Spectroscope ทำมือ และเล่นไม้สั่น/หมุน

 

อัลบั้มภาพการเรียนการสอนอยู่ที่นี่ครับ

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

(คราวที่แล้วเรื่อง “คุยกับเด็กประถมเรื่องคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เด็กอนุบาลเล่นกับความเฉี่อย” ครับ)

วันอังคารที่ผ่านมานี้ผมไปสอนเด็กๆกลุ่มบ้านเรียนปฐมธรรม กลุ่มบ้านเรียนเฟิร์น และอนุบาลบ้านพลอยภูมิครับ วันนี้เรื่อง Spectroscope ทำเองได้สำหรับเด็กประถม และเล่นของเล่นที่เปลี่ยนการสั่นเป็นการหมุนสำหรับเด็กๆอนุบาลครับ

สำหรับเด็กประถมผมพยายามเชื่อมต่อจากสัปดาห์ที่แล้วที่ว่าแสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าโดยที่แสงที่มีสีแตกต่างกันก็เพราะเป็นคลื่นที่สั่นด้วยความถี่ต่างกัน คราวนี้ผมเลยให้เด็กๆได้รู้จักเครื่องมือที่เรียกว่า Spectroscope ที่จะแยกแสงสีต่างๆให้เราเห็นได้ เจ้าเครื่องมือนี้เราสามารถทำกันเองได้ง่ายๆด้วยแผ่น CD กล่องกระดาษ ฟอยล์อลูมิเนียม และเทปกาว

ผมเอาแผ่น CD มาเอียงไปเอียงมาให้สะท้อนแสงเป็นสีรุ้งๆให้เด็กเห็น แม้ว่าเราจะเห็นสีหลายๆสีแต่เนื่องจากมีแสงจากหลายๆทิศทางมากระทบแผ่น CD ทำให้เราเห็นสีไม่ชัดนัก วิธีที่จะทำให้เห็นชัดก็คือเราต้องจำกัดแสงที่มากระทบแผ่น CD ให้เข้ามาจากทิศทางเดียวโดยใช้กล่องกระดาษมาติดกับ CD และเจาะรูกล่องให้แสงวิ่งเข้ามาในทิศทางเดียวเท่านั้น จะได้เห็นสีชัดๆ

สาเหตุที่เราเห็นสีรุ้งๆสะท้อนบนแผ่น CD ก็เพราะว่าแผ่น CD บันทึกข้อมูลเป็นจุดๆที่เรียงกันเป็นเส้นรูปก้นหอยวนจากตรงกลางด้านในออกมาถึงขอบด้านนอก พวกจุดข้อมูลเหล่านี้จะทำให้คลื่นแสงขนาดต่างๆสะท้อนและหักเหออกมาในทิศทางต่างๆกัน ทำให้แสงสีต่างๆกันสะท้อนออกมาในทิศทางต่างกันทำให้เราเห็นแต่ละสีได้ ภาพข้างล่างนี้คือภาพขยายว่าหน้าตาของจุดข้อมูลในแผ่น CD เป็นอย่างไรครับ:

ภาพขยายพื้นผิวของแผ่น CD ถ่ายภาพด้วย Atomic Force Microscope (ภาพต้นแบบจาก http://en.wikipedia.org/wiki/File:Afm_cd-rom.jpg)

วิธีประกอบ Spectroscope ก็คือเอากล่องกระดาษแข็งมาเจาะรูสี่เหลี่ยมจตุรัสกว้างยาวประมาณ 2 เซ็นติเมตรสองรู โดยรูแรกอยู่ที่ด้านข้างของกล่องให้แสงเข้า(เจาะรูให้ห่างจากขอบบนลงมาสัก 2 เซ็นติเมตร) รูที่สองอยู่ด้านบนของกล่องไว้ให้เราสามารถมองเข้าไปในกล่องได้ ที่บริเวณรูที่ใช้มองให้ตัดกล่องเป็นช่องสำหรับเสียบแผ่น CD ลงไปได้สักครึ่งแผ่น แล้วเสียบ CD ลงไปให้ด้านที่สะท้อนแสงหันไปทางรูที่แสงเข้ามา เมื่อประกอบอย่างนี้เสร็จแล้วให้ลองให้แสงจากท้องฟ้าหรือหลอดไฟเข้ามาทางรูรับแสงแล้วมองเข้าไปในกล่อง เราควรจะเริ่มเห็นสีรุ้งๆแล้วแต่อาจจะเบลอๆไม่ชัด

แสดงบริเวณที่เจาะรูที่กล่อง และเสียบ CD

ถ้าเราต้องการให้เห็นสีรุ้งชัดๆไม่เบลอ เราต้องทำให้รูแสงเข้ามีขนาดเล็กๆ ยิ่งเล็กภาพก็จะยิ่งคมชัดแต่ก็จะมืดลงไปด้วย วิธีที่ผมใช้คือเอาชิ้นฟอยล์อลูมิเนียมพับให้เรียบๆสองชิ้นมาติดด้วยเทปกาวทับไปบนรูแสงเข้า โดยให้มีช่องว่างเป็นเส้นเล็กๆระหว่างแผ่นฟอยล์สองชิ้นให้แสงผ่านเข้าไปได้ดังในภาพข้างล่าง:

ติดฟอยล์ให้ช่องรับแสงเล็กๆ
เสียบ CD อย่างนี้
รูสำหรับมองเข้าไป

เมื่อประกอบเสร็จแล้วเราก็ใช้เจ้าอุปกรณ์อันนี้ส่องกับแสงต่างๆเช่นท้องฟ้า หลอดไฟฟ้า จอ LCD เทียน ไฟในเตาแก๊ส ซึ่งหน้าตาแถบสีต่างๆที่เราเห็นก็จะแตกต่างกันไป ขึ้นกับอุณหภูมิของแหล่งกำเนิดแสง และองค์ประกอบทางเคมีที่แหล่งกำเนิดแสง

แถบสี (spectrum) จากการส่องท้องฟ้าตอนแดดแรงๆ
แถบสี (spectrum) เมื่อส่องจอ LCD

เจ้าอุปกรณ์ตระกูล Spectroscopeเนี่ยมันมีประโยชน์มาก ในอดีตถูกใช้ในการค้นพบธาตุต่างๆมากมาย ค้นพบว่ามีฮีเลียมในดวงอาทิตย์ก่อนจะพบบนโลก ใช้ในการแบ่งแยกประเภทดาวฤกษ์ต่างๆ นอกจากนี้ยังใช้ในการค้นพบว่าจักรวาลของเราขยายตัวอีกด้วย วิธีประดิษฐ์แบบนี้ผมได้ดูมาจากเว็บของคุณ Jerry Zhu ครับ เป็นวิธีที่ง่ายและเร็วที่สุดที่ผมเคยเห็น แวะเข้าไปดูเว็บของเขานะครับเพราะมีภาพสวยๆอีกหลายภาพ

หลังจากผมอธิบายให้เด็กๆฟังว่าทำ Spectroscope อย่างไรผมก็ให้เด็ก ป.1-2 ใช้มันดูแสงต่างๆ และให้เด็กป.3-5 ประดิษฐ์มันครับ

ต่อไปนี้คือบรรยากาศและบันทึกการเรียนรู้ของเด็กๆประถมครับ อัลบั้มเต็มอยู่ที่นี่นะครับ

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

สำหรับเด็กๆอนุบาลสามอนุบาลบ้านพลอยภูมิ ผมให้เล่นของเล่นที่ทำด้วยไม้ที่เปลี่ยนการสั่นเป็นจังหวะเป็นการหมุนของใบพัดครับ หน้าตามันเป็นอย่างนี้ครับ:

การทำงานมันเหมือนการเล่นฮูลาฮูปครับ การที่ไม้สั่นเป็นจังหวะที่เหมาะสมจะเหวี่ยงปลายของมันเหมือนคนขยับเอวเวลาเล่นฮูลาฮูป ทำให้ใบพัดที่ปลายหมุนๆเหมือนฮูลาฮูปหมุนรอบเอว

หลังจากผมสาธิตให้ดู เด็กๆก็ต่อแถวลองเล่นเองครับ ก็เป็นของเล่นที่แปลกดีครับ

จากนั้นผมเอาของเล่นสองอันมากำให้ติดกันแน่นๆ แล้วสีให้อันหนึ่งสั่น แต่ทำให้ใบพัดของเล่นทั้งสองชิ้นหมุนด้วย แล้วผมให้เด็กๆคิดว่าทำไมถึงหมุนได้ ปรากฏว่าเด็กๆตอบกันได้ว่าความสั่นมันส่งต่อกันไปได้ครับ ผมจึงเลยให้เด็กๆทดลองเอาหูแนบกับพื้นไม้แล้วผมเคาะเบาๆ ถามว่าได้ยินอะไรไหม และให้เปรียบเทียบว่าได้ยินดังกว่าหรือค่อยกว่าเวลายกหูออกจากพื้น เด็กๆตอบว่าเวลาเอาหูแนบพื้นได้ยินเสียงชัดกว่า ผมจึงบอกว่าใช่แล้วการสั่นสะเทือนมันวิ่งผ่านพื้นไม้แข็งๆได้ดีกว่าผ่านอากาศเด็กๆจึงได้ยินชัดกว่า

ต่อไปนี้คือบรรยากาศการเรียนรู้ของเด็กๆอนุบาลครับ อัลบั้มเต็มอยู่ที่นี่นะครับ

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Leave a Reply

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