Category Archives: มัธยม

วิทย์ม.ต้น: ดูคลื่นเสียงและสเปกตรัมของมัน

วิทย์ม.ต้นวันนี้เราทบทวนความรู้เบื้องต้นเรื่องเสียง ซึ่งข้อมูลจะมีตามลิงก์เหล่านี้:

  1. เสียง กล่องเสียง หู และปี่หลอด (อย่าลืมดูคลิปต่างๆในลิงก์นี้)
  2. How Well Do Dogs and Other Animals Hear?

จากนั้นเราคุยกันเรื่องอัดเสียงด้วยโปรแกรมต่างๆเช่น Audacity เราจะเห็นกราฟความดันอากาศที่ไม่โครโฟนวัดที่เวลาต่างๆ ถ้าเราซูมเข้าไปจะเห็นเป็นคลื่น ภาพเหล่านี้จะเกิดจากการซูมดูรายละเอียดมากขึ้นเรื่อยๆ (สังเกตได้จากเวลาเป็นวินาทีในแนวนอน):

เราสามารถดูว่าเสียงที่เราอัดมามีความถี่ต่างๆผสมกันอย่างไรโดยการวาดกราฟสเปกตรัมของมัน (ใน Audacity สามารถใช้เมนู Analyze/Plot Spectrums…) แกนนอนสเปกตรัมคือความถี่ต่างๆ ความสูงของกราฟจะบอกว่ามีพลังงานอยู่ในความถี่ต่างๆเหล่านั้นเท่าไร:

ถ้าเราใช้โทรศัพท์มือถือ เราสามารถใช้แอพหลายตัวเพื่ออัดคลื่นเสียงและดูสเปกตรัมของมันได้ ยกตัวอย่างเช่น SpectrumView สำหรับ iOS หรือ Spectrum Analyzer สำหรับ Android

นอกจากนี้เราสามารถใช้แอพ Phyphox ทำการทดลองหลายๆชนิดด้วยโทรศัพท์รวมถึงการอัดเสียงและหาสเปกตรัมด้วย

เราคุยกันเรื่องการสร้าง”ลายนิ้วมือของเสียง” (audio fingerprinting) โดยการดูรูปแบบสเปกตรัมของเสียงต่างๆเมื่อเวลาเปลี่ยนไป สามารถนำไปประยุกต์ในบริการถามชื่อเพลงเช่น Shazam เป็นต้น เรื่องที่คุยจะเป็นสรุปของลิงก์นี้: How does Shazam work 

วิทย์ม.ต้น: ทดลองวัดเวลาในกลจับแบงค์

เมื่อสองสัปดาห์ที่แล้วผมให้ “…เด็กๆลองเล่นกลจับแบงค์กัน คือให้วางแขนไว้กับโต๊ะให้มืออยู่นอกโต๊ะ แล้วให้เพื่อนปล่อยแบงค์ให้ตกผ่านมือ เด็กๆจะจับแบงค์ไม่ค่อยได้เพราะเวลาที่ตา-สมอง-มือทำงานร่วมกันเพื่อจับแบงค์นั้นนานเกินกว่าเวลาที่แบงค์ตกผ่านมือ การบ้านคือให้เด็กๆไปคิดว่าจะประมาณเวลาการตัดสินใจจับแบงค์อย่างไร แล้วอีกสองสัปดาห์เราจะทำการทดลองกัน…”

วันนี้เด็กๆตัดสินในทำการทดลองโดยการใช้โทรศัพท์ถ่ายวิดีโอแบบสโลโมชั่นที่ 240 เฟรมต่อวินาที แล้วใช้โปรแกรม Tracker มานับจำนวนเฟรมตั้งแต่แบงค์ถูกปล่อย จนกระทั่งมือกำ จะได้เวลาประมาณ 0.1-0.12 วินาที

เด็กๆได้ดูวิดีโอที่สัตว์ที่น่าจะตายแล้ว ขยับไปมาเมื่อโดนเกลือหรือโดนกดหรือจับ:

หนวดปลาหมึก ขากบ และปลาขยับได้ทั้งๆที่มันตายไปแล้วเพราะเซลล์กล้ามเนื้อยังมีแหล่งพลังงาน(สารอาหาร)เหลืออยู่ เมื่อโซเดียม (ในเกลือซึ่งก็คือโซเดียมคลอไรด์) ที่ละลายอยู่ในซอสหรือน้ำไปโดนเซลล์กล้ามเนื้อเหล่านี้ หรือมีแรงกดไปกระตุ้นเซลล์ประสาทให้ส่งสัญญาณไฟฟ้า เซลล์กล้ามเนื้อก็จะทำงานเหมือนมีสัญญาณไฟฟ้าจากสมองมาสั่งงานให้ขยับ สักพักเมื่อแหล่งพลังงานถูกใช้หมด เซลล์กล้ามเนื้อก็จะหยุดขยับครับ

ผมเล่าเรื่องระบบประสาทโดยอาศัยเว็บ Zygote Body ดูเส้นประสาทและสมองกัน

เล่าเรื่องการสะสมความรู้ว่าสัญญาณในร่างกายวิ่งไปมาอย่างไรและใช้ความรู้เหล่านี้พยายามแก้ปัญหาต่างๆ เช่นในลิงก์เหล่านี้:

เทคโนโลยีต่างๆที่จะมาช่วยเหลือคนพิการ

ความเร็วสัญญาณไฟฟ้าในประสาท

วิทย์ม.ต้น: เรื่องน่ารู้เกี่ยวกับการนอน, เฉลยข้อสอบ Python, คลิป Immune System

วันนี้ผมเล่าเรื่องน่ารู้เกี่ยวกับการนอนหลับให้เด็กๆม.ต้นฟังครับ ปกติเราจะคิดว่าเราต้องนอนเพราะสมองเราต้องพักผ่อนเท่านั้น แต่มีงานวิจัยพบว่าสัตว์ที่ไม่มีสมองเช่นฟองน้ำหรือแมงกระพรุนก็แสดงพฤติกรรมประเภทนอนเหมือนกัน และนอกจากนี้ยังมีงานวิจัยที่ทดลองว่าการอดนอนจนตายในแมลงหวี่นั้น พบสารเคมีตระกูลที่มีออกซิเจนอิสระ (ROS, = reactive oxygen species) ในลำไส้เพิ่มขึ้นเรื่อยๆตามการอดนอนจนอายุขัยสั้นเหลือ 10 วันจากปกติ 30 วัน และถ้าลดปริมาณ ROS ในลำไส้โดยกินสารต้านอนุมูลอิสระหรือให้แมลงหวี่นอน แมลงหวี่ก็จะไม่ตายเร็ว ทำให้เราเข้าใจมากขึ้นว่าการนอนน่าจะวิวัฒนาการมาก่อนสมอง และน่าจะมีหน้าที่เกี่ยวกับเมแทบอลิซึมในเซลล์ต่างๆมาก่อน

รายละเอียดจะเป็นประมาณในลิงก์เหล่านี้ครับ:

  1. Sleep Evolved Before Brains. Hydras Are Living Proof.
  2. The Simplest of Slumbers
  3. การศึกษาสาเหตุของการอดนอนที่ทำให้เสียชีวิต พบว่าไม่ได้เกิดจากสมองแต่อาจเกิดในลำไส้
  4. Sleep Loss Can Cause Death through Accumulation of Reactive Oxygen Species in the Gut
  5. การนอน

จากนั้นเราคุยกันเรื่องข้อสอบที่เด็กๆทำไป ส่วนใหญ่ทำได้ไม่มีปัญหาอะไร แต่มีข้อเขียนโปรแกรมที่เด็กๆทำไม่ค่อยครบกัน เลยทำเฉลยไว้ไห้ดู คำถามคือ:

ผมเฉลยเป็นโปรแกรมบน Colab อยู่ที่นี่

เราดูคลิปและคุยกันเรื่องระบบภูมิคุ้มกัน:

จากนั้นผมให้เด็กๆลองเล่นกลจับแบงค์กัน คือให้วางแขนไว้กับโต๊ะให้มืออยู่นอกโต๊ะ แล้วให้เพื่อนปล่อยแบงค์ให้ตกผ่านมือ เด็กๆจะจับแบงค์ไม่ค่อยได้เพราะเวลาที่ตา-สมอง-มือทำงานร่วมกันเพื่อจับแบงค์นั้นนานเกินกว่าเวลาที่แบงค์ตกผ่านมือ การบ้านคือให้เด็กๆไปคิดว่าจะประมาณเวลาการตัดสินใจจับแบงค์อย่างไร แล้วอีกสองสัปดาห์เราจะทำการทดลองกัน