คุยกับเด็กประถมเรื่องคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เด็กอนุบาลเล่นกับความเฉี่อย

 

อัลบั้มภาพการเรียนการสอนอยู่ที่นี่ครับ

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

(คราวที่แล้วเรื่อง “คุยกับเด็กๆเรื่องหัวใจ วัดความดันโลหิต และเล่นของเล่นนักดำน้ำ” ครับ)

วันอังคารที่ผ่านมานี้ผมไปสอนเด็กๆกลุ่มบ้านเรียนปฐมธรรมและอนุบาลบ้านพลอยภูมิครับ วันนี้เราคุยกันเรื่องคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับเด็กประถม และเล่นกับความเฉื่อยสำหรับเด็กอนุบาลครับ

สำหรับเด็กประถม ก่อนผมจะเข้าเรื่อง ผมให้พวกเขาดูวิดีโอคลิปและรูปภาพต่อไปนี้ครับ:

แล้วผมก็ถามเด็กๆว่าเห็นอะไร มันเหมือนอะไร เด็กๆตอบกันว่าเหมือนมีเมฆรอบๆเครื่องบิน ผมเลยให้เด็กสังเกตในคลิปใหม่ว่าตอนแรกมีแต่เครื่องบินเปล่าๆ แล้วก็เหมือนมีเมฆมาล้อมเครื่องบินทั้งที่ตอนแรกไม่มีเมฆแถวนั้นเลย ผมถามเด็กๆว่าเมฆเกิดได้อย่างไร เด็กๆตอบว่าเกิดจากไอน้ำรวมตัวกันเป็นหยดน้ำเล็กๆ ผมบอกว่าใช่แล้ว ภาพที่เราเห็นคือเครื่องบินเคลื่อนที่ผ่านอากาศด้วยความเร็วใกล้ๆความเร็วเสียงหรือเหนือเสียง คลื่นเสียงจะบีบอัดกันจนความดันอากาศสูงขึ้นทำให้ไอน้ำรวมตัวกันกลายเป็นเมฆรูปกรวยรอบๆเครื่องบิน

จากนั้นเราก็เข้าเรื่องกัน ผมเอารูปรุ้งกินน้ำให้เด็กๆดูแล้วถามว่ามีสีกี่สี เด็กๆต่างก็ตอบว่ามีเจ็ดสี มีสีม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสด แดง ผมจึงให้เด็กชี้ว่าตรงไหนสีแดง ตรงไหนสีแสด ตรงไหนสีเหลือง ฯลฯ แล้วผมก็ถามต่อว่าแล้วสีที่อยู่ระหว่างสีแดงกับสีแสด หรือระหว่างสีต่างๆที่เราบอกว่ามีเจ็ดสีคือสีอะไรล่ะ ดังนั้นเด็กๆจึงเข้าใจได้ว่าสีมีมากกว่าเจ็ดสีที่เราตั้งชื่อ จริงๆแล้วสีในรุ้งมีจำนวนมากมายเพียงแต่เราตั้งชื่อไว้ให้เรียกง่ายๆแค่เจ็ดชื่อเท่านั้น

ผมบอกเด็กๆว่าแสงสีต่างๆในรุ้งนั้นเกิดจากคลื่นของอะไรบางอย่างที่สั่นอยู่ สิ่งที่สั่นก็คือสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า เวลาคลื่นสั่นที่ความถี่ต่างๆกันก็ทำให้เราเห็นเป็นสีต่างกัน ถ้าคลื่นสั่นสักประมาณ 400 ล้านล้านครั้งต่อวินาที เราจะเห็นเป็นสีแดงๆ ถ้าสั่นมากกว่าหน่อยก็จะเห็นเป็นสีแสด ถ้าสั่นมากกว่าอีกก็เป็นสีเหลือง ขึ้นไปเรื่อยๆจนถึงสั่นประมาณ 700-800 ล้านล้านครั้งต่อวินาทีเราก็จะเห็นเป็นสีม่วงๆ

จากนั้นผมก็ให้เด็กๆดูภาพนี้ ที่แสดงว่าแสงที่เราเห็นเป็นส่วนเล็กๆของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีทั้งหมด:

 

เจ้าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเนี่ยมันสั่นได้ถี่กว่าสีม่วงอีก เรามีชื่อเรียกว่าแสง UV หรืออัลตร้าไวโอเล็ต แสง UV มีมากในแสงอาทิตย์แต่ตาเรามองไม่เห็น แต่ถ้าเราตากแดดนานๆมากเกินไปก็จะทำให้เซลล์ผิวหนังตายหรือกลายพันธุ์เป็นมะเร็งได้ แต่ถ้าไม่ได้โดนแดดเลยทำให้ได้รับ UV น้อยร่างกายเราก็จะสังเคราะห์วิตามินดีไม่เพียงพอทำให้เกิดโรงต่างๆอีกรวมถึงกระดูกไม่แข็งแรงและมะเร็ง ดังนั้นควรได้รับแดดบ้างสัก 10-20 นาทีต่อวัน แต่ไม่ควรโดนแดดแรงๆนานๆเป็นชั่วโมงๆ

ถ้าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสั่นถี่ขึ้นไปอีก เราจะเรียกมันว่า X-ray หรือรังสีเอ็กซ์ ซึ่งมีสมบัติทะลุทะลวงร่างกายเราได้ สามารถใช้ฉายผ่านร่างกายเราแล้วรับแสงที่วิ่งผ่านด้วยฟิล์มหรือชิปจับแสงเอ็กซ์เรย์ ทำให้เราเห็นว่าภายในร่างกายเราเป็นอย่างไร เด็กๆเคยสังเกตเห็นว่าคนที่ถ่ายภาพ x-ray ให้เรา (หรือแม้แต่เวลาเด็กๆจะถ่ายภาพ x-ray ฟัน) จะใส่เสื้อคลุมหนักๆที่ใส่ตะกั่วไว้ข้างในเพื่อกันไม่ให้ x-ray ผ่านเข้ามาโดนร่างกายมากเกินไป

ภาพกระดูกในมือของคนที่ถ่ายด้วยแสง X-ray ผมให้เด็กๆดูว่ากระดูกมีกี่ชิ้นและซับซ้อนอย่างไร

คลื่นที่สั่นถี่กว่า X-ray ขึ้นไปอีกเรียกว่า Gamma ray หรือรังสีแกมม่าซึ่งสามารถวิ่งผ่านร่างกายเราได้มากขึ้นไปอีก และสามารถทำลายเซลล์ของเราได้มาก ปกติบนโลกเราจะไม่ค่อยโดนรังสีแกมม่านักนอกจากถ้าเราอยู่ใกล้แหล่งที่มีกัมมันตภาพรังสี

ถ้าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสั่นด้วยความถี่ต่ำกว่าสีแดง เราจะเรียกว่าอินฟราเรด (Infrared) คำว่า Infrared ประกอบด้วยคำว่า Infra- ที่แปลว่าต่ำกว่า และ red ที่แปลว่าสีแดง (คล้ายกับ Ultraviolet = Ultra- ที่แปลว่าสูงกว่า และ violet ที่แปลว่าสีม่วง) แสงอินฟราเรดเป็นแสงที่เรามองไม่เห็นแต่เรารู้สึกได้ด้วยผิวหนังของเราเวลาเรารู้สึกร้อน คลื่นอินฟราเรดจะถูกปล่อยออกมาจากร่างกายอุ่นๆแม้ในที่ที่มืดสนิท ดังนั้นสัตว์นักล่าบางชนิด(เช่นพวกงู)จะสามารถตรวจจับคลื่นนี้ได้ คนเราก็ประดิษฐ์กล้องที่ตรวจจับคลื่นอินฟราเรดได้ไว้ใช้หาตัวคนอุ่นๆในที่มืดๆ

รีโมทคอนโทรลของโทรทัศน์มักจะใช้อินฟราเรดเป็นสัญญาณคุยกับเครื่องโทรทัศน์ เราสามารถใช้กล้องดิจิตอลทั่วไปจับภาพแสงจากรีโมทคอนโทรลได้เนื่องจากตัวรับแสงในกล้องสามารถรับคลื่นอินฟราเรดได้ด้วย ดังในคลิปข้างล่างนี้ครับ:

ถ้าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสั่นด้วยความถี่ต่ำลงไปอีก เราจะเรียกคลื่นว่าคลื่น Microwave (ไมโครเวฟ) คลื่นนี้เราใช้กันทั่วไปในทีวีที่มีจานรับสัญญาณดาวเทียม จานที่รับนั้นรับคลื่นไมโครเวฟจากดาวเทียมนั่นเอง นอกจากนี้สัญญาณ Wifi ที่คอมพิวเตอร์ใช้ต่อเน็ตเวิร์ค สัญญาณโทรศัพท์มือถือ เตาไมโครเวฟ ต่างก็ใช้คลื่นไมโครเวฟเพื่อทำงานทั้งสิ้น

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่สั่นด้วยความถี่ต่ำกว่าไมโครเวฟลงไปอีกจะเรียกว่าคลื่นวิทยุ ที่เราฟังวิทยุหรือใช้วิทยุสื่อสารก็จะใช้คลื่นพวกนี้

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหลาย ไม่ว่าจะเป็นคลื่นวิทยุ ไมโครเวฟ อินฟราเรด แสงที่ตาเรามองเห็นได้ทุกสี อัลตร้าไวโอเล็ต รังสีเอ็กซ์ รังสีแกมม่า ต่างก็เป็นของประเภทเดียวกัน ต่างกันที่ความถี่ในการสั่นของคลื่น คลื่นต่างๆเหล่านี้มีความเร็วในสูญญากาศเท่ากันด้วย เท่ากับความเร็วแสงในสูญญากาศ = 299,792,458 เมตรต่อวินาที (หรือประมาณ 3 แสนกิโลเมตรต่อวินาที) อันเป็นความเร็วสูงสุดที่สสาร พลังงาน และข้อมูลจะเดินทางได้

พอเด็กๆได้ฟังทฤษฎีจบ ก็ลงมือทดลองเกี่ยวกับการปิดกั้นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ในที่นี้ผมใช้โทรศัพท์ iPhone ที่ติดต่อกับสถานีด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่สั่นด้วยความถี่ 850 ล้านครั้งต่อวินาที หรือที่เรียกกันว่า 850 เม็กกะเฮิร์ตซ์ โดยเอาโทรศัพท์ไปห่อหุ้มด้วยสิ่งต่างๆแล้วใช้โทรศัพท์อีกเครื่องโทรหาว่ามีสัญญาณหรือไม่ เราทดลองเอาโทรศัพท์ใส่กระป๋องพลาสติกปิดฝา (กั้นคลื่นไม่ได้ — โทรติด) ใส่กระป๋องโลหะปิดฝา (กั้นคลื่นได้ — โทรไม่ติด) ห่อด้วยฟอยล์อลูมิเนียม (กั้นคลื่นได้ — โทรไม่ติด) ใส่ในเตาไมโครเวฟ (กั้นคลื่นไม่ได้ — โทรติด) ใส่ในตู้เย็น (กั้นคลื่นไม่ได้ — โทรติด) ห่อด้วยถุงพลาสติกแล้วไปจุ่มในน้ำลึกประมาณสามนิ้ว (กั้นคลื่นไม่ได้ — โทรติด)  ใส่ในหม้อแกงอลูมิเนียมปิดฝา (กั้นคลื่นไม่ได้ — โทรติด สงสัยว่ามีช่องว่างระหว่างฝากับหม้อ) ห่อด้วยมุ้งลวด (กั้นคลื่นได้บ้างไม่ได้บ้าง ขึ้นกับวิธีห่อว่ามิดชิดและหนาแค่ไหน)  เรื่องนี้เป็นเรื่องเดียวกับสัญญาณโทรศัพท์อ่อนลงหรือขาดเมื่อเราเข้าไปในลิฟท์ หรือสัญญาณวิทยุอ่อนลงเมื่อเราลงไปในที่จอดรถชั้นใต้ดิน

ต่อไปนี้คือบรรยากาศและบันทึกการเรียนรู้ของเด็กประถมครับ อัลบั้มเต็มอยู่ที่นี่นะครับ

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

สำหรับเด็กๆอนุบาลสามโรงเรียนอนุบาลบ้านพลอยภูมิ ผมเอาการทดลองเล่นกับความเฉื่อยไปเล่นกับเด็กๆครับ ผมเคยเขียนอธิบายเรื่องความเฉื่อยและการเล่นแบบนี้ไปแล้วที่ “ความเฉื่อยครองโลก” เลยขอคัดลอกเอามาใช้ที่นี่อีกนะครับ:

“ความเฉื่อย” หรือ Inertia (อ่านว่า อิ-เนอร์-เชียะ) เป็นคุณสมบัติของวัตถุทุกๆอย่างครับ เป็นคุณสมบัติของวัตถุต่างๆที่ไม่อยากเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่ของมัน ถ้าอยู่เฉยๆก็จะอยู่เฉยๆไปเรื่อยๆจนมีอะไรมาทำอะไรกับมัน ถ้าเคลื่อนที่อยู่แล้วก็ไม่อยากหยุด ไม่อยากวิ่งเร็วขึ้น ไม่อยากเลี้ยว ถ้าจะทำให้หยุด หรือเร็วขึ้น หรือเลี้ยว ต้องใช้แรงมากระทำกับมัน

เราเรียกปริมาณความเฉื่อยของวัตถุแต่ละชิ้นว่า “มวล” ของวัตถุ บนโลกถ้าวัตถุไหนมีมวลมาก นำ้หนักของมันก็มากตาม แต่ในอวกาศไกลๆจากโลก แม้ว่าวัตถุนั้นจะมีน้ำหนักน้อยมากๆ (เพราะน้ำหนักคือแรงดึงดูดจากโลกมีค่าน้อยลงเมื่อห่างจากโลก) มวลหรือความเฉื่อยของมันก็ยังมี และทำให้วัตถุไม่ค่อยอยากเปลี่ยนแปลงการหยุดนิ่งหรือการเคลื่อนที่ของมัน ถ้าจะเปลี่ยนแปลง ก็ต้องมีแรงอะไรไปผลักดันดูดดึงมัน

วัตถุที่มวลมาก ความเฉื่อยก็จะมาก ทำให้ต้องใช้แรงมากในการเร่งหรือหยุดหรือเลี้ยววัตถุเหล่านั้น ด้วยเหตุนี้รถบรรทุกสิบล้อจึงเร่งให้มีความเร็วง่ายๆเหมือนรถจักรยานยนต์ไม่ได้ รวมถึงใช้ระยะทางในการหยุดมากกว่า

การทดลองแรกเราก็เอากระดาษแข็งไปวางปิดปากถ้วยพลาสติก แล้วเอาเหรียญหรือวัตถุที่ไม่เบาเกินไปวางไว้บนกระดาษแข็ง ถ้าเราเคาะหรือดีดกระดาษแข็งในแนวนอน เหรียญก็จะไม่ค่อยขยับ ถ้าจะขยับนิดหน่อยก็เพราะความฝืดจากกระดาษ ถ้าเราดีดกระดาษแข็งเร็วพอ กระดาษก็จะกระเด็นไป ขณะที่เหรียญตั้งอยู่ที่เดิม แล้วก็ตกลงไปในถ้วย ถ้าเราเลื่อนกระดาษช้าๆ แรงเสียดทานจากกระดาษก็จะเพียงพอที่จะลากเหรียญไปด้วย แต่เมื่อเราดีดกระดาษออกไปอย่างรวดเร็ว แรงเสียดทานจากกระดาษไม่เพียงพอที่จะพาเหรียญให้ติดไปกับกระดาษได้ เหรียญจึงอยู่เกือบๆที่เดิม และเมื่อไม่มีกระดาษรองอยู่ โลกก็ดึงดูดเหรียญให้ตกลงไปในถ้วย

ผมมีวิดีโอที่เคยบันทึกไว้ในอดีตเกี่ยวกับการเล่นแบบนี้ครับ:

หลังจากสาธิตวิธีิเล่นให้เด็กๆดูผมก็ให้เด็กๆและคุณครูเล่นตามครับ ต่อไปนี้คือบรรยากาศและบันทึกการเรียนรู้ของเด็กอนุบาลครับ อัลบั้มเต็มอยู่ที่นี่นะครับ

 
 
 
 
 
 
 

Leave a Reply

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