หน้าหลัก » Blogs » ชั้นเรียนประถม – ประสมศาสตร์ประสานศิลป์ STEM ตอนที่ 55 – แม่เหล็ก (4)

สารบัญ

บทความที่เกี่ยวข้อง


แม่เหล็ก

ในการทดลองเรื่องแม่เหล็ก ให้เด็กจับหัวเข็มหมุดด้านขวา แล้วแกว่งไกว (Stroke) เข็มหมุดจากหัว (Head) ถึงปลาย (Tip) โดยจ่อใกล้ด้าน S หรือทิศใต้ของแท่งแม่เหล็ก ในลักษณะเดียวกับก่อนหน้านี้ แล้ววางเข็มหมุดบนโต๊ะไปทางขวาของเขา จากนั้นบอกให้เด็กหยิบ (Pick up) เข็มเย็บผ้า

แต่คราวนี้ให้นำปลายของมันมาจ่อใกล้กับหัวเข็มหมุดทางขวา (ซึ่งวางอยู่บนโต๊ะ) แล้วถามว่า เขาสังเกตเห็นอะไรเกิดขึ้น? ปลายเข็มเย็บผ้าผลักออก (Repel) หรือดูดเข้า (Attract) หัวเข็มหมุดด้านขวา? ถ้าเด็กสังเกตเห็นว่า ปลายเข็มเย็บผ้า และหัวเข็มหมุดด้านขวาผลักออก (Repel) ซึ่งกันและกัน ก็เป็นคำตอบที่ถูกต้อง

เหตุผลก็คือ เข็มเย็บผ้าถูกแม่เหล็กดูด (Magnetized) โดยขั้วเหนือของแม่เหล็ก ทำให้ปลายเข็มเย็บผ้าถูกแม่เหล็กดูด ในขณะที่เข็มหมุดด้านขวา ถูกดูดโดยขั้วเหนือของแม่เหล็ก ทำให้ปลายเข็มหมุดถูดดูดโดยขั้วใต้ของแม่เหล็ก และเมื่อด้านหนึ่งของเข็มเย็บผ้าถูกดูดโดยขั้วเหนือของแม่เหล็ก (อาทิ ปลายของมัน) หัวของมันก็จะถูกดูดโดยขั้วใต้ของแม่เหล็กโดยอัตโนมัติ

ในทำนองเดียวกัน เมื่อปลายเข็มเย็บผ้าถูกดูดโดยขั้วเหนือของแม่เหล็ก หัวของมันก็ถูกดูดโดยขั้วใต้ของแม่เหล็กเช่นกัน นี่คือวิธีการทำงานของธรรมชาติ (How nature works) จากนั้น ถามเด็กว่า ได้สังเกตเห็นความแตกต่างระหว่างเข็มหมุดด้านซ้ายกับด้านขวาหรือไม่? และหากปลายเข็มหมุดด้านซ้ายถูกดูดโดยขั้วเหนือของแม่เหล็ก อะไรคือความแตกต่างของวิธีการเข็มหมุดด้านขวาจะถูกดูด [โดยขั้วใต้ของแม่เหล็ก?] เด็กอาจจำได้ว่า เมื่อเข็มหมุดด้านขวาถูกดูดโดยแม่เหล็ก แม่เหล็กถูกกระตุก (Flip) ดังนั้น เข็มหมุดด้านซ้ายและด้านขวาถูกดูดโดยขั้วตรงข้ามของแม่เหล็ก ทำให้เข็มเย็บผ้าด้านขวากลับขั้วของเข็มเย็บผ้าด้านซ้าย จากนั้น ถามเด็กว่า ทำไมปลายเข็มหมุดด้านซ้ายจึงผลักออกจากปลายเข็มเย็บผ้า ในขณะที่หัวของเข็มหมุดด้านขวาก็ผลักออกเช่นกัน?

เด็กมีแนวโน้มที่จะพบว่า ขั้วแม่เหล็กที่เหมือนกัน (Alike) จะผลักออก เขาจะจำได้ว่าปลายเข็มเย็บผ้าถูกดูดโดยขั้วเหนือของแม่เหล็ก นั่นคือ เหตุผลที่ปลายเข็มเย็บผ้าที่อยู่ด้านเหนือ ได้ผลักออก ปลายเข็มหมุดด้านซ้าย (ซึ่งถูกดูดด้านเหนือ) ปลายเข็มเย็บผ้าเดียวกันนี้ ผลักออกหัวเข็มหมุดด้านขวา (ซึ่งถูกดูดด้านซ้าย เช่นกัน) ในเวลาต่อมา

ลองถามเด็กว่า เขาคิดอย่างไร ถ้าขั้วแม่เหล็กที่เหมือนกัน ผลักออกซึ่งกันและกัน แล้วขั้วแม่เหล็กที่อยู่ตรงกันข้ามล่ะ? ถ้าคำตอบของเขาคือ ดึงดูดเข้าหากัน ก็เป็นคำตอบที่ถูกต้อง นี่หมายความว่า ขั้วเหนือของแม่เหล็ก จะดึงดูดขั้วใต้ของแม่เหล็ก และก็เป็นจริงในทางกลับกัน (Vice versa) กล่าวคือ ขั้วใต้ของแม่เหล็ก จะดึงดูดขั้วเหนือของแม่เหล็ก

ผู้คนใช้เข็มทิศเพื่อค้นหาทิศเหนือทางภูมิศาสตร์ เป็นเครื่องมือที่สะดวก (Handy tool) ถ้าเราเดินทางในต่างจังหวัด เข็มของเข็มทิศก็เหมือนกับเข็มเย็บผ้าที่มีคุณสมบัติของแม่เหล็ก (Magnetized) ด้านสีแดงของเข็มในเข็มทิศถูกดูดไปทางทิศเหนือ ในขณะที่อีกด้านหนึ่งของเข็มถูกดูดไปทางทิศใต้ ดังนั้น คำถามที่น่าสนใจในสำหรับเด็กก็คือ ในทางภูมิศาสตร์ ขั้วใต้ของแม่เหล็กโลก อยู่ทิศทางไหน? มันอยู่ที่ขั้วโลกเหนือทางภูมิศาสตร์ หรือมันอยู่ที่ขั้วโลกใต้ทางภูมิศาสตร์กันแน่?

แหล่งข้อมูล:

  1. Sawah, Rihab and Anthony Clark. (2015). The Everything STEM Handbook – Help Your Child Learn and Succeed in the Fields of Science, Technology, Engineering, and Math. Avon, MA: Adams Media.
  2. Magnet - https://en.wikipedia.org/wiki/Magnet [2017, July 6].

สมาชิกที่ใช้งานอยู่ขณะนี้ คน