วิทย์ม.ต้น: ทรานซิสเตอร์, การสร้างชิป, เมฆในขวด, วงจรไฟฟ้ากระแสตรง

วันนี้ในกิจกรรมวิทย์ม.ต้นเราคุยกันเรื่องเหล่านี้ครับ:

1. ก่อนเวลาเรียน เราดูคลิปของเล่นวิทย์:

2. เรียนรู้เรื่องเมฆเกิดอย่างไร, อุณหภูมิก๊าซกับความดัน, การขยายตัวของก๊าซทำให้อุณหภูมิต่ำลง แล้วก็ทดลองสร้างเมฆในขวดกัน

หลักการทำงานก็คือเมื่อเราอัดอากาศให้มีความดันเพิ่มขึ้น อุณหภูมิอากาศจะสูงขึ้น ในทางกลับกัน ถ้าเราให้อากาศขยายตัว อุณหภูมิของมันก็จะต่ำลง ถ้าเราสามารถให้อากาศขยายตัวอย่างรวดเร็วให้ความดันลดอย่างรวดเร็ว อุณหภูมิมันก็จะลดลงอย่างรวดเร็วเช่นกันครับ 

ใช้หลักการที่ว่าอากาศขยายตัวจะเย็นมาสร้างเมฆในขวดครับ โดยเอาน้ำหรือแอลกอฮอล์เล็กน้อยใส่ขวดใส อัดอากาศเข้าไปให้ความดันสูงๆ อุณหภูมิในขวดก็จะสูงขึ้นด้วยตามความดันทำให้มีน้ำหรือแอลกอฮอล์ระเหยเป็นไอมากขึ้น เมื่อเปิดปากขวดให้อากาศวิ่งออกอย่างรวดเร็ว ความดันข้างในก็จะลดลง อุณหภูมิก็ลดลงอย่างรวดเร็วด้วย ไอน้ำหรือไอแอลกอฮอล์ก็จะควบแน่นกลายเป็นละอองเล็กๆลอยอยู่ในขวด เป็นเมฆหมอกให้เราเห็น เมฆในท้องฟ้าก็เกิดแบบประมาณนี้ โดยไอน้ำลอยขึ้นไปสูงๆแล้วเย็นลงควบแน่นเป็นเมฆครับ ตอนอัดอากาศและตอนปล่อยอากาศเราลองวัดอุณหภูมิด้วยเทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรดด้วยครับ พบว่าอุณหภูมิต่างกันประมาณ 4-7 องศาเซลเซียส

ผมเคยบันทึกวิธีทำไว้ในคลิปเหล่านี้ครับ อันนี้ทำด้วยน้ำเย็น:

อันนี้ทำด้วยแอลกอฮอล์:

อันนี้เปรียบเทียบระหว่างทำด้วยน้ำ ทำด้วยแอลกอฮอล์ และแบบใช้ขวดเปล่า:

3. คุยกันเรื่องทรานซิสเตอร์ที่ทำหน้าที่เป็นสวิทช์ไฟฟ้า และเป็นพื้นฐานเทคโนโลยีต่างๆของมนุษยชาติ แนะนำให้เด็กๆดูคลิปนี้ครับ:

ถ้าเด็กๆสนใจว่าทรานซิสเตอร์มารวมกันแล้วทำงานอย่างไร แนะนำให้ดูอันนี้ครับ:

4. คลิปการรวมวงจรไฟฟ้าต่างๆรวมถึงทรานซิสเตอร์เป็นแสนเป็นล้านถึงพันล้านตัวให้อยู่ในชิปเดียวกัน:

5. เราคุยกันเรื่องความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้า (V) กระแสไฟฟ้า (I) และความต้านทาน (R) ในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง V = IR

6. การบ้านเด็กๆคือดูคลิปทั้งหมดในลิสต์ Electronics for Beginners ข้างล่างนี้เป็นการบ้านพร้อมกับบันทึกโน๊ตตัวเองก่อนมาพบกันอีกครั้งวันพุธหน้าครับ:

7. บรรยากาศกิจกรรมวันนี้ครับ:

กิจกรรมวิทย์ม.ต้นวันพุธ เด็กๆเริ่มรู้จักทรานซิสเตอร์, ดูคลิปการสร้างชิป CPU, เมฆคืออะไร, สร้างเมฆในขวด, วงจรไฟฟ้ากระแสตรง

Posted by Pongskorn Saipetch on Tuesday, February 16, 2021

วิทย์ประถม: สร้างเมฆในขวด

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆประถมศูนย์การเรียนปฐมธรรมครับ เด็กๆหัดคิดแบบวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายมายากล จากนั้นเราทำการทดลองเมฆในขวดกัน (ทำให้ไอน้ำหรือไอแอลกอฮอล์ในขวดเย็นลงจนกลั่นตัวเป็นหยดน้ำเล็กๆเหมือนการเกิดของเมฆ)

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่ ส่วนลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กๆประถมได้ดูมายากลเหล่านี้ครับ ดูเฉพาะตอนแรกที่เป็นกล ยังไม่ดูส่วนเฉลยตอนหลัง แล้วดูเฉลยหลังจากได้พยายามคิดพยายามอธิบายว่ากลแต่ละกลทำอย่างไรกันก่อน วันนี้คือกลเดินทะลุกำแพงครับ:

กิจกรรมนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็นครับ

ต่อจากนั้นผมก็สอนเด็กๆให้สร้างเมฆในขวดครับ

หลักการทำงานก็คือเมื่อเราอัดอากาศให้มีความดันเพิ่มขึ้น อุณหภูมิอากาศจะสูงขึ้น ในทางกลับกัน ถ้าเราให้อากาศขยายตัว อุณหภูมิของมันก็จะต่ำลง ถ้าเราสามารถให้อากาศขยายตัวอย่างรวดเร็วให้ความดันลดอย่างรวดเร็ว อุณหภูมิมันก็จะลดลงอย่างรวดเร็วเช่นกันครับ

ใช้หลักการที่ว่าอากาศขยายตัวจะเย็นมาสร้างเมฆในขวดครับ โดยเอาน้ำหรือแอลกอฮอล์เล็กน้อยใส่ขวดใส อัดอากาศเข้าไปให้ความดันสูงๆ อุณหภูมิในขวดก็จะสูงขึ้นด้วยตามความดันทำให้มีน้ำหรือแอลกอฮอล์ระเหยเป็นไอมากขึ้น เมื่อเปิดปากขวดให้อากาศวิ่งออกอย่างรวดเร็ว ความดันข้างในก็จะลดลง อุณหภูมิก็ลดลงอย่างรวดเร็วด้วย ไอน้ำหรือไอแอลกอฮอล์ก็จะควบแน่นกลายเป็นละอองเล็กๆลอยอยู่ในขวด เป็นเมฆหมอกให้เราเห็น เมฆในท้องฟ้าก็เกิดแบบประมาณนี้ โดยไอน้ำลอยขึ้นไปสูงๆแล้วเย็นลงควบแน่นเป็นเมฆครับ ตอนอัดอากาศและตอนปล่อยอากาศเราลองวัดอุณหภูมิด้วยเทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรดด้วยครับ พบว่าอุณหภูมิต่างกันประมาณ 4-7 องศาเซลเซียส

วิธีเล่นก็แบบในคลิปครับ:

ผมเคยบันทึกวิธีทำไว้ในคลิปเหล่านี้ครับ อันนี้ทำด้วยน้ำเย็น:

อันนี้ทำด้วยแอลกอฮอล์:

อันนี้เปรียบเทียบระหว่างทำด้วยน้ำ ทำด้วยแอลกอฮอล์ และแบบใช้ขวดเปล่า:

สำหรับเด็กประถมต้น ผมเป็นคนอัดอากาศแล้วให้เด็กๆผลัดกันเข้ามาวัดและสังเกตอุณหภูมิ:

สำหรับเด็กประถมปลาย ผมให้หัดทำกันเองทุกอย่างครับ:

วิทย์ม.ต้น: ทฤษฎีบทไม้เทนนิส (Tennis Racket Theorem), Rattleback, หัดใช้มัลติมิเตอร์

วันนี้ผมเล่าเรื่องทฤษฎีบทไม้เทนนิส (Tennis Racket Theorem) และของเล่น Rattleback ให้เด็กๆม.ต้นฟัง เนื้อหาและการทดลองเหมือนกับที่บันทึกไว้ที่นี่ครับ

แนะนำให้ดูคลิปเหล่านี้ครับ:

สำหรับเด็กๆที่สนใจฟิสิกส์เพิ่มเติม ลองดูลิงก์นี้ด้วยก็ได้ครับ: Why Do Tennis Rackets Tumble? The Dzhanibekov Effect Explained…

จากนั้นเด็กๆได้หัดใช้มัลติมิเตอร์กัน วันนี้ทดลองวัดความต้านทานสิ่งต่างๆรอบตัวกัน มีการหัดใช้ continuity test ดูว่าสายไฟขาดหรือเปล่า เนื้อหาก็คล้ายๆในคลิปนี้ครับ:

เด็กๆรู้จักการต่อความต้านทานแบบอนุกรมและแบบขนาน และทดลองวัดกับตัวต้านทานจริงๆ:

แนะนำให้เด็กไปดูคลิปทั้งหมดในลิสต์ Electronics for Beginners ข้างล่างนี้เป็นการบ้านก่อนมาพบกันอีกครั้งวันพุธหน้าครับ:

บันทึกกิจกรรมวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กๆ อยากให้คุณพ่อคุณแม่คุณครูเอาไปประยุกต์เล่นกับเด็กๆเยอะๆครับ :-)