Category Archives: science

เล่นกับแม่เหล็ก หัดวางคลิปโลหะบนผิวน้ำ

วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทยาศาสตร์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้ดูคลิปหนูจิงโจ้กระโดดหนีงูหางกระดิ่ง ได้เล่นแม่เหล็กและของเล่นจากแม่เหล็กต่างๆ ได้ดูวิธีใช้แม่เหล็กเป็นเข็มทิศ เด็กอนุบาลสามได้เรียนรู้เกี่ยวกับแรงตึงผิวของน้ำโดยการหัดวางคลิปโลหะให้ลอยน้ำครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง “คลิปพลาสมาองุ่น ประดิษฐ์ของเล่นถ้วยพลาสติกร่อน โคลนแป้งมันประหลาด” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

สำหรับเด็กประถม ผมให้ดูคลิปนี้เพื่อความบันเทิง ให้ลุ้นกันว่าหนูจะหนีงูอย่างไรครับ:

ผมสอนให้เด็กๆเข้าไปปรับความเร็ววิดีโอของ YouTube ตรงส่วน Settings รูปเฟืองด้านล่างของวิดีโอ ให้เล่นเร็วเล่นช้าได้ จะได้ดูอะไรได้ชัดๆครับ

ต่อไปผมก็เอาหลอดพลาสติกที่มีลูกเหล็กลอยอยู่ข้างในมาให้เด็กๆดูครับ ให้เด็กเดาว่ามันลอยอยู่ได้อย่างไร หน้าตาเป็นอย่างนี้ครับ:

ตอนเด็กๆดูห่าง ก็มีข้อเสนอต่างๆเช่นผนังฝืด ข้างในมีของเหลว แต่พอผมเขย่าๆให้มันขยับเด็กๆก็คิดว่าต้องมีแม่เหล็กผลักกันแหงๆ ผมจึงถามว่าจะรู้ได้อย่างไรว่ามีแม่เหล็ก เด็กๆก็หาชิ้นเหล็กมาใกล้ๆดูครับ

ผมถามเด็กๆว่าสมมุติเราสงสัยวัตถุชิ้นหนึ่งว่าเป็นแม่เหล็กหรือไม่ แต่เราไม่มีเหล็กให้มันลองดูดเลย เราจะทำอย่างไรดี เด็กๆเดากันหลายแบบแต่ยังไม่ถูกครับ ผมจึงเฉลยว่าเราอยู่บนโลกที่มีขั้วแม่เหล็กอยู่แล้ว ดังนั้นเราสามารถทดสอบวัตถุต้องสงสัยโดยการแขวน หรือลอยมันในน้ำ แล้วดูว่าวัตถุต้องสงสัยอยู่ในทิศทางคงที่หรือไม่ เพราะถ้ามันเป็นแม่เหล็ก มันจะดูดกับสนามแม่เหล็กโลก ขั้วของมันจะเรียงในแนวเหนือใต้ของสนามแม่เหล็กโลก

ถ้าแขวนแม่เหล็ก รอสักพักมันจะเรียงตัวให้ขั้วของมันเรียงตามแนวเหนือใต้ของสนามแม่เหล็กโลกครับ
ถ้าแขวนแม่เหล็ก รอสักพักมันจะเรียงตัวให้ขั้วของมันเรียงตามแนวเหนือใต้ของสนามแม่เหล็กโลกครับ

วิดีโอคลิปเวลาเอาแม่เหล็กไปลอยน้ำครับ:

หลักการนี้ทำให้เราใช้แม่เหล็กเป็นเครื่องมือชี้ทิศทางที่เรียกว่าเข็มทิศได้ครับ ถูกใช้มากว่าสองพันปีแล้วครับ

จากนั้นผมก็ให้เด็กๆเล่นแม่เหล็ก และของเล่นที่ทำจากแม่เหล็กครับ เช่นโช้คอัพแม่เหล็กที่เอาไม้เสียบลูกชิ้นเสียบผ่านแม่เหล็กที่มีรูตรงกลาง เอาแม่เหล็กที่ก้อนที่ขั้วเหมือนกันมาใส่ให้มันผลักกัน สามารถรับน้ำหนักหรือเด้งไปมาได้เหมือนโช้คอัพ:

อีกอันคือลูกข่างแนวนอนครับ:

ให้เด็กๆหาให้ได้ว่าแม่เหล็กอยู่ที่ไหนบ้าง และวางขั้วอย่างไรครับ เด็กๆก็เอาแม่เหล็กและชิ้นเหล็กไปแตะตามที่ต่างๆ แล้วคิดว่าทิศทางขั้วต้องเป็นอย่างไรครับ

สำหรับเด็กอนุบาลสามผมให้หัดลอยคลิปโลหะบนผิวน้ำครับ วิธีลอยคลิปโลหะง่ายๆก็มีอยู่หลายวิธี วิธีแรกคือฉีกกระดาษทิชชูให้ขนาดใหญ่กว่าคลิปนิดหน่อย รองคลิปไว้ แล้วค่อยๆลอยทั้งคลิปและกระดาษทิชชูที่รองอยู่ลงบนผิวน้ำ รอสักพักทิชชูก็จะอิ่มน้ำแล้วจมลงไป เหลือแต่คลิปหนีบกระดาษลอยอยู่ อีกวิธีหนึ่งก็คือเสียสละคลิปหนีบกระดาษหนึ่งตัว เอามางอให้เป็นรูปตัว L เอามือเราจับด้านบนของตัว L แล้วใช้ด้านล่างของตัว L รองคลิปหนีบกระดาษอีกตัวไว้แล้วก็ค่อยๆเอาคลิปไปวางที่ผิวน้ำ พอวางได้ เราก็ค่อยขยับตัว L ออกเหลือแต่คลิปลอยอยู่ นี่คือวิธีที่สองครับ:

พอผมทำให้ดูแล้ว เด็กๆก็ลองเล่นกันครับ:

ผมเล่าให้เด็กๆฟังว่าน้ำมีส่วนประกอบเล็กๆ (โมเลกุล) ที่อยากอยู่ใกล้ๆกันไม่อยากแยกจากกัน พอมีอะไร (เช่นคลิปหนีบกระดาษ) มากด น้ำก็ไม่อยากแยกออกจากกัน แล้วออกแรงยกคลิปไว้ แต่ถ้าแรงกดมากเกินไป (เข่นตอนโยนคลิปลงบนผิวน้ำ) ผิวของน้ำก็รับน้ำหนักไม่ไหวเหมือนกัน ก็จะแยกออกปล่อยให้คลิปจมลงไป

ผมให้เด็กๆสังเกตผิวน้ำที่บุ๋มลงไปเพื่อรับน้ำหนักคลิปด้วยครับ:

ผิวน้ำที่บุ๋มลงไปเพื่อรับน้ำหนักคลิปโลหะครับ
ผิวน้ำที่บุ๋มลงไปเพื่อรับน้ำหนักคลิปโลหะครับ

ผมเคยบันทึกเรื่องแรงตึงผิวไว้ละเอียดมากขึ้นสำหรับเด็กๆประถมไว้ด้วยครับ ถ้าสนใจไปดูที่นี่และที่นี่นะครับ:

ของประหลาดที่เรียกว่า Prince Rupert’s Drop หรือลูกอ๊อดแก้ว

ของประหลาดที่เรียกว่า Prince Rupert’s Drop ครับ ผมเรียกมันว่าลูกอ๊อดแก้ว มันคือแก้วหลอมเหลวที่หยดลงไปในน้ำเย็น แก้วที่ผิวก็จะเย็นกลายเป็นของแข็งอย่างรวดเร็วขณะที่แก้วภายในยังร้อนและเป็นของเหลวอยู่ เมื่อแก้วภายในค่อยๆเย็นลงกลายเป็นของแข็ง มันก็จะหดตัวทำให้มีแรงตึงภายในเนื้อแก้วมากมาย เนื้อแก้วจะแข็งมากสามารถทุบด้วยฆ้อนหรือยิงด้วยกระสุนปืนได้ แต่ถ้ามีรอยแตกที่ใดก็ตามแรงตึงในเนื้อแก้วจะทำให้ชิ้นแก้วระเบิดเป็นผงทันที ในวิดีโอมีภาพสโลโมชั่นให้เห็นความเร็วของการแตกของแก้วที่เกิดจากแรงตึงในเนื้อแก้วด้วยครับ:

มีการทดลองเพิ่มเติมด้วยการยิงด้วยกระสุนปืนด้วยครับ พบว่าส่วนหัวมันแข็งมาก กระสุนตะกั่วชนแล้วแตกกระจายไปเลย แก้วส่วนหัวก็ยังไม่แตก แต่ความเร่งมากๆทำให้ส่วนหางเล็กๆขยับเร็วๆแล้วหักทำให้แก้วทั้งชิ้นระเบิดเป็นผง ในภาพสโลโมชั่นจะเห็นคลื่นการแตกวิ่งมาจากส่วนหางมาที่หัวครับ มีแก้วชิ้นหนึ่งที่ใหญ่กว่าชิ้นอื่นๆที่โดนยิงแล้วหางไม่หักทำให้มันไม่แตกด้วยครับ:

 

คลิปพลาสมาองุ่น ประดิษฐ์ของเล่นถ้วยพลาสติกร่อน โคลนแป้งมันประหลาด

วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทยาศาสตร์กับเด็กๆครับ เด็กประถมได้ดูคลิปพลาสมาเรืองแสงจากองุ่นในเตาไม่โครเวฟ ได้ดูลูกบาสหมุนตกจากที่สูงแล้วร่อนไปไกลๆด้วยแรงยกจากอากาศที่เรียกว่า Magnus Effect และได้ประดิษฐ์ของเล่นถ้วยพลาสติกร่อนด้วยหลักการเดียวกันครับ นอกจากนี้ประถมปลายได้ดูคลิปการสร้างก๊าซไฮโดรเจนด้วยสิ่งของตามบ้านด้วย อนุบาลสามได้เล่นกับโคลนแป้งมันโดยใช้มือจิ้มแรงๆและเบาๆ ได้ดูโคลนแป้งมันบนลำโพงที่สั่นด้วยความถี่ต่างๆครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง “คุยต่อเรื่องเสียง หูและการได้ยิน โคลนแป้งมันประหลาด” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ผมให้เด็กๆประถมดูคลิปนี้ครับ:

ผมเล่าให้เด็กๆฟังว่าสถานะของสสารต่างๆนอกจะมีของแข็ง ของเหลว ก๊าซแล้ว ยังมีอีกหลายสถานะ มีเป็นสิบเลย แต่ที่พบเจอในชีวิตประจำวันก็จะมีสี่สถานะคือของแข็ง ของเหลว ก๊าซ และ พลาสมา (Plasma)

พลาสมาเป็นสถานะที่มีมากที่สุดในจักรวาลที่เราเห็นครับครับ มันคือก๊าซที่ร้อนมาก (มีพลังงานมาก) จนอิเล็คตรอนในอะตอมของก๊าซหลุดออกมาจากอะตอมและวิ่งไปมาทั่วไปสามารถนำไฟฟ้าได้ ดาวฤกษ์ทั้งหลายก็เป็นพลาสม่ากันทั้งนั้น สิ่งของใกล้ตัวที่เป็นพลาสมาหรือมีพลาสมาเป็นส่วนประกอบก็เช่นหลอดไฟฟลูออเรสเซนท์ ฟ้าแลบที่อากาศร้อนมากจนเปล่งแสง แสงเหนือแถบขั้วโลกก็เกิดจากพลาสมาครับ Continue reading คลิปพลาสมาองุ่น ประดิษฐ์ของเล่นถ้วยพลาสติกร่อน โคลนแป้งมันประหลาด