ทานตะวันหันตามดวงอาทิตย์อย่างไร ไฟฟ้าและความร้อน ของเบาชนะของหนัก

วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้ดูวิดีโอการเติบโตของต้นทานตะวัน ได้พยายามเดาและเข้าใจว่าทำไมต้นทานตะวันถึงหันตามดวงอาทิตย์ได้ ได้เห็นการสร้างความร้อนด้วยไฟฟ้า และได้เล่นกับเครื่องตัดโฟมใช้ถ่ายไฟฉาย เด็กอนุบาลได้เล่นใช้แรงเหวี่ยงของเบาๆยกของหนักๆได้ครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ คราวที่แล้วเรื่อง “ทำไมดาบร้อนๆงอเมื่อจุ่มน้ำ ลูกบอลกระเด้งสูงเกินคาด ลูกปิงปองยกลูกเทนนิส” ครับ)

เด็กประถมได้ดูวิดีโอที่เรียกว่า time-lapse ซึ่งเกิดจากการถ่ายภาพเป็นระยะๆเท่าๆกัน แล้วเอาภาพมาเรียงกันฉายเป็นภาพยนต์ ทำให้สังเกตการเปลี่ยนแปลงช้าๆที่กินเวลานานๆได้ (ผมเคยบันทึกเรื่อง time-lapse และ slow motion ไว้ที่นี่นะครับ เชิญกดดูได้) ที่ได้ดูวันนี้คือการเติบโตของต้นทานตะวันครับ:

ผมให้เด็กๆสังเกตว่าใช้เวลาเท่าไรจึงเริ่มมีดอก เวลาเท่าไรถึงเหี่ยวเฉา ทำไมถึงเห็นทานตะวันตลอดไม่มีกลางคืนหรือไง ให้สังเกตการเคลื่อนที่เป็นจังหวะของการเติบโต

จากนั้นผมก็บอกเด็กๆว่าถ้าต้นทานตะวันอยู่ในทุ่ง เวลามันยังเป็นเด็กกำลังเติบโต ตอนเช้ามันจะชี้ไปทางทิศตะวันออก แล้วค่อยๆเปลี่ยนทิศทางตามตำแหน่งดวงอาทิตย์ ทำให้ตอนค่ำชี้ไปทิศตะวันตก พอถึงตอนกลางคืนก็เปลี่ยนไปชี้ทิศตะวันออกใหม่ รอดวงอาทิตย์ขึ้นตอนเช้า ให้เด็กๆเดาว่าขบวนการนี้มันเกิดอย่างไร

เด็กๆก็เดาไปต่างๆนาๆครับ ในที่สุดก็มีคนเดาว่าอาจจะเกิดจากสองข้างยาวไม่เท่ากันทำให้ลำต้นเอียงไปทิศทางต่างๆ ผมเลยเฉลยว่านักวิทยาศาสตร์ค้นพบขบวนการเติบโตอย่างนั้นจริงๆครับ โดยที่ตอนกลางวัน ลำต้นด้านตะวันออกจะเติบโตเร็วกว่าด้านตะวันตก ทำให้ลำต้นค่อยๆงอและชี้ไปทางตะวันตกเรื่อยๆ พอถึงตอนกลางคืนลำต้นด้านตะวันตกจะเติบโตเร็วกว่าด้านตะวันออก ทำให้ลำต้นงอไปทางตะวันออก การเติบโตนี้ถูกกระตุ้นด้วยแสง และการวงจรนับเวลารอบวันของต้นทานตะวัน  (circadian rhythm)

นักวิทย์อธิบายว่าต้นอ่อนที่ตามดวงอาทิตย์ได้ดีก็จะได้รับแสงเยอะและจะโตได้เร็ว ตอนต้นแก่แล้วต้นที่หันเข้าหาดวงอาทิตย์ก็จะมีความอบอุ่นกว่า ทำให้ผึ้งและแมลงแวะมาเยอะกว่า ช่วยผสมเกสรแพร่พันธุ์ต่อไปครับ

ต่อไปเด็กๆก็ได้เข้าใจว่าเวลากระแสไฟฟ้าเยอะๆวิ่งผ่านโลหะ จะเกิดความร้อนขึ้นครับ มีตัวอย่างให้ดูหลายอันในนี้:

เด็กๆหลายๆคนเคยมีประสบการเกี่ยวกับความร้อนจากไฟฟ้าเมื่อต่อสายไฟหรือฟอยล์อลูมิเนียมกับถ่านไฟฉายแล้วร้อนมือด้วยครับ

จากนั้นผมก็เอาสิ่งประดิษฐ์ที่ใช้หลักการนี้มาให้เด็กๆเล่นครับ มันคือเครื่องตัดโฟมใช้ไฟจากถ่านไฟฉาย ลวดที่ใช้เรียกว่าลวดนิโครม (nichrome) ซึ่งมีส่วนผสมของนิกเกิ้ลและโครเมียม (ประมาณ 80:20 เปอร์เซนต์ตามน้ำหนัก) ลวดชนิดนี้เมื่อร้อนแล้วไม่ค่อยรวมตัวกับออกซิเจนแล้วติดไฟง่ายๆเหมือนลวดอื่นๆครับ ทำให้ใช้แพร่หลายในอุปกรณ์ที่ต้องสร้างความร้อนจากกระแสไฟฟ้าเช่นเครื่องเป่าผม ฮีตเตอร์ เตาร้อน ฯลฯ วันนี้เราเอามาตัดโฟมกันครับ เด็กๆเข้าแถวแล้วก็เล่นตัดโฟมกันสนุกสนาน

เครื่องตัดโฟมใช้ถ่านไฟฉายครับ ราคา 60 บาทจากร้อนไดโซะ
เครื่องตัดโฟมใช้ถ่านไฟฉายครับ ราคา 60 บาทจากร้อนไดโซะ
เด็กๆหัดตัดโฟมกันครับ
เด็กๆหัดตัดโฟมกันครับ
ไฟฟ้าจากถ่านไฟฉายวิ่งผ่านลวดนิโครมจนร้อนพอที่จะละลานโฟมได้ครับ
ไฟฟ้าจากถ่านไฟฉายวิ่งผ่านลวดนิโครมจนร้อนพอที่จะละลานโฟมได้ครับ
เด็กประถมปลายฉลุลายต่างๆบนโฟมครับ
เด็กประถมปลายฉลุลายต่างๆบนโฟมครับ

ผมทดลองปล่อยไฟฟ้ามากๆ (มากกว่าถ่านไฟฉาย) พบว่าเมื่อมีกระแสไหลผ่าน 6 แอมแปร์กว่าๆลวดจะร้อนเกินไปแล้วขาดครับ:

กระแสไฟฟ้า 6 แอมป์กว่าๆจากไฟ 5 โวลท์จะทำให้ลวดร้อนมากเกินไปแล้วจะขาดครับ
กระแสไฟฟ้า 6 แอมป์กว่าๆจากไฟ 5 โวลท์จะทำให้ลวดร้อนมากเกินไปแล้วจะขาดครับ

สำหรับเด็กอนุบาลสามทับสอง ผมให้เล่นยกของหนักๆด้วยของเบาๆเช่นลูกปิงปองยกลูกเทนนิส วิธีทำก็คือผูกของทั้งสองชิ้นไว้ด้วยกันด้วยเชือกที่ร้อยผ่านปลอกปากกาหรือ หลอดพลาสติกแข็งๆ จับส่วนปลอกปากกาแล้วแกว่งให้ของที่เบากว่าหมุนเป็นวงกลมเร็วๆ แรงตึงในเชือกที่บังคับให้ของเบาวิ่งเป็นวงกลมจะมากพอที่จะยกของหนักขึ้นได้ ผมเคยบันทึกวิดีโออธิบายโดยใช้ยางลบและลูกเทนนิสในอดีตครับ:

จากนั้นเด็กๆก็ได้เล่นกันใหญ่ครับ:

One thought on “ทานตะวันหันตามดวงอาทิตย์อย่างไร ไฟฟ้าและความร้อน ของเบาชนะของหนัก”

Leave a Reply

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