วิทย์ประถม: แบบจำลองของดวงตา, เลนส์นูนเลนส์เว้า

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กประถมที่ศูนย์การเรียนปฐมธรรมมาครับ เด็กๆหัดคิดแบบวิทย์โดยพยายามอธิบายมายากล ได้ดูและเล่นแบบจำลองลูกตาที่ทำจากโคมกระดาษ เลนส์นูน และแผ่นผลาสติกขุ่น ได้สังเกตการกลับหัวกลับหางของภาพบนเรตินา เด็กประถมปลายได้เรียนรู้เรื่องเลนส์เว้า เลนส์นูน และแว่นตา

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่ ส่วนลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กๆได้ดูมายากลสั้นๆในคลิปเหล่านี้ครับ ประถมต้นดูสองอันแรก ประถมปลายดูอันที่สาม เด็กๆดูกลก่อนแล้วพยายามอธิบายก่อนเฉลย มีเรื่องนมเยอะขึ้นตามขนาดแก้ว, ผ้าพันคอล่องหน, และเสกแมลงวันให้ฟื้นคืนชีพ:

กิจกรรมนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็น และหวังว่าเมื่อโตไปจะไม่ถูกหลอกง่ายๆครับ

สัปดาหที่แล้วเด็กๆได้รู้จักลูกตาว่าหน้าตาเป็นอย่างไร ได้เห็นส่วนประกอบต่างๆดังในรูปนี้:

สัปดาห์นี้เราเลยมาเล่นแบบจำลองของลูกตากัน ให้สังเกตว่าเลนส์ด้านหน้ารวมแสงให้เป็นภาพที่จอรับภาพ (เรตินา) ด้านหลังของตาได้อย่างไร ได้สังเกตว่าภาพที่จอรับภาพจะกลับหัวกลับหาง บนลงล่าง ซ้ายไปขวา แต่สมองจะตีความแล้วกลับทิศทางให้เรา

ให้เด็กๆสังเกตว่าถ้าจอรับภาพอยู่ใกล้หรือไกลเกินไปจากเลนส์ ภาพก็จะไม่ชัด เหมือนอาการสายตายาวสายตาสั้น

วิธีทำแบบจำลองก็คือเอาโคมกระดาษญี่ปุ่นมายืดให้เป็นกลมๆคล้ายๆลูกตา โคมจะมีช่องเปิดสองด้าน  เราก็เอาเลนส์รวมแสงแบนๆที่เรียกว่าเลนส์เฟรเนล (Fresnel Lens) มาติดที่ช่องเปิดด้านหนึ่ง เลนส์นี้จะทำหน้าที่เหมือนเลนส์ในตาของเรามีหน้าที่รวมแสงไปที่จอรับภาพในดวงตา 

สำหรับส่วนจอรับภาพ ผมตัดพลาสติกขุ่นๆมาจากถุงก๊อบแก๊บ แล้วไปติดที่ช่องเปิดอีกด้านของโคมครับ เราจะได้มองเห็นว่ามีภาพอะไรมาตกที่จอรับภาพด้านหลังดวงตา

สำหรับท่านที่จะทำตามแต่ไม่มีเลนส์แบนๆแบบ Fresnel ท่านใช้เลนส์นูนของแว่นขยายก็ได้ครับ สาเหตุที่ผมใช้เลนส์ Fresnel ก็เพราะว่าน้ำหนักเบา และระยะโฟกัสไม่ยาวเกินไป ถ้าโฟกัสยาวกว่าขนาดโคมกระดาษ เลนส์ก็ต้องเลยไปข้างหน้าของโคม ทำให้ดูไม่ค่อยเหมือนลูกตาครับ

หน้าตาของมันเหมือนดังในคลิปครับ:

ในคลิปเราจะเห็นการใช้เลนส์นูนแก้ปัญหาสายตายาวที่ภาพตกเลยจอรับภาพได้ด้วย

ภาพที่จอรับภาพก็จะเป็นประมาณนี้:

สำหรับเด็กประถมปลาย ผมเอาชุดทดลองที่มีแสงเลเซอร์สองหรือสามเส้นมายิงให้ผ่านเลนส์ประเภทต่างๆว่าเลนส์นูนจะรวมแสง เลนส์เว้าจะกระจายแสง เลนส์แว่นตาสำหรับสายตาสั้นจะเป็นเลนส์เว้า เลนส์แว่นตาสำหรับสายตายาวจะเป็นเลนส์นูนครับ:

One thought on “วิทย์ประถม: แบบจำลองของดวงตา, เลนส์นูนเลนส์เว้า”

Leave a Reply

Your email address will not be published.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.