ดูคลื่นในสปริง คลื่นซ้อนทับ การสั่นพ้อง การสั่นธรรมชาติ

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมต้นได้สังเกตคลื่น ในสปริงและการซ้อนทับของคลื่น ได้เห็นว่าถ้าคลื่นพอเหมาะซ้อนนทับกันจะเกิดคลื่นที่ไม่เคลื่อนที่ (คลื่นนิ่งหคือคลื่นยืน, standing wave) เด็กประถมปลายได้สังเกตความถี่ธรรมชาติของสิ่งต่างๆ และได้เห็นการสั่นธรรมชาติในแบบต่างๆของแผ่นพลาสติกบาง ๆและน้ำในถาด เด็กอนุบาลสามได้เล่นกับเสียงและการสั่นสะเทือน

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมต่างๆอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง  “เรียนรู้เรื่องกล่องเสียง ส่วนประกอบของหู เสียงและการสั่นสะเทือน เล่นกับสุญญากาศ” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

สำหรับเด็กประถมต้น ผมผมเอาของเล่นที่เรียกว่าสลิงกี้ (Slinky) ซึ่งคือสปริงอ่อนๆใหญ่ๆมาให้เด็กๆเล่นกันครับ

เด็กๆได้สังเกตการเคลื่อนที่ผ่านกันของคลื่นในสลิงกี้ ได้ดูการสะท้อนของคลื่น เด็กได้สังเกตว่าถ้าเราจับได้ปลายข้างหนึ่งของสปริงให้อยู่กับที่ ส่วนยอดของคลื่นที่วิ่งเข้าไปกับคลื่นที่สะท้อนกลับมาจะมีทิศทางตรงกันข้ามกันครับ คลื่นสามารถวิ่งผ่านกันได้ด้วยครับ

เด็กๆได้ทายว่าเวลาของตก เช่นสลิงกี้ตก ส่วนไหนตกก่อน ด้านบนตกก่อน ด้านล่างตกก่อน หรือตกพร้อมๆกัน แล้วถ่ายเป็นภาพสโลโมชั่นให้เขาดูกันครับ

นอกจากนี้ผมเอาคลิปสลิงกี้เดินไม่หยุดให้เด็กๆดูด้วยครับ:

เด็กประถมต้นและประถมปลายได้สังเกตว่าถ้าเรามีคลื่นวิ่งสวนกันอย่างเหมาะสม ผลลัพธ์จะเป็นคลื่นยืนหรือคลื่นนิ่ง (standing wave) ที่ขยับขึ้นลงอย่างเดียว ไม่วิ่งไปมาด้วยครับ เด็กๆได้พยายามทดลองสร้างคลื่นยืนในสลิงกี้ ส่วนเด็กประถมปลายได้สังเกตุคลื่นยืนบนแผ่นพลาสติกบางๆและผิวน้ำครับ:

เด็กประถมปลายได้รู้จักกับการสั่นธรรมชาติ  ได้รู้ว่าสิ่งต่างๆมีความถี่ธรรมชาติ (natural frequencies) หลายๆความถี่ ถ้าเราสั่นมันด้วยความถี่ธรรมชาติเหล่านั้นมันจะสั่นตามแรงๆจากปรากฏการณ์สั่นพ้อง (resonance)

หน้าตาการสั่นของวัตถุที่ความถี่ธรรมชาติต่างๆก็แตกต่างกันไปตามรูปทรง ขนาด ประเภทวัสดุ วิธีที่เราจับมันไว้ และความถี่ที่สั่น

ในการทดลองนี้เราใช้เกลือโรยแผ่นพลาสติกบางๆที่ขึงบนถังพลาสติกเพื่อหัดดูการสั่นเหล่านี้ ตรงไหนมีการสั่นเยอะก็จะไม่มีเกลือ ตรงไหนไม่สั่นก็จะมีเกลือกองไว้อยู่ นอกจากนี้ยังเอาน้ำใส่ขันพลาสติกแล้วทำให้สั่นที่ความถี่ต่างเพื่อให้มีคลื่นยืนบนผิวน้ำด้วยครับ:

สำหรับเด็กอนุบาลสาม ผมให้เล่นเรื่องการเสียงและสั่นสะเทือน เอาลำโพงที่ปล่อยเสียงความถี่ต่างๆมาให้เด็กๆฟัง ให้เข้าใจว่าเสียงสูงมีความถี่สูง เสียงต่ำมีความถี่ต่ำ สามารถสังเกตการสั่นสะเทือนโดยเอาของเบาๆเช่นเม็ดโฟมไปไว้บนลำโพง หรือเอาถาดพลาสติกใส่เม็ดโฟมหรือถาดโลหะใส่น้ำวางไว้บนลำโพงก็ได้ เด็กๆสนุกที่สุดตอนเอาลูกปิงปองสองลูกสองสีไปวางไว้บนลำโพงแล้วเชียร์ว่าลูกไหนจะอยู่ได้นานกว่ากันครับ 

Leave a Reply

Your email address will not be published.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