เอกสารประกอบค่ายวิทยาศาสตร์ บูรณาการอิสลาม (โรงเรียนหาดใหญ่วทิ ยาคาร )
จัดโดย คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีฯ มหาวิทยาลัยฟาฏอนี
สารบัญ หน้า กําหนดการค่าย การทดลองเรื อง การทําโลหะให้บริ สุทธิและการชุบโลหะด้วยไฟฟ้ า การศึกษาคลืนนิ งโดยวิธีของเมลด์ การวัดความต้านทานของตัวต้านทาน กายวิภาคของกบ
1 2 10 13 15
1
กําหนดการค่ายวิ ทยาศาสตร์ นักเรียนโปรแกรมพิ เศษวิ ทย์-คณิ ต ชัน ม. 5 โรงเรียนหาดใหญ่วิทยาคาร
วันที 26 – 27 ธันวาคม พ.ศ. 2557 ณ มหาวิ ทยาลัยฟาฏอนี อ.ยะรัง จ.ปัตตานี ******************************************************************************************************************************************* วัน/เวลา กิจกรรม ผู้รับผิดชอบ วันศุกร์ ที 26 พฤศจิ กายน 2557 05.00 – 07.00 น. ละหมาดศุบฮี/ออกเดินทางไปมหาวิทยาลัยฟาฏอนี โรงเรี ยนหาดใหญ่วิทยาคาร 08.00 – 08.30 น. รับประทานอาหารเช้า 08.30 – 09.30 น. ลงทะเบียน/พร้อมกันห้องสัมมนา/พิธเี ปิด 09.30 – 10.30 น. บรรยายพิเศษ “นักวิทยาศาสตร์อสิ ลามทีโลกลืม” 10.30 – 12.30 น. แบ่งกลุ่มนักเรียนเป็น 2 กลุ่ม เพือทํากิจกรรมปฏิบตั กิ ารทดลองวิทยาศาสตร์ ดังนี กลุ่มที 1 ศึกษาการทําโลหะบริสทุ ธิด้วยไฟฟ้ าและการชุบโลหะด้วยไฟฟ้ า มหาวิทยาลัย กลุ่มที 2 ศึกษาคลืนในเส้นเชือก 12.30 – 13.30 น. รับประทานอาหารเทียง/ละหมาดซุฮฺร-ี อัสรี 13.30 – 15.30 น. กลุ่มที 1 ศึกษาคลืนในเส้นเชือก กลุ่มที 2 ศึกษาการทําโลหะบริสทุ ธิด้วยไฟฟ้ าและการชุบโลหะด้วยไฟฟ้ า 15.30 – 17.00น. สรุปผลการปฏิบตั ิการทดลองวิทยาศาสตร์/รับประทานอาหารเย็น โรงเรี ยนหาดใหญ่วิทยาคาร 17.00 – 18.00 น. กิจกรรมนันทนาการ โดยครูนูซยั บะห์และครูยาวารี 18.00 – 05.00 น. เดินทางกลับทีพัก/ละหมาดมัฆริบ-อีซา/นอนพักผ่อน วันเสาร์ ที 27 ธันวาคม 2557 โรงเรี ยนหาดใหญ่วิทยาคาร 04.00 – 06.00 น. ละหมาดศุบฮี/นาซีฮตั /อ่านอัซกัร 06.00 – 08.30 น. ภารกิจส่วนตัว/รับประทานอาหารเช้า 08.30 – 10.00 น. แบ่งกลุ่มนักเรียนเป็น 2 กลุ่ม เพือทํากิจกรรมปฏิบตั กิ ารทดลอง ดังนี กลุ่มที 1 ศึกษาโครงสร้างและหน้าทีอวัยวะภายในของกบ กลุ่มที 2 กฎของโอห์มและความต้านทาน 10.00 – 11.30 น. กลุ่มที 1 กฎของโอห์มและความต้านทาน มหาวิทยาลัย กลุ่มที 2 ศึกษาโครงสร้างและหน้าทีอวัยวะภายในของกบ 11.30 – 13.00น. พิธปี ิด/มอบเกียรติบตั ร 13.00 – 14.00 น. รับประทานอาหารเทียง/ละหมาดซุฮฺร-ี อัสรี 14.00 – 18.00 น. แวะเทียวเมืองยะลา 18.00 – 21.00 น. เดินทางกลับโรงเรียนหาดใหญ่วทิ ยาคาร หมายเหตุ : กําหนดการอาจเปลียนแปลงตามความเหมาะสม
2
บทนำ กระบวนการท าโลหะให้ บ ริ สุ ท ธิ์ ใ นกระดั บ อุ ต สาหกรรม สามารถท าได้ ห ลายวิ ธี ขึ้ น อยู่ กั บ วัตถุประสงค์ในการนาไปใช้ประโยชน์ แสดงดังนี้ 1) การกลั่น ใช้แยกโลหะที่มีจุดเดือดต่า เช่น ปรอท สังกะสี และแมกนีเซียม ออกจากโลหะ อื่นด้วยการกรรมวิธีการกลั่นลาดับส่วน ซึ่งเป็นการแยกเอาโลหะแต่ละชนิดออกจากกันโดยอาศัยความ แตกต่างของจุดเดือด 2) การแยกด้ว ยไฟฟ้า จะใช้โ ลหะที่ต้องการทาให้บริสุ ทธิ์เป็นขั้วบวก (Anode) แล้ ว ใช้ สารละลายอิเล็กโทรไลต์เป็นตัวกลางเพื่อนาอิออนของโลหะไปเกาะที่ขั้วลบ (Cathode) ดังนั้นเมื่อโลหะ ที่ขั้วบวกละลายหมดไปโลหะที่ไปเกาะที่ขั้วลบจะเป็นโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูง (> 99.5%) ส่วนโลหะเจือ ปนต่างๆ จะทาปฏิกิริยากับสารละลายอิเล็กโทรไลต์และถูกละลายอยู่ในสารละลายหรือบางส่วนจะ ตกตะกอนอยู่ที่ส่วนล่างของบ่อเซลล์ไฟฟ้า 3) การทาโซนรีไ ฟนิ่ง วิธีนี้จะใช้แท่งโลหะที่ไม่บริสุทธิ์เคลื่อนผ่านขดลวดความร้อนซึ่งมี อุณหภูมิสูง ทาให้แท่งโลหะเกิดการหลอมเหลว โลหะเจือปนจะหลอมละลายอยู่ในส่วนที่เป็นของเหลว และเมื่อแท่งโลหะเคลื่อนที่ผ่านออกจากขดลวดความร้อนโลหะจะมีอุณหภูมิ ต่าลงและตกผลึกเป็นโลหะ บริสุทธิ์ ส่วนโลหะเจือปนจะยังคงตกค้างอยู่ในส่วนที่เป็นของเหลวในบริเวณขดลวดความร้อน ท้ายที่สุด สารเจือปนส่วนใหญ่จะรวมตัวกันอยู่ที่ส่วนท้ายของแท่งโลหะซึ่งเมื่อเย็นตัวลงก็สามารถตัดโลหะส่วนที่ไม่ บริสุทธิ์นี้ออกไปได้
1. การทาโลหะให้บริสุทธิ์ด้วยไฟฟ้า (Electrorefining) การทาโลหะให้บริสุทธิ์ เป็นขั้นตอนหนึ่ งในกระบวนการถลุงแร่ โดยทั่วไปโลหะที่ถลุงได้จากแร่ มักจะมีมลทินปนอยู่เล็กน้อย เพื่อทาให้โลหะนี้บริสุทธิ์มากขึ้นจะใช้กรบวนการอิเล็กโทรลิซิส ที่เรียกว่า Electrorefining ซึ่งมีหลักการดังนี้ 1. นาโลหะที่จะทาให้บริสุทธิ์ต่อเข้ากับขั้วแอโนด (ขั้วบวก) 2. ใช้โลหะบริสุทธิ์อีกแท่งหนึ่งต่อเข้ากับขั้วแคโทด (ขั้วลบ) 3. ในสารละลายอิเล็กโตรไลต์ต้องมีไอออนบวกของโลหะที่ต้องการทาให้บริสุทธิ์ประกอบอยู่
ด้วย 4. ต่อเข้ากับแหล่งกาเนิดไฟฟ้ากระแสตรง และจัดให้มีศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ที่เหมาะสม เรียบเรียงโดยคณาจารย์สาขาเคมีประยุกต์
3
ตัวอย่างการทาโลหะทองแดงที่ได้จากการถลุงแร่คาลโคไพไรด์ (CuFeS2) ให้บริสุทธิ์ด้วยไฟฟ้า
รูปที่ 1 การทาโลหะทองแดงให้บริสุทธิ์ด้วยวิธีการอิเล็กโทรลิซิส การถลุงแร่ทองแดงชื่อว่า “คาลโคไพไรด์” (CuFeS2) จะได้โลหะทองแดงที่บริสุทธิ์ 99 % เท่านั้น ถ้าต้องการทาให้บริสุทธิ์ขึ้นอีกต้องนาโลหะทองแดงที่ได้นี้ไปผ่านกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส แยกมลทินในทองแดงออก มลทินที่พบในโลหะทองแดงมี 2 ชนิด คือ (พวกนี้มีค่า E0 ต่า ) เช่น Zn , Fe 2. โลหะที่ถูกออกซิไดซ์ยาก (พวกนี้มีค่า E0 สูง ) เช่น Pt , Au , Ag การจัดเครื่องมือดังรูป 1 ต่อ Cu ที่ไม่บริสุทธิ์เข้ากับขั้วแอโนด และ Cu บริสุทธิ์เข้ากับขั้ว แคโทด จุ่มขั้วทั้งสองในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ CuSO4 ผสมกับ H2SO4 แล้วต่อให้ครบวงจรกับ แบตเตอรี ผ่านไฟฟ้ากระแสตรงที่มีศักย์พอเหมาะลงไป จะพบว่าเกิดปฏิกิริยาขั้นที่ขั้วแอโนด และ แคโทดดังนี้ 1. โลหะที่ถูกออกซิไดส์ง่าย
ขั้วแคโทด ; Cu2+ (aq) + 2e- Cu (s) ขั้วแอโนด ; เป็นขั้วที่ต่อกับ Cu ไม่บริสุทธิ์ จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันขึ้น โดยโลหะ Cu และพวกที่เป็นมลทิน เช่น Zn , Fe (มีค่า E0 ต่า ) จะให้อิเล็กตรอนและเกิดเป็นไอออนบวก คือ Cu2+ , Zn2+ , และ Fe2+ ส่วนพวกมลทินที่มี E0 สูง เช่น Ag , Pt , Au จะให้อิเล็กตรอน ยาก จะตกเป็นตะกอนลงที่แอโนด เรียกตะกอนของโลหะพวกนี้ว่า “Anode mud” เรียบเรียงโดยคณาจารย์สาขาเคมีประยุกต์
Cu (s)
4 Cu2+
(aq) +
2e-
Zn (s) Zn2+ (aq) + 2eFe (s) Fe2+ (aq) + 2e-
ไอออนบวกของโลหะที่เกิดจากแอโนดในสารละลาย คือ Zn2+ (E0 = -0.76 V) , Fe2+ (E0 = -0.41 V) ซึ่งมี ค่า E0 ต่ากว่า Cu2+ (E0 = +0.34 V) ดัง นั้นจึ งพบว่า Cu2+ จะเข้าไปรั บ อิ เ ล็ ก ตรอนและเกิ ด ปฏิ กิ ริ ย ารี ดั ก ชั น เป็ น โลหะ Cu ที่ แ คโทดได้ ดี ก ว่ า Zn2+ , และ Fe2+ ซึ่ ง รั บ อิเล็กตรอนยากกว่าและมีโอกาสเกิ ดเป็นโลหะที่แคโทดได้น้อย จึงทาให้โ ลหะทองแดงที่แยกได้ที่ขั้ว แคโทด มีความบริสุทธิ์ 99.95 % H2SO4 ที่เติมลงไปจะมีหน้าที่ไปกัดกร่อนให้ Cu, Zn และ Fe เสียอิเล็กตรอนเกิดเป็นไอออน เร็วและง่ายขึ้น
รูปที่ 2 แสดงเซลล์อิเล็กโทรไลต์ที่ใช้สาหรับการทาโลหะทองแดงให้บริสุทธิ์ในอุตสาหกรรม ก. ก่อนการเกิดอิเล็กโทนลิซิส ข. หลังการเกิดอิเล็กโทรลิซิส ค. เซลล์อิเล็กโทรไลต์ในอุตสาหกรรมสาหรับการทาโลหะทองแดงให้บริสุทธิ์ด้วยไฟฟ้า
เรียบเรียงโดยคณาจารย์สาขาเคมีประยุกต์
5
2. การชุบโลหะด้วยไฟฟ้า (Electroplating) การชุบโลหะด้วยไฟฟ้า คือกระบวนการอิเล็กโทรลิซิสอย่างหนึ่งที่อาศัยพลังงานไฟฟ้าทาให้ ไอออนของโลหะชนิ ดหนึ่ง กลายเป็นโลหะเคลื อบ หรือ เกาะบนโลหะอีกชนิดหนึ่ง ซึ่งโดยหลักการนี้ สามารถนาไปใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ เช่น การป้องกันการผุกร่อนของโลหะบางชนิด การทาให้โลหะมี ความสวยงามและคงทน ฯลฯ หลักทั่วไปในการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า 1. จัดชิ้นงานที่จะชุบต่อเข้ากับขั้วแคโทด (ขั้วลบ) 2. ต้องการชุบด้วยโลหะใด ให้ใช้โลหะนั้นเป็นแอโนด (ขั้วบวก) 3. สารละลายอิเล็กโทรไลต์ต้องมีไอออนของโลหะที่ใช้เป็นขั้วแอโนด 4. ต้องใช้ไฟฟ้ากระแสตรง และการกาหนดศักย์ไฟฟ้าที่เหมาะสมก็จะทาให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่
สวยงาม ตัวอย่างเช่น ต้องการชุบสร้อยเงินให้เป็นสร้อยทอง นาสร้อยเงินต่อเข้ากับขั้วแคโทด และใช้ โลหะทองคา ต่อเข้ากับขั้วแอโนดโดยใช้สารละลายที่มีไอออนของทอง เช่น Au+ , Au3+ เป็น สารละลายอิเล็กโทรไลต์แล้วต่อเข้ากับแหล่งกาเนิดไฟฟ้ากระแสตรง โดยปรับค่าศักย์ไฟฟ้าให้เหมาะสม ก็จะได้สร้อยทองคาที่ทาจาก โลหะเงิน ตัวอย่างการชุบชิ้นงานทองแดงโดยใช้ไฟฟ้ากระแสตรง
รูปที่ 3 แสดงการชุบชิ้นงานด้วยทองแดงโดยใช้ไฟฟ้ากระแสตรง
เรียบเรียงโดยคณาจารย์สาขาเคมีประยุกต์
จากภาพอธิบายได้ว่า
6
1. ต่อโลหะทองแดง (Cu ) เข้ากับขั้วแอโนด หรือขั้วบวก 2. ต่อชิ้นงานที่จะเคลือบเข้ากับขั้วแคโทด หรือขั้วลบของแบตเตอรี 3. ใช้สารละลาย Cu2+ เป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ เช่น CuSO4(aq) 4. ผ่านไฟฟ้ากระแสตรงที่มีศักย์ไฟฟ้าที่เหมาะสมลงไป
เมื่อผ่านไฟฟ้ากระแสตรงลงไปในเซลล์ดังรูป จะพบว่า อิเล็กตรอนจากแบตเตอรีจะเคลื่อนลง ไปสู่ขั้วแคโทด ทาให้ที่ขั้วนี้มีปริมาณของอิเล็กตรอนมากและ Cu2+ ซึ่งเป็นไอออนบวกก็จะเคลื่อนที่เข้า มารั บ อิ เ ล็ ก ตรอน เกิ ด ปฏิ กิ ริ ย ารี ดั ก ชั น กลายเป็ น โลหะทองแดง เกาะ/เคลื อ บอยู่ บ นชิ้ น งาน ขณะเดียวกันที่ขั้วแอโนดซึ่งมีโลหะทองแดงต่ออยู่ก็จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันได้ Cu2+ ลงสู่สารละลาย เพื่อชดเชยกับ Cu2+ ที่ลดลง ทาให้ความเข้มขันของสารละลายอิเล็กโทรไลต์คงที่ และอิเล็กตรอนที่ ขั้วแอโนดไหลเข้าไปที่ขั้วบวก(แคโทด) ของแบตเตอรี ทาให้กระแสไฟฟ้าครบวงจร ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นที่ ขั้วแอโนด และแคโทด เป็นดังนี้ ที่ขั้วแอโนด ; Cu (s) Cu2+ (aq) + 2eที่ขั้วแคโทด ; Cu2+ (aq) + 2e- Cu (s) การชุบโลหะให้ผิวเรียบและสวยงามนั้นขั้นอยู่กับปัจจัยต่อไปนี้ 1. สารละลายอิเล็กโทรไลต์ต้องมีความเข้มข้นที่เหมาะสม 2. กระแสไฟฟ้าที่ใช้ต้องปรับค่าความต่างศักย์ให้มีความเหมาะสมตามชนิดและขนาดของชิ้น
โลหะที่ต้องชุบ 3. โลหะที่ใช้เป็นแอโนดต้องบริสุทธิ์ และถ้าไม่บริสุทธิ์ต้องใช้สารบางชนิดเติมลงไปเพื่อทา ปฏิกิริยากับสารที่เป็นมลทินไม่ให้มาเกาะบนผิวโลหะที่นามาชุบ เช่น ในทางอุตสาหกรรม จะใส่ ส ารประกอบไซยาไนด์ เ พื่ อ ให้ ท าปฏิ กิ ริ ย ากั บ โลหะที่ เ ป็ น มลทิ น โดยจะ เกิ ด สารประกอบเชิงซ้อน จึงไม่มารบกวนหรือเกาะบนโลหะที่ต้องการชุบ 4. ไม่ควรชุบนานเกินไป ควรชุบเพียง 2 -3 นาทีเท่านั้น
เรียบเรียงโดยคณาจารย์สาขาเคมีประยุกต์
7
ตารางที่ 1 การชุบโลหะด้วยไฟฟ้า โลหะทีต่ ้องการชุบ
แอโนด
Cu
Cu
20% CuSO4 , 7% H2SO4 การชุบโลหะเพื่อความ สวยงาม
Ag
Ag
4% AgCN , 4% KCN , 4% K2CO3
Au
สารละลายอิเล็กโทรไลต์
Cu , C , Ni -Cr 3% AuCN , 19 % KCN ,K2HPO4 สารละลาย บัฟเฟอร์
การนาไปใช้
ภาชนะต่าง ๆ ที่ใช้กับโต๊ะ อาหาร เครื่องเพชร พลอย เครื่องเพชรพลอย
Cr
Pb
25 % CrO3 , 0.25% H2SO4 , 30% NiSO4 , 2% NiCl2 , 1% H3BO3
ส่วนต่าง ๆ ในเครื่องยนต์
Ni
Ni
30 % NiSO4 , 2% NiCl2 , 1% H3BO3
แผ่นพื้นฐานโลหะ
Zn
Zn
4% Zn(CN)2 , 5% NaCN , 8% NaOH , 5% Na2CO3
สังกะสีมุงหลังคา
Sn
Sn
8% H2SO4 , 7% SnSO4 กระป๋องเคลือบดีบุก
จากตารางที่ 1 จะพบว่าในกระบวนการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า จะมี CN- อยู่ในสารละลายอิเล็ก โทรไลต์ทั้งนี้เพื่อใช้ทาปฏิกิริยากับไอออนของโลหะเกิดเป็นสารประกอบเชิงซ้อน ทาให้ความเข้มข้นของ โลหะไอออนลดลง เป็นการป้องกันไม่ให้ไอออนบวกของโลหะเกิดเป็นโลหะเคลือบผิวสารที่ต้องการเร็ว เกินไป ซึ่งจะทาให้โลหะเคลือบได้หยาบไม่เรียบ หลุดง่าย ใช้กระแสไฟฟ้าตรง
เรียบเรียงโดยคณาจารย์สาขาเคมีประยุกต์
8
การชุ บ โลหะด้ ว ยไฟฟ้ า (Electroplating) คื อ กระบวนการผ่ า นกระแสไฟฟ้ า เข้ า ไปใน สารละลายเกลือของโลหะ (Metallic salts) แล้วทาให้อิออนบวกวิ่งมารับประจุไฟฟ้าลบที่ชิ้นงาน ซึ่งทา หน้ าที่เป็ น ขั้ว ลบ (Cathode) จึ งทาให้ เกิดเป็นชั้นผิ ว บางของโลหะมาเคลื อบอยู่บนผิ ว ด้านนอกของ ชิ้นงาน การชุบทองแดง นิกเกิล โครเมียม (Cu-Ni-Cr Plating) จัดอยู่ในประเภทการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า ดังตัวอย่างการชุบทองแดง โดยใช้น้ายาชุบคอปเปอร์ซัลเฟต (CuSO4) ต่อไปนี้เมื่อเอา สารละลายจุนสี หรือคอปเปอร์ซัลเฟตมาทาการแยกสลายด้วยไฟฟ้า โดยใช้แผ่นทองคาขาว (Platinum) เป็นขั้วลบต่อ เข้ากับขั้วลบแบตเตอรี่ และใช้แผ่นทองแดงบริสุทธิ์เป็นขั้วบวกต่อเข้ากับขั้วบวกของแบตเตอรี่
1. กระดาษทราย
2. บิกเกอร์
3. สายไฟฟ้า
4. ปากคีบ
5. แบตเตอรี่
6. ซิงค์ซัลเฟต
7. กรดไฮโดรคลอริก
8. ตะปูเหล็
9. แผ่นสังกะสี
เรียบเรียงโดยคณาจารย์สาขาเคมีประยุกต์
9 1. ใช้กระดาษทรายขัดตะปูเหล็กขนาดยาวประมาณ 3 เซนติเมตร แล้วนาไปแช่ในสารละลาย กรด HCI 1 mol/dm3 2 นาที นาออกมาล้างน้าให้สะอาดและเช็ดผิวให้แห้ง 2. เติมสารละลาย ZnSO2 0.1 mol/dm3 70 มิลลิลิตร ลงในบิกเอร์ขนาด 100 มิลลิลิตร 3. ต่อแผนสั งกะสี เข้ากับ ขั้ ว บวกและต่อตะปูเหล็ กกับ ขั้ ว สลบของแบตเตอรรี ใช้ศักย์ไฟฟ้ า ประมาณ 3 โวลต์ สังเกตการณ์เปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปประมาณ 5 นาที
.................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................... ................................ .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ............................. เรียบเรียงโดยคณาจารย์สาขาเคมีประยุกต์
10
วัตถุประสงค์ 1. เพือศึกษาคลืนตามขวางในเส้นเชือก 2. เพือหาความถีของคลืน ทฤษฏี ถ้าตรึ งปลายข้างหนึงของเชือกไว้ ดึงทีปลายอีกข้างหนึงให้ตึงและสะบัด จะเกิดคลืนตามขวาง เคลือนทีจากปลายทีสะบัดไปยังจุดทีตรึ ง และขณะเดียวกันก็จะเกิดคลืนสะท้อนกลับจากจุดตรึ งคลืนทัง สองจะมีความถีและแอมพลิจูดเท่ากัน ถ้าจัดความยาวและความตึงของเชือกให้พอเหมาะ คลืนทังสอง จะรวมกันแบบเสริ มกัน และเกิดเป็ นคลืนนิ ง(standing wave) ขึน โดยจะเห็นเชือกสันเป็ นส่วนๆ
ตําแหน่งทีเชือกไม่สนเลย ั เรี ยกว่า บัพ(node) จะอยู่ ณ ตําแหน่งคงทีบนเส้นเชือก ตําแหน่งทีเชือกสัน แรงทีสุด เรี ยกว่า ปฏิบพั (antinode) ระยะระหว่างบัพหรื อปฏิบพั ทีอยูถ่ ดั กัน จะเท่ากับครึ งหนึงของ ความยาวคลืน ดังรู ปที 1 รู ปที 1 ภาพแสดงตําแหน่งบัพ ปฏิบพั บนคลืนนิ งในเส้นเชือก ถ้าให้ v แทนอัตราเร็ วของคลืน และ T แทนความตึงในเส้นเชือก ซึงหาได้จาก T = mg เมือ m คือมวล รวมทีใช้ถ่วงเพือดึงเส้นเชือก และ แทนความหนาแน่นเชิงเส้นของเชือก (kg/m) พบว่า ความสัมพันธ์ ระหว่างปริ มาณทังสามจะเป็ นไปตามสมการ v
แทนค่า v = f ลงในสมการ (1) จะได้
............................ ( 1 )
11
f
1
ถ้า L เป็ นความยาวเชือกทีสันเป็ น n ส่วน จะได้ สมการ (2) จะได้ f
n 2L
............................. ( 2 ) L n 2
T
หรื อ
2L n
แทน ใน
............................. ( 3 )
โดยที n = 1 , 2 , 3 , …. ถ้า n = 1 จะเป็ นค่าความถีตําสุดเรี ยกว่า ความถีหลักมูล(fundamental frequency) หรื อ ฮาร์มอนิกที 1 (first harmonic) เชือกจะสันเป็ น 1 ลูป(loop) ถ้า n = 2 เรี ยกว่า โอเวอร์ โทนที 1 (first overtone) หรื อ ฮาร์มอนิกที 2 (second harmonic) เชือกจะสันเป็ น 2 ลูป ความถีที n ใดๆ เรี ยกว่า โอเวอร์โทนที (n-1) หรื อ ฮาร์มอนิกที n เชือกจะสันเป็ น n ลูป คลืนนิ งในเส้นเชือกจะเกิดได้ ทุกฮาร์มอนิก เชือกยาว L
mg
รู ปที 3 การจัดอุปกรณ์เพือศึกษาคลืนนิ งในเส้นเชือก
คําถามก่อนการทดลอง 1. จงหาค่าความถีของแหล่งกําเนิดคลืน(เครื องสันไฟฟ้ า) 2. ความยาวคลืนของคลืนในเส้นเชือกมีความสัมพันธ์อย่างไรกับแรงตึงในเส้นเชือก 3. เมือเราเพิ มมวลทีถ่วงเชือกให้มากขึน ความถีของคลืนในเส้นเชือกเปลียนแปลงหรื อไม่ อย่างไร
12
บันทึกผลการทดลอง ที 1 2 3 4
ตัวแปร
ค่าจากการทดลอง
n
L T
คําตอบข้อที 1 วิธีคาํ นวณหาค่าความถี ( f ) ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… คําตอบข้อที 2 ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………… คําตอบข้อที 3 ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………….
13
วัตถุประสงค์ 1. เพือให้ทราบวิธีการอ่านค่าความต้านทานของตัวต้านทานชนิดคาร์บอน 2. เพือศึกษาวิธีการวัดความต้านทานแบบต่างๆ อุปกรณ์ 1. แหล่งจ่ายไฟกระแสตรงทีปรับค่าได้อย่างต่อเนื อง 0- 30 โวลต์ 2. ตัวต้านทานชนิ ดคาร์ บอนทีมีความต้านทานค่าต่างๆ กัน 3 ตัว 3. มัลติมิเตอร์
ทฤษฎี จากกฎของโอห์ม กล่าวว่า “ทีอุณหภูมิคงตัวค่าหนึง อัตราส่วนระหว่างความต่างศักย์ระหว่าง จุดสองจุดใดๆ บนตัวนําต่อกระแสไฟฟ้ าทีไหลผ่านจุดสองจุดนันมีค่าคงที” ค่าคงทีของอัตราส่วนนีคือ “ ความต้านทาน ” สามารถเขียนเป็ นสมการได้ดงั นี R
V I
………………………………..… (2)
เมือ R เป็ นความต้านทาน หน่วยโอห์ม ( ) V เป็ นความต่างศักย์ หน่วยโวลต์ (V) I เป็ นกระแสไฟฟ้ า หน่วยแอมแปร์ (A) ในงานอิเล็กทรอนิกส์นิยมใช้ตวั ต้านทานชนิดคาร์บอนทีมีลกั ษณะเป็ นแท่งทรงกระบอกเล็กๆ มีแถบสีเป็ นตัวบอกความต้านทาน และส่วนใหญ่จะมี แถบสี โดยแถบทีหนึงแทนตัวเลขที 1 แถบที สองแทนตัวเลขที 2 แถบทีสามเป็ นตัวคูณด้วยเลขสิบยกกําลัง ส่วนแถบทีสีแทนร้อยละของค่าผิดพลาด ดังแสดงไว้ในตารางที 2.1
14
ตารางที 2.1 แสดงค่ารหัสสีของตัวต้านทานแบบคาร์ บอน รหัสสี ตัวเลขเมือแถบสี ตัวคูณเมือแถบสี อยูแ่ ถบที 1,2 อยูแ่ ถบที 3 0 1 ดํา 1 10 นําตาล 2 102 แดง 103 3 ส้ม 104 เหลือง 4 5 105 เขียว 6 106 ฟ้ า ม่วง 7 107 108 เทา 8 109 9 ขาว 10-1 ทอง 10-2 เงิน ไม่มีสี
% ผิดพลาด ในแถบที 4 ± 1% ± 2% ± 5% ± 10% ± 20%
ตัวอย่าง แถบสีของตัวต้านทานเรี ยงตามลําดับจากแถบที 1 ดังนี แดง นําตาล เหลือง ทอง อ่านได้ 210,000 ± 5% = 210 k ± 5% เหลือง ม่วง ทอง เงิน อ่านได้ 4.7 ± 10% ส้ม ดํา ดํา แดง อ่านได้ 300 ± 2% จงหาค่าความต้านทานของตัวต้านทีทีกําหนดให้ โดยวิธี วิธีที 1 อ่านค่าความต้านทานจากแถบสี …………………………………………………………………………………………………………. วิธีที 2 การหาค่าความต้านทานโดยใช้กฎของโอห์ม ( R V ) I …………………………………………………………………………………………………………... วิธีที 3 ใช้มลั ติมิเตอร์วดั …………………………………………………………………………………………………………..
15 ปฏิบัติการเรื่อง กายวิภาคของกบ
เอกสารประกอบการเรียน
เรื่อง กายวิภาคของกบ ลักษณะภายนอกของกบ หนัง หนังกบมีลักษณะบาง ออนนุม เรียบ ไมขรุขระ ไมมีเกล็ด และเลื่อนๆเพราะมีเมือกหลอเลี้ยงใหชุมชื้น อยูเสมอ ซึ่งเมือกนี้สรางมาจาก ตอมเมือก (Mucous gland) ในหนังชั้นหนังแท (Dermis) หนังกบยังมีสีตางๆ อีกดวย ซึ่งเกิดจาก Pigment granule ที่กระจายอยูในชั้นหนังกําพรา (Epidermis) และใน pigment cell หรือ Chromatophore ที่อยูในชั้น dermis ทําใหเปนสีตางๆ Chromatophore บนหนังกบมีอยู 3 ชนิด คือ Lipophore มีสีเหลืองปนแดง Guanophore มีสีน้ําเงินหรือเทา และ Melanophore มีสีน้ําตาลหรือดํา Chromatophore ทั้งสามชนิดนี้จะเรียงกันจากชั้นบนของหนังไปยังชั้นลางตามลําดับ หนังกบประกอบดวยชั้นตางๆ คือ 1. หนังกําพรา (Epidermis) เปนหนังชั้นบนหรือหนังชั้นนอก ประกอบดวยเยื่อบุผิวชนิด stratified squamous epithelium ซึ่งชั้นลางสุดเปน Germinative layer (stratum germinativum) และชั้นบนสุด เปนเนื่อเยื่อบางๆเรียกวา Cornified layer 2. หนังแท (Dermis or Corium) เปนหนังชั้นลางหรือหนังชั้นใน สวนใหญประกอบดวยเนื้อเยื่อ เกี่ยวพัน ชั้นนอกของหนังแทนี้มีลักษณะหยุนๆ มี Chromatophore และมีตอมตางๆดังกลาวมาแลว ซึ่งมีทอ ผานหนังกําพราไปเปดสูขางนอกดวย คือ ตอมเมือก (mucous gland) สรางน้ําเมือกใสๆ เพื่อทําใหผิวหนังชุม ชื้นตลอดเวลา และ ตอมพิษ (poison gland) สําหรับสรางสิ่งที่เปนพิษซึ่งมีลักษณะเปน alkaloid ขาวๆเพื่อ ปองกันศัตรู (เปนพิษตอสัตวอื่นๆแตไมเปนพิษตอคน) ชั้นในถัดเขามาจากชั้นที่มีตอมตางๆ จะมีลักษณะแนน หนากวาชั้นนอก เนื่องจากมีเนื้อเยื่อเกี่ยวพันอยูหนาแนนกวามาเรียงตัวตามขวางประมาณ 45 องศาของแกน ลําตัว สวนชั้นในสุดของหนังแทมีปลายประสาทและเสนเลือดฝอยอีกมากมาย สวนหัว หัวกบมีรูปรางเปนสามเหลี่ยมติดกับลําตัว ไมมี สวนที่พอจะเรียกไดวาเปน คอ (Neck) ประกอบ ดวยอัวยวะตางๆ คือ 1. ตา (Eye) ตาของกบมีลักษณะโปนออกมา และกลมเหมือนลูกบอล มองเห็นไดดีในที่มืด แตในเวลา กลางวันหรือในที่สวางมากๆ มันจะมองเห็นไดไมไกล กบมีหนังตา (Eyelid) 3 ชั้น คือ หนังตาบน (Upper eyelid) หนาและเคลื่อนไหวไมไดเลย หนังตาลาง (Lower eyelid) เปนหนังที่ติดตอกับเยื่อบางๆ ที่กลาวถึงนี้ คือ หนังตาที่สาม (Thrid eyelid) หรือ Nictitating membrane ซึ่งมีไวเพื่อปดตาไมใหน้ําเขาเวลากบลงไปใน น้ํา หรือเอาไวปดเมื่อเวลาหลับ ตรงกลางของตาเปนชองคอนขางกลม มีสีเขมเรียกวา Pupil ซึ่งถูกรอบลอม ดวยสีจาง (ขาว) เปนวงแหวนที่เรียกวา มานตา (Lris) 2. หู (Ear) กบมีหูสองสวนเทานั้น คือ หูสวนกลางและหูสวนใน ไมมีหูสวนนอก สวนของหูสวนกลางที่ เห็นไดขางนอกก็คือ แกวหู (Tympanic membrane or Tympanum) ซึ่งมีลักษณะเปนแผนกลมบางๆ อยู
เอกสารประกอบการเรียน
16 ปฏิบัติการเรื่อง กายวิภาคของกบ
ถัดจากตาไปขางหลัง ใกลกับตอนกลางของเนื้อเยื่อนี้อาจจะเห็นนูนขึ้นมา เนื่องจากสวนปลายของกระดูกหู (Ear ossicle) 1 ชิ้น ที่เรียกวา Columella auris 3. จมูก (Nose) จมูกกบไมมีดั้ง คงมีแต รูจมูก (Naris or Nostril) ซึ่งประกอบดวย External naris 2 รูทะลุเขาไปในชองปาก รูที่เปดเขาไปในปากเรียกวา Internal naris สําหรับใหอากาศภายนอกเขาไปในปาก เพื่อประโยชนในการหายใจได โพรงที่อยูระหวาง External กับ Internal naris เปนชองจมูก (Nasal cavity or Nasal chamber) ไมมีสวนของกระดูกหรือที่เรียกวาเพดาน (Palate) มากั้น แบบนี้เรียกวา Primary palate ผิดกับสัตวที่มีกระดูกสันหลังอื่นๆ ซึ่งมีสวนของกระดูกมากั้น ทําใหแบงแยกชองจมูกออกจากชองปาก (Oral cavity) ซึ่งเรียกวา Secondary palate 4. ปาก (Mouth) กบมีปากกวาง เมื่ออาปากกบดูจะเห็น ชองปาก (Mouth cavity or oral cavity) อยูภายใน ระหวาง ขากรรไกรบน (Upper jaw) กับ ขากรรไกรลาง (Lower jaw) ทางเบื้องหลังของชองปากเปนชอง แคบๆ เรียกวา คอหอย (Pharynx) ซึ่ง ติดกับ ลําคอ (Gullet) หรือ หลอดอาหาร (Esophagus) มีลิ้น (Tongue) ลักษณะแบน โคนลิ้นติดอยูทางดานหนาของขากรรไกรลาง สวนปลายลิ้นมี 2 แฉก ไมติดตอกับ อะไร แตทวาอยูขางในซึ่งกลับกันกับของคนและสัตวอื่นๆ ที่ขอบของขากรรไกรบนมีฟนเล็กๆ เปน Maxillary tooth ถัดเขาไปขางในอีกเล็กนอยบนเพดานปาก มีฟนอีก 2 แถว คือ Vomerine tooth ซึ่งเขาใจวามีไวสําหรับไมใหอาหารที่เขามาในปากแลวหลุดออจากปาก ไปได ฟนที่ก ลาวมาแลวนี้จะยึดเกาะกับกระดูก ขากรรไกรหรือกระดูกเพดานโดยตรงเลย ซึ่ง ผิดกับ ของคน บริเวณใกลๆกับ Vomerine tooth มีรูปด 2 รูของ internal naris ที่พื้นของขากรรไกรลางถัดจากลิ้นเขาไป ขางในมีชอง เรียกวา Glottis อยูตรงกลาง มีหนาที่ใหอากาศที่เขามาจากปากหรือจมูกผานเขาไปยังปอด รูนี้ จะเปดเมื่อมีการหายใจและจะปดเมื่อกลืนอาหารเขาไปในลําคอหรือกําลังอาปากอยู ดานในสุดของเพดานปาก ซึ่งรองรับลูกตาทั้งสองขางที่เรียกวา Prominence of eye ball อยูนั่น มีรูเปดของ Eustachian tube ซึ่งเปน ทอที่ติดตอระหวางหูสวนกลางกับคอหอย มีหนาที่ทําใหความดันภายในหูกับบรรยากาศภายนอกเท ากันอยู เสมอ นอกจากนี้แลวในกบตัวผูยังมีถุงดําๆอยู 2 ขางของปากดานนอกถัดคางเขาไป เรียกวา Vocal sac ถุง นี้จะมีรูทะลุเขาไปขางในไปเปดที่ชองปาก มีหนาที่สําหรับบรรจุลมและทําใหเกิดเสียงเมื่อกบตัวผูรองเรียกกบ ตัวเมีย ลําตัว 1. ลําตัวทั่วๆไป มี Sacral hump เปนปุม 2 ปุม บนหลังอยูป ระมาณกึ่ง กลางของลําตัวมี ทอง (Abdomen) พองกวางออกกวาสวนเอวและสวนอื่นๆ และขอที่นาสังเกตอีกอยางหนึ่ง คือ ถาเปนกบตัวผูเอว มักจะขอดเล็ก สวนกบตัวเมียนั้นเอวจะพองหรือกวางออก ทั้งนี้เพราะภายในชองทองของกบตัวเมียมักมีไขอยู เต็ม มี Cloacal opening เปนทางออกของของเสียทุกอยางและเซลลสืบพันธดวย
เอกสารประกอบการเรียน
17 ปฏิบัติการเรื่อง กายวิภาคของกบ
2. รยางค (Appendage) กบจัดอยูในพวก tetrapod โดยมีรยางคหรือขา 4 อัน (2 คู) ซึ่งเปน รยางค หรือ ขาคูหนา (Forelimb) 1 คู และ รยางค หรือ ขาคูหลัง (Hind limb) อีก 1 คู ขาหนาหรือแขน ประกอบดวย สวนตนสุดที่ติดกับลําตัว เรียกวา โคนแขน (Brachium) สวนที่ตอจากโคนแขน ลงมาเปน ปลายแขน (Ante brachium) สวนตอจากปลายแขนคือ มือ (Manus) ซึ่งแบงออกไดเปน 1) ขอมือ (Carpus) 2) ฝามือ (metacarpus) เปนสวนที่ตอจากขอมือและ 3) นิ้วมือ (Digit) เปนสวนสุดทายของมือ กบ มีนิ้วมือ 4 นิ้วเทานั้นเอง สวน นิ้วหัวแมมือ (Pollex) มีลักษณะเปนตุมเล็กๆอยูทางดานใน (Inner side) สวนขาหลังประกอบดวย สวนตนสุดที่ติดกับลําตัวเรียกวา โคนขา (Femur or Thigh) ถัดลงไปเปนปลายขา (Crus or Shank) และสวนสุดทายคือ เทา (Pes) ซึ่งประกอบดวย ขอเทา (Tarsus) สนเทา (Metatarsus) และ นิ้วเทา (Digit) ซึ่งมีอยู 5 นิ้ว นิ้วหัวแมเทา (Hallux) สั้นกวานิ้วอื่นๆ สวนนิ้วที่ 4 หรือนิ้วนางยาวสุด ระหวางนิ้วเทาแตละนิ้วมีแผนหนังบางๆเรียกวา Web เชื่อมติดตอกันเพื่อสําหรับพัดโบกน้ํา นอกจากนั้นยังมี ตุมของนิ้วที่ 6 เรียกวา Pre-hallux ซึ่งอยูทางในของเทา
ลักษณะภายในของกบ อวัยวะภายในทั่วๆไปของกบ หัวใจ (Heart) อยูในถุง เยื่อบุผิวบางๆ ที่เ รียกวา เยื่อหุม หัวใจ (Pericardium) ชองวางระหวาง Pericardium กับหัวใจเรียกวา pericardial cavity ซึ่งเปน coelom ดวยเชนกัน ภายในเยื่อจะมีหองหัวใจ ผนังบางสีเขม 2 หองเปน Auricle และหองผนังหนาอยูถัดไปทางหาง 1 หองเปน Ventricle สองขางของ หัวใจมี ตับ สีน้ําตาลแกอยู 3 พู ซีกขวา 1 พู และซีกซาย 2 พู ตับซีกขวาทางดานทองจะมี ถุงน้ําดี เปนถุงกลม สีเขียวแกทางดานหลังและดานขางทั้งสองของหัวใจมี ปอด (Lung) ซึ่งมีลักษณะหยุนๆคลายฟองน้ําอยู 2 ถุง ภายใน coelom จะมีทอยาวๆ ขดไปขดมามากมาย คือกระเพาะอาหาร (Stomach) และลําไส (intestine) กระเพาะอาหาร (Stomach)นั้นเปนเนื้อแข็งๆ สีขาวอยูดานบนของตับซีกซาย ตอนปลายจะแคบและคอดเปน Pyloric constiction ตอจากกระเพาะอาหารก็เปนสวนของ ลําไสเ ล็ก (Small intestine) ที่เ รียกวา Duodenum บริเวณปลายกระเพาะอาหารกับบริเวณ Duodenum เปนสวนของลําไสเล็กที่เรียกวา Ileum ซึ่งมีลักษณะขดไปขดมามากที่สุดโดยมีแผนเยื่อบางๆ เรียกวา ขั้วไส (Mesentery) ยึดเอาไว บน Mesentery มีมาม (Spleen) กลมๆ สีเลือดหมูอยูดวย สวนปลายสุดของลําไสเปน ลําไสใหญ (Large intestine) สวนที่ เรียกวา ดาก (Rectum) ซึ่งเปนถุงพองใหญกวาลําไสเล็กมาก แตก็ยังเล็กกวากระเพาะอาหารไปสิ้นสุดที่ Cloaca บริเวณทองนอยจะเห็นกระเพาะปสสาวะ (Urinary bladder) เปนถุงใสๆ อยูดานทองของ rectum อีกทีหนึ่ง ทางดานหลังสุดของ coelom แนวเดียวกับ sacral hump ทั้งขวาและซายมี ไต (Kidney) เปน อวัยวะแบนๆ สีคอนขางแดงติดอยูกับผนังลําตัว ความจริงแลวไตนี้ติดอยูนอก coelom อีกทีหนึ่ง กลาวคือ อยู
เอกสารประกอบการเรียน
18 ปฏิบัติการเรื่อง กายวิภาคของกบ
หลัง peritoneum นั่นเอง ดานนอกของไตเปนทอขาวๆ เรียกวา Ureter สวนทางดานทองและดานหัวของไต ทั้ง 2 ขางมีอวัยวะรูปไขเล็กๆ สีเหลือง เรียกวา อัณฑะ (Testis) ในตัวผูสวนในตัวเมียมีเยื่อบางใสเปนริ้วๆ สี คอนขางเหลือง และบางทีมักมีเม็ดดําๆอยูภายใน ถุงนี้ คือ รังไข (Ovary) สวนเม็ดดําๆ คือ ไข (Ovum) ตรง ดานหนาหรือตรงหัวของไตมี Fat body ซึ่งมีลักษณะเปนกลีบๆ คลายนิ้วมือ สีเหลืองติดอยูดวย นอกจากนี้ แลว ในกบตัวเมียยังมี ทอนําไข (Oviduct) ซึ่งเปนเสนเล็กๆ สีเหลืองออนหรือขาวๆ ขดไปมาอยูขางๆ ของไต ทั้งสอง ใน coelom มีเยื่อบางๆ ที่มีกําเนิดมาจาก mesoderm บุอยู คือ Peritoneum เมื่อ peritoneum 2 ขางมาประกบกันเปนแผนเดียวเรียกวา Mesentery เพื่อยึดอวัยวะในชองทองใหหอยติดอยูกับผนังลําตัว Mesentery ถายึดอวัยวะเพศผู เรียกวา Mesorchium และถายึดอวัยวะเพศตัวเมีย ก็เรียกวาMesovarium Peritoneum ที่บุดานในของผนังลําตัวมีชื่อวา Parietal peritoneum และที่หุมรอบอวัยวะภายในก็เรียกวา Visceral peritoneum ระบบการทํางานตางๆ ภายในรางกายกบ ระบบยอยอาหาร อาหารของกบไดแกพวกแมลงและหนอนตางๆ ที่ยังมีชีวิตอยูกบจับอาหารเหลานั้นโดยใชลิ้นกลาวคือ เมื่อมันเห็นอาหารมันก็จะขวางปลายลิ้นออกไปตวัดมาเขาปากที่บริเ วณลิ้นของกบนั้นมีตอมชนิดหนึ่ง คือ Lingual gland ทําหนาที่สรางน้ําเมือกออกมาเพื่อใหอาหารติดอยูกับลิ้นไดโดยงาย เมื่ออาหารเขาปากแลวยัง มีฟนภายในปากถึง 2 ชุด คือ Vomerine กับ Maxillary tooth คอยยึดอาหารไวไมใหหลุดออกไปได อนึ่ง อาหารที่เปนพวกแมลงหรือหนอนดังกลาวนั้นจะตองกําลังเคลื่อนไหวอยูดวยกบจึงจะจับถาอยูนิ่งๆ กบจะไมทาํ อะไรเลยเมื่ออาหารเขาปากแลว ก็จะถูกกลืนผานทางเดินอาหารสวนตางๆ คือ คอหอย (Pharynx) และ หลอด อาหาร (Esophagus) ซึ่งสั้นมากไมมีอาณาเขตที่แบงแยกออกจากกันแนนอน จากนี้จะลงสู กระเพาะอาหาร (Stomach) ซึ่งมีลักษณะพองใหญและเปนกลามเนื้อหนามากสีขาวๆ ทอดตามยาวทางซีกซายของลําตัวเกือบ ทั้งหมด กระเพาะอาหารแบงเปน 3 สวน คือ Cardius, Fundus และ Pylorus นอกจากนั้น กระเพาะอาหาร ยังมีเยื่อ peritoneum หุมอยูรอบๆ และประกบกันเปน mesentery ยึดไวกับผนังลําตัว ซึ่ง mesentery ที่ อยูทางดานโคงหลัง (Dorsal fold) เรียกวา Mesoaster และอยูทางดานโคงตรงขาม (Ventral fold) เปน Gastrohepatoduodenal Iigament ซึ่งยึดพวกกระเพาะอาหาร,ตับ และ duodenum เอาไว อาหารที่ลงสู กระเพาะจะถูกยอยไดบางโดย gastric juice และมี pepsin ยอยโปรตีนใหกลายเปน peptoneจากนั้นอาหาร ทั้งหมดทั้งที่ยอยบางแลวและที่ยังไมไดยอย จึงลงสูลําไสเล็ก (Small intestine) ตอไปเพื่อทําการยอยในลําไส ซึ่งมาจากผนังของลําไสเล็กเอง (Intestine juice), จากตับ (Liver), ถุงน้ําดี (Gall bladder) และ ตับออน (Pancreas)ผานทอที่เรียกวา Hepatopancreatic duct (Bile duct) แลวมาเปดเขาสูลําไสเล็กสวนแรกที่
19 ปฏิบัติการเรื่อง กายวิภาคของกบ
เอกสารประกอบการเรียน
เรียกวา Duodenum ครั้นยอยหมดแลวก็มีการดูดอาหารเขาสูกระแสเลือดตอไป โดยผานผนัง duodenum บางเปนสวนนอย แตสวนใหญผานผนังของลําไสเล็กสวนสุดทายที่เรียกวา Ileum (กบไมมี jejunum) สวนกาก อาหารทั้งที่ยอยไมไดและไมไดยอยจะผานไปยัง ลําไสใหญ (Large intestine) ซึ่งมีเพียงตอนเดียวคือ ดาก (Rectum) ทําหนาที่ดูดน้ําออกจากกากอาหารเขาสูกระแสเลือดอีกดวย กากอาหารดังกลาวจะมาสะสมกันอยู ในลําไสใหญนี้ เพื่อรอการขบถายออกขางนอกทางชอง Cloaca และรูเปด Cloaca opening ผนังของทางเดิน อาหารของกบมีสวนประกอบตางๆ เชนเดียวกับของสัตวชั้นสูงอื่นๆ ระบบการหมุนเวียนของเลือด เลือดของกบมีสวนประกอบตางๆ เชนเดียวกับเลือดของคนและสัตวชั้นสูงทั่วๆ ไป คือ ประกอบดวย น้ําเลือดใสๆ มีเกลือโซเดียมคลอไรดละลายอยูประมาณ 0.65% และเม็ดเลือด ทั้งเม็ดเลือดแดง ขาว และ Thrombocyte หรือ Spindle cell สําหรับเม็ดเลือดแดงนั้นจะมีลักษณะเปนรูปไขแบนๆ มีนิวเคลียสอยู ภายใน แตละเม็ดมีขนาดประมาณ 14-23 ไมครอน และมี hemoglobin สีแดงอยูภายในอีกดวย ปริมาณของ เลือด 1 ลูกบาศกมิลลิเมตรจะมีเม็ดเลือดแดงประมาณ 4 แสนเม็ด แตละเม็ดมีอายุอยูไดนานราว 100 วัน เม็ด เลือดขาวมีหลายชนิดและมีนิวเคลียสอยูภายใน เลือดกบจะมีเ ม็ดเลือดขาวอยูป ระมาณ 7000 เม็ดตอ 1 ลูกบาศกมิลลิเมตร สวน Thrombocyte ของกบมีรูปรางคลายกระสวยเล็กๆ จึงเรียกไดอีกชื่อหนึ่งวา spindle cell ซึ่งนอกจากจะมีหนาที่ในการจับกันใหเปนกอนแข็งเชนเดียวกับสัตวชั้นสูงชนิดอื่นๆ แลว ยังมีผูเขาใจวา อาจจะเปลี่ยนไปเปนเม็ดเลือดแดงหรือเม็ดเลือดขาวไดอีกดวย หัวใจ กบมีหัวใจ 3 หอง คือ Atrium (Auricle) 2 หอง และ Ventricle อีก 1 หอง แตทวาหัวใจกบก็ ประกอบดวยสวนตางๆ 4 สวน คือ Ventricle เปนรูปกรวยมีผนังกลามเนื้อหนาอยูทางปลายหาง, Atrium มี ผนังกลามเนื้อบางอยูปลายหัว, Sinus venosus รูปสามเหลี่ยมผนังบางอยูทางดานบน และRulbus (Conus of Truncus) arteriosus อยูตอจาก Ventricle ไปทางหัวแตอยูทางดานลางของ Atrium อีกทีหนึ่ง ระหวางแตละสวนที่ติดตอกันนี้ จะมีชองติดตอถึงกันดวย (นอกจากระหวาง Atrium ขวาและซาย ซึ่งตอนที่ เปนตัวออนอยูจึงจะมีชองติดตอถึงกัน เรียกวา Foramen ovale ครั้นโตเต็มวัยแลวชองดังกลาวจึงจะปดหมด) ตรงชองเหลานี้ มี ลิ้น (Valve) ปดเปดคลายบานหนาตาง คื อ Sinu-atrial valve, Atrio-ventricular (Auriculo-ventricular) และ Frist and second row of semilunar valves นอกจากนี้ ยังมีลิ้นที่อยู กึ่งกลางตามทางยาวของ bulbus arteriosus อีก คือ Spiral valve ซึ่งมีลักษณะคลายขั้นบันไดเวียน แบง bulbus arteriosus ออกเป น 2 ช อ ง คื อ Cavum punnocutanecum อยูทางซีกซาย
aorticum
อยู ท างซี ก ขวา และ Cavum
เอกสารประกอบการเรียน
20 ปฏิบัติการเรื่อง กายวิภาคของกบ
ผนังของ Atrium ซาย ยังมีรูเปดของเสนเลือด pulmonary อีกดวย และภายใน ventricle ก็มีใย กลามเนื้อระเกะระกะงอกออกจากปลายสุดของผนัง ventricle เรียกวา Columnae carneae เสนเลือด ประกอบดวย เสนเลือดดํา (Vein) เสนเลือดแดง (Artery) ซึ่งมักจะขนาดคูกัน ไปตามสวน ตางๆ ของรางกาย เสนเลือดดํา (Vein) ประกอบดวย 3 พวก คือVena cava นําเลือดเสียออกจากสวนตางๆ ของรางกาย มาเขา sinus venosus มี Anterior (Inferior) vena cava หรือ Precaval 2 เสนขวาและซาย มาจากสวนหัว ของรางกาย และ Posterior (Superior) vena cava หรือ Postcaval อีก 1 เสน มาจากอวัยวะและสวนหาง ของรางกาย Portal system มี 2 ระบบ คือ Hepatic portal vein นําเลือดเสียพรอมดวยอาหารจาก กระเพาะอาหาร ลําไส ตับออน มาม และบริเวณสวนหางของลําตัว และพาไปเขาตับทั้ง 2 ขาง โดยเฉพาะเสน เลือดดําที่ม าจากสวนหางของลําตัวนั้นจะทอดอยูติดกับ ผนัง ดานเนื้อทองดานในดวย เรียกวา Anterior abdominal (Ventral abdominal) vein อีกระบบหนึ่งไดแก Renal portal vein นําเลือดเสียจากสวยหาง ของรางกายมาเขาไต เพื่อขับถายของเสียออกไปเสียบางPulmonary system ไดแก Pulmonary vein นํา เลือดดี ออกจากปอดขางละเสน แลวมารวมเปนเสนเดียวกันกอนที่จะเขาไปใน atrium ซายเพียงเล็กนอย เสน เลือดดําที่นําเลือดซึ่งฟอกแลวยังมีอีก คือ Cutaneous vein นําเลือดดีที่ฟอกแลวจากผิวหนัง มารวมกับเสน เลือดดําที่นําเลือดเสียจากกลามเนื้อบริเวณหลัง กลายเปน Musculo-cutaneous
21 ปฏิบัติการเรื่อง กายวิภาคของกบ
เอกสารประกอบการเรียน ปฏิบัตกิ ารเรื่อง กายวิภาคของกบ การศึกษากายวิภาคของกบ โครงสรางภายนอก
โครงสรางภายในปาก
1. ใหนักเรียนสังเกตผิวหนังของกบดานทอง และดานหลัง และระบุความแตกตางของผิวหนังทั้งสองดานมา อยางนอย 4 ประเด็น ความแตกตางทีพบ ......................................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................................................................................
2. สังเกตฝามือเพื่อทํานายวากบที่ศึกษาเปนเพศใด ตัวอยางกบที่ศึกษานาจะเปนเพศ...........................เพราะ....................................................................................
4. สังเกตโครงสรางสวนหัวของกบ วาดภาพสวนหัวดานขางและระบุถงึ Mouth, External nares (Nostril), Upper eyelid, Lower eyelid, Nictitating membrane, Eye, Tympanic membrane (Tympanum)
ตําแหนงตาของกบชวยใหกบมีความสามารถในการอยูร อดไดดีเพราะ.................................................................
เอกสารประกอบการเรียน
22 ปฏิบัติการเรื่อง กายวิภาคของกบ
5. ใหนักเรียนอาปากกบใหกวาง สังเกตตําแหนงโคนลน ฟนแบบ Vomerine teeth และ ฟนแบบ Maxillary teeth สังเกตหาตําแหนงของรูเปดที่เชื่อมชองปากกับสวนอื่นๆ อันไดแก Internal nares, Eustachian tube, Glottis, Vocal sac (ในตัวผู) บันทึกลักษณะของสิง่ ที่สังเกตเห็น ลักษณะของลิน้ ..................................................................................................................................................... ลักษณะของ Vomerine teeth ……………………………………………………………………………………………………..….…. ลักษณะของ Maxillary teeth……………………………………………………………………………………..……………………….. ลักษณะของ Internal nares………………………………………………………………………………………………………………. ลักษณะของ Eustachian tube…………………………………………………………………………………………………………….. ลักษณะของ Glottis…………………………………………………………………………………………….....…………………………… ลักษณะของพนปากใตลิ้นกบ……………………………………………………………………………………….………………………...
โครงสรางภายในปาก 6. เมื่อเปดชองทองแลวใหศกึ ษาอวัยวะภายในรวมถึงโครงสรางอื่นๆ วาดภาพทีส่ ังเกตเห็นครั้งแรกเมื่อ เปดชัน้ กลามเนื้อออกและ วาดอีกครั้งเมื่อตัดสวนของตับ และไขมัน (fat body) บางสวนออกไป