คู่มือการใช้เครื่องทดลองโซนนิทรรศการวิทยาศาสตร์

แนะนาเครอื่ งทดลองโซนนทิ รรศการวทิ ยาศาสตร์ โซนนิทรรศการวทิ ยาศาสตร์ 1 มุมเสียง 2 มมุ แรงและการเคลือ่ นที่ โซนนทิ รรศการวทิ ยาศาสตร์ มเี ครื่องทดลองทเ่ี กย่ี วกับ 3 มมุ แกป้ ญั หาแสนสนุก 4 มมุ แมเ่ หล็กไฟฟา้ วิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ ประกอบด้วย 6 มมุ 5 มุมแสง 6 มุมคณิตศาสตร์ นคี่ ือแบบจาลอง นค่ี อื แบบจาลอง อะไร? การระเบดิ ของภูเขาไฟ โดย นางสาวธารทิพย์ คงทอง 1

แนะนาเครอ่ื งทดลองโซนนทิ รรศการวิทยาศาสตร์ ชดุ การแยกเสียง เสยี งในธรรมชาติมคี วามถต่ี ่างๆกัน ทาใหเ้ กดิ เสยี งผสมท้งั เสียงสงู และเสยี งตา่ ทา่ นจะได้ยินเสียงในท่อส่ันและทอ่ ยาวแตกตา่ งกัน ทงั้ นเ้ี พราะแตล่ ะทอ่ มีความจาเพาะของแต่ละความถ่ขี องเสยี ง วธิ ีการทดลอง 1 ฟงั เสียงทเี่ กิดขน้ึ โดยแนบหูชดิ กับปลายท่อ 2 ทา่ นได้ยินเสยี งอะไรบา้ งไหม 3 เปรียบเทยี บเสียงทไ่ี ดย้ ินจากทอ่ แต่ละอัน ชุดขวดดนตรี เมือ่ เคาะขวดนา้ ซง่ึ บรรจนุ ้าในระดบั แตกตา่ งกัน จะเกิดเสยี งแตกตา่ งกนั การเคาะทาให้ขวดและน้าท่ีบรรจเุ กดิ การส่ันสะเทอื น จงึ เกิดเสยี งขนึ้ • ขวดท่ีบรรจนุ า้ มากสดุ จะสนั่ สะเทือนช้าๆ เกิดเสยี งต่า • ขวดที่บรรจนุ า้ น้อยสดุ จะสน่ั สะเทือนอยา่ งรวดเร็ว เกิดเสียงสงู วธิ ีการทดลอง 1 ใช้แท่งพลาสติกเคาะขวดแตล่ ะใบซึ่งบรรจุน้า ในระดับตา่ งกัน 2 เสยี งที่ได้ยนิ จากขวดนา้ แตล่ ะใบแตกตา่ ง กนั ไหม โดย นางสาวธารทิพย์ คงทอง 2

แนะนาเครอ่ื งทดลองโซนนิทรรศการวิทยาศาสตร์ ชดุ ท่อมโหรี ความถี่ของคลื่นเสียงทาให้เกิดระดับเสียง ความถี่มาก ทาใหเ้ กิดระดับเสยี งสงู ความถ่นี ้อย ทาให้เกิดระดบั เสยี งตา่ เม่ือตีท่อปลายเปิด จะทาใหอ้ ากาศในทอ่ เกิดการสน่ั สะเทอื นเปน็ คลน่ื เสียง • ท่อยาว คลนื่ เสียงท่ีเกิดจะมคี วามยาวคลื่นมาก ความถน่ี ้อยจงึ เกดิ เสยี งต่า • ท่อสน้ั คลนื่ เสยี งทเี่ กิดจะมีความยาวคลืน่ นอ้ ย ความถ่ีจะมาก จงึ เกิดเสยี งสงู (เสยี งแหลม) วธิ กี ารทดลอง 1 ฟงั เสียงทเ่ี กดิ ขนึ้ โดยแนบหูชดิ กบั ปลายทอ่ 2 ทา่ นไดย้ นิ เสียงอะไรบ้างไหม 3 เปรียบเทยี บเสยี งท่ไี ดย้ ินจากทอ่ แตล่ ะอนั ชุดเสยี งในเสน้ ทอ่ เมอ่ื แหล่งกาเนิดเสียงมีการสั่น เกดิ เปน็ พลังงานและถา่ ยโอนพลังงานใหแ้ ก่โมเลกลุ ของตวั กลาง เชน่ อากาศ นา้ ทอ่ี ยู่ชดิ กบั แหลง่ กาเนิดเสยี งส่นั เป็นคลนื่ จงึ มีการทาให้เกิด “การเคลอื่ นท่ขี องคลน่ื เสียง” ซง่ึ เป็นการถา่ ยทอดพลงั งานของคล่นื ผา่ นตัวกลาง เสียงมีคณุ สมบตั กิ ารสะท้อน ซง่ึ คณุ สมบตั นิ ีข้ องคลืน่ เสียง ทาให้เสียงของผ้พู ดู ที่ปลายของทอ่ ด้านหนึง่ เดนิ ทางผา่ นเส้น ทอ่ ไปสผู่ ้ฟู ังซงึ่ อยทู่ ปี่ ลายทอ่ อีกด้านหน่งึ ได้ วธิ ีการทดลอง 1 ใหผ้ พู้ ดู ส่งเสยี งท่ปี ลายด้านหนึ่งของท่อสว่ นปลายอกี ดา้ น ของท่อให้ผูฟ้ งั คอยรบั ฟังเสียงพดู ท่ีเดินทางผ่านเสน้ ทอ่ 2 สลับให้ผฟู้ ังเป็นคนพูด และใหผ้ พู้ ูดเปน็ คนฟงั โดย นางสาวธารทพิ ย์ คงทอง 3

แนะนาเครอ่ื งทดลองโซนนิทรรศการวทิ ยาศาสตร์ นค่ี ือแบบจาลอง นีค่ อื แบบจาลอง อะไร? การระเบดิ ของภูเขาไฟ ชดุ แขง่ ลงจากเนนิ จดุ ศนู ย์ถว่ ง (Center of gravity) คือ จดุ ท่ีเสมือนตาแหน่งรบรวมน้าหนกั ของวตั ถทุ ง้ั ก้อน เมอื่ มแี รงมากระทากับจดุ ศนู ย์ถ่วงของวตั ถุเปรียบเสมือนกับมีแรงกระทาวตั ถทุ ั้งก้อน แรงโน้มถว่ งของโลก (Gravity) คือ แรงท่โี ลกดึงดูดวตั ถตุ ่างๆทอ่ี ย่บู นพ้นื ผิวโลก มที ิศพงุ่ เขา้ สูจ่ ุดศนู ย์กลางของโลก ขนาดของแรงโนม้ ถว่ งของโลกทีก่ ระทากับวัตถใุ ดๆมคี า่ เทา่ กับ นา้ หนกั ของวัตถุนน้ั ๆ (แรงโนม้ ถว่ งของโลก มคี ่าประมาณ 9.8 m/s²) แกนโลหะ 2 อนั วางขนานกันอยู่บนฐานท่ีมีความสงู ตา่ งระดบั กนั โดยปลายของฐานด้านที่ตา่ กวา่ ยึดตดิ กบั ปลายของแกนโลหะทงั้ 2 อัน เพือ่ กาหนดให้เปน็ จดุ หมนุ ส่วนปลายอกี ดา้ นหนึง่ ของแกนโลหะท้งั 2 อัน สามารถหุบหรอื กางออกได้ เมื่อกางแกนโลหะออกจากกันจะทาใหจ้ ุดศูนยถ์ ว่ งของลกู กลมโลหะเคลอ่ื นทต่ี า่ ลง เน่ืองจากจดุ สมั ผสั ระหวา่ งแกนโลหะกับลูกกลมโลหะเปลี่ยนจากบริเวณตรงกลางเปน็ ขอบด้านข้าง ของลูกกลมโลหะ ลูกกลมโลหะจึงกล้งิ ไปข้างหนา้ (กลิง้ ไปดา้ นท่ฐี านสูงกว่า) และในขณะเคล่ือนทีไ่ ปนน้ั จุดศนู ยถ์ ่วงของลกู กลมโลหะจะเคลื่อนที่ต่าลงเรือ่ ยๆ ตามระยะห่างของแกนโลหะที่ เพิ่มขึน้ ซ่ึงดเู หมือนว่าลูกกลมโลหะกาลังเคลอื่ นทขี่ น้ึ ทส่ี งู วธิ ีการทดลอง 1 นาลกู กลมโลหะวางบนแกนเหลก็ 2 อัน ที่ตาแหน่งเรมิ่ ต้น 2 ควบคมุ ลูกกลมโลหะใหเ้ คลอื่ นท่ลี งหลุมทมี่ คี ะแนนมากทสี่ ุด โดยการ ขยับแกนเหล็กทัง้ 2 (ขยับเข้า-ออก) โดย นางสาวธารทิพย์ คงทอง 4

แนะนาเครือ่ งทดลองโซนนทิ รรศการวทิ ยาศาสตร์ ชดุ เฟือง เฟอื ง คอื ลอ้ ที่มีฟนั อยู่โดยรอบ เราใชเ้ ฟอื งในการถ่ายทอดการเคลอ่ื นท่ี และแรงในเครือ่ งกลตา่ งๆเมือ่ เฟอื งตวั ใหญห่ มุนเฟอื งตวั เลก็ เฟืองตวั เล็กจะหมุนเรว็ กว่าแต่จะมีแรงน้อยกว่า ส่วนเฟืองตวั ใหญ่แมว้ า่ จะหมุน ชา้ กวา่ แตจ่ ะมีแรงมากกวา่ จากการทดลองจะเห็นวา่ เฟอื งขนาดตา่ งๆท่ขี บกันไว้ จะเคลือ่ นทเี่ รว็ ชา้ แตกตา่ งกนั ไป การจัดวางรูปแบบขอเฟืองท่ีเหมาะสมจะชว่ ยใหเ้ ครือ่ งกลตา่ งๆ ทางานงา่ ยขนึ้ รถจกั รยานจะมีเฟอื งท่ีช่วยให้มีความเร็วเพิม่ ขึ้นเมื่อตอ้ งปน่ั ข้ึนเนินสงู และมเี ฟืองท่ีช่วยลดความเรว็ เม่อื ต้องปนั่ ลงเนนิ ในรถยนตก์ ็ใช้หลักการนเ้ี พื่อทาใหเ้ กิดการเคลื่อนทีแ่ ละการเพิม่ ความเรว็ วธิ ีการทดลอง 1 หมนุ เฟืองตวั ใดตวั หน่ึงในชุดทดลอง 2 สงั เกตการเคลอ่ื นที่ของเฟื องตวั อ่ืนๆ 3 เปลยี่ นหมนุ เฟื องตวั อ่ืนๆ สงั เกตการ เคล่อื นทีข่ องเฟื องแตล่ ะตวั ชดุ บอลวิเศษ แดเนยี ล เบอรน์ ูลี (Daniel Bernoulli) เปน็ นกั ฟสิ กิ สช์ าวสวิส ซึ่งได้คน้ พบความสัมพนั ธร์ ะหวา่ งความดัน อตั ราเรว็ และระดับของของไหล ปรากฏการณ์เบอรน์ ูลี ทาไมลูกบอลจงึ ลอยอยูใ่ นอากาศได้ ? เบอรน์ ูลีได้แสดงใหเ้ ห็นวา่ ในบรเิ วณทีอ่ ากาศมี ลูกบอลลอยอยู่น่ิงในอากาศได้เน่ืองจากน้าหนักของลูกบอลเท่ากับแรงดันอากาศที่เกิดจาก อตั ราเรว็ มาก ความดันอากาศบริเวณน้ันจะน้อย เคร่ืองเปุาลม ส่วนสาเหตุท่ีทาให้ลูกบอลลอยอยู่น่ิงอยู่กับที่โดยไม่แกว่งหรือหล่นไปด้านใดด้าน ในทางกลับกันบริเวณที่อากาศมีอัตราเร็วท่ีน้อย หน่ึง เน่ืองจากกระแสอากาศท่ีไหลอยู่รอบๆลูกบอลทาให้เกิดแรงดันจากด้านข้างท้ัง 2 ข้างเข้า กวา่ ความดนั อากาศบรเิ วณนน้ั กจ็ ะมากกวา่ กระทากับลกู บอลตามหลักการของเบอร์นูลี วธิ ีการทดลอง 1 กดสวติ ซ์ 2 ลมพ่งุ ออกมาแล้วบอลจะลอยอยนู่ ่ิงกลางอากาศ 3 หมุนหรอื โยกแกนทอ่ ไป - มา โดย นางสาวธารทพิ ย์ คงทอง 5

แนะนาเครอ่ื งทดลองโซนนิทรรศการวทิ ยาศาสตร์ ชุดรอก รอก เป็นอุปกรณ์ผ่อนแรงและอานวยความสะดวกในการ เคลื่อนย้ายส่ิงของ มีลักษณะเป็นล้อ โดยร้อยไว้กับเชือก หรอื เคเบลิ รอกเปน็ หนง่ึ ในเครือ่ งกลพืน้ ฐานหกชนิด รอกแบง่ ออกเปน็ 2 ชนิดได้แก่ วธิ ีการทดลอง 1. รอกเด่ียว (Single Pulley) รอกถูกจดั ให้ตรึงติดอยู่กับเชือกคล้องผ่านตัวรอกปลาย 1 ทดลองดงึ เชอื กทค่ี ล้องผ่านรอกทต่ี ายตัว เชือกดา้ นหนึ่งแขวนวัตถุ ปลายเชอื กอีกดา้ นหน่งึ ใชด้ งึ 2 ทดลองดงึ เชือกทีค่ ลอ้ งผา่ นรอกท่ีเคล่ือนท่ี 3 ทดลองดงึ เชือกทีค่ ล้องผา่ นรอกพวง 1.1 รอกเดี่ยวตายตัว (Single Fixed Pulley) เป็นรอกที่ตรึงอยู่กับท่ี ใช้เชือก 4 เปรียบเทียบแรงท่ีใช้ในการยกวัตถุผ่านรอก หน่ึงเส้นพาดรอบล้อ โดยปลายข้างหน่ึงผูกติดกับวัตถุ ปลายอีกข้างหนึ่ง เป็นรอกท่ีไม่ ชว่ ยผอ่ นแรง แตช่ ว่ ยในการอานวยความสะดวก แตล่ ะชนดิ 1.2 รอกเดี่ยวเคลื่อนท่ี (Single Moveable Pulley) ปลายเชือกด้านท่ีคล้อง ผา่ นตรึงตดิ อยกู่ ับที่ แล้วร้อยปลายเชือกด้านหนง่ึ เข้าทางส่วนลา่ งของรอก 2. รอกพวง (Multiple Pulley) คือรอกเดี่ยวหลายๆตวั ถูกนามาประกอบกันเพื่อช่วย 2ผ่อนแรงในการทางาน โดยมีเชือกคลอ้ งรอกทกุ ตัว ชุดซาโตอิกเพนดลู มั วิธกี ารทดลอง ทฤษฎีความอลวน (Chaos theory) เป็นทฤษฎีท่ีอธิบายถึงลักษณะ 1 ใชม้ ือผลักหรอื ดันให้แขนของชุดทดลองหมุน พฤติกรรมของระบบพลวัต (คือ ระบบที่มีการเปล่ียนแปลง เช่น การ 2 สังเกตการหมุนของวัตถุ และคาดเดาผลที่ เปลี่ยนแปลงตามเวลาที่เปลี่ยนไป) โดยลักษณะการเปลี่ยนแปลงของระบบที่ เรียกว่าเคออสนี้ จะมีลักษณะท่ีป่ันปุวนจนดูคล้ายว่า การเปลี่ยนแปลงน้ันเป็น เกิดข้ึนวา่ วัตถจุ ะหมุนไปทางใด แบบสุ่มหรือไร้ระเบียบ (random/stochastic) แต่จริงๆแล้ว ระบบเคออสน้ี เปน็ ระบบแบบไม่สุ่ม หรือระบบทีม่ ีระเบียบ (deterministic) คณุ สมบัติของเคออส (Chaos) • เปน็ ระบบทก่ี าหนดเจาะจงได้ (Deterministic system) • เปน็ ระบบไวตอ่ คา่ เริม่ ตน้ (Sensitive to initial conditions) • ทานายพฤติกรรมไมไ่ ด้ (Unpredictable behavior) โดย นางสาวธารทพิ ย์ คงทอง 6

แนะนาเครือ่ งทดลองโซนนิทรรศการวทิ ยาศาสตร์ ชดุ ไจโรสโคป ไจโรสโคป เป็นอุปกรณ์ท่ใี ชห้ ลกั การอนุรกั ษ์โมเมนตมั นน่ั คือ แกนหมนุ ของไจโรสโคป จะชีไ้ ปในทิศทางเดิมเสมอ แตถ่ ้ามีแรงจาก ภายนอกมากระทา ไจโรสโคปจะพยายามรักษาสภาพให้คงเดมิ ไว้ ย่งิ ไจโรสโคปมโี มเมนตัมเชิงมุมสูง (ความเรว็ ในการหมนุ สงู ) การรักษาสภาพกย็ ิ่งมากขึน้ วิธกี ารทดลอง 1 จบั ทด่ี า้ มจับข้างวงลอ้ โดยใหว้ งล้ออยู่ ในแนวต้ังฉากกบั พื้น 2 ใช้มือป่ันวงล้อให้หมนุ 3 ลองเอียงแกนของวงล้อซงึ่ กาลงั หมนุ อยู่ และสงั เกตผลที่เกิดขนึ ้ ชดุ ซ้ายขวามหาสนุก ซา้ ยขวามหาสนกุ เปน็ อุปกรณเ์ พอื่ ใชฝ้ ึกความสัมพันธ์ระหวา่ งประสาทตา การเคลอื่ นท่ขี องกล้ามเน้ือ โดยการสั่งการของสมองใน การควบคมุ การเคล่ือนทข่ี องวตั ถุให้สมดุล โดยใช้มือทงั้ สองขา้ งหมุนควบคุมวตั ถุทรงกลม และสังเกตการณ์เคลื่อนทข่ี องวตั ถุ เพอื่ ให้ ตกลงตามตาแหน่งทผี่ ู้เลน่ ต้องการ วธิ ีการทดลอง 1 ใสล่ ูกบอลลงในกล่องอปุ กรณ์ 2 บงั คบั ทิศทางของลกู บอลในรางให้ไหลไปตามราง และไหลลงหว่ งโดยไม่ให้ลกู บอลหลน่ ลงพ้นื โดย นางสาวธารทิพย์ คงทอง 7

แนะนาเครอ่ื งทดลองโซนนทิ รรศการวทิ ยาศาสตร์ ชดุ คานและโมเมนต์ คาน (Lever) เป็นเครื่องกลอย่างง่ายเพ่ือผ่อนแรงและอานวย วธิ ีการทดลอง ความสะดวกในการทางาน โดยใช้หลักของโมเมนต์ (Moment) น่ัน คือออกแรงกระทาเพื่อให้คานและวัตถุบนคานเกิดการเคลื่อนที่รอบ จดุ หมนุ ดงั นนั้ คานท่ัวไปจึงมีลักษณะเป็นวัตถุแท่งยาวแข็งและหมุน ไดร้ อบจุดหมนุ ซึ่งสามารถพบเหน็ ได้ทั่วไปในชวี ติ ประจาวัน เชน่ คอ้ น ถอนตะปู ชะแลง เป็นต้น โมเมนต์ = แรง x ระยะต้งั ฉากจากแนวแรงถงึ จุดหมุน 1 ทดลองใช้แรงกดที่ปลายด้านหนึ่งของคานเพื่อยกน้าหนักท่ี อยทู่ ีป่ ลายอกี ดา้ น สังเกตผล หากระบบอยู่ในสมดลุ โมเมนต์ทวนเขม็ นาฬิกา = โมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา W x L1 = E x L2 2 ทดลองเลือนจุดหมนุ ไปตามความยาวของคาน เพอ่ื เปลี่ยน ดังนน้ั หากเราตอ้ งการยกวัตถุ โมเมนตต์ ามเขม็ นาฬิกาตอ้ งมีค่ามากกวา่ โมเมนต์ทวนเขม็ นาฬิกา ระยะห่างจากจุดหมุนแล้วออกแรงกดทป่ี ลายคาน สังเกตผล น่นั คอื หากระยะคงเดิม เราจะต้องออกแรงมากขึ้น 3 ทดลองเปล่ียนน้าหนักที่อยู่ปลายอีกด้านของคานแล้วออก แรงกดท่ีปลายของคาน ทาการทดลองซ้าโดยเปลี่ยน หรอื หากเราออกแรงเทา่ เดมิ เราตอ้ งเลื่อนจุดหมุนให้ระยะ L2 มาก ระยะหา่ งจากจดุ หมนุ เปน็ คา่ ต่างๆ สังเกตผล ชดุ ความเสยี ดทาน แรงเสียดทาน คอื แรงทต่ี า้ นสภาพการเคล่อื นที่องวัตถุ ซึ่งเกิดจากการเสียดสีระหว่าง ปัจจัยทีม่ ีผลตอ่ แรงเสยี ดทาน ผิววัตถุท่ีมีการเคล่ือนทีและสัมพันธ์กัน ดังน้ันจึงส่งผลทาให้วัตถุเคล่ือนที่ช้าลงเรื่อยๆ • นา้ หนกั หรอื แรงกดของวตั ถทุ ี่กดลงบนพ้นื จนกระทั่งหยุดนิ่งในท่สี ุด “แรงเสยี ดทาน มที ิศทางตรงขา้ มกับการเคลอ่ื นท่ีของวัตถุเสมอ” ถ้าน้าหนกั หรอื แรงกดของวัตถมุ าก จะเกิดแรงเสียดทานมาก • ลกั ษณะของพืน้ ผวิ สัมผัส ถ้าพื้นผิวเรียบ จะเกิดแรงเสียดทานน้อย เน่ืองจากพื้นผิว เรียบ มีการเสยี ดสรี ะหว่างกนั นอ้ ย วิธีการทดลอง 1 เอยี งถาดอุปกรณข์ น้ึ หรอื ลงด้านใดดา้ นหนงึ่ เพื่อให้วตั ถเุ ลอ่ื นได้ทง้ั 4 ชนิ้ อยู่ข้าง เดียวกนั 2 ยกถาดด้านท่ีมีวัตถขุ นึ้ อยา่ งช้าๆ เพื่อให้วัตถุท้ัง 4 ชน้ิ เลอื่ นลงมา 3 สงั เกตวา่ วตั ถบุ นพนื ้ ผิวชนิดใดเลือ่ นลงกอ่ นและหลงั พร้อมทงั้ สงั เกตความเร็วในการ เลื่อนลงด้วย 4 ลองเพิม่ มวลถว่ งน้าหนักให้วัตถุบนรางสเตนเลส แลว้ ทาการทดลองซ้าอกี คร้ัง และสังเกต เปรยี บเทียบผลกับการทดลอง โดย นางสาวธารทพิ ย์ คงทอง 8

แนะนาเคร่อื งทดลองโซนนทิ รรศการวิทยาศาสตร์ ชดุ การเปล่ียนแปลงพลงั งานศักย์เปน็ พลังงานจลน์ของลูกกลม เกดิ อะไรขึ้นเม่ือเร่มิ เล่น เม่ือลกู กลมโลหะเคลื่อนที่ข้นึ ไปเรอ่ื ยๆ จะมพี ลงั งานชนิดหนงึ่ สะสมเพม่ิ ขน้ึ ตาม เรยี กว่า พลังงานศักย์ พลังงานศักย์จะมีค่ามากท่ีสุด เม่ือลูกกลมโลหะอยใู่ นตาแหนง่ สงู สุด เมอ่ื ลูกกลมโลหะเร่ิมเคลื่อนทตี่ กลงมา พลังงานศกั ย์จะลดลง คา่ ที่ลดลงจะเปล่ียนไปเป็นพลังงานจลน์ท่ี เพิม่ ข้นึ ทกุ ๆตาแหน่งของการเคลอื่ นท่ี โดยพลังงานจลน์มีค่ามากที่สุดเม่ือลูกกลมโลหะเคล่ือนท่ลี งมาอยใู่ นตาแหนง่ ล่างสดุ วธิ ีการทดลอง 1 เร่มิ เลน่ โดยกดปุมเรมิ่ เลน่ รางเลื่อนจะทางานดึงลูกกลมโลหะใหเ้ คลอื่ นที่ข้ึน ไปบนสดุ แลว้ ปล่อยให้เคลื่อนที่ลงมา 2 สงั เกตผลการเคล่อื นท่ีและการเปลีย่ นรูปแบบของพลงั งาน เมื่อลกู กลม โลหะเร่ิมเคลอ่ื นที่ลงมาจนถึงด้านลา่ งสดุ นค่ี ือแบบจาลอง นี่คอื แบบจาลอง อะไร? การระเบดิ ของภเู ขาไฟ โดย นางสาวธารทพิ ย์ คงทอง 9

แนะนาเครอื่ งทดลองโซนนิทรรศการวิทยาศาสตร์ ชุดบริหารจนิ ตนาการ  รูปรา่ ง (Shape) คือลักษณะของวตั ถุทเ่ี ป็น 2 มิติ มีความกว้างและความยาวเปน็ เส้นรอบนอกของวัตถุ ภาพทปี่ รากฏจะมลี กั ษณะแบน  รูปทรง (Form) คือลกั ษณะของวตั ถทุ ีเ่ ป็น 3 มติ ิ คอื ความกวา้ ง ความยาว ความหนา ภาพท่ปี รากฏจะมีความสวยงามเหมอื นจรงิ และสมบูรณ์ มากข้ึน การต่อรูปทรงสามเหล่ยี มให้เปน็ ชิ้นงานตามแผ่นทดสอบ (มที ัง้ หมด 30 แผน่ แผ่นละ 1 กิจกรรม) ผู้ทดลองต้องมสี มาธิ มกี ารอดทน มีการ วางแผนทด่ี ี เพอื่ ใชเ้ วลาในการแกป้ ัญหาใหน้ ้อยทส่ี ดุ การใช้แม่เหลก็ บรรจใุ สใ่ นรปู ทรงสามเหลยี่ ม เพื่อให้รปู ทรงสามเหลย่ี มเกาะติดกันเกิดเป็นชิ้นงานทไี่ มต่ ้องใชว้ ัสดุอ่นื มายึด เม่อื ฝึกสรา้ งจินตนาการจากแบบทดสอบแล้ว ลองสรา้ งชิ้นงานจากจนิ ตนาการของตนเอง วธิ กี ารทดลอง เลอื กแผน่ ทดสอบความสามารถ 1 แผน่ (เฉลยอยดู่ ้านหลงั แผน่ ทดสอบ) นาช้นิ วัสดุมาจดั เรียงให้ไดต้ ามรปู ทีแ่ สดงบนแผน่ แบบทดสอบความสามารถนนั้ ชดุ กล่องประชนั ปญั ญา กลอ่ งประชนั ปัญญา เปน็ อุปกรณ์เพ่ือฝึกกระบวนการคิด การวางแผน และการสังเคราะห์ ดว้ ยรูปลกั ษณท์ ี่สวยงามและวธิ กี ารเลน่ ท่ี ทา้ ทายความสามารถ เพอ่ื กระต้นุ ความสนใจให้อยากเรยี นรแู้ ละสรา้ งความสนุกสนานเพลิดเพลินได้อยา่ งกลมกลนื การจัดวางส่ิงของลงในพื้นท่ีใดพน้ื ทีห่ น่ึงใหไ้ ด้มากท่ีสดุ เป็นการใชพ้ นื้ ทอี่ ยา่ งมปี ระสทิ ธิภาพ การวางสง่ิ ของทมี่ รี ปู ทรงแตกตา่ งกันลงในพ้ืนท่ีจากัด ทาให้ไดฝ้ ึกกระบวนการคดิ การวางแผน การคาดคะเน ดังนน้ั ผ้ทู ดลองตอ้ งมีเชาว์ ปญั ญา สมาธิ และความอดทน การจัดวางครั้งแรกอาจใชเ้ วลามาก แต่การจัดวางครง้ั ตอ่ ไปควรจะใช้เวลานอ้ ยลง วธิ กี ารทดลอง อปุ กรณ์ประกอบด้วยชนิ้ วัสดุ 9 ชิ้น และกลอ่ งทดสอบ ความสามารถ 7 ด่าน ซ่งึ มีระดบั ความยากงา่ ยแตกตา่ งกนั โดย นางสาวธารทพิ ย์ คงทอง 10

แนะนาเครือ่ งทดลองโซนนิทรรศการวิทยาศาสตร์ ชดุ ข้ามแม่นา้ มหาสนกุ แบบอิเล็กทรอนิกส์ การวางแผน เปน็ กระบวนการท่บี คุ คลวางแผนตัดสนิ ใจไว้ลว่ งหน้าเก่ยี วกบั งาน บางอยา่ งท่จี ะทาในอนาคต เพอ่ื ใชแ้ ก้ปัญหาเฉพาะหน้าให้ประสบความสาเร็จและใช้ เวลาน้อยท่ีสุด ชาวนาจะตอ้ งพาหมาจ้ิงจอก ไก่ และข้าวโพดขา้ มแม่นา้ แต่เรอื ของชาวนาเลก็ เกนิ ไปที่จะบรรทุกไปได้ทง้ั หมดเพยี งเท่ียวเดียว เพราะเรือของชาวนาสามารถบรรทุก ไดเ้ พียงเท่ยี วละ 2 เทา่ น้นั จะทาอย่างไรดี ถ้าหมาจงิ้ จอกและไกอ่ ยู่ดว้ ยกัน หมาจ้ิงจอกจะกินไก่ ถ้าไกแ่ ละข้าวโพดอย่ดู ว้ ยกนั ไกจ่ ะกนิ ข้าวโพด เฉลย ชาวนาและไก่ วธิ กี ารทดลอง ครง้ั ที่ 1 (ไป) ชาวนา คร้งั ท่ี 2 (กลับ) ชาวนาและข้าวโพด ใหค้ ิดวางแผนแกป้ ญั หาเพ่อื พาชาวนา หมาจงิ้ จอก ไก่ คร้งั ที่ 3 (ไป) ชาวนาและไก่ และขา้ วโพดข้ามแมน่ า้ โดยบรรทกุ ใหไ้ ดน้ ้อยคร้งั ทส่ี ดุ ครั้งที่ 4 (กลับ) ชาวนาและหมาจง้ิ จอก คร้ังที่ 5 (ไป) ชาวนา ครั้งท่ี 6 (กลับ) ชาวนาและไก่ ครงั้ ท่ี 7 (ไป) ชดุ ตวั ต่อเปลีย่ นรปู ทรง ตัวต่อเปลี่ยนรูปทรง เป็นอุปกรณ์ที่ช่วยฝึกฝนทักษะทางคณิตศาสตร์และ กระบวนการคิด,การวเิ คราะห์,การวางแผน และการสังเคราะห์ ท่ีสนุกสนานและท้าทาย ผูเ้ ล่นจะต้องใช้ความรู้เก่ียวกับรูปทรงเลขาคณิตในการแก้ปัญหา รวมทั้งจะต้องใช้สมาธิ และความอดทนในการแกป้ ัญหาเฉพาะหนา้ วธิ ีการทดลอง 1. นาวสั ดุรปู สามเหล่ยี มแบบที่ 1 มาตอ่ ใหม่ให้กลายเปน็ รูปส่เี หลย่ี ม 2. ต่อกลับใหเ้ ปน็ รูปสามเหล่ยี มเช่นเดิม 3. นาวัสดรุ ปู สามเหลี่ยมแบบที่ 2 มาตอ่ ใหมใ่ ห้กลายเป็นรปู หกเหลยี่ ม 4. ตอ่ กลับใหก้ ลายเปน็ รูปสามเหลีย่ มเช่นเดิม โดย นางสาวธารทิพย์ คงทอง 11

แนะนาเครือ่ งทดลองโซนนทิ รรศการวิทยาศาสตร์ วธิ กี ารทดลอง ชดุ เจดยี ์ 7 ชั้น นาห่วงท่ีเรยี งเปน็ ชน้ั ย้ายมาสวมไว้ทเ่ี สาอ่นื (เสาใดกไ็ ด้เสาหน่งึ ) ให้อยคู่ รบทั้งหมด โดยจะย้ายอย่างไรก็ได้ แต่มีข้อแม้คือ ให้ย้ายได้ครั้ง กระบวนการแก้ปัญหามีบทบาทสาคัญในการที่จะพัฒนา ละห่วง และห้ามไม่ให้ห่วงท่ีมีขนาดใหญ่กว่าทับห่วงท่ีมีขนาดเล็กกว่า คณิตศาสตร์ คาตอบของปัญหาจะชว่ ยใหค้ น้ พบวิธีใหมๆ่ ใครย้ายได้จานวนนอ้ ยคร้ังทีส่ ุดถือวา่ ชนะ และยงั สามารถประยกุ ต์วธิ กี ารไปใชก้ ับปญั หาอ่ืนๆได้ ขั้นตอนของการแก้ปัญหามี 4 ข้ันตอนดงั น้ี  ขั้นที่ 1 ทาความเขา้ ใจปญั หา (Understanding the problem) …ข้อกาหนด ขอ้ จากดั ต่างๆ และขอ้ คาถาม  ขน้ั ที่ 2 วางแผนการแก้ปญั หา (Devising out the plan) …ตามยทุ ธวธิ ที ี่ หลากหลาย  ข้นั ท่ี 3 ดาเนินการตามแผน (Carrying out the plan) …ถา้ ลม้ เหลวก็ใหย้ อ้ นกลับ ไปดขู อ้ ที่ 2 และข้อ 1 อีกคร้งั  ข้นั ท่ี 4 ตรวจสอบผล (Looking back) …ความสมเหตุสมผลและความเปน็ ไปได้ ของคาตอบ ชุดวงล้อแสนสนกุ สไปโรกราฟ (Spirograph) ถูกคดิ ค้นโดย Denys Fisher วธิ ีการทดลอง เปน็ อุปกรณ์ทีใ่ ชว้ าดเสน้ โค้งทางคณิตศาสตรใ์ นหลายๆรูปแบบ นาแผ่นเฟอื งวงกลมขนาดเล็กวางลงในวงแหวนใหญ่ท่ีมีเฟอื งภายใน สไปโรกราฟ ประกอบดว้ ย เฟอื งที่มีรูปร่างและขนาดตา่ งๆกนั เช่น วงแหวนทม่ี ซี ่เี ฟอื งภายใน เฟอื งวงกลมเจาะรู ซ่งึ ซ่ีเฟอื งจะขบกนั พอดี นาปากกา หรือดนิ สอสี จ้ิมลงในรูภายในเฟืองวงกลม ท่ตี าแหนง่ ต่างๆกนั เมื่อวางเฟืองท่ีเล็กกว่าลงในวงแหวนที่มีซ่ีเฟืองภายในจะสามารถหมุน เฟอื งเล็กไปตามขอบเฟืองวงแหวนได้ง่าย เม่ือกาหนดจุดคงที่บนเฟือง หมุนเฟืองวงเล็กตามเข็มนาฬิกาหรอื ทวนเข็มนาฬกิ า แลว้ สังเกตลักษณะของ เลก็ เคลอ่ื นท่ีเรียกวา่ สไปโรกราฟ ลวดลายท่ีเกดิ ข้ึน ทดลองเปลย่ี นตาแหนง่ ของรูทีใ่ ช้วาด หรอื ทิศทางการหมนุ และสังเกต ประโยชน์ของสไปโรกราฟ คือ การสร้างลวดลายทาง ลักษณะของลวดลายท่ีเกดิ ขน้ึ คณิตศาสตร์ นาไปใช้ในงานศิลปะ และงานออกแบบ ซ่ึงผู้ ทดลองเปลี่ยนจากชอ่ งวงกลม เปน็ วงรีหรอื ทาซ้าอีกครั้ง และสังเกตผลที่เกดิ ขน้ึ เล่นจะตอ้ งใช้จนิ ตนาการในการสรา้ งสรรค์ลวดลายต่างๆ อีก ท้ังยงั ทาใหเ้ กิดความเพลิดเพลิน โดย นางสาวธารทิพย์ คงทอง 12

แนะนาเครื่องทดลองโซนนิทรรศการวทิ ยาศาสตร์ ชดุ สรา้ งตวั ที ตัวต่อสร้างรูปตัว “ที” เป็นอุปกรณ์การเรียนรู้ทางคณิตศาสตร์ ท่ีช่วยฝึกฝนกระบวนการคิด,การวิเคราะห์,การวงแผน และการ สังเคราะห์ให้เป็นระบบ และใช้หลกั การทางคณติ ศาสตรม์ าใช้ในการแก้ปัญหาเช่น ความนา่ จะเปน็ รปู ทรง และยงั ช่วยฝกึ สมาธิ และความอดทน วิธกี ารทดลอง เรียงชิน้ วัสดทุ ั้ง 4 ชิ้น เพ่อื สร้างเปน็ ตัวอกั ษร “T” และหา้ มเรียงออกนอกกรอบ ชุดพอด๊ี พอดี พอด๊ี พอดี เปน็ อุปกรณท์ ่ีจะช่วยให้ผ้เู ลน่ ได้ฝึกฝนกระบวนการคดิ ,การวิเคราะห,์ การวางแผน,การสังเคราะห์ และทกั ษะ ทางคณิตศาสตร์ มาใชใ้ นการแก้ปัญหาเฉพาะหนา้ ซ่ึงมักจะต้องอาศัยสมาธแิ ละความอดทนควบคูก่ ันไปด้วย วธิ ีการทดลอง 1 เรยี งแท่งวสั ดรุ ปู ตวั T 4 ช้นิ ให้อยู่ในกรอบ 2 ลองพยายามเรียงแทง่ วัสดรุ ูปตัว T ในรปู แบบใหม่ใหอ้ ยใู่ นกรอบทีสิ โดย นางสาวธารทิพย์ คงทอง 13

แนะนาเครอื่ งทดลองโซนนทิ รรศการวิทยาศาสตร์ ชุดจบั คู่สี ตวั ต่อสรา้ งรปู ตัว “ท”ี เป็นอุปกรณก์ ารเรียนรู้ทางคณติ ศาสตร์ ที่ชว่ ยฝกึ ฝนกระบวนการคิด,การวิเคราะห์,การวงแผน และการสังเคราะห์ให้ เป็นระบบ และใช้หลักการทางคณิตศาสตรม์ าใชใ้ นการแกป้ ัญหาเชน่ ความน่าจะเป็น รูปทรง และยงั ชว่ ยฝึกสมาธิและความอดทน วิธกี ารทดลอง 1 เรียงรูป 6 เหลี่ยมให้ได้ โดยให้สีหรือรูปของด้านท่ีวาง เชอ่ื มตอ่ กันมีรูปแบบเดียวกัน 2 ใครสามารถเรียงรูป 6 เหล่ียมได้ถูกต้องและใช้เวลาน้อย ทสี่ ดุ เป็นฝุายชนะ ชดุ แมงมุมติดไย เฉลย วิธกี ารทดลอง การนาบว่ งเชือกออก 1. นาบ่วงเชือกลอดผา่ นห่วง T2 จากดา้ นล่าง พยายามแกเ้ อาหว่ งเชือกซ่ึงคล้องอยู่กับโครงสร้างโลหะให้หลดุ 2. นาบ่วงเชือก ผา่ นแกน T1 ออกเปน็ อสิ ระ จากน้ันใหพ้ ยายามคลอ้ งหว่ งเชือกกลบั เช่นเดมิ การนาบ่วงเชอื กเข้า T1 T2 1. นาบว่ งเชือกคลอ้ งผ่านแกน T1 2. นาบว่ งเชอื กลอดห่วง T2 จากด้านบน 3. นาบ่วงเชือก ผา่ นแกน T1 โดย นางสาวธารทิพย์ คงทอง 14

แนะนาเครื่องทดลองโซนนิทรรศการวทิ ยาศาสตร์ ชุดววั พนั หลกั นาโลหะท่รี อ้ ยอยู่ในเชอื กออกมาข้างนอก เมอ่ื ทาได้แล้วใหน้ ากลับมาใสใ่ นเชือกดงั เดมิ ชดุ เสอื ข้ามห้วย พยายามแกเ้ อาลูกทรงกลมซ่ึงร้อยอยกู่ บั เชอื กใหห้ ลุดเป็นอิสระออกจากโครงสรา้ งโลหะ โดย นางสาวธารทิพย์ คงทอง 15

แนะนาเครอ่ื งทดลองโซนนทิ รรศการวิทยาศาสตร์ ชดุ มาลัยรจนา 1 เฉลย วธิ ีการทดลอง การนาบว่ งเชือกออก 1. นาบว่ งเชือกลอดหว่ ง (ดา้ นใต้) พยายามแก้เอาห่วงเชอื กซึง่ คล้องอยู่กบั โครงสร้างโลหะให้หลดุ 2. นาบว่ งเชอื กสวมแกน 1และ2 ออกเป็นอิสระ จากนน้ั ให้พยายามคล้องหว่ งเชอื กกลบั เชน่ เดมิ 3. นาบ่วงเชือกลอดหว่ ง 2 (ด้านใต้) 4. นาบว่ งเชอื กออกจากแกน 1 (บว่ งเชอื กจะอยู่ทแี่ กนหมายเลข 1) 1 23 5. นาบว่ งเชือกลอดห่วง 2 (ด้านใต้) 6. นาบว่ งเชอื กสวมแกน 1 ผา่ นหว่ ง 2 7. นาบ่วงเชอื กออกจากแกน 1และ2 การนาบ่วงเชอื กเขา้ 1. นาบว่ งเชือก สวมแกน 1และ2 2. นาบว่ งเชือกลอดห่วง 2 (ด้านใต้) 3. นาบว่ งเชอื กออกจากแกน 1 (บ่วงเชือกจะอยู่ท่ีแกนหมายเลข 2) 4. นาบว่ งเชือกสวมแกน 3 5. นาบ่วงเชอื กลอดห่วง 3 และ 2 (ดา้ นใต้) 6. นาบว่ งเชอื กสวมแกน 1 7. นาบว่ งเชอื กออกจากแกน 1และ2 (บ่วงเชือกจะอยทู่ แ่ี กนหมายเลข 3) ชดุ มาลยั รจนา 2 เฉลย วิธีการทดลอง การนาบ่วงเชอื กออก 1. นาบว่ งเชือกลอดผา่ นหว่ ง T4 พยายามแก้เอาห่วงเชอื กซงึ่ คล้องอยู่กบั โครงสร้างโลหะให้หลุด 2. นาบว่ งเชือกลอดผา่ นห่วง T2 จากดา้ นบน ออกเปน็ อิสระ จากน้นั ให้พยายามคลอ้ งห่วงเชอื กกลบั เชน่ เดมิ 3. นาบว่ งเชือก ผ่านแกน T1 4. นาบ่วงเชอื กลอดผา่ นหว่ ง T3 T2 T3 5. นาบ่วงเชอื กลอดผา่ นหว่ ง T2 จากดา้ นบน T1 T4 6. นาบว่ งเชอื ก ผา่ นแกน T1 การนาบ่วงเชือกเขา้ 1. นาบว่ งเชอื กลอดผา่ นหว่ ง T2 จากดา้ นบน 2. นาบ่วงเชอื ก ผ่านแกน T2 3. นาบว่ งเชอื กลอดผ่านหว่ ง T3 4. นาบ่วงเชือกลอดห่วง T2 จากดา้ นบน 5. นาบว่ งเชือก ผ่านแกน T1 6. นาบว่ งเชอื กลอดผ่านหว่ ง T4 โดย นางสาวธารทพิ ย์ คงทอง 16

แนะนาเครอ่ื งทดลองโซนนทิ รรศการวิทยาศาสตร์ เฉลย ชุดบ่วงเชอื ก การนาบ่วงเชอื กออก 1. นาบ่วงเชือกผา่ นห่วง T3 วิธกี ารทดลอง 2. นาบ่วงเชอื กผ่านหว่ ง T2 3. นาบ่วงเชอื กผา่ นห่วง T1 พยายามแก้เอาห่วงเชอื กซึง่ คล้องอยู่กับโครงสร้างโลหะให้หลดุ ออกเป็นอิสระ จากนั้นให้พยายามคล้องหว่ งเชือกกลับเช่นเดมิ การนาบ่วงเชือกเขา้ 1. นาบ่วงเชือกผา่ นแกน T1 T1 T2 T3 2. นาบว่ งเชอื กผา่ นแกน T2 3. นาบ่วงเชือกผ่านแกน T3 จากด้านบน ชดุ เคลื่อนพลยา้ ยทัพ การฝึกวางแผนในการทางานสง่ ผลให้การทางานประสบผลสาเร็จด้วยวิธีการท่ีเร็วที่สดุ สั้นที่สดุ หรือการเดินทางเพือ่ เดินทาง ใหถ้ งึ จุดหมายได้เรว็ ทส่ี ดุ การย้ายกา้ นไม้ให้สาเรจ็ เป็นการฝึกวางแผนในการทางาน การแก้ปัญหาครง้ั แรกอาจจะใชเ้ วลานาน แตก่ ารทาซา้ อีกครง้ั ควร ใชเ้ วลาน้อยลง วิธีการทดลอง เสยี บก้านไมเ้ ขา้ กับชอ่ งฐาน ตามรปู ย้ายก้านไม้สแี ดงเขา้ ไปแทนที่สีฟูา และย้ายก้านไมส้ ฟี ูามาแทนที่สแี ดง กตกิ า ให้ยา้ ยกา้ นไม้ลงช่องท่อี ยู่ถัดไป หรือยา้ ยก้านไม้ข้ามก้านไม้อ่ืนได้ 1 ก้าน ไดท้ ง้ั แนวตรงและแนวทแยงเพ่อื ลดชอ่ งว่าง ยา้ ยให้มจี านวนน้อยครั้งทีส่ ดุ โดย นางสาวธารทพิ ย์ คงทอง 17

แนะนาเคร่ืองทดลองโซนนิทรรศการวิทยาศาสตร์ น่คี ือแบบจาลอง น่ีคอื แบบจาลอง อะไร? การระเบิดของภเู ขาไฟ ชดุ อันไหนถงึ ก่อนกัน ขณะท่แี ท่งแมเ่ หลก็ เคล่ือนทผ่ี ่านทอ่ โลหะชนิดต่างๆจะเกิดกระแสไฟฟ้าจานวนเล็กน้อยในทอ่ เราเรียกกระแสไฟฟ้านี้ว่า “กระแสเอ็ดด”้ี (Eddy currents) ซ่งึ ทาให้ เกดิ สนามแมเ่ หล็กข้ึน สนามแม่เหล็กที่เกดิ ขึ้นจะตอ่ ต้านสนามแม่เหลก็ จากแทง่ แมเ่ หล็กที่เคล่อื นที่ ทาให้แท่งแมเ่ หลก็ เคลอ่ื นทช่ี า้ ลง จากการทดลองแมเ่ หลก็ ในทอ่ พลาสติกจะตกถึงทปี่ ลายท่อก่อน เพราะพลาสตกิ เป็นอโลหะ จึงไม่เกดิ กระแสเอ็ดด้ีและสนามแมเ่ หลก็ ท่ีจะต่อต้านการเคลอ่ื นท่ี กระแสเอ็ดด้ี ทาให้เกดิ การสูญเสียพลังงานไฟฟูาในเครื่องใช้ไฟฟูาต่างๆ ดังน้ันการออกแบบเคร่ืองใช้ไฟฟูา วิศวกรผู้ออกแบบจะต้องคานึงถึงวิธีปูองกั นไม่ให้เกิด กระแสไฟฟาู ชนิดนด้ี ว้ ย วิธกี ารทดลอง 1 ค่อยๆตั้งทอ่ ให้ตรงจนแท่งแมเ่ หล็กตกลงไปตามท่อชนดิ ต่างๆ (ท่ออลมู เิ นยี ม,ท่อสเตนเลส,ทอ่ ทองแดง และท่อพลาสตกิ ) 2 แท่งแมเ่ หล็กในทอ่ ใดเคล่ือนท่ีถงึ ปลายกอ่ น 3 เมอื่ แทง่ แมเ่ หล็กเคล่ือนท่ถี งึ ปลายท่อใหห้ มุนแกนกลบั เพอื่ เริ่มทดลองใหม่ โดย นางสาวธารทิพย์ คงทอง 18

แนะนาเครือ่ งทดลองโซนนิทรรศการวทิ ยาศาสตร์ ชดุ ตัวนาไฟฟ้า โลหะตา่ งชนดิ กนั มีคณุ สมบตั ใิ นการรับและให้อเิ ล็กตรอนตา่ งกัน การเคล่อื นท่ีของอิเล็กตรอนทาให้เกิดกระแสไฟฟ้า ทองแดงและอลมู เิ นียม ทองแดงจะรับอิเลก็ ตรอน ในขณะที่อลมู ิเนียมจะใหอ้ ิเล็กตรอน ทองแดงและสังกะสี ทองแดงจะรบั อเิ ลก็ ตรอน ในขณะท่สี ังกะสจี ะให้อิเล็กตรอน อลูมิเนียมและสังกะสี อลูมเิ นียมจะรับอิเล็กตรอน ในขณะท่ีสงั กะสีจะให้อเิ ล็กตรอน ดงั นนั้ เม่ือทาบฝาุ มือซ่งึ เปน็ ตวั นาไฟฟูาลงบนคูโ่ ลหะดงั กลา่ วข้างต้น จงึ ทาให้เกิดการเคลื่อนทขี่ องอเิ ล็กตรอน เกิดกระแสไฟฟาู ทาใหเ้ ขม็ ของเครื่องมเิ ตอรก์ ระดกิ วิธีการทดลอง 1 วางมือลงบนแผน่ โลหะข้างละแผน่ สังเกตเข็มมิเตอร์ 2 ทาการทดลองซ้าโดยเลือกจับคโู่ ลหะทแ่ี ตกต่างกัน 3 สงั เกตวา่ โลหะคู่ใดท่ีทาให้เขม็ มเิ ตอรก์ ระดกิ ไดม้ ากท่ีสดุ ชดุ บอลพลาสมา่ บอลพลาสมา คือ ลูกบอลแก้วทรงกลมที่ถูกทาให้เป็น วิธีการทดลอง สญุ ญากาศแล้วบรรจกุ ๊าซเฉอ่ื ย เชน่ อาร์กอน (Ar) ไว้ภายใน แสงสีท่ีเห็นเกิดจากก๊าซเฉ่ือยท่ีอยู่ภายในได้รับพลังงานจาก เปิดสวิตช์ การเคล่ือนท่ีผ่านของอิเล็กตรอนจึงเรืองแสงออกมา สีของ นามือไปสมั ผสั ทต่ี าแหน่งต่างๆ ของลูกบอลแกว้ สังเกตผลทเ่ี กดิ ขน้ึ แสงท่ีได้จะแตกต่างกนั ตามชนิดของกา๊ ซเฉ่อื ย โดย นางสาวธารทพิ ย์ คงทอง 19

แนะนาเครอ่ื งทดลองโซนนทิ รรศการวิทยาศาสตร์ ชดุ จานพลาสมา่ Plasma Plate เป็นแผ่นแก้วลักษณะคล้ายจาน มวี สั ดุเม็ด เลก็ ๆเคลือบด้วยสารเรืองแสงและบรรจุก๊าซเฉอ่ื ยไว้ภายใน เราจะสามารถเหน็ แสงเสมอื นสายฟาู แลบวงิ่ ไป-มา ระหวา่ ง จดุ ศูนยก์ ลางและบรเิ วณขอบจาน สาเหตุท่ีมองเหน็ แสง วิธีการทดลอง Plasma Plate มีก๊าซเฉื่อยบรรจุอยู่ภายในซ่ึงทาให้เกิดการแตกตัวอยู่ใน 1 เปดิ สวิตซ์ แล้วสงั เกตผล สภาวะพลาสมา เนอ่ื งจากความต่างศักยท์ ี่แตกต่างกันมาก ซ่งึ สภาวะพลาสมาสามารถ 2 นามอื ไปสมั ผสั ทีต่ าแหนง่ ตา่ งๆของจานแกว้ สงั เกตผลทเ่ี กิดขึ้น นาไฟฟูาได้ อิเล็กตรอนจึงเคล่ือนที่จากศูนย์กลางไปยังขอบจานได้ โดยเคล่ือนท่ีผ่าน 3 เปรยี บเทยี บผลที่เกิดข้ึนระหวา่ งข้อ 1 และขอ้ 2 วัตถทุ เ่ี คลอื บสารเรอื งแสงภายในจานอิเลก็ ตรอนจะให้พลงั งานแกส่ ารเรืองแสงแลว้ เกดิ เป็นแสงสีตา่ งๆ ตามชนดิ ของสารเรืองแสงนน้ั ชดุ แท่งนอี อนสายฟ้า Crackle Tube คอื หลอดแก้วท่ีภายในเคลอื บดว้ ยสารเรืองแสง (หรือบรรจุด้วยเม็ดแกว้ ท่เี คลอื บด้วยสารเรืองแสง) บรรจุกา๊ ซเฉอ่ื ย เชน่ อารก์ อน และมขี ้วั ความตา่ งศกั ย์สงู อยู่ภายใน เม่อื เปดิ สวิตซ์ Crackle Tube จะทาให้วงจรไฟฟูาภายในเริ่มทางานจงึ ทาให้เกดิ ความต่างศักยไ์ ฟฟูาสูง ซ่งึ ความต่างศักยไ์ ฟฟูาสงู นี้ ทาให้ก๊าซเฉอ่ื ยแตกตวั ออกกลายเปน็ สถานะพลาสมาซ่งึ สามารถนาไฟฟูาได้ และจะเกดิ การเคล่อื นทขี่ องกระแสไฟฟาู จากบริเวณศกั ยไ์ ฟฟูาสูงไป ยงั บริเวณศกั ยไ์ ฟฟาู ต่า อิเลก็ ตรอนจะให้พลังงานสารที่มีคุณสมบัติเรืองแสงที่เคลือบอยู่ภายในหลอดแก้วหรือรอบๆเม็ดแก้วที่บรรจุอยู่ภ ายใน ทาใหเ้ กดิ การเรอื งแสงออกมา วิธีการทดลอง 1 เปิดสวิตซเ์ พือ่ เรม่ิ ต้น 2 หลงั จากเปดิ สวิตซ์แล้วจะสงั เกตเห็นเหมอื นสายฟูาวงิ่ อยภู่ ายใน (หรือเกดิ การเรอื งแสงรอบๆเม็ดแกว้ ) โดย นางสาวธารทพิ ย์ คงทอง 20

แนะนาเคร่ืองทดลองโซนนิทรรศการวทิ ยาศาสตร์ ชดุ วงแหวนกระโดด ชุดวงแหวนกระโดด เป็นอุปกรณ์ท่ีแสดงหลักการเหนี่ยวนาของกระแสไฟฟูา และสนามแม่เหล็ก ภายในขดลวดรอบ แกน และวงแหวนโลหะ โดยสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นภายในขดลวดและวงแหวน มีทิศตรงข้ามกัน ทาให้เกิดแรงผลัก ดันให้ วงแหวนลอยขนึ้ จากพ้นื วิธกี ารทดลอง กดปมุ เริม่ ตน้ ทางาน และสงั เกตส่งิ ทเ่ี กดิ ขนึ้ กบั วงแหวน ชดุ เสน้ แรงแมเ่ หล็ก เส้นแรงแม่เหล็ก (Magnetic Lines of Force) คือ เส้นที่แสดง ทิศของสนามแม่เหล็กรอบๆแท่งแม่เหล็ก นอกจากนั้นยังแสดงความ เข้มของสนามแม่เหล็กด้วย เส้นแรงแม่เหล็ก เป็นเส้นสมมติท่ีแสดง ทิศทางของอานาจแมเ่ หลก็ ทกี่ ระทาต่อขั้วของเขม็ ทศิ คุณสมบตั ขิ องเส้นแรงแม่เหลก็ วิธีการทดลอง • เป็นเส้นปิดภายนอกแท่งแมเ่ หลก็ มีทศิ จากข้ัวเหนอื ไปยังขั้วใต้ นาแทง่ แม่เหลก็ มาวางเหนอื เข็มทศิ แล้วสังเกตทิศทางของเข็มทศิ สว่ นภายในแทง่ แม่เหล็กมที ิศจากขั้วใต้ไปยังขั้วเหนือ ทดลองเปล่ยี นเปน็ แม่เหลก็ ชนิดอ่นื ๆ แลว้ สงั เกตทศิ ทางของเข็มทิศ วิธ••ีกาเมรสีค้นทวแาดรมงหลแนมอา่เหแงนลก็่นไมมาต่ กดับกรนัเิ วณปลายขวั้ อกี คร้ัง โดย นางสาวธารทิพย์ คงทอง 21

แนะนาเคร่ืองทดลองโซนนทิ รรศการวทิ ยาศาสตร์ วิธีการทดลอง ชดุ เล่นกับแมเ่ หลก็ บดิ หรือหมนุ แมเ่ หลก็ ทจี่ ัดไวใ้ ห้ สังเกตผลทเี่ กิดขึน้ ความเป็นมาของแม่เหลก็ แม่เหล็กถกู คน้ พบเมื่อประมาณปี ค.ศ. 800 โดยพบอยู่ ในรปู ของแร่ ซ่งึ ในปัจจบุ นั เราทราบกันแล้ววา่ คือสารแมกนีไทต์ (Magnetite : Fe3O4 ) สามารถดูดโลหะบางชนิดได้ เช่น เหล็ก นิกเกลิ เปน็ ต้น เลน่ กับแมเ่ หล็กอยา่ งไร อุปกรณ์เล่นกับแม่เหล็ก เป็นอุปกรณ์ที่ใช้หลักการ ถ่ายทอดพลังงานของแม่เหล็กแท่งหน่ึงไปยังแม่เหล็กอีกแท่ง หนึ่งต่อๆกนั ไป ชดุ วงจรฝกึ สมาธิ ประโยชนข์ องวงจรฝึกสมาธิ ? วงจรฝกึ สมาธิสามารถใช้เพือ่ ฝกึ ความสมั พันธ์ ระหว่างประสาท วงจรฝึกสมาธิ คือ อุปกรณ์ท่ีใช้หลักการเชื่อมต่อ วงจรไฟฟูาใหค้ รบวงจร โดยห่วงโลหะที่เราใช้เลื่อนผ่านเส้น ตา การเคล่ือนทข่ี องกล้ามเนอ้ื การสัง่ การของสมอง รวมท้งั ฝึกสมาธิของ โลหะจะเป็นเสมอื นสวติ ซ์ในการเปดิ -ปิดของวงจร ผู้เล่น นอกจากที่กล่าวมาข้างต้นแล้วยังช่วยเสริมสร้างความเข้าใจใน หลักการของการต่อวงจรไฟฟาู อยา่ งงา่ ยๆไดอ้ ีกด้วย วธิ ีการทดลอง ใช้มือจบั ตรงที่จบั ของห่วงโลหะ แล้วเล่อื นห่วง โลหะโดยไมใ่ ห้แตะโดนเส้นโลหะที่หมนุ อยู่ โดย นางสาวธารทิพย์ คงทอง 22

แนะนาเครือ่ งทดลองโซนนิทรรศการวทิ ยาศาสตร์ ชดุ วมิ เฮริ ์ต เครื่องผลิตประจุไฟฟูาวิมส์เฮิรสต์ (Wimshurst) สร้างข้ึนโดย เจมส์ วิมส์เฮิรสต์ หลักการทางานของเครื่องวมิ ส์เฮิรสต์ นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ปลายปี ค.ศ.1880 เคร่ืองผลิตประจุไฟฟูาวิมส์เฮิรสต์น้ี เคร่ืองวมิ ส์เฮิรสต์ผลิตประจุไฟฟูาได้จากการเสยี ดสีกันของแปลง สามารถผลติ ไฟฟูาสถิตแรงสูง แตม่ กี ระแสไฟฟูาต่า ทองแดงกบั แถบโลหะบนแผน่ พลาสติก โดยการหมนุ จานพลาสตกิ กลม ท้งั สองใบซึง่ จะหมนุ สวนทศิ กนั จนเกิดเปน็ ประจไุ ฟฟูา ประจุทเ่ี กิดจะไป เหน่ยี วนาใหเ้ กิดประจอุ ีกชนดิ หน่ึงทจ่ี านพลาสตกิ อกี ใบ หลงั จากน้ันจะ ถกู ถา่ ยเทไปโดยหวีโลหะทีช่ ้ีเข้าหาจาน ประจไุ ฟฟูาท่ีผลติ ไดม้ ีขวดไลเดน (leydenjar) เปน็ ตวั เกบ็ ประจุ เม่ือประจไุ ฟฟูาเกดิ ข้ึนมากพอ ประจไุ ฟฟูา จะกระโดดข้ามระหว่างรปู โลหะทรงกลมสองลูกด้านบน ทาให้สามารถ มองเหน็ ประกายไฟฟาู (spark) ขน้ึ วิธกี ารทดลอง 1 หมุนแผน่ พลาสตกิ ใหเ้ คลอ่ื นทส่ี วนทางกัน แปรงโลหะจะเกิดการเสยี ดสกี บั แกน โลหะบนแผ่นพลาสติกทั้ง 2 ทาใหเ้ กดิ ประจุไฟฟูา 2 ประจุไฟฟาู จะถูกสะสมอยูใ่ นขวดเก็บไลเดนทงั้ 2 ขวด โดยมีประจุต่างกัน 3 เมือ่ ประจุไฟฟูามากจะเกดิ การกระโดดผ่านอากาศทาใหเ้ กดิ การสปารก์ 4 เม่อื ทาการทดลองเรยี บรอ้ ยให้คายประจโุ ดยเอาลูกทรงกลมโลหะท้ัง 2 ลูกมาแตะกัน โดย นางสาวธารทิพย์ คงทอง 23