ฟังเสียงสูงๆ ฟังเสียงด้วยหูหนึ่งและสองข้าง ทดลองและออกแบบปืนแม่เหล็ก และกลในร่างกาย

 

 

อัลบั้มภาพการเรียนการสอนอยู่ที่นี่ครับ

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

(คราวที่แล้วเรื่อง “ดูวิดีโอเปิดโปงการหลอกลวงชาวบ้าน ดู Leidenfrost Effect คุยกันเรื่องโมเมนตัมและกฎของนิวตัน และเล่นเรือป๊อกแป๊กกัน” ครับ)

วันอังคารที่ผ่านมานี้ผมไปสอนเด็กๆกลุ่มบ้านเรียนปฐมธรรม กลุ่มบ้านเรียนเฟิร์น และอนุบาลบ้านพลอยภูมิครับ วันนี้สำหรับเด็กประถมต้น เราได้ฟังเสียงสูงๆว่าเด็กๆฟังได้กี่ Hz และผู้ใหญ่ฟังได้กี่ Hz เด็กๆได้ฟังเสียงจากการอัดแบบ holophonic ด้วยหูฟังเพื่อสังเกตุว่าเราใช้หูสองข้างบอกทิศทางว่าเสียงมาจากไหนได้ เด็กประถมปลายได้ประดิษฐ์ Gaussian Gun ด้วยลูกเหล็กและแม่เหล็กขนาดต่างๆรวมถึงลูก BB พลาสติก เพื่อยิงให้ไกลๆและยิงเป้าให้โดน สำหรับเด็กอนุบาล เด็กๆได้เล่นกลต่างๆที่เกี่ยวกับร่างกาย คือกลขมวดมือ นิ้วไส้กรอก และจับแบงค์ที่ร่วงผ่านมือครับ

 สำหรับเด็กประถมต้น เรามาฟังเสียงความถี่สูงๆกันครับว่าฟังได้ถึงความถี่เท่าไร ก่อนอื่นผมก็ถามทบทวนเด็กๆก่อนว่าเวลาอะไรสั่นทำให้เกิดเสียงเนี่ย ถ้าสั่นเร็วๆถึ่ๆจะเป็นเสียงสูงหรือต่ำ เด็กๆก็บอกว่าเป็นเสียงสูง จากนั้นเราก็มาฟังเสียงจากวิดีโอคลิปนี้ครับ (ตอนฟังให้เลือกขนาดความละเอียดภาพเป็นแบบ 1080p จากปุ่มที่เป็นรูปเฟืองด้านขวาล่างของวิดีโอนะครับ จะได้เสียงมาครบกว่าแบบอื่น):

ปรากฏว่าเด็กๆฟังได้ถึงความถี่สูงๆ 18,000 Hz เลย (ความถี่ 19,000 Hz หายไปจากการประมวลผลของ YouTube ครับ) สำหรับผมซึ่งอายุสี่สิบกว่าๆแล้ว ฟังได้ถึง 12,000 Hz แต่ไม่ได้ยินตั้งแต่ 15,000 Hz ขึ้นไปครับ

จากนั้นเราก็มาคุยกันเรื่องสาเหตุว่าทำไมเด็กๆถึงได้ยินเสียงความถี่สูงๆกว่าผู้ใหญ่แก่ๆได้

เราทบทวนการทำงานของหูกันโดยโดยดูรูปนี้ครับ:

เด็กๆก็จะเห็นว่าเรามีแก้วหู ต่อกับชิ้นกระดูก ต่อกับก้นหอยหรือโคเคลีย (cochlea) โดยที่ความสั่นสะเทือนวิ่งมากระทบแก้วหู ทำให้แก้วหูสั่นตาม แล้วทำให้ชิ้นกระดูกสั่น แล้วชิ้นกระดูกก็ไปทำให้ของเหลวในก้นหอยสั่น แล้วขนประสาทเล็กๆในก้นหอยก็สั่น เมื่อขนประสาทสั่น มันก็ส่งสัญญาณไฟฟ้าไปที่สมอง ทำให้เราแปลความว่าเราได้ยินเสียง

จากนั้นเด็กๆก็ดูรูปขนประสาทเล็กๆในก้นหอย และย้ำว่าถ้าโดนเสียงดังมากๆขนเหล่านี้จะงอหรือหัก แล้วเราก็จะไม่ค่อยได้ยิน บอกให้เด็กๆระวังให้ปิดหรือป้องกันหูในที่เสียงดัง อย่าให้เหมือนพ่อโก้ที่หูค่อนข้างจะตึงแล้ว

 
ขนของเซลล์การได้ยิน อยู่ในก้นหอย (Cochlea) จะสั่นไปมาเวลามีเสียงมากระทบหู

ปรากฏว่าเจ้าเซลขนๆเหล่านี้ ตัวที่รับเสียงสูงๆจะอยู่ตึ้นกว่าตัวที่รับเสียงต่ำๆ (คืออยู่ปลายๆก้นหอยส่วนที่ต่อกับกระดูกที่ไปสั่นก้นหอย) ดังนั้นตัวที่รับเสียงสูงๆจะถูกใช้งานหนักกว่า เมื่ออายุมากขึ้นมันจึงพังก่อน ทำให้คนที่ยิ่งมีอายุก็จะไม่ค่อยได้ยินเสียงสูงๆครับ

มีภาพและอนิเมชั่นเพิ่มเติมครับ (ไม่ได้โชว์หมดในห้องนะครับ แต่รวบรวมไว้อ้างอิง):

 

จากนั้นผมก็ให้เด็กใส่หูฟังแล้วฟังเสียงเขย่ากล่องไม้ขีดจากคลิปนี้ครับ:

ครั้งแรกเด็กๆจะใส่หูฟังสองข้าง แล้วครั้งที่สองก็จะใส่หูฟังข้างเดียว เด็กๆจะสังเกตได้ว่าเมื่อใส่หูฟังสองข้างจะสามารถตรวจจับทิศทางว่าเสียงมาจากทางไหนได้แม่นยำกว่าเมื่อฟังข้างเดียว จากนั้นผมก็ให้เด็กๆหลับตา แล้วผมก็ไปที่ต่างๆในห้องแล้วทำเสียงให้เด็กๆหลับตาชี้ว่าผมอยู่ที่ไหน จากนั้นก็หลับตาแล้วอุดหูหนึ่งข้างแล้วชี้ใหม่ว่าผมอยู่ที่ไหน พบว่าเมื่ออุดหูหนึ่งข้างจะชี้ตำแหน่งของผมซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดเสียงได้แม่นยำน้อยลงครับ

ฟังหูฟังสองข้าง
ฟังหูฟังข้างเดียว

ผมเล่าให้เด็กๆฟังว่าก่อนที่จะมีเรดาร์ คนเราใช้อุปกรณ์ที่เหมือนกรวยใหญ่ๆติดกับหูเพื่อช่วยในการฟังว่าเครื่องบินมาจากทิศทางไหนด้วยครับ:

อุปกรณแบบนี้ครับ

สำหรับเด็กประถมปลาย ผมให้เด็กทดลองต่อปืนแม่เหล็ก (Gaussian Gun) แบบต่างๆ (ผมได้บันทึกเรื่องปืนแม่เหล็กคืออะไรไว้ที่ “ปืนของคุณเก๊าส์! (Gaussian Gun)” และ “ทดลองเอาน้ำและน้ำมันพืชใส่เตาไมโครเวฟ และเริ่มทดลองเรื่องโมเมนตัม” แล้วนะครับ ถ้ายังไม่เคยเห็น ลองเข้าไปดูครับ)

ผมแจกลูกเหล็กขนาดต่างๆ แม่เหล็กลูกใหญ่และเล็ก และเม็ดพลาสติกกลมที่เป็นกระสุน BB โดยเราชั่งน้ำหนักลูกกลมต่างๆไว้ ซึ่งพบว่าเม็ดพลาสติกเบากว่าเหล็กหลายเท่ามาก น้ำหนักลูกเหล็กขนาด 3/8″ คือ 3.5 กรัม น้ำหนักลูกเหล็กขนาด 1/4″ คือ 1.05 กรัม น้ำหนักลูกเหล็กขนาด 3/16″ คือ 0.5 กรัม และลูก BB คือ 0.12 กรัม

จากนั้นผมก็บอกวัตถุประสงค์ว่าเราจะดูกันว่าเรียงลูกกลมๆต่างๆอย่างไรแล้วจะวิ่งได้ไกลๆ และจะให้เล่นเกมยิงเป้าที่ทำจากชิ้นพลาสติกที่ใช่เล่นโดมิโนกัน

เด็กๆง่วนกันอยู่ประมาณ 40 นาทีแล้วเราก็ลองยิงไกลและยิงแม่นกันครับ

คลิปบรรยากาศตอนทดลองกันครับ:

สำหรับเด็กๆอนุบาลสาม ผมให้เล่นกลเกี่ยวกับร่างกายสามอย่างครับ บอกเด็กๆว่าให้ไปลองเล่นกับพ่อแม่ดูที่บ้าน

อันแรกเราเล่นขมวดมือกันครับ โดยเราเอามือสองข้างของเรามาม้วนรวมกันดังในคลิปครับ:

พอเราขมวดมือเสร็จ เราก็ให้เพื่อนเข้ามาชี้ว่าให้เราขยับนิ้วไหน โดยตอนที่ชี้ห้ามโดนนิ้วครับ จะพบว่าคนส่วนใหญ่จะขยับนิ้วไม่ค่อยถูกกัน สาเหตุก็เพราะว่าการตีความภาพที่ตาทำให้สมองกลับซ้ายขวากันเวลาสั่งให้นิ้วขยับ

กลที่สองคือกลนิ้วไส้กรอก โดยเราเหยียดแขนทั้งสองออกไปจนสุด แล้วหันเอานิ้วชี้เข้าหากัน แล้วเราก็มองผ่านเลยนิ้วชี้เราไปไกลๆ จากนั้นก็ขยับนิ้วชี้ออกจากกันช้าๆ แล้วเราก็จะเห็นก้อนอะไรสีเหมือนนิ้วเราลอยอยู่ระหว่างนิ้ว เหมือนมีไส้กรอกลอยอยู่

เอานิ้วจิ้มกันอย่างนี้ครับ เวลามองอย่ามองที่นิ้ว ให้มองผ่านนิ้วไปไกลๆ

สาเหตุก็คือตาซ้ายกับตาขวามีบริเวณที่รับภาพทับซ้อนกัน เมื่อสมองพยายามแปลผลจากทั้งสองตาโดยที่ตาหนึ่งเห็นปลายนิ้วขณะที่อีกตาหนึ่งเห็นปล้องนิ้ว สมองจึงพยายามแปลผลจนเราเห็นเป็นไส้กรอกลอยอยู่ครับ

กลที่สามคือกลจับแบงค์ วิธีเล่นก็คือให้เด็กเอาแขนวางพาดบนโต๊ะหรือเก้าอี้ให้มือยื่นออกมาเตรียมจับแบงค์ที่ผมจะปล่อยให้ตกผ่านมือเด็ก พอผมปล่อยแบงค์เด็กๆก็จะต้องพยายามจับแบงค์ให้ได้ ซึ่งโดยปกติจะไม่สามารถจับได้ (สาเหตุที่เอาแขนไปพาดโต๊ะก็เพื่อป้องกันไม่ให้ขยับแขนลงไปคว้าแบงค์ที่ตกผ่านมือไปแล้วได้ครับ) ผมเล่าเรื่องให้เด็กๆฟังว่า เวลาเราจะจับแบงค์ ตาเราต้องมองดูแล้วเห็นว่าแบงค์ตก แล้วจึงส่งสัญญาณไปที่สมอง สมองต้องตัดสินใจว่าจะจับแบงค์แล้วส่งสัญญาณไปที่มือให้มือจับ สัญญาณเหล่านี้เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่วิ่งไปตามเส้นประสาทของเราและมันใช้เวลาในการเดินทางมากกว่าเวลาที่แบงค์ตกผ่านมือเราไป จากการทดลองจับไม้บรรทัดยาวๆแทนแบงค์พบว่าไม้บรรทัดจะตกลงไปได้กว่าฟุต ดังนั้นแบงค์ที่มีขนาดยาวไม่ถึงฟุตตก มือเราจึงจับไม่ทันครับ

จับกันอย่างนี้ครับ

ต่อไปนี้คือบรรยากาศและบันทึกการเรียนรู้ของเด็กๆครับ อัลบั้มเต็มอยู่ที่นี่นะครับ

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Leave a Reply

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