ย้อนกลับไปสมัยที่มนุษย์ยังไม่มีนาฬิกา คนโบราณรู้จักใช้เงาจากดวงอาทิตย์มาเป็นเครื่องบอกเวลาในรูปแบบของ "นาฬิกาแดด" สิ่งประดิษฐ์อิงธรรมชาติแสนง่ายที่สามารถบอกเวลาได้อย่างคร่าวๆ และเรียนรู้เรื่อง “แสงและเงา” ความรู้พื้นฐานทางด้านวิทยาศาสตร์
SuperSci สัปดาห์นี้แนะนำวิธีการประดิษฐ์นาฬิกาแดดแบบง่ายๆ กับนักวิชาการจากองค์การพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์แห่งชาติ (อพวช.) พร้อมให้ความรู้ตั้งแต่หลักการสร้างนาฬิกาแดด ขั้นตอนการประดิษฐ์และวิธีการดูเวลาแบบง่ายๆ ตัวอย่างการทดลองเรื่องแสงและเงา
น.ส.ธนภรณ์ ก้องเสียง นักวิชาการ อพวช. บอกทีมข่าววิทยาศาสตร์ ASTV-ผู้จัดการออนไลน์ว่า คนในสมัยก่อนไม่มีนาฬิกา การจะบอกเวลาเพื่อนัดหมายแต่ละครั้งจึงนิยมใช้การสังเกตดวงอาทิตย์ และการสังเกตเงาที่ทอดผ่านพื้นที่หนึ่งๆ ในรอบวัน ต่อมามีภูมิปัญญาเกี่ยวกับการใช้เงาบอกเวลาเข้ามาจึงประดิษฐ์นาฬิกาแดดขึ้น โดยอาศัยหลักการสะท้อนเงาจากแสงของดวงอาทิตย์ที่ทำมุมตามเส้นละติจูดในแต่ละพื้นที่
นักวิชาการ อพวช.อธิบายว่า นาฬิกาแดดมีด้วยกันหลายประเภท ทั้งนาฬิกาแดดแนวราบ, นาฬิกาแดดแนวตั้ง และนาฬิกาแดดแบบศูนย์สูตร ซึ่งเป็นรูปแบบที่ง่ายต่อการประดิษฐ์มากที่สุด เพราะใช้หลักการมองตาม "เส้นละติจูด" ที่เป็นเส้นแบ่งโลกในแนวซีกโลกเหนือและซีกโลกใต้ ฉะนั้นนาฬิกาแดดที่ SuperSci จะนำมาเสนอในวันนี้จึงเป็นนาฬิกาแดดแบบเส้นศูนย์สูตร
สำหรับการประดิษฐ์จะใช้อุปกรณ์เพียงไม่กี่อย่างเท่านั้น คือ ไม้ก้านลูกโป่ง หน้าปัดนาฬิกาแดด คัตเตอร์ ไม้บรรทัด ปากกา และตารางเทียบองศาละติจูด โดยขั้นตอนการประดิษฐ์จะเริ่มจากการหาเส้นละติจูดที่พาดผ่านในพื้นที่นั้นๆ จากแผนที่องศาละติจูดที่พาดผ่านประเทศไทยเพื่อหามุมองศาละติจูดท้องถิ่นในแต่ละจังหวัดจากใบโบรชัวร์ แล้วจึงนำมุมองศาละติจูดที่ได้ ไปเทียบค่าในตารางเพื่อหาความยาวของหลอดที่จะใช้ในการประดิษฐ์โครงสร้างหลักของนาฬิกาแดด
อันดับแรกเราต้องหาตำแหน่งของหน้าปัดนาฬิกาแดดบนหลอด โดยใช้ค่าละติจูดที่พาดผ่านพื้นที่ทดลอง ซึ่งบริเวณพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ อพวช.ตั้งอยู่ใน จ.ปทุมธานี และมีละติจูดประมาณ 14 เมื่อเทียบกับตารางได้ค่าความยาวที่อยู่ที่ 18.05 เซ็นติเมตร โดยวัดจากปลายหลอดด้านหนึ่งแล้วแสดงเครื่องหมายกำกับไว้สำหรับเป็นตำแหน่งหน้าปัดนาฬิกาแดด แล้ววัดต่อจจากตำแหน่งดังกล่าวอีก 5 เซ็นติเมตร ซึ่งเป็นความยาวของ “สันกำเนิดเงา” หรือหลอดที่โผล่อออกจากหน้าปัด และทำให้เกิดเงาบนหน้าปัด รวมความยาวของหลอดทั้งหมดได้ 23.05 เซ็นติเมตร แล้วจึงตัดหลอดส่วนที่เหลือออก
สำหรับวิธีดูเวลาจากนาฬิกาแดด นักวิชาการ อธิบายว่าต้องหันปลายนาฬิกาแดดไปที่ด้านเหนือเสมอ แล้ววางแผ่นหน้าปัดนาฬิกาให้เลข 12 วางลงที่พื้นหากเงาของสันกำเนิดเงาทอดไปที่ตัวเลขใด นั่นก็หมายความว่าขณะนั้นมีเวลาที่แท้จริงอยู่ในช่วงนั้น ซึ่งอาจมีความคลาดเคลื่อนอยู่ที่ประมาณ 5-30 นาที
ทุกคนสามารถประดิษฐ์นาฬิกาแดดง่ายๆ ด้วยตัวเองได้ที่บ้าน จากการตัดกระดาษแข็งเป็นรูปวงกลม แล้วแบ่งส่วนครึ่งวงกลมด้านล่าง ให้เป็น 12 ช่องใหญ่ สำหรับการระบุเวลาเป็น 12 ชั่วโมงในตอนกลางวัน สำหรับการดูเวลาตั้งแต่ดวงอาทิตย์ขึ้นในช่วง 6.00 น.-18.00 น. (ตามรูปบนสุด) แล้วเจาะรูสำหรับเสียบก้านลูกโป่งตรงกลาง เพื่อเป็นของเล่นสำหรับการทดลองเรื่องแสงและเงา และยังได้เรียนรู้เกี่ยวกับโลกและดาราศาสตร์เบื้องต้นได้ง่ายๆ
กิจกรรมประดิษฐ์นาฬิกาแดดนี้เป็นส่วนหนึ่งของ “ห้องเรียนวิทยาศาสตร์” เรื่อง “แสงและเงา” กิจกรรมประจำเดือน พ.ค.ของ อพวช. ส่วนกิจกรรมประจำเดือน มิ.ย.นี้เป็นเรื่อง “เคมีในบ้าน” ผู้สนใจสามารถสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ โทร 02-5779999
*******************************
