนเข็มหรือตามเข็มนาฬิกา
นักเต้นหญิงหมุนทวนเข็มหรือตามเข็มนาฬิกา

เราสามารถเห็นว่าเธอหมุนได้ทั้งตามเข็มและทวนเข็มเลยครับ เพราะสมองพยายามแปลการเคลื่อนที่ของเงาแบนๆให้เป็นสิ่งของสามมิติ

มีคนทำภาพนักเต้นรำโดยใส่เส้นสีต่างๆให้บอกใบ้สมองว่าควรตีความว่าหมุนแบบไหน วิธีดูคือพยายามมองไปที่รูปซ้ายหรือขวา แล้วค่อยมองคนตรงกลาง คนตรงกลางจะหมุนตามรูปซ้ายหรือขวาที่เรามองครับ:

 
ได้ทดลองดูว่าวัตถุโค้งๆอันไหนยาวกว่ากันครับ เนื่องจากไม่ได้ถ่ายวิดีโอไว้ ขอเอาคลิปที่ถ่ายทำกับเด็กจิ๋วมาให้ดูแทนนะครับ:

ถ้าอยากลองเล่นเองที่บ้านลองตัดตามแบบข้างล่างนี้ก็ได้ครับ:

แบบตัดกระดาษเพื่อดูว่าอันไหนยาวกว่ากันครับ
แบบตัดกระดาษเพื่อดูว่าอันไหนยาวกว่ากันครับ

ได้ดูคลิปโฆษณาสุดเจ๋งของฮอนด้าที่สมองตีความภาพแบนๆเป็นภาพสามมิติด้วยครับ:

ภาพลวงตาอีกภาพคือภาพเคลื่อนที่อันนี้ครับ

ดูกล่องขยับครับ
ดูกล่องขยับครับ

เราทุกคนจะเห็นว่ากล่องสีเหลืองและสีน้ำเงินขยับไม่พร้อมกันเวลามันไม่แตะกัน แต่ถ้าเราหยุดภาพแล้วพิมพ์ออกมาวัด เราจะพบว่าทุกกล่องเคลื่อนที่ขึ้นลงพร้อมๆกันครับ:

yellow-blue-illusion.gif (GIF Image, 636 × 250 pixels) 2

yellow-blue-illusion.gif (GIF Image, 636 × 250 pixels)

yellow-blue-illusion.gif (GIF Image, 636 × 250 pixels) 3

yellow-blue-illusion.gif (GIF Image, 636 × 250 pixels) 4สาเหตุที่เราเห็นไม่พร้อมกันก็เพราะว่าพื้นหลังที่มีสีขาวและดำทำให้สมองเราใช้เวลาตัดสินใจไม่เท่ากันว่ากล่องสีเหลืองและน้ำเงินเคลื่อนที่ผ่านพื้นหลังสีต่างๆเมื่อไร

นอกจากนี้เด็กประถมปลายและมัธยมต้นได้ดูวิดีโอที่แสดงข้อจำกัดของสมองครับ 

ในคนปกติสมองมีจุดอ่อนในการมองเห็น มักจะเห็นอะไรที่อยากเห็นและไม่เห็นสิ่งที่ไม่สนใจ มีความสามารถจำกัดในการตีความ ถ้าข้อมูลเข้ามาจากดวงตามากเกินไป สมองก็จะเลือกตีความบางส่วนและเดาว่าส่วนอื่นๆเป็นอะไร ดังตัวอย่างภาพลวงตานี้ ถ้าเรามองจุดสีขาวตรงกลาง เราจะไม่ค่อยเห็นการเปลี่ยนแปลงของสีรอบๆ ตอนที่วงสีรอบนอกหมุนไปด้วย ถ้าเราไม่มองจุดสีขาวตรงกลางและคอยมองตามจุดสี เราจะเห็นว่าจุดสีเปลี่ยนแปลงเวลาวงสีรอบนอกหมุนด้วย

 (สำหรับท่านที่สนใจ นักวิจัยมีลิงค์เกี่ยวกับเรื่องนี้อยู่ที่ http://visionlab.harvard.edu/silencing/ และ http://jwsu.ch/ow/docs/suchow2011silencing.pdf นะครับ)
 
ต่อไปเป็นวิดีโอให้นับจำนวนการส่งลูกบาสโดยทีมเสื้อสีขาวครับ ลองนับตามดูนะครับ:
 

คนส่วนใหญ่ก็จะนับได้สิบกว่าครั้งครับ แต่เกินครึ่งจะตั้งใจนับจนไม่เห็นคนแต่งชุดกอริลล่าเดินผ่านตรงกลาง เวลาสมองพยายามตั้งใจทำอะไรบางอย่างจะพลาดสิ่งอื่นๆได้เยอะ นี่เป็นเหตุผลที่เราไม่ควรโทรศัพท์หรือส่งข้อความตอนขับรถครับ

ต่อด้วยคลิปนี้ครับ ลองนับจำนวนการส่งลูกบาสโดยทีมเสื้อขาวนะครับ:

เด็กๆจะเห็นกอริลล่าครับคราวนี้ แต่ส่วนใหญ่จะไม่สังเกตเห็นว่าฉากหลังเปลี่ยนสีครับ 

 
 

เรามายิ้มกันเถอะครับ

ตอนผมอายุ 17-18 ผมไปเรียนวิทยาศาสตร์ที่ Caltech ที่นั่นเป็นที่ฝึกวิชาวิทยาศาสตร์จริงจัง งานหนัก การบ้านเพียบ เวลานัอย สภาพแวดล้อมกดดันจนทำให้ผมค้นพบความลับที่มีประโยชน์กับชีวิตผมมากมายเป็นเวลา 30 ปีแล้ว (แน่นอน ความรู้นี้คงถูกค้นพบมานับครั้งไม่ถ้วนครั้งแล้วในประวัติศาสตร์ แต่ผมบังเอิญมาเจอเองตอนนั้น จึงดีใจและใช้มาโดยตลอด)

ผมพบว่าแค่เรายิ้ม หรือดูกระจกแล้วยิ้ม ความเครียดต่างๆจะลดไปมาก อารมณ์จะดีขึ้นเอง ตอนนั้นผมไม่แน่ใจว่าเป็นเฉพาะผมหรือเปล่าที่ได้ผลอย่างนี้ จึงบอกเพื่อนๆหลายคนซึ่งส่วนใหญ่ก็ได้ผลด้วย การยิ้มไม่ใช่เพียงแต่เป็นผลลัพธ์ของความสุข แต่ยังสามารถสร้างความสุขได้ด้วย 😀

ถึงวันนี้มีการทดลองต่างๆมากมายในแล็บจิตวิทยาหลายแห่งที่พบว่าการยิ้มทำให้เครียดน้อยลง หรือหายจากความเครียดเร็วขึ้น ดังนั้นผมอยากให้ทุกท่านทดลองทำดูกับตัวเองนะครับว่าได้ผลหรือไม่ ลองยิ้ม หรือยิ้มใส่กระจกดูแล้วว่าอารมณ์ดีขึ้นไหม

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: