กลคลิปหนีบกระดาษ ทำ MooTube วัดขนาดบนผิวกระจก ส่งสัญญาณด้วยใยแก้ว

 

อัลบั้มภาพการเรียนการสอนอยู่ที่นี่ครับ

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

(คราวที่แล้วเรื่อง “แม่เหล็กไฟฟ้าและสายเอ็นตกปลานำแสง” ครับ)

วันอังคารที่ผ่านมานี้ผมไปสอนเด็กๆกลุ่มบ้านเรียนปฐมธรรม กลุ่มบ้านเรียนเฟิร์น และอนุบาลบ้านพลอยภูมิครับ วันนี้เด็กอนุบาลสามและเด็กป.1-3 ได้หัดเล่นกลคลิปหนีบกระดาษที่คล้องกันเมื่อเราดึงกระดาษที่คลิปติดอยู่ นอกจากนั้นเด็กป.1-3 ได้ทำของเล่นที่เรียกว่า MooTube ที่ทำด้วยกระดาษม้วนเป็นหลอดและมีปลายเป็นลิ้นกระดาษที่สั่นเร็วๆเมื่อเราดูด เสียงจะคล้ายๆวัวร้องครับ เด็กป.4-6 ได้เรียนรู้เรื่องแสงต่อ ได้วัดขนาดของภาพในกระจกเงา และได้เล่นกับสายสัญญาณใยแก้วที่สามารถนำแสงจากปลายข้างหนึ่งไปอีกข้างหนึ่ง ได้เรียนรู้วิธีส่งข้อมูลไปตามแสงโดยแปลงสัญญาณตัวหนังสือ เสียง ภาพเป็นสัญญาณดิจิตัล 0/1

สำหรับเด็กอนุบาลสามและป.1-3 ผมเอากลมาสอนให้ไปแสดงให้พ่อแม่ดูครับ โดยเอาคลิปหนีบกระดาษสองตัวมาหนีบแผ่นกระดาษที่มีลักษณะคล้ายๆแบงค์ครับ (จริงๆแล้วสามารถใช้แบงค์ก็ได้ แต่กลัวเด็กๆทำแบงค์ขาดครับ) เริ่มโดยเอากระดาษมาม้วนเป็นรูปตัว Z โดยให้มือเราจับปลายทั้งสองไว้ แล้วเอาคลิปหนีบกระดาษใกล้ๆมือเรากับชิ้นกระดาษที่เป็นไส้ตัว Z ทั้งสองด้าน หนีบแล้วจะหน้าตาแบบนี้ครับ:

 

จากนั้นก็ดึงกระดาษให้เหยียดตรงเร็วๆครับ ก่อนจะดึงก็ถามเด็กๆให้เดาว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับคลิปครับ เด็กๆตอบว่าน่าจะกระเด็น น่าจะติดอยู่กับกระดาษ ผมถามต่อว่าถ้ามันกระเด็นมันจะติดกันไหม เด็กๆก็ตอบทั้งสองอย่างว่าจะติดและไม่ติดกันครับ แล้วเราก็มาตรวจสอบการเดากันโดยผมดึงกระดาษซะเลย ปรากฏว่าคลิปทั้งสองกระเด้งดึ๋งออกไปครับ และมันก็คล้องติดกันด้วย

พอผมทำให้ดูเสร็จแล้ว ก็ให้เด็กๆทดลองทำกันครับ เด็กๆอนุบาลได้ฝึกหัดจับคลิปหนีบกระดาษและออกแรงดึงกันครับ มีบางครั้งที่ดึงกระดาษเฉียงๆเกินไปทำให้คลิปเอียงแล้วไม่ชนกันเลยไม่คล้องกัน แต่ก็ลองทำใหม่จนสำเร็จครับ

เด็กๆหัดเล่นกันครับ ช่วยกันม้วนกระดาษและติดคลิป ตอนหลังๆก็ทำเองคนเดียวได้

สำหรับเด็กๆป.1-3 ได้หัดทำของเล่น MooTube ที่เมื่อดูดแล้วจะเห็นชิ้นกระดาษสั่นๆทำให้เกิดเสียงคล้ายวัวครับ วิธีทำก็คือเอากระดาษสี่เหลี่ยมจตุรัสมา แล้วเอาดินสอกลมๆมาม้วนจากมุมกระดาษมุมหนึ่งให้กระดาษกลายเป็นหลอด เอาเทปกาวติดให้หลอดอยู่ตัว ที่ปลายหลอดทั้งสองจะเป็นแหลมๆ ให้ตัดปลายด้านหนึ่งให้ตรงไว้สำหรับใส่ปาก ปลายด้านที่เหลือตัดส่วนแหลมๆแล้วคลี่ออกให้เป็นแผ่นประมาณสามเหลี่ยม จัดให้แผ่นสามเหลี่ยมนั้นงอเข้ามาปิดหลอดนิดๆ แล้วก็ดูดเบาๆนานๆครับ จะเห็นการสั่นของกระดาษชัดเจนและได้ยินเสียงคล้ายวัวร้อง ภาพวิธีทำเป็นอย่างนี้ครับ:

 
 
 
 

เมื่อดูดแล้วเสียงจะเป็นประมาณนี้ครับ:

ภาพใกล้ๆให้เห็นการสั่นชัดๆครับ:

แล้วเด็กๆก็ทดลองประดิษฐ์กันครับ เวลาดูดเด็กๆจะมีปัญหาควบคุมความแรงของการดูดทำให้เสียงไม่ยาว ต้องหัดกันสักพักครับ

พยายามทำให้เกิดเสียงกันใหญ่

สำหรับเด็กป.4-6 ผมให้ดูวิดีโอรวมวิธีแกล้งเพื่อนของ Richard Wiseman ครับ โดยกดหยุดวิดีโอก่อนเฉลยวิธีทำให้เด็กๆเดาว่าจะทำอย่างไรครับ เด็กๆก็เดาได้บ้างไม่ได้บ้างแต่ก็สนุกสนานและจำกันไปเผื่อไปแกล้งคนอื่นครับ:

จากนั้นเราก็มาเรียนรู้เรื่องแสงต่อครับ ก่อนอื่นผมให้เด็กๆมองกระจกแล้วเอาปากกาเขียนไวท์บอร์ดมาลากเส้นรอบๆหน้าของเด็กๆบนผิวกระจก แล้ววัดขนาดหน้าบนผิวกระจกเทียบกับขนาดหน้าจริงๆครับ ให้เด็กๆเปรียบเทียบว่าขนาดเป็นกี่เท่ากัน

ลากเส้นรอบๆหน้าบนผิวกระจก

เด็กๆพบว่าขนาดบนกระจกเป็นครึ่งหนึ่งของขนาดหน้าจริงๆครับ ไม่ว่าจะขยับให้ไกลขึ้นหรือใกล้ลงขนาดหน้าบนกระจกก็มีขนาดเท่าเดิม เอาไม้บันทัดแทนหน้าก็ได้ขนาดไม้บันทัดบนกระจกเป็นครึ่งเดียวของขนาดจริงครับ

เราสามารถอธิบายปรากฏการณ์ได้โดยสังเกตว่าเวลาเรามองไปในกระจก เราจะเห็นหน้าเราอยู่ลึกเข้าไปในกระจกเท่ากับระยะห่างจากกระจกถึงตัวเรา เมื่อวาดรูปสามเหลี่ยมจากหน้าที่ลึกในกระจกมายังตาเรา จะเห็นภาพที่ปรากฏบนผิวกระจกอยู่ห่างจากตาเราเป็นระยะทางครึ่งหนึ่งจากตาเราเข้าไปถึงหน้าที่อยู่ลึกเข้าไปในกระจก เมื่อวาดสามเหลี่ยมคล้ายจึงพบว่าขนาดหน้าเราบนผิวกระจกมีขนาดครึ่งหนึ่งของขนาดหน้าจริงๆของเรานั่นเอง:

 
 

จากนั้นผมก็เอาสายสัญญาณใยแก้วจริงๆที่ใช้เชื่อมต่อเครื่องเสียงมาให้เด็กๆเล่นครับ คราวที่แล้วเราเล่นส่งแสงไปตามสายเอ็นตกปลา คราวนี้เมื่อใช้ใยแก้วจริงๆพบว่าแสงส่งผ่านระหว่างปลายได้มากกว่าตอนเล่นกับเอ็นตกปลาครับ สามารถส่งแสงสีต่างๆไปได้อย่างชัดเจน (เราลองเลเซอร์สีแดง เลเซอร์สีเขียว แสงขาวจากไฟฉาย LED แสงม่วงๆจากหลอดไฟอัลตร้าไวโอเล็ต)

เด็กๆค้นพบด้วยครับว่าส่งแสงสวนกันได้ แสงไม่ตีกัน คือส่องสีเขียวที่ปลายข้างหนึ่งพร้อมๆกับส่องสีแดงที่ปลายอีกข้าง แสงแต่ละสีก็ออกไปที่ปลายฝั่งตรงข้ามได้ ไม่ใช่ออกเป็นสีผสม

ส่องแสงสองสีสวนกันครับ

จากนั้นผมก็เล่าเรื่องเราทำอย่างไรถึงส่งสัญญาณต่างๆเช่นตัวหนังสือ เสียง ภาพ ภาพยนต์ไปตามสายใยแก้ว โดยบอกว่าเราต้องแปลงข้อมูลต่างๆเป็นตัวเลขยาวๆหน้าตาประกอบไปด้วยหลัก 0 หรือ 1 ก่อน แล้วเราค่อยส่งแสงไปเป็นจังหวะต่อๆกันโดยที่เราจะส่งแสงถ้าเราเจอ 1 และไม่ส่งแสงเมื่อเจอ 0 ปัจจุบันเราสามารถเปิดๆปิดๆแสงที่ส่งเข้าไปในใยแก้วเป็นพันล้านครั้งต่อวินาทีจึงสามารถส่งข้อมูลได้เร็วมาก

ผมยกตัวอย่างการส่งตัวหนังสือโดยบอกว่าเราต้องตกลงกันก่อนว่าหน้าตา 0 กับ 1 มาเรียงกันแบบไหนให้แทนตัวหนังสืออะไรเช่น ให้ 00000000 แทน “ก” ให้ 00000001 แทน “ข” ให้ 00000010 แทน “ฃ” ให้ 00000011 แทน “ค” ไปจนครบตัวอักษรที่เราจะใช้ส่งข้อความ จากนั้นเราก็แปลตัวอักษรในข้อความเราเป็น 0 กับ 1 มาเรียงต่อๆกัน เช่นคำว่า “กก” จะแปลเป็น 0000000000000000 เวลาส่งข้อมูลก็คือแสงเลเซอร์จะไม่ส่องแสงใน 16 จังหวะ เราก็จะได้รับสัญญาณอีกข้างแล้วแปลกลับเป็นคำว่า “กก” นั่นเอง  หรือถ้าเราได้รับสัญญาณ 0000000100000000 คือแสงเลเซอร์ไม่ส่องแสง 7 จังหวะ (0 เจ็ดตัว) ส่องแสง 1 จังหวะ (1 หนึ่งตัว) แล้วไม่ส่องแสง 8 จังหวะ (0 แปดตัว) เราก็แปลกลับเป็นคำว่า “ขก”

สำหรับเสียงเราก็แปลงความดังของเสียงในแต่ละเวลาเป็นตัวเลข ยกตัวอย่างเช่นเพลงในแผ่น CD จะเก็บความดังของเสียงไว้ประมาณ 9 หมื่นความดังต่อเพลงหนึ่งวินาที เวลาเราส่งข้อมูลเราก็ส่งตัวเลขความดังประมาณ 9 หมื่นครั้งต่อเพลงหนึ่งวินาทีไปตามสายใยแก้ว

จากนั้นผมก็ให้เด็กๆดูคลิปวิดีโอการทำงานของใยแก้วนำสัญญาณแสงครับ เพื่อให้เข้าใจยิ่งขึ้นครับ:

ต่อไปนี้คือบรรยากาศและบันทึกการเรียนรู้ของเด็กๆครับ อัลบั้มเต็มอยู่ที่นี่นะครับ

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

One thought on “กลคลิปหนีบกระดาษ ทำ MooTube วัดขนาดบนผิวกระจก ส่งสัญญาณด้วยใยแก้ว”

Leave a Reply

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