เสียงและการสั่นสะเทือน

อัลบั้มภาพการเรียนการสอนอยู่ที่นี่ครับ

ถ้าสงสัยว่าไม่เห็นรูปหรือวิดีโอ เข้าไปดูที่เว็บ http://witpoko.com/ นะครับ ส่วนใหญ่ถ้าอ่านในเมล์จะไม่เห็นวิดีโอครับ

(คราวที่แล้วเรื่องแบบจำลองตาหอยงวงช้างและตาคนอยู่ที่นี่ครับ)

วันนี้ผมไปสอนเด็กๆกลุ่มบ้านเรียนปฐมธรรม กลุ่มบ้านเรียนภูมิธรรม และอนุบาลบ้านพลอยภูมิครับ วันนี้เรื่องเสียงและการสั่นสะเทือนครับ

เมื่อสองสัปดาห์ที่แล้วผมได้สอนเด็กๆเรื่องหูและเสียงไป วันนี้จึงต่อด้วยการกำเนิดเสียงว่าเป็นอย่างไร เริ่มโดยถามเด็กๆว่าคนเราสร้างเสียงได้อย่างไรบ้าง เด็กๆก็ตอบกันว่าพูด ตบมือ เคาะ ดีดนิ้ว ผมเสริมต่อว่าเวลาเราจะทำให้เกิดเสียง เราต้องทำให้อะไรสั่น แล้วการสั่นจะสั่นผ่านอะไรบางอย่างเช่นอากาศ พื้น หรือน้ำ ให้การสั่นเหล่านั้นวิ่งเข้าไปในหูของคนที่ฟัง ปกติบนโลกเราจะได้ยินเสียงที่วิ่งมาตามอากาศ หรือถ้าเอาหูแนบพื้นเราก็จะได้ยินเสียงที่พื้นสั่น ถ้าเราอยู่ในน้ำเราก็จะได้ยินเสียงที่ผ่านน้ำมา แต่ในอวกาศที่ไม่มีอากาศ เสียงจะไม่สามารถวิ่งมาเข้าหูเราได้เพราะไม่รู้จะวิ่งผ่านอะไร (ดังนั้นในหนังที่มียานอวกาศสู้กันในอวกาศ เราไม่ควรจะได้ยินเสียงระเบิดตูมตาม นอกจากเราอยู่ในยานที่ระเบิด)

จากนั้นผมก็ให้เด็กๆเอามือไปกุมคอตัวเองไว้ แล้วพูดอะไรไปเรื่อยๆ ให้สังเกตุการสั่นสะเทือนของลำคอเวลาพูด ผมบอกว่าส่วนที่สั่นในคอนั้นคือกล่องเสียง เป็นกลุ่มกล้ามเนื้อและเยื่อบางๆที่ขยับไปมาบังคับให้ลมที่ออกมาจากปอดสั่นสะเทือนเป็นคลื่นเวลาเราพูดหรือออกเสียงต่างๆ ส่วนที่สั่นมากๆคือเส้นเสียง (Vocal cords) ซึ่งเป็นแผ่นเยื่อบางๆที่สั่นเป็นร้อยๆครั้งต่อวินาที อากาศที่ผ่านกล่องเสียงจะออกมาจะเป็นคลื่นลอยไปตามอากาศตามปากและจมูก ออกไปสู่ภายนอก เป็นเสียงให้คนอื่นได้ยิน ถ้าเราปิดปาก มือที่ปิดปากจะรู้สึกถึงการสั่นสะเทือนได้ชัดเจนแต่การสั่นสะเทือนก็ออกมาได้น้อย ทำให้เสียงเบา

เวลาส่งเสียง คอจะสั่น เนื่องจากกล่องเสียงในคอสั่น
ปิดปากกันไม่ให้การสั่นสะเทือนออกมาจากปาก เสียงจึงเบา จะรู้สึกว่ามือที่ปิดปากสั่น

จากนั้นผมก็ให้เด็กๆดูรูปว่ากล่องเสียงอยู่ตรงไหนในลำคอ จะเห็นได้ว่ากล่องเสียงอยู่ในหลอดลม ตรงใกล้ๆกับทางแยกที่เชื่อมปากกับหลอดอาหาร(ไปกระเพาะ)และหลอดลม(ไปปอด)

 กล่องเสียงอยู่ตรงลูกศรที่เขียนว่า Vocal cords

ต่อจากนั้นผมก็ให้เด็กๆดูคลิปวิดีโอการสั่นของเส้นเสียง ที่ถ่ายด้วยกล้องที่อยู่ในท่อยาวๆสอดเข้าไปทางจมูก น้องกันน์และน้องแพมถามว่าทำไมไม่สอดเข้าไปทางปาก ผมจึงถามกลับว่าเวลาเราทานอาหาร ตอนกลืนทำไมอาหารไม่ตกลงไปในปอด เพราะในรูปเราจะเห็นปากต่ออยู่กับหลอดอาหารและหลอดลม เด็กๆยังงงๆอยู่ไม่ตอบ ผมเลยบอกต่อว่าเวลาเรากลืนอะไรเข้าปาก ร่างกายจะป้องกันอาหารไม่ให้ตกลงไปในปอดด้วยแผ่นเนื้อที่มาปิดหลอดลมไว้ บังคับให้อาหารตกลงไปตามหลอดอาหารลงสู่กระเพาะ บางครั้งร่างกายทำงานผิดพลาด อาหารหรือน้ำตกลงไปในหลอดลม เราก็จะสำลักและไอเอาของเหล่านั้นออกมา เด็กๆถามต่อว่าถ้าอาหารเข้าไปในปอดทำให้ตายอย่างไร ผมจึงบอกว่าในอาหารอาจมีสิ่งมีชีวิตเล็กๆที่บางตัวเป็นโทษกับร่างกายเรา เวลาตกลงไปในปอดก็ไปเติบโตทำให้ปอดอักเสบ ทำให้เราป่วยตายได้ อีกทางหนึ่งก็คือถ้าน้ำเข้าไปในปอดเยอะๆ มันก็จะไล่อากาศให้ลอยออกมาจากปอด ทำให้เราไม่มีอ็อกซิเจนจากอากาศหายใจ ทำให้ตาย

เด็กๆตื่นเต้นกับคลิปวิดีโอการสั่นของเส้นเสียงข้างล่างนี้มากครับ ผมบอกเด็กๆว่าจริงๆแล้วเส้นเสียงสั่นเป็นร้อยๆครั้งต่อวินาที ทำให้ตาเรามองไม่ทัน ถ้าจะทำให้ตาเราเห็นการขยับไปมาได้ วิธีหนึ่งก็คือใช้เทคนิคส่องไฟเป็นจังหวะๆ (Stroboscope) เราก็จะเห็นภาพตามจังหวะที่ไฟส่อง ทำให้พอเห็นการเปลี่ยนแปลงขยับไปมาได้บ้าง

เวลาเราเปล่งเสียงตำ่เส้นเสียงจะหย่อนกว่าเวลาเราเปล่งเสียงสูง นอกจากนี้เส้นเสียงของผู้ชายมักจะใหญ่กว่าผู้หญิง จึงสั่นที่ความถี่ (ครั้งต่อวินาที) ต่ำกว่าของผู้หญิง เสียงผู้ชายจึงมักจะต่ำกว่าเสียงของผู้หญิง

จากนั้นผมก็บอกเด็กๆว่าโดยทั่วไป ของใหญ่ๆถ้าไปทำให้มันสั่น(เช่นทำด้วยการตีหรือดีด) จะสั่นที่ความถี่ตำ่กว่าของเล็กๆ ทำให้ของชิ้นใหญ่ส่งเสียงต่ำกว่าของชิ้นเล็ก แล้วผมก็เอาไม้บรรทัดเหล็กขึ้นมากดให้แน่นกับโต๊ะ แล้วดีดให้มันสั่นให้เด็กๆฟังเสียง พอผมขยับให้ส่วนที่สั่นยาวขึ้น เสียงก็จะต่ำลง ถ้าขยับให้ส่วนที่สั่นสั้นลง เสียงก็จะสูงขึ้น

ดีดไม้บรรทัดให้สั่น ถ้าไม้บรรทัดยาวเสียงจะต่ำ ถ้าสั้นเสียงจะสูง
พอยาวขนาดนี้ เสียงต่ำจนไม่ค่อยได้ยินแล้ว
หลักการนี้ใช้กับกีต้าร์ก็ได้ โดยผมชี้สายกีต้าร์ให้เด็กๆดู และให้เด็กๆทายว่าสายไหนเสียงต่ำ เด็กๆก็ทายถูกว่าสายอ้วนๆจะเสียงต่ำ สายผอมๆจะเสียงสูง หรือเวลาเรากดสายให้ส่วนที่สั่นสั้นลงเสียงก็จะสูงขึ้น ผมถามเด็กๆต่อให้สังเกตุฆ้องวงและระนาดว่าตัวที่เสียงสูงเสียงตำ่มีขนาดอย่างไร เด็กๆก็เห็นว่าตัวเสียงสูงจะมีขนาดเล็กกว่า ตัวเสียงต่ำจะมีขนาดใหญ่กว่า
 
 
เด็กๆสังเกตุกันใหญ่
 
จากนั้นผมก็ให้เด็กๆดูวิดีโอคลิปเครื่องดนตรีที่เอาท่อพลาสติก (ท่อ PVC) ขนาดยาวต่างๆกันมาสร้าง แต่ละตัวจะส่งเสียงเป็นโน๊ตต่างๆกันเมื่อถูกตีตามหลักการที่ว่าของชิ้นใหญ่สั่นที่ความถึ่ตำ่กว่าของชิ้นเล็ก(เสียงต่ำกว่าของชิ้นเล็ก) โดยที่ของที่สั่นในที่นี้คืออากาศในท่อแต่ละท่อ

จากนั้นผมก็ให้เด็กประดิษฐ์ของเล่นจากหลอดกาแฟ โดยเอาหลอดกาแฟมากดๆให้ปลายข้างหนึ่งแบนๆ แล้วตัดปลายข้างนั้นเป็นรูปสามเหลี่ยม  แล้วเอาปากเม้มปลายนั้นเข้าปาก แล้วเป่าเป็นเสียงแตร ถ้าหลอดอ่อนๆหน่อย (เช่นพวกหลอดตรง ราคาถูกๆ) ก็จะเป่าให้ดังได้ง่าย ถ้าหลอดแข็ง (เช่นพวกหลอดงอได้ ราคาแพงกว่า) ก็จะเป่าให้ดังยากกว่า เวลาที่เราเป่าส่วนที่เป็นสามเหลี่ยมที่อยู่ในปากเราจะสั่นไปมาทำให้เกิดเสียง ถ้าเราตัดหลอดให้มีความยาวต่างๆกัน เสียงที่ได้ก็จะสูงต่ำต่างกันด้วย

ตัดปลายหลอดให้เป็นแบบนี้
จากนั้นเราก็เป่าหลอดเล่นกันใหญ่ คลิปนี้ผมตัดหลอดให้เสียงเปลี่ยน:

 

คลิปนี้ธีธัช น้องแพมและครูกิมมานั่งเป่ากันเป็นวง (conduct โดยแม่อ้อ ภรรยาผม)
นอกจากนี้น้องแพมยังได้ไอเดียว่าไม่จำเป็นต้องตัดหลอด แต่เอาหลอดมาสวมกันแล้วขยับไปมาให้ความยาวเปลี่ยน ก็จะได้เสียงสูงต่ำเปลี่ยนไปได้ (ผมและภรรยาตื่นเต้นมากที่น้องแพมริเริ่มประดิษฐ์ทรอมโบนหลอดกาแฟนี้ขึ้นมา):

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *