ระบบหายใจ

ระบบหายใจ
มนุษย์ทุกคนต้องหายใจเพื่อมีชีวิตอยู่ การหายใจเข้า อากาศผ่านไปตามอวัยวะของระบบหายใจตามลำดับ ดังนี้
1.จมูก (Nose)
จมูกส่วนนอกเป็นส่วนที่ยื่นออกมาจากตรงกึ่งกลางของใบหน้า รูปร่างของจมูกมีลักษณะเป็นรูปสามเหลี่ยมพีระมิด ฐานของรูปสามเหลี่ยมวางปะ ติดกับหน้าผากระหว่างตาสองข้าง สันจมูกหรือดั้งจมูก มีรูปร่างและขนาดต่างๆกัน ยื่นตั้งแต่ฐานออกมาข้างนอกและลงข้างล่างมาสุดที่ปลายจมูก อีกด้านหนึ่งของรูปสามเหลี่ยมห้อยติดกับริมฝีปากบนรู จมูกเปิดออกสู่ภายนกทางด้านนี้ รูจมูกทำหน้าที่เป็นทางผ่านของอากาศที่หายใจเข้าไปยังช่องจมูกและกรองฝุ่นละอองด้วย
2. หลอดคอ (Pharynx)
เมื่ออากาศผ่านรูจมูกแล้วก็ผ่านเข้าสู่หลอดคอ ซึ่งเป็นหลอดตั้งตรงยาวประมาณยาวประมาณ 5 ” หลอดคอติดต่อทั้งช่องปากและช่องจมูก จึงแบ่งเป็นหลอดคอส่วนจมูก กับ หลอดคอส่วนปาก โดยมีเพดานอ่อนเป็นตัวแยกสองส่วนนี้ออกจากกัน โครงของหลอดคอประกอบด้วยกระดูกอ่อน 9 ชิ้นด้วยกัน ชิ้นที่ใหญ่ทีสุด คือกระดูกธัยรอยด์ ที่เราเรียกว่า “ลูกกระเดือก” ในผู้ชายเห็นได้ชัดกว่าผู้หญิง
3. หลอดเสียง (Larynx)
เป็นหลอดยาวประมาณ 4.5 cm ในผู้ชาย และ 3.5 cm ในผู้หญิง หลอดเสียงเจริญเติยโตขึ้นมาเรื่อยๆ ตามอายุ ในวัยเริ่มเป็นหนุ่มสาว หลอดเสียงเจริญขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะในผู้ชาย เนื่องจากสายเสียง (Vocal cord) ซึ่งอยู่ภายในหลอดเสียงนี้ยาวและหนาขึ้นอย่างรวดเร็วเกินไป จึงทำให้เสียงแตกพร่า การเปลี่ยนแปลงนี้เกิดจากฮอร์โมนของเพศชาย
4. หลอดลม (Trachea)
เป็นส่วนที่ต่ออกมาจากหลอดเสียง ยาวลงไปในทรวงอก ลักษณะรูปร่างของหลอดลมเป็นหลอดกลมๆ ประกอบด้วยกระดูกอ่อนรูปวงแหวน หรือรูปตัว U ซึ่งมีอยู่ 20 ชิ้น วางอยู่ทางด้านหลังของหลอดลม ช่องว่าง ระหว่างกระดูกอ่อนรูปตัว U ที่วางเรียงต่อกันมีเนื้อเยื่อและกล้ามเนื้อเรียบมายึดติดกัน การที่หลอดลมมีกระดูกอ่อนจึงทำให้เปิดอยู่ตลอดเวลา ไม่มีโอกาสที่จะแฟบเข้าหากันได้โดยแรงดันจากภายนอก จึงรับประกันได้ว่าอากาศเข้าได้ตลอดเวลา หลอดลม ส่วนที่ตรงกับกระดูกสันหลังช่วงอกแตกแขนงออกเป็นหลอดลมแขนงใหญ่ (Bronchi) ข้างซ้ายและขวา เมื่อเข้าสู่ปอดก็แตกแขนงเป็นหลอดลมเล็กในปอดหรือที่เรียกว่า หลอดลมฝอย (Bronchiole) และไปสุดที่ถุงลม (Aveolus) ซึ่งเป็นการที่อากาศอยู่ ใกล้กับเลือดในปอดมากที่สุด จึงเป็นบริเวณแลกเปลี่ยนก๊าซออกซิเจน กับคาร์บอนไดออกไซด์
5. ปอด (Lung)
ปอดมีอยู่สองข้าง วางอยู่ในทรวงอก มีรูปร่างคล้ายกรวย มีปลายหรือยอดชี้ขึ้นไปข้างบนและไปสวมพอดีกับช่องเปิดแคบๆของทรวงอก ซึ่งช่องเปิดแคบๆนี้ประกอบขึ้นด้วยซี่โครงบนของกระดูกสันอกและกระดูกสันหลัง ฐานของปอดแต่ละข้างจะใหญ่และวางแนบสนิทกับกระบังลม
ระหว่างปอด 2 ข้าง จะพบว่ามีหัวใจอยู่ ปอดข้างขวาจะโตกว่าปอดข้างซ้ายเล็กน้อย และมีอยู่ 3 ก้อน ส่วนข้างซ้ายมี 2 ก้อน
หน้าที่ของปอดคือ การนำก๊าซ CO2 ออกจากเลือด และนำออกซิเจนเข้าสู่เลือด ปอดจึงมีรูปร่างใหญ่ มีลักษณะยืดหยุ่นคล้ายฟองน้ำ
6. เยื่อหุ้มปอด (Pleura)
เป็นเยื่อที่บางและละเอียดอ่อน เปียกชื้น และเป็นมันลื่น หุ้มผิวภายนอกของปอด เยื่อหุ้มนี้ ไม่เพียงคลุมปอดเท่านั้น ยังไปบุผิวหนังด้านในของทรวงอกอีก หรือกล่าวได้อีกอย่างหนึ่งว่า เยื่อหุ้มปอดซึ่งมี 2 ชั้น ระหว่าง 2 ชั้นนี้มี ของเหลวอยู่นิดหน่อย เพื่อลดแรงเสียดสี ระหว่างเยื่อหุ้มมีโพรงว่าง เรียกว่าช่องระหว่างเยื่อหุ้มปอด

กระบวนการในการหายใจ
ในการหายใจนั้นมีโครงกระดูกส่วนอกและ กล้ามเนื้อบริเวณอกเป็นตัวช่วยขณะหายใจเข้า กล้าม เนื้อหลายมัดหดตัวทำให้ทรวงอกขยายออกไปข้างหน้า และยกขึ้นบน ในเวลาเดียวกันกะบังลมจะลดต่ำลง การกระทำทั้งสองอย่างนี้ทำให้โพรงของทรวงอกขยาย ใหญ่มากขึ้น เมื่อกล้ามเนึ้อหยุดทำงานและหย่อนตัวลง ทรวงอกยุบลงและความดันในช่องท้องจะดันกะบังลม กลับขึ้นมาอยู่ในลักษณะเดิม กระบวนการเข่นนี้ทำให้ ความดันในปอดเพิ่มขึ้น เมื่อความดันในปอดเพิ่มขึ้นสูง กว่าความดันของบรรยากาศ อากาศจะถูกดันออกจาก ปอด ฉะนั้นจึงสรุปได้ว่า ปัจจัยประการแรกที่ทำให้ อากาศมีการเคลื่อนไหวเข้าออกจากปอดได้นั้น เกิด จากความดันที่แตกต่างกันนั่นเอง
การแลกเปลี่ยนก๊าซและการใช้ออกซิเจน
เมื่อเราหายใจเข้า อากาศภายนอกเข้าสู่อวัยวะ ของระบบหายใจไปยังถุงลมในปอด ที่ผนังของถุงลมมีหลอดเลือดแดงฝอยติดอยู่ ดังนั้นอากาศจึงมีโอกาสใกล้ชิดกับเม็ดเลือดแดงมากออกชิเจนก็จะผ่านผนังนี้เข้าสู่เม็ดเลือดแดง และคาร์บอนไดออกไชด์ก็จะออกจากเม็ดเลือดผ่านผนังออกมาสู่ถุงลม ปกติในอากาศมีออกชิเจนร้อยละ 20 แต่อากาศที่เราหายใจมีออกขิเจนร้อยละ 13

กระบวนการหายใจ การหายใจเข้าและหายใจออก

การหายใจเข้าและหายใจออก
การหายใจเข้าและหายใจออกเกิดจากการทำงานของกล้ามเนื้อกะบังลมและกล้ามยึดกระดูกซี่โครง

                การหายใจเข้า   กล้ามเนื้อกะบังลมหดตัวและกล้ามเนื้อยึดกระดูกซี่โครงดึงกระดูกซี่โครงให้ยกตัวขึ้น ปริมาตรของช่องอกที่เพิ่มขึ้น ทำให้ความดัน ในช่องอกลดลง ส่งผลให้อากาศจากภายนอกเคลื่อนที่เข้าสู่ปอด
                การหายใจออก  กล้ามเนื้อกะบังลมคลายตัวจะยกตัวสูงขึ้น เป็นจังหวะเดียวกับกระดูกซี่โครงลดต่ำลง ทำให้ปริมาตรในช่องอกลดลง ความดัน เพิ่มขึ้น มากกว่าความดันของอากาศภายนอก อากาศจึงเคลื่อนที่ออกจากปอด
 

แผนภูมิแสดงสัดส่วนของแก๊สชนิดต่าง ๆ ในลมหายใจเข้าและออก

ความจุอากาศของปอด    ความจุอากาศของปอดในแต่ละคนจะแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับ
1.   เพศ   เพศชายจะมีความจุปอดมากกว่าเพศหญิง
2.  สภาพร่างกาย   นักกีฬามีความจุของปอดมากกว่าคนปกติ
3.  อายุ   ผู้สูงอายุจะมีความจุปอดลดลง
4. โรคที่เกิดกับปอด  โรคบางชนิด เช่นถุงลมโป่งพอง โรคมะเร็งจะทำให้มีความจุปอด ลดลง

ปัจจัยที่มีผลต่อการกำหนดอัตราการหายใจเข้าและการหายใจออกที่สำคัญประการหนึ่ง คือ ความเข้มข้นของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือด เช่น ในขณะ ที่เรากลั้นหายใจ ความเข้มข้นของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ในเลือดจะสูงขึ้น        ซึ่งความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นนี้จะไปกระตุ้นการทำงานของร่างกายให้เกิดการหายใจขึ้นจนได้ ในขณะที่นอนหลับร่างกายจะถูกกระตุ้นน้อยลง จึงทำให้การหายใจเป็นไปอย่างช้าความเข้มข้น ของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ในเลือดที่มีมากเกินไป เป็นอีกสาเหตุ หนึ่งที่ทำให้เกิดอาการหาว ซึ่งการหาวที่เกิดขึ้นนั้นก็เพื่อ เป็นการขับ เอาแก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์ ที่สะสมอยู่มากเกินไปออกจากร่างกาย

                                                                              การแลกเปลี่ยนแก๊สของปลา

                       ปลาหายใจด้วยเหงือก โดยการอ้าปากให้น้ำที่มีแก๊สออกซิเจนละลายอยู่เข้าทางปาก   แล้วผ่านออกทางเหงือก  แก๊สออกซิเจนจะแพร่เข้าสู่เส้นเลือดฝอยที่เหงือกแล้วหมุนเวียนไปตามระบบหมุนเวียนเลือดต่อไป

                                                                        

                                                                            การแลกเปลี่ยนแก๊สของแมลง

                       อากาศจะเข้าและออกจากร่างกายแมลงทางช่องหายใจซึ่งอยู่เป็นแถวบริเวณท้อง ช่องหายใจจะติดกับท่อลม โดยท่อลมน ี้จะแตกเป็นแขนงเล็ก ไปยังเนื้อเยื่อ ทั่วร่างกายของแมลงเพื่อแลกเปลี่ยนแก๊ส   อากาศจากภายนอก จะเคลื่อนที่ไป ตามท่อลม ไปยังเซลล์ แก๊สออกซิเจน ในอากาศจะแพร่เข้าสู่เซลล์ ในขณะที่ ี่แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ จากภายในร่างกาย แพร่ออกสู่อากาศในท่อลมและเคลื่อนที่ย้อนกลับออกสู่ภายนอกร่างกาย

                                                                                   การแลกเปลี่ยนแก๊สของไฮดรา                                                                

ไฮดรา ไม่มีอวัยวะที่ใช้ในการหายใจ แก๊สออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำ และแก๊สคาร์บอนไดออกไซด ์ที่เกิดขึ้นภายในเซลล์เข้าและ ออกจากเซลล์โดยการแพร่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์

การดูดกลืนเเสงของวัตถุ

light8.4

การดูดกลืนสีของวัตถุ

  • วัตถุโปร่งแสง อาจเป็นกระจกหรือพลาสติก มีสมบัติดูดกลืนแสงสีบางสี และยอมให้แสงบางสีผ่านไปได้ เช่น การดูดกลืนของแผ่นกรองแสงสีเขียว ซึ่งยอมให้แสงสีเขียวผ่านได้หมด แสงสีน้ำเงินและแสงสีเหลืองผ่านได้เล็กน้อย ส่วนแสงสีอื่นๆถูกดูดกลืน
  • วัตถุทึบแสง มีสมบัติการสะท้อนแสงบางสี และดูดกลืนแสงสีอื่นๆไว้ ทำให้เห็นวัตถุเป็นแสงสีที่สะท้อนออกมา เช่น วัตถุสีเหลืองจะสะท้อนแสงสีเหลืองและสีข้างเคียง อย่างสีเขียวและสีแสด ส่วนสีอื่นถูกดูดกลืน หากวัตถุทึบแสงอยู่ในแสงสีอื่นที่ไม่ใช่แสงขาว เราอาจเห็นสีวัตถุผิดเพี้ยนจากความเป็นจริง บางคร้้งก็เห็นเป็นสีดำ เนื่องจากวัตถุดูดกลืนแสงสีทั้งหมด

สีของวัตถุ

light8.5
สีของเห็นสีของวัตถุ  
การมองเห็นสีของวัตถุเนื่องจากปัจจัย 3 ประการ ได้แก่ แสงตกกระทบวัตถุ แสงจากวัตถุสะท้อนเข้าสู่นัยน์ตาหรือแสงทะลุผ่านวัตถุ และตัวสีที่อยู่ในวัตถุนั้น ซึ่งเกิดจากการดูดกลืนสีบางสีและขณะคายสีบางสีออกมากระทบนัยน์ตาเราแถบสเปคตรัมของแสงขาวประกอบด้วย แถบสีทั้งหมด 7 คือ ม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง ส้ม แดงแสงขาว หมายถึงแสงที่ฉายลงบนกระดาษสีขาว หรือวัตถุสีขาว แล้วยังคงเห็นวัตถุเป็นสีขาวดังเดิม แสงขาวประกอบด้วยสีทุกสีในสเปกตรัม ดังนั้นแสงขาวเมื่อผ่านอุปกรณ์ที่เหมาะสม เช่นปริซึม เกรตติง จะสามารถแยกได้เป็นแถบแสงสีม่วง น้ำเงิน เขียว เหลือง ส้ม และแดง เป็นแถบต่อเนื่องกันตามลำดับแหล่งกำเนิดแสงที่ให้แสงขาว เช่น แสงอาทิตย์ แสงจากหลอดไฟฟ้า เป็นต้น

การมองเห็นสีของวัตถุทึบแสง

เมื่อมีแสงขาวมาตกกระทบ วัตถุทึบแสงสีต่างๆ แสงบางสีในแสงขาวจะถูก ตัวสีในวัตถุดูดกลืน ไว้ แสงสีที่เหลือจะสะท้อน มาเข้าในตาเราทำให้เห็นสีของวัตถุ แสงที่สะท้อนออกมามีแสงเดียวหรือหลายสีแต่แสงที่ให้สีของวัตถุมีปริมาณมากที่สุด จะทำให้เราเห็นวัตถุเป็นสีนั้น หรือเห็นเป็นสีผสมของแสงหลายสีนั้น เช่นตัวอย่างการมองเห็นวัตถุสีต่าง ๆ

ตัวสีในใบไม้

ตัวสีในใบไม้ ได้แก่ คลอโรฟีลล์ (Chlorophyll) เป็นตัวสีเขียวซึ่งเป็นสีที่มีมากในใบไม้ มีคุณสมบัติดูดกลืนสีบางสีไว้ และปล่อยสีเขียวออกมามากที่สุด เราจึงเห็นใบไม้เป็นสีเขียว ตัวสีที่มีปริมาณน้อย ได้แก่เคโรทีน (Carotene) เป็นตัวสีส้มแกมสีแดง และ เซนโทฟิล (Xanthophyll) เป็นตัวสีเหลืองน้ำตาล ซึ่งปริมาณความเข้มของสารทั้งสองนี้แตกต่างกันไปตามชนิดของพืช เช่น ใบฤาษีผสม ใบโกสน เพราะใบพืชเหล่านี้จะดูดกลืนแสงสีได้ต่างกัน จึงทำให้เห็นสีของใบไม้ต่างกันไปการผสมสารสี

ตัวสี (สารสี) คือ สารที่มีคุณสมบัติดูดกลืนสีบางสีไว้ แสงที่สะท้อนออกจากตัวสีเป็นสีเดียวกับ ตัวสีถ้ามีแสงขาวซึ่งประกอบด้วยสีต่าง ๆ มาตกกระทบวัตถุที่มีสีดำ ตัวสีดำในวัตถุจะดูดกลืนสีทุกสีไว้ จึงไม่มีสีสะท้อนออกมาเข้าตาเราเลย ดังนั้นเราจึงมองเห็นวัตถุนั้นเป็นสีดำ ในขณะเดียวกัน ตัวสีที่มีสีขาว ซึ่งสามารถสะท้อนทุกสีที่มาตกกระทบ เช่นเมื่อมีแสงขาวมาตกกระทบวัตถุที่มีสีขาวจะเห็นกระดาษเป็นสีขาว แต่ถ้ามีสีแดงกระทบกระดาษที่มีสีขาว ก็จะเห็นกระดาษเป็นสีแดง ดังนั้นแสงขาวคือแสงที่ไม่สามารถมองเห็นได้ ส่วนตัวสีขาวจะมองเห็นได้ เช่นสีของกระดาษขาวเป็นต้น

การมองเห็น

1362668988-151-o

การมองเห็น

การมองเห็นวัตถุ เกิดจากการที่แสงตกกระทบสิ่งต่างๆ แล้วเกิดการสะท้อนเข้าสู่ตาเราทางเลนส์ตา(Lens) ผ่านเข้ามาในลูกตา ทำให้เกิดภาพบนเรตินา (Retina) ที่อยู่ด้านหลังของลูกตา แล้วส่งข้อมูลของวัตถุที่มองเห็นผ่านเส้นประสาท (Optic nerve) ไปสู่สมอง สมองจะทำการแปลข้อมูลเป็นภาพของวัตถุนั้นๆ

การมองเห็นวัตถุ

ดวงตาของมนุษย์สามารถรับแสงที่มีความเข้มน้อยมากๆ เช่น แสงริบหรี่ในห้องมืด ๆ ไปถึงแสงสว่างจ้าของแสงแดดตอนเที่ยงวัน ซึ่งมีความเข้มแสงมากกว่าถึง 10 เท่า นอกจากนี้ดวงตายังสามารถปรับให้มองเห็นได้แม้ตัวอักษรที่เป็นตัวพิมพ์เล็กๆ สามารถบอกรูปร่างและทรวดทรงที่แตกต่างกันในที่ที่มีความเข้มของแสงแตกต่างกันมากๆได้ โดยการปรับของรูม่านตา(Pupil)

เนื่องจากดวงตาเป็นอวัยวะที่มีความไวต่อแสงมาก สามารถรับรู้ได้เมื่อมีแสงสว่างเพียงเล็กน้อย เช่น แสงจากดวงดาวที่อยู่ไกลในคืนเดือนมืดจนถึงแสงสว่างที่มีปริมาณมาก ทั้งนี้เนื่องจากเรตินาจะมีเซลล์รับแสง 2 ชนิด คือ

  1. เซลล์รูปแท่ง(Rod Cell) ทำหน้าที่รับแสงสว่าง (สลัว) ที่ไวมาก สามารถมองเห็นภาพขาวดำ เซลล์ รูปแท่งจะไวเฉพาะต่อแสงที่มีความเข้มน้อย โดยจะไม่สามารถจำแนกสีของแสงนั้นได้
  2. เซลล์รูปกรวย(Cone Cell) จะไวเฉพาะต่อแสงที่มีความเข้มสูงถัดจากความไวของเซลล์รูปแท่ง และสามารถจำแนกแสงแต่ละสีได้ด้วย เซลล์รูปกรวยมี 3 ชนิด แต่ละชนิดจะมีความไวต่อแสงสีปฐมภูมิต่างกัน ชนิดที่หนึ่งมีความไวสูงสุดต่อแสงสีน้ำเงิน ชนิดที่สองมีความไวสูงสุดต่อแสงสีเขียว และชนิดที่สามมีความไวสูงสุดต่อแสงสีแดง เมื่อมีแสงสีต่างๆ ผ่านเข้าตามากระทบเรตินา เซลล์รับแสงรูปกรวยจะถูกกระตุ้น และสัญญาณกระตุ้นนี้จะถูกส่งผ่านประสาทตาไปยังสมอง เพื่อแปรความหมายออกมาเป็นความรู้สึกเห็นเป็นสีของแสงนั้นๆ

การหักเหของแสงและการใช้ประโยชน์

619

การหักเห (Refraction)

อัตราเร็วของแสงในน้ำและในแก็วต่ำกว่าอัตราเร็วของแสงในอากาศ แสงเดินทางในสุญญากาศเดินทางด้วยอัตราเร็ว

c = 300,000 km/s

แสงเดินทางในน้ำอัตราเร็วเป็นสามส่วนสี่ของอัตราเร็วแสงในสุญญากาศ แสงเดินทางในเพชรอัตราเร็วเป็น 40 %ของอัตราเร็วแสงในสุญญากาศ

การที่แสงหักเหออกไปจากแนวเดิมเมื่อเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางต่างชนิดกัน เราเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า การหักเหของแสง การเดินทางของแสงเมื่อมีการหักเหแสงทำให้แสงเดินทางระยะทางมากขึ้นแต่ใช้เวลาในการเดินทางน้อยลงเสมอ ตัวอย่างเช่น เมื่อแสงเดินทางจากในน้ำมายังอากาศตามรูปข้างล่างจากจุด B มายังจุด A แสงใช้เวลาในการเดินทางตามเส้นประเนื่องจากใช้เวลาเดินทางตามเส้นประใช้เวลาสั้นกว่าเดินทางตามเส้นทึบเพราะการเดินทางตามเส้นประในน้ำมีระยะสั้นขึ้น ถึงแม้ว่าต้องเดินทางในอากาศยาวขึ้นก็ไม่ทำให้เสียเวลาในการเดินทางของแสง เนื่องจากแสงเดินทางในอากาศได้เร็วกว่าเดินทางในน้ำ

 

การหักเหของแสงเกิดขึ้นเพื่อลดพลังงานของการเดินทางของแสง

การหักเหของแสงผ่านชั้นบรรยากาศโลกทำให้ภาพดวงอาทิตย์ตกที่เห็นสูงกว่าตำแหน่งจริงเสมอ

http://www.youtube.com/watch?v=PLpj3dI9y1c&feature=youtu.be

การสะท้อนของแสงและภาพที่เกิดจากการสะท้อน

511
การสะท้อนของแสง
เมื่อแสงเดินทางมากระทบวัตถุแสงจะสะท้อนกลับไปยังตัวกลางเรียกว่าการสะท้อน หรือหักเหเมื่อเดินทางผ่านตัวกลางเรียกว่าการหักเห ในบทนี้เรามาเรียนรู้ธรรมชาติของแสงเมื่อมันเดินทางมากระทบวัตถุกัน

การสะท้อน (Reflection)

รูปที่ 1 การสะท้อนของแสงเมื่อตกกระทบผิวสะท้อนราบ

การสะท้อนของแสงทำให้เกิดมุมตกกระทบคือมุมที่แสงตกกระทบทำกับเส้นตั้งฉากกับกระจก และมุมสะท้อนคือมุมที่แสงสะท้อนทำกับเส้นตั้งฉากกับกระจก

กฎของการสะท้อนกล่าวว่า “เมื่อเกิดการสะท้อนแสงทุกครั้งมุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อนเสมอ”

กระจกราบ (Plane Mirrors)

เมื่อวัตถุอยู่หน้ากระจก วัตถุจะสะท้อนลำแสงออกมานับล้านเส้นมายังกระจก แต่ขอเขียนลำแสงตัวแทนมาสัก 4 เส้น เมื่อเกิดการสะท้อนแสงที่กระจกมุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อน ทำให้เกิดลำแสงเสมือนตัดกันจนเกิดภาพเสมือนที่หลังกระจก ภาพเสมือนที่หลังกระจกจะมีขนาดเท่ากับวัตถุและกลับซ้ายเป็นขวา

การสะท้อนบนพื้นผิวขรุขระ (Diffuse Reflection)

เมื่อแสงสะท้อนที่ผิวขรุขระ แสงจะสะท้อนออกไปหลายทิศทาง

พื้นผิวถนนที่แห้งอยู่มีการสะท้อนแสงบนพื้นผิวขรุขระจึงมีแสงสะท้อนมายังตาเรา แต่เมื่อถนนนองไปด้วยน้ำ ผิวน้ำทำให้เกิดการสะท้อนบนผิวเรียบทำให้แสงจากรถสะท้อนไปด้านหน้ารถอย่างเดียวมีเพียงแสงส่วนน้อยที่สะท้อนเข้าตาเราทำให้เรามองพื้นถนนหลังฝนตกไม่ชัดเจน

เมื่อแสงเดินทางจากตัวกลางหนึ่งตกกระทบกับผิวของอีกตัวกลางหนึ่ง แสงจะเกิดการสะท้อนขึ้นกลับมาในตัวกลางเดิม โดยแสงที่สะท้อนออกมาจะเปลี่ยนแปลงตามพื้นผิว โดยถ้าพื้นผิวเรียบแสงสะท้อนจะเป็นระเบียบ แต่ถ้าผิวขรุขระ แสงสะท้อนจะกระจัดกระจายไม่เป็นระเบียบ

กฎการสะท้อนของแสง (Law of Reflection)

มุมตกกระทบคือมุมที่รังสีตกกระทบ (Incident ray) ทำกับเส้นปกติ (Normal)ของผิวสะท้อน และ มุมสะท้อน (Reflected ray) คือมุมที่รังสีสะท้อนทำกับเส้นปกติ

การสะท้อนของแสงที่มีระเบียบจะได้

1. มุมตกกระทบมีค่าเท่ากับมุมสะท้อน

2. รังสีตกกระทบ รังสีสะท้อนและเส้นปกติ จะอยู่ในระนาบเดียวกัน

ระบบสืบพันธุ์

Female_reproductive_system_lateral

ระบบสืบพันธุ์เพศหญิง

 

1)  รังไข่ (ovary)   ทำหน้าที่ผลิตไข่และฮอร์โมนเพศหญิง ซึ่งจะกำหนดลักษณะต่างๆในเพศหญิง เช่น ตะโพกผาย เสียงแหลม สำหรับรังไข่จะมี 2 อัน ซึ่งจะอยู่คนละข้างของมดลูกจะมีลักษณะคล้ายเม็ดมะม่วงหิมพานต์ยาวประมาณ 2 – 3 เซนติเมตร หนา 1 เซนติเมตร

2)  ท่อนำไข่ (Fallopian Tube)  เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า ปีกมดลูก เป็นทางเชื่อมต่อระหว่างรังไข่ทั้งสองข้างกับมดลูก ทำหน้าที่เป็นทางผ่านของไข่ที่ออกจากรังไข่เข้าสู่มดลูกและเป็นบริเวณที่อสุจิจะเข้าปฏิสนธิกับไข่ ท่อนำไข่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 2 มิลลิเมตร และยาวประมาณ 6 – 7 เซนติเมตร

3)  มดลูก (uterus)  มีรูปร่างคล้ายผลชมพู่หัวกลับลง กว้างประมาณ 4 เซนติเมตร ยาวประมาณ 6 – 8 เซนติเมตร หนาประมาณ 2 เซนติเมตร อยู่ในบริเวณอุ้งกระดูกเชิงกรานระหว่างกระเพาะปัสสาวะกับทวารหนัก ทำหน้าที่เป็นที่ฝังตัวของไข่ที่ได้รับการผสมแล้วและเป็นที่เจริญเติบโตของทารกในครรภ์

4) ช่องคลอด (vagina) อยู่ต่อจากมดลูกลงมา ทำหน้าที่เป็นทางผ่านของตัวอสุจิเข้าสู่มดลูกและเป็นทางออกของทารกเมื่อครบกำหนดคลอด

การตกไข่

การตกไข่  หมายถึง  การที่ไข่สุกและออกจากรังไข่เข้าสู่ท่อนำไข่ โดยปกติรังไข่แต่ละข้างจะสลับกันผลิตไข่ในแต่ละเดือน ดังนั้น จึงมีการตกไข่เกิดขึ้นเดือนละ 1 ใบ ในช่วงกึ่งกลางของรอบเดือน เมื่อมีการตกไข่ มดลูกจะมีการเปลี่ยนแปลงโดยมีผนังหนาขึ้นทั้งมีเลือดมาหล่อเลี้ยงเป็นจำนวนมาก ซึ่งต่อไปจะเกิดการเปลี่ยนแปลงใน 2 กรณีต่อไปนี้

1)  ถ้ามีอสุจิเคลื่อนที่เข้ามาในท่อนำไข่ในขณะที่มีการตกไข่ อสุจิจะเข้าปฏิสนธิกับไข่ที่บริเวณท่อนำไข่ด้านที่ใกล้กับรังไข่ ไข่ที่ได้รับการผสมแล้วจะเคลื่อนตัวเข้าสู่มดลูก เพื่อฝังตัวที่ผนังมดลูกและเจริญเติบโตต่อไป

2)  ถ้าไม่มีตัวอสุจิเข้ามาในท่อนำไข่  ไข่จะสลายตัวก่อนที่จะผ่านมาถึงมดลูก จากนั้นผนังด้านในของมดลูกและเส้นเลือดที่มาหล่อเลี้ยง เป็นจำนวนมากก็จะสลายตัว แล้วไหลออกสู่ภายนอกร่างกายทางช่องคลอด เรียกว่า ประจำเดือน โดยปกติผู้หญิงจะเริ่มมีประจำเดือนเมื่อายุประมาณ 12 ปี ขึ้นไป รอบของการมีประจำเดือนแต่ละเดือนจะแตกต่างกันไปในแต่ละคน โดยทั่วไปประมาณ 28 วัน และจะมีทุกเดือนไปจนกระทั่งอายุประมาณ 50 – 55 ปี จึงจะหยุดการมีประจำเดือน โดยจะขึ้นอยู่กับความสมบูรณ์ของร่างกาย

การตั้งครรภ์และการคลอด

การตั้งครรภ์จะเริ่มต้นเมื่อตัวอสุจิเข้าผสมกับไข่ซึ่งส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นบริเวณท่อนำไข่ตอนปลายใกล้กับรังไข่ โดยปกติ ไข่ 1 ใบจะถูกผสมด้วยอสุจิเพียง 1 ตัวเท่านั้น เพราะเมื่อมีตัวอสุจิตัวหนึ่งเข้าผสมแล้วเยื่อหุ้มเซลล์ของไข่จะหนาขึ้นจนทำให้อสุติตัวอื่นไม่สามารถเข้าผสมได้อีก  หลังจากไข่ได้รับการผสมแล้วภายในเวลาประมาณ 10 – 12 ชั่วโมง นิวเคลียสของตัวอสุจิจะเข้าผสมกับนิวเคลียสของไข่ซึ่งเรียกว่าเกิดการปฏิสนธิ  ภายหลังการปฏิสนธิประมาณ 30 – 37 ชั่วโมง ไข่ที่ได้รับการผสมแล้วจะแบ่งเซลล์จาก 1 เซลล์เป็น 2 เซลล์ เป็น 4 เซลล์และแบ่งต่อไปเรื่อยๆจนกระทั่งได้กลุ่มเซลล์ เรียกว่า เอ็มบริโอ จากนั้นเอ็มบริโอจะเคลื่อนตัวไปฝังที่ผนังมดลูกต่อไป

หลังจากที่เอ็มบริโอฝังตัวกับผนังมดลูกจะมีการสร้างเยื่อบางๆขึ้น เรียกว่า ถุงน้ำคร่ำ ห่อหุ้มทารก ซึ่งภายในมีของเหลวไว้ป้องกันการกระทบกระเทือน ส่วนเอ็มบริโอก็จะมีการเปลี่ยนแปลงไปเรื่อยๆจนกระทั่งอายุประมาณ 8 สัปดาห์ จึงมีลักษณะต่างๆเหมือนทารก  จากนั้นอวัยวะต่างๆทั้งอวัยวะภายในและภายนอกจะเจริญต่อไป เพื่อให้สมบูรณ์เต็มที่และพร้อมที่จะทำงาน สำหรับทารกในครรภ์จะได้รับอาหารและแก๊สรวมทั้งการกำจัดของเสียในร่างกายโดยผ่านทางรก รกเป็นส่วนที่ติดต่อกับมดลูกของแม่เชื่อมต่อถึงตัวทารกทางสายสะดือ จะมีเส้นเลือดจากตัวแม่มาหล่อเลี้ยงเป็นจำนวนมาก ดั่งนั้นการเจริญเติบโต ของทารกในครรภ์จึงขึ้นอยู่กับการบำรุงรักษาสุขภาพของมารดาทั้งทางร่างกายและจิตใจ

ทารกจะเจริญเติบโตอยู่ในครรภ์มารดาจนกระทั่งครบกำหนดคลอด โดยใช้เวลาทั้งสิ้นประมาณ 9 เดือน หรือ 38 สัปดาห์ หรือ 280 วัน นับจากวันแรกของการมีประจำเดือนครั้งสุดท้ายของมารดา เมื่อครบกำหนดคลอดต่อมใต้สมองจะหลั่งฮอร์โมนชนิดหนึ่งออกมากระตุ้นให้มดลูกบีบตัว ขณะเดียวกันกล้ามเนื้อท้องจะหดตัวทำให้ปากมดลูกเปิดออก ทารกในครรภ์จึงถูกดันให้ออกมาทางช่องคลอดได้

 

ระบบสืบพันธุ์เพศชาย

1)      อัณฑะ (Testis) และถุงอัณฑะ (Scrotum)

อัณฑะ มีลักษณะรูปร่างคล้ายไข่ฟองเล็ก ยาว 3-4 Cm หนาประมาณ 2-3 Cm หนักประมาณ 50 กรัม อัณฑะมี 2 ข้างและขนาดใกล้เคียงกันอยู่ภายในถุงอัณฑะ ซึ่งทำหน้าที่ปรับอุณหภูมิภายในถุงอัณฑะให้เหมาะแก่การเจริญเติบโตของอสุจิ คือ ประมาณ 34 องศาเซลเซียส ภายในอัณฑะประกอบด้วยหลอดสร้างตัวอสุจิ มีลักษณะเป็นท่อเล็กๆขดเรียงกันอยู่มากมาย เพื่อทำหน้าที่สร้างตัวอสุจิ (Sperm) นอกจากนั้นยังมีเซลล์ที่ทำหน้าที่สร้างฮอร์โมนเพศชาย ซึ่งควบคุมลักษณะต่างๆของเพศชาย เช่น เสียงห้าว มีหนวดเครา

2)   หลอดสร้างตัวอสุจิ (Semimiferous tubles) และท่อนำตัวอสุจิ (vasdeferens)

หลอดสร้างตัวอสุจิเป็นหลอดที่หน้าที่ผลิตตัวอสุจิจะประกอบด้วยกลุ่มเชล spermatogonium และ sertoli cell ทำหน้าที่สร้างอาหารให้ตัวอสุจิและปล่อยออกมาทาง rete testis เข้าไปอยู่ในหลอดเก็บตัวอสุจิ

3)      ต่อมสร้างน้ำเลี้ยงอสุจิ (seminal vesicle)

ทำหน้าที่สร้างอาหารให้แก่ตัวอสุจิ ส่วนมากเป็นน้ำตาลฟรักโตส วิตามินซี และโปรตีนโกบุลิน

4) ต่อมลูกหมาก (prostate gland) อยู่บริเวณตอนต้นของท่อปัสสาวะ ทำหน้าที่หลั่งสารที่เป็นเบสอย่างอ่อนและสารที่ทำให้ตัวอสุจิแข็งแรงและว่องไว

 5) ต่อมคาวเปอร์ (cowper gland) มีหน้าที่หลั่งสารของเหลวใสๆไปหล่อลื่นท่อปัสสาวะในขณะเกิดดารกระตุ้นทางเพศ

 6) อวัยวะเพศชาย (pennis) เป็นกล้ามเนื้อที่หดและพองตัวได้คล้ายฟองน้ำในวลาปกติจะอ่อนและงอตัวอยู่ แต่เมื่อถูกกระตุ้นจะเเข็งตัวเพราะมีเลือดมาคั่งมาก ภายในจะมีท่อปัสสาวะทำหน้าที่เป็นทางผ่านของตัวอสุจิและน้ำปัสสาวะ

ขั้นตอนในการสร้างตัวอสุจิและการหลั่งน้ำอสุจิ มีดังนี้

เริ่มจากหลอดสร้างตัวอสุจิ ซึ่งอยู่ภายในอัณฑะสร้างตัวอสุจิออกมา จากนั้นตัวอสุจิจะถูกนำไปพักไว้ที่หลอดเก็บอสุจิก่อนจะถูกลำเลียงผ่านไปตามหลอดนำตัวอสุจิ เพื่อนำตัวอสุจิไปเก็บไว้ที่ต่อมสร้างน้ำเลี้ยงตัวอสุจิรอการหลั่งออกสู่ภายนอก ต่อมลูกหมากจะหลั่งสารเข้าผสมกับน้ำเลี้ยงอสุจิเพื่อปรับสภาพให้เหมาะสมกับตัวอสุจิก่อนที่จะหลั่งน้ำอสุจิออกสู่ภายนอกทางท่อปัสสาวะ

โดยปกติเพศชายจะเริ่มสร้างตัวอสุจิได้เมื่ออายุประมาณ 12 – 13 ปี และจะสร้างไปจนตลอดชีวิต ส่วนการหลั่งน้ำอสุจิในแต่ละครั้งจะมีของเหลวออกมาเฉลี่ยประมาณ 3 – 4 ลูกบาศก์เซนติเมตรและมีตัวอสุจิเฉลี่ยประมาณ 350 – 500 ล้านตัว สำหรับชายที่เป็นหมันจะมีตัวอสุจิน้อยกว่า 30 – 50 ล้านตัว ต่อลูกบาศก์เซนติเมตร หรือมีตัวอสุจิที่ผิดปกติมากกว่าร้อยละ 25  ตัวอสุจิที่หลั่งออกมาจะเคลื่อนที่ได้ประมาณ 3 – 4 มิลลิเมตรต่อนาที และมีชีวิตอยู่นอกร่างกายได้ประมาณ 2 ชั่วโมง แต่จะมีชีวิตอยู่ในมดลูกของเพศหญิงได้นานประมาณ 24 – 48 ชั่วโมง

น้ำอสุจิ แต่ละครั้งที่หลั่งออกมาประกอบด้วยตัวอะสุจิและน้ำหล่อเลี้ยงต่างๆประมาณครั้งละ 3 ลบ . ซม . จำนวนอสุจิประมาณ 300-500 ล้านตัว

ตัวอสุจิ มีขนาดเล็กมากมีลักษณะคล้ายลูกอ๊อดประกอบด้วยส่วนหัวและส่วนหางดังรูป มีอายุ 48 ชั่วโมงเมื่อเข้าไปในมดลูก

เขียนโดย BKJS

ระบบสืบพันธุ์ของมนุษย์

การสืบพันธุ์ของมนุษย์เกิดขึ้นแบบปฏิสนธิภายในโดยการร่วมเพศ ในกระบวนการดังกล่าวองคชาตของเพศชายจะสอดใส่ในช่องคลอดของเพศหญิงจนกระทั่งเพศชายหลั่งน้ำอสุจิซึ่งประกอบด้วยอสุจิเข้าไปในช่องคลอดของเพศหญิง อสุจิซึ่งเป็นเซลล์สืบพันธุ์เพศชายจำนวนมากจะเคลื่อนที่ผ่านช่องคลอดและปากมดลูกเข้าไปในมดลูกหรือท่อนำไข่เพื่อปฏิสนธิกับไข่ หลังการปฏิสนธิและฝังตัวจะเกิดการตั้งครรภ์ของทารกในครรภ์ขึ้นภายในมดลูกของเพศหญิงซึ่งใช้เวลาประมาณ 9 เดือน การตั้งครรภ์จะสิ้นสุดลงเมื่อทารกคลอด การคลอดนั้นต้องอาศัยการบีบตัวของกล้ามเนื้อมดลูก การเปิดออกของปากมดลูก แล้วทารกจึงจะผ่านออกมาทางช่องคลอดได้ ทารกนั้นจะไม่สามารถช่วยเหลือตัวเองได้และต้องอาศัยการดูแลจากผู้ปกครองเป็นเวลาหลายปี หนึ่งในการดูแลดังกล่าวคือการเลี้ยงลูกด้วยนมแม่ซึ่งต้องอาศัยต่อมน้ำนมที่อยู่ภายในเต้านมของเพศหญิง

ในมนุษย์มีการเจริญและพัฒนาของระบบสืบพันธุ์อย่างมากมาย นอกเหนือจากการเปลี่ยนแปลงในเกือบทุกอวัยวะในระบบสืบพันธุ์แล้วนั้น ยังพบการเปลี่ยนแปลงอีกในลักษณะเฉพาะทางเพศขั้นทุติยภูมิ (secondary sexual characteristics)

เขียนโดย BKJS

ระบบสืบพันธุ์ ( Reproductive System )

เป็นระบบของอวัยวะในร่างกายสิ่งมีชีวิตซึ่งทำงานร่วมกันโดยมีจุดประสงค์เพื่อการสืบพันธุ์เพิ่มจำนวนสิ่งมีชีวิตให้มากขึ้น ในระบบนี้จำเป็นต้องอาศัยสารต่างๆ อาทิ ของเหลว ฮอร์โมน และฟีโรโมนหลายชนิดเพื่อช่วยเหลือในการทำงาน ระบบสืบพันธุ์เป็นระบบซึ่งแตกต่างจากระบบอวัยวะอื่นๆ กล่าวคือระบบเพศของสัตว์ต่างชนิดกันก็มีความแตกต่างกัน ความหลากหลายนี้ก่อให้เกิดการผสมรวมกันของสารพันธุกรรมระหว่างสิ่งมีชีวิตสองตัว เพื่อเพิ่มความสามารถในการดำรงอยู่ในสิ่งแวดล้อมของลูกหลานต่อไป

มี 2 แบบคือ

  1. การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ(sexual  reproduction) คือ ทำให้ลูกที่เกิดมามีความแปรผันทางพันธุกรรม

–  Fertilization หรือการปฏิสนธิ มีการรวมกันของเซลล์สืบพันธุ์ เกิดเป็นzygole   แบ่งออกเป็นการปฎิสนธิภายในกับการปฎิสนธิภายนอก

–  Conjugation หรือการถ่ายโอน  DNA พบในแบคทีเรีย พารามีเซียม สาหร่ายและฟังไจบางชนิด

  1. การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ(asexual  reproduction) คือ ลูกที่เกิดมาไม่มีความแปรผันทางพันธุกรรมลักษณะเหมือนพ่อ แม่ทุกประการ

–    Binary fission  คือการแบ่งเซลล์ออกเปนสอง

–    Multi fission  คือแบ่งนิวเคลียสหลายๆที แล้วค่อยแบ่ง cytoplasm

–    Sporulation หรือการสร้างสปอร์

–    Parthenogenesis พบในผึ้ง ต่อ แตน โดยไข่ (n) ที่ไม่ได้รับการผสมจะเจริญกลายเป็น  ตัวผู้

โครงงานวิทยาศาสตร์

 

 

 

โครงงานวิทยาศาตร์ ประเภทสิ่งประดิษฐ์

Greenhouse vegetables in the future”

โดย

                                        เด็กหญิงณัฏฐธิดา     แก้วบุญทัน  เลขที่   18

                                        เด็กหญิงแพรพิไล      ทัศศิริ         เลขที่     25

                                        เด็กหญิงสิรินุช           เนียมดวง    เลขที่   30

ชั้นมัทยมศึกษาปีที่ 2/13

ครูที่ปรึกษา

นายสราวุธ   สุธีรวงศ์

นายสามารถ  จิตจรัส

โรงเรียนโพธาวัฒนาเสนี อำเภอโพธาราม จังหวัดราชบุรี

สำนักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมการศึกษาเขต 8

รายงานฉบับนี้เป็นส่วนประกอบของโครงงานวิทยาศาสตร์ประเภทสิ่งประดิษฐ์

 

 

 

 

 

Greenhouse vegetables in the future”

 

 

 

โดย

เด็กหญิงณัฏฐธิดา    แก้วบุญทัน เลขที่ 18

เด็กหญิงแพรพิไล      ทัศศิริ         เลขที่ 25

เด็กหญิงสิรินุช         เนียมดวง    เลขที่ 30

ชั้นมัทยมศึกษาปีที่ 2/13

 

ครูที่ปรึกษา

นายสราวุธ   สุธีรวงศ์

นายสามารถ  จิตจรัส

 

 

 

 

 

บทคัดย่อ

ชื่อโครงงาน       :  Greenhouse vegetables in the future

ชื่อผู้ทำโครงงาน  :   เด็กหญิงณัฏฐธิดา   แก้วบุญทัน

                             :    เด็กหญิงแพรพิไล    ทัศศิริ

                             :    เด็กหญิงสิรินุช    เนียมดวง

อาจาร์ยที่ปรึกษา   :   นายสราวุธ   สุธีรวงค์

                                   นายสามารถ  จิตจรัส

โรงเรียน               :    โพธาวัฒนาเสนี อำเภอโพธาราม จังหวัดราชบุรี

สำนักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมศึกษาเขต 8

                     จากผลการดำเนินงานโครงงานประเภทสิ่งประดิษฐ์โรงเรือนในอนาคต Greenhouse vegetables in the future สิ่งประดิษฐ์ชิ้นนี้เป็นสิ่งประดิษฐ์ในรูปแบบโมเดล  สามารถเป็นโรงเรือนในอนาคตได้ และ โครงงานนี้ในอนาคตสามารถต่อยอดในรูปแบบที่เป็นจริงได้ เมื่อถึงอนาคตนั้นจะมีเทคโนโลยีที่เพิ่มความสะดวกสบายในอาชีพได้อีก

 

 

 

 

 

 

กิตติกรรมประกาศ

การจัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์ประเภทสิ่งประดิษฐ์ เรื่อง Greenhouse vegetables in the future

นี้สามารถสำเร็จลุล่วงได้ด้วยดี โดยคำแนะนำ ชี้แนะจากอาจารย์ สราวุธ สุธีรวงศ์  อาจารย์ที่ให้คำปรึกษาของ

โครงงานเกี่ยวกับสิ่งประดิษฐ์ในอนาคต และ อาจารย์สามารถ จิตจรัส ผู้ที่ที่ให้คำปรึกษาโครงงาน รวมถึงคำ

ชี้แนะจากคุณครูหลายท่านที่สละเวลาช่วยให้คำปรึกษา

คณะผู้จัดทำ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

สารบัญ

บทที่                                                                                                                                                                               หน้า

    บทคัดย่อ………………………………………………………………………………………………………………………        ก

กิตติกรรมประกาศ…………………………………………………………………………………………………………         ข

สารบัญ……………………………………………………………………………………………………………………….           ค

สารบัญตาราง…………………………………………………………………………………………………..        ง

สารบัญภาพ…………………………………………………………………………………………………….          จ

1 บทนำ………………………………………………………………………………………………………….             1

     ที่มาของโครงงาน…………………………………………………………………………………………             1

     จุดมุ่งหมายของโครงงาน………………………………………………………………………………..            1

ขอบเขตการศึกษาค้นคว้า………………………………………………………………………………….            2

ประโยชน์และคุณค่าของโครงงาน……………………………………………………………………             2

ระยะเวลาการดำเนินงาน……………………………………………………………………………………………….           2

2 เอกสารที่เกี่ยวข้อง……………………………………………………………………………………………………………        3

ความหมายของการบำบัดน้ำเสีย………………………………………………………………..          3

ประวัติต้นกก……………………………………………………………………………………         9

3 อุปกรณ์และวิธีการดำเนินงาน……………………………………………………………………        12

   ตารางอุปกรณ์…………………………………………………………………………………….              12

   วิธีการดำเนินงาน…………………………………………………………………………………        12

ภาพวิธีการดำเนินงาน……………………………………………………………………………..        13

4 ผลการดำเนินงาน…………………………………………………            14

5 สรุป  และอภิปรายผลการดำเนินงาน …………………………….             15

     บรรณานุกรม……………………………………………………            16

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

สารบัญตาราง

ตารางที่                                                                                         หน้า

1  ตารางระบบบำบัดน้ำธรรมชาติ                                     4

2   ตารางอุปกรณ์                                                                         12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

สารบัญภาพ

ภาพที่                                                                                                     หน้าที่

1  ภาพโครงการวิจัยแหลมผักเบี้ย                                                          3

2  ภาพที่ใช้หญ้าต้นกกเป็นการบำบัดน้ำเสีย                                          4

3  ภาพระบบการบำบัดน้ำสี่บ่อ                                                              5

4  ภาพการบำบัดน้ำโดยอาศัยป่าชายเลน                                                 6

5  ภาพรูปต้นกก                                                                                      10

6   ภาพวิธีการดำเนินงาน                                                                        13

 

 

 

 

 

 

 

บทที่ 1

บทนำ

ที่มาและความสำคัญของโครงงาน

ในปัจจุบันเทคโนโลยีต่างเข้ามามีบทบาทในการประกอบอาชีพทางด้าน การเกษตร  การเกษตรที่ทำเกี่ยวการสร้างสถานที่เพาะปลูกพืชผลทางการเกษตรจึงรับเทคโนโลยีใหม่ๆในการทำโรงเรือนในรูปแบบต่างๆซึ่งเราจะนำมาเชื่อมโยงกับโครงงานการพัฒนาในชื่อของโครงงาน Greenhouse vegetables in the future ซึ่งมีฐานข้อมูลมาการคิดค้นประดิษฐ์โรงเรือนในอนาคตในรูปแบบที่เกิดจากการสร้างสรรค์สิ่งใหม่ๆเพื่อเป็นตัวอย่างให้กับผู้ที่สนใจในด้านการคิดค้น

จากเหตุผลดังกล่าวเราจึงคิดค้นรูปแบบโรงเรือนปลูกผักในอนาคตแบบที่เป็นโมเดลแบบจำลองของโรงเรือนที่ได้คิดค้นขึ้นมีลักษณะโดยหลังคาเป็นแบบกักเก็บความร้อนและความชื้นในรูปแบบของอุณหภูมิห้องและมีวงจรการหมุนเวียนบำบัดน้ำแบบการพึ่งธรรมชาติโดยการบำบัดเราโดยรับแนวคิดจาก

โครงการในพระราชดำริแหลมผักเบี้ยของ”พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวรัชกาลที่ ๙”ที่มีระบบบำบัดน้ำมาจากธรรมชาติโดยใช้ระบบพืชและหญ้ากรองน้ำเสีย หรือ Plant and Grass Filtration ซึ่งคำว่า plant และ grass แปลว่าพืชและหญ้า การบัดบัดน้ำเสียแบบนี้ใช้พืชและหญ้าเป็นตัวกรองน้ำเสีย คำว่า filtrate แปลว่ากรอง ดังนั้น คำว่า filtration จึงแปลว่าการกรอง ซึ่งแปลงหรือบ่อจะเก็บกักน้ำเสีย และปลูกธูปฤาษี กกกลม และหญ้าแฝกอินโดนีเซีย หรือปลูกหญ้าอาหารสัตว์ พืชเหล่านี้มีคุณสมบัติกรองและดูดซับของเสียที่อยู่ในน้ำที่สะอาดแล้วเข้าสู่บ่อกักเก็บน้ำของโรงเรือนและนำมาใช้และหลังจากการใช้ต้นกกเราสามนำต้นกกมาทำการจักรสานและสามารถทำให้เกิดมูลค่าทางการค้าอีกด้วย

จุดมุ่งหมายของโครงงาน

1.เพื่อประดิษฐ์  โรงเรือนในอนาคต และมีหลังคาที่เปิด-ปิดได้

2.เพื่อที่จะได้เห็นคุณค่าของการบำบัดน้ำแบบธรรมชาติ

3.เป็นแนวทางการศึกษาและนำไปพัฒนาในดียิ่งขึ้นไป

ขอบเขตการศึกษาค้นคว้า

ประดิษฐ์โรงเรือนในอนาคต และ ระบบบำบัดน้ำธรรมชาติ

ประโยชน์และคุณค่าของโครงงาน

     1.เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่คิดค้นในอนาคต

2.เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่สามารถนำธรรมชาติมาเกี่ยวข้อง

3.เป็นนาวทางความคิดให้กลับผู้อื่นต่อไปได้

ระยะเวลาการในการดำเนินงาน

      ระหว่างวันที่ 16 มกราคม – 16 กุมภาพันธ์ 2560

 

 

 

 

 

 

 

 

 

บทที่ 2

เอกสารที่เกี่ยวข้อง

        ความหมายของการบำบัดน้ำเสีย

การบำบัดน้ำเสีย  หมายถึง  การกำจัดหรือทำลายสิ่งปนเปื้อนในน้ำเสียให้หมดไป หรือเหลือน้อยที่สุดให้ได้มาตรฐานที่กำหนดและไม่ทำให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม น้ำเสียจากแหล่งต่างกันจะมีคุณสมบัติ
ไม่เหมือนกันดังนั้นกระบวนการบำบัดน้ำจึงมีหลายวิธี

โครงงานวิจัยของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวรัชกาลที่๙

 

 

 

 

 

 

ตารางที่ 1

ระบบการบำบัดน้ำเสียชุมชน ได้แบ่งเทคโนโลยีการบำบัดออกเป็น 4 ระบบ ดังนี้

 

1 ระบบบ่อบำบัดน้ำเสีย (Lagoon Treatment)

 

3 ระบบพื้นที่ชุ่มน้ำเทียม (Constructed Wetland)

 

2 ระบบพืชและหญ้ากรองน้ำเสีย (Plant and Grass Filtration)

 

4 ระบบแปลงพืชป่าชายเลน (Mangrove Forest Filtration)

 

  1. ระบบบ่อบำบัดน้ำเสีย (Lagoon Treatment)

เป็นระบบที่อาศัยการกักพักน้ำเสียไว้ในระยะเวลาที่เหมาะสมกับปริมาณความสกปรกของน้ำ การเติมออกซิเจนด้วยกระบวนการสังเคราะห์แสงของแพลงก์ตอน และสาหร่าย อาศัยแรงลมช่วยในการพลิกน้ำเติมอากาศ การย่อยสลายสารอินทรีย์ด้วยจุลินทรีย์ และระยะเวลากักพักน้ำจะช่วยฆ่าเชื้อโรค ระบบบ่อบำบัดน้ำเสียของโครงการฯ ประกอบด้วย ระบบบ่อบำบัดน้ำเสีย 3 ประเภท จำนวน 5 บ่อ ในการออกแบบโดยการสร้างบ่อดิน 3 ประเภท ความลาดชัน 1:1000 ต่อต้นแบบอนุกรม ให้น้ำเสียเติมเต็มทุกวันแล้วปล่อยน้ำดีไหลผ่านข้ามสู่บ่อถัดไป

ประเภทที่ 2 บ่อผึ่ง มีจำนวน 3 บ่อหรือตามความจำเป็นของขนาดพื้นที่ บ่อนี้จะสาหร่ายจะเจริญเติบโตและสังเคราะห์แสงให้ออกซิเจนเพิ่มพลังแก่จุลินทรีย์กัดกินอาหารของเสียที่อยู่ในน้ำ บ่อนี้น้ำเสียจะถูกบำบัด 85 – 90 % จึงต้องหาทางให้อากาศถ่ายเทได้ดีในบ่อนี้

ประเภทที่ 3 บ่อปรับสภาพ 1 บ่อ เป็นบ่อบำบัดแบบใช้อากาศ ความลึก 1.7 เมตร ทำหน้าที่ปรับแต่งปรับสภาพ เพื่อกำจัดสาหร่าย น้ำที่พ้นบ่อนี้ปล่อยลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาติได้ปลอดภัย  บ่อบำบัดน้ำเสียนี้  ยังทดลองเลี้ยงปลาได้ พบว่าปลาเจริญเติบโตได้ดีและบริโภคปลอดภัย เช่น ปลานิล ปลา

การก่อสร้างบ่อบำบัดน้ำเสียแต่ละประเภทแต่ละบ่อ จะต้องเชื่อมต่ออย่างเป็นอนุกรม สามารถรองรับปริมาณน้ำเสียสูงสุดได้ 10,000ลูกบาศก์เมตร/วัน  โดยน้ำเสียจะถูกลำเลียงจากเทศบาลเมืองเพชรบุรีเข้าสู่บ่อตกตะกอน แล้วผ่านไปยังบ่อผึ่ง 1 2 และ 3 ตามลำดับ จากนั้นเข้าสู่บ่อปรับสภาพคุณภาพน้ำเป็นขั้นสุดท้าย ทั้งนี้น้ำเสียแต่ละบ่อ จะไหลล้นผ่านอาคารระบายน้ำด้านบนและเชื่อมต่อกันทางตอนล่างของบ่อถัดไปเป็นลำดับ สำหรับระบบนี้มีประสิทธิภาพการบำบัดเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสีย

หลักการ : โดยใช้บ่อดิน  3 -5 บ่อ เป็นบ่อบำบัดน้ำเสีย โดยการเปิดน้ำเสียเข้าพักไว้ในเวลาที่เหมาะสมตามค่าความสกปรกของน้ำเสีย  แล้วปล่อยให้ระบบทำลายความสกปรกด้วยจุลินทรีย์ตามธรรมชาติ ทำงานกำจัดความสกปรก  โดยอาศัยกลไกให้สาหร่ายสังเคราะห์แสงเพิ่มออกซิเจน ( O?)  ในน้ำให้จุลินทรีย์เติมพลังเพื่อกัดกินอินทรีย์สารในความสกปรก และสายลมพัดช่วยเติมอากาศออกซิเจน ( O?) ในน้ำช่วยลดอุณหภูมิของน้ำ  น้ำระเหยไปกับสายลมช่วยให้น้ำเย็นลง

ระบบนี้ใช้หลักการบำบัดน้ำเสียโดยอาศัยกลไกให้สาหร่ายสังเคราะห์แสงเพื่อให้ออกซิเจนแก่จุลินทรีย์สำหรับการหายใจและย่อยสลายกัดกินของเสีย โดยมีลมพัดช่วยเติมอากาศลดอุณหภูมิและแสงแดดเป็นตัวช่วยฆ่าเชื้อโรคอีกทางหนึ่ง ระบบนี้เหมาะสำหรับเมืองในเขตร้อน เช่น ประเทศไทยลดความสกปรกในรูปของบีโอดีได้ถึงร้อยละ 85-90

ข้อแนะนำ ประโยชน์จากตะกอนยังสามารถนำไปปลูกพืชกินใบได้ กินผล และกินหัวได้ ยกเว้นแต่บ่อที่ 1  ตะกอนหนักสามารถนำไปใช้ปลูกไม้ดอกไม้ประดับได้เท่านั้น  และควรตากบ่อระยะ 2 – 3 ปี และปาดขี้ตะกอนเลนหน้าบ่อออกด้วย

ข้อจำกัดของระบบนี้ ใช้พื้นที่มาก ระยะเวลาบำบัดตากผึ่งมีระยะเวลา และอาจให้งบประมาณมากในการพักบำรุงบ่อทั้งหมด

2 ระบบพืชและหญ้ากรองน้ำเสีย (Plant and Grass Filtration)

เป็นระบบที่ให้พืชช่วยดูดซับธาตุอาหารจากการย่อยสลายสารอินทรีย์เป็นสารอนินทรีย์ที่พืชต้องการของจุลินทรีย์ในดิน การปลดปล่อยออกซิเจนจากกระบวนการสังเคราะห์แสงจากระบบราก สาหร่าย และแพลงค์ตอน โดยการปล่อยให้น้ำเสียไหลผ่านแปลงพืชหรือหญ้า โดยน้ำเสียจะไหลผ่านผิวดินและต้นพืชหรือหญ้าเป็นระยะทางอย่างน้อย 50 เมตร ระดับความสูงของน้ำเสียที่กักขังบริเวณท้ายแปลงเท่ากับ30 เซนติเมตร สำหรับระยะเวลาเก็บกักที่เหมาะสม คือ ขังน้ำเสียไว้ 5 วัน แล้วปล่อยให้แห้ง 2วัน เพื่อให้จุลินทรีย์ได้พักตัว สำหรับพืชและหญ้าที่ใช้ในการบำบัดแบ่งเป็น 2 กลุ่ม คือ หญ้าอาหารสัตว์ ได้แก่ หญ้าคาล์ลา หญ้าโคสครอส และหญ้าสตาร์ พืชทั่วไป ได้แก่ ธูปฤาษี กกกลม(กกจันทบูร) และหญ้าแฝกพันธุ์อินโดนีเซีย เมื่อครบระยะเวลา 45 วัน (ยกเว้นธูปฤาษี 90 วัน) จะตัดพืชและหญ้าเหล่านั้นออก เพื่อเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ ซึ่งหญ้าเหล่านี้นำไปใช้ในการเลี้ยงสัตว์ได้ เนื่องจากการปนเปื้อนของมลสารไม่เกินมาตรฐานสำหรับสัตว์ ส่วนพืชทั่วไปนำไปใช้ในการจักสานได้เป็นอย่างดี

สำหรับแปลงบำบัดที่แหลมผักเบี้ย มีความยาวประมาณ 100 เมตร ในการปล่อยน้ำเสียไหลผ่าน ค่อยข้างเป็นแปลงที่ยาว ใช้พื้นที่มาก น้ำจะไหลได้ต้องเป็นทางลาด จากการสอบถามน้ำจะดีขึ้นในระยะ 60 เมตร ก็สามารถปล่อยสู่ลำรางสาธารณะได้

หลักการ : ระบบนี้ให้พืชกึ่งบกกึ่งน้ำ คือ รากอยู่ในน้ำลำต้นอยู่บนบก  เช่น  ธูปฤษี  กกกลม เป็นต้น  รวมถึงพืชหญ้าต่างๆที่เป็นอาหารสัตว์และหญ้าทั่วไป ด้วยการดึงออกซิเจน (O?)  ผ่านใบพืชสู่ลำต้นและดินรากเพื่อเพิ่มออกซิเจน( O?) ให้กับจุลินทรีย์บริเวณรอบๆรากพืชโดยให้ดินเป็นตัวกรองของเสีย และจุลินทรีย์ในดินทำหน้าที่ย่อยของเสีย  ของเสียที่ย่อยแล้วพืชจะดูดเอาไปเป็นอาหารเจริญเติบโตต่อไป ทำให้ของเสียเปลี่ยนเป็นมวลชีวภาพ น้ำจะมีคุณภาพดีและสามารถระบายสู่แหล่งน้ำธรรมชาติได้การบำบัดน้ำเสียด้วย

ระบบนี้อาศัยหลักการใช้ดินเป็นตัวกรองของเสียและจุลินทรีย์ ในดินทำหน้าที่เป็นตัวย่อยของเสีย ของเสียที่ย่อยแล้วพืชจะเป็นตัวดูดเอาไปใช้ในการเติบโต ทำให้ของเสียเปลี่ยนเป็นมวลชีวภาพ น้ำเสียที่ผ่านระบบจะมีคุณภาพดีและสามารถระบายสู่แหล่งน้ำธรรมชาติได้

ข้อจำกัดในระบบนี้ ต้องมีบุคลากรค่อยดูแลสม่ำเสมอ โดยเฉพาะการตัดเกี่ยวหญ้า และใช้พื้นที่มาก และมีระยะทางในการไหลไปจนน้ำเสียเป็นน้ำดีปล่อยสู่ธรรมชาติได้ ต้องคอยปรับแต่งความลาดเทให้ได้ขนาด 1: 1,000 ในกำหนดเวลา และพักบ่ออีกเป็นระยะหนึ่ง

3 ระบบพื้นที่ชุ่มน้ำเทียม (Constructed Wetland)

เป็นระบบที่ใช้หลักการและกลไกในการบำบัดน้ำเสียเช่นเดียวกับระบบพืชและหญ้ากรอง จะแตกต่างกันที่วิธีการ กล่าวคือ การปล่อยให้น้ำเสียขังในแปลงพืชน้ำ ที่ระดับความสูง 30 เซนติเมตรจากพื้นแปลง โดยให้น้ำเสียมีระยะเวลากักพักอย่างน้อย 1 วัน ใช้การเติมน้ำเสียใหม่ลงสู่ระบบให้ได้ระดับ 30 เซนติเมตร ซึ่งเท่ากับปริมาณน้ำเสียที่สูญหายไปโดยกระบวนการระเหยในแต่ละวัน

อีกวิธีการหนึ่งคือ การเติมน้ำเสียใหม่ลงสู่ระบบอย่างต่อเนื่องตลอดวัน โดยที่อัตราความเร็วของน้ำเสียเท่ากับปริมาณน้ำเสียใหม่ที่สามารถผลักดันไล่น้ำเสียเก่าออกจากระบบหมดในเวลา 1 วัน สำหรับพืชที่ใช้ในการบำบัดคือ ธูปฤาษี และกกกลม (กกจันทบูร) เมื่อครบระยะเวลาจะตัดพืชเหล่านั้นออก เพื่อเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ ระยะเวลาที่เหมาะสม คือ ต้องตัดใน 90 วันสำหรับธูปฤาษี และ ตัดใน 45 วันสำหรับกกกลม (กกจันทบูร) พืชเหล่านี้นำไปใช้ในการจักสาน เยื่อกระดาษ และเชื้อเพลิงเขียวได้

หลักการ : ระบบนี้คล้ายกับระบบที่ 2 คือใช้พืชหรือหญ้ากรองน้ำเสีย เป็นระบบเติมออกซิเจน (O?) ในดินจากใบสู่รากเช่นเดียวกับระบบที่ 2)  แต่ต่างที่การกักน้ำเสียให้ขังอยู่ที่แปลงพืชให้น้ำเสียเกิดการระเหยและปล่อยน้ำเสียใหม่ให้ผลักดันน้ำเสียเก่าออกไปจากระบบ พืชน้ำโดยทั่วไปมีความสามารถในการปรับตัวอยู่ในสภาพน้ำขังได้โดยการดึงเอาออกซิเจนจากอากาศ ส่งผ่านระบบเนื้อเยื่อในส่วนลำต้นลงสู่ระบบลำต้นใต้ดินและราก ซึ่งอากาศในส่วนนี้จะปลดปล่อยออกไปสู่บริเวณรอบรากพืชทำให้จุลินทรีย์ในดินสามารถย่อยของเสียที่ถูกดินกรองได้แล้วเปลี่ยนไปเป็นสารที่พืชรวมถึงสิ่งมีชีวิตอื่นๆ สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้

ข้อจำกัดของระบบนี้ ต้องใช้บุคลากรในการดูแลจำนวนมาก และต้องดูแลตัดแต่งพืชที่ใช้ในการบำบัดตามระยะเวลา ที่กำหนด และใช้พื้นที่ค่อยข้างมาก เพื่อให้พอกับปริมาณน้ำเสีย

 

4 ระบบแปลงพืชป่าชายเลน (Mangrove Forest Filtration)

เป็นระบบเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียตามแนวพระราชดำรินั้น พระองค์ทรงต้องการให้เป็นเทคโนโลยีที่ง่าย สะดวกและเป็นวิธีการที่อาศัยธรรมชาติให้ช่วยเหลือธรรมชาติด้วยกันเอง โดยอาศัยการเจือจางน้ำเสียด้วยน้ำทะเล การผสมน้ำเร่งการตกตะกอน การกักน้ำเสียที่ผสมกับน้ำทะเล ระบบรากของพืชป่าชายเลนช่วยในการเติมออกซิเจนให้กับน้ำเสีย กรองหรือฟอกน้ำให้สะอาดขึ้น

นอกจากนี้พืชป่าชายเลนจะดูดซับอาหารและสิ่งปนเปื้อนที่มีอยู่ในน้ำเสีย ทั้งยังช่วยการทำงานของจุลินทรีย์ในการย่อยสลายสารอินทรีย์ อันเป็นการใช้ประโยชน์จากพืชป่าชายเลนอีกทางหนึ่ง นอกเหนือจากการเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยที่หลบภัย แหล่งอาหาร แหล่งอนุบาลตัวอ่อนของสัตว์น้ำ เป็นการลดค่าใช้จ่าย ในการดำเนินงานบำบัดน้ำเสียที่ไม่ต้องลงทุนสูงเหมือนที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน เทคโนโลยีตามแนวพระราชดำริด้วยการบำบัดน้ำเสียด้วยระบบแปลงพืชป่าชายเลน เป็นอีกเทคโนโลยีหนึ่งที่อาศัยหลักการ ที่ให้ธรรมชาติช่วยเหลือธรรมชาติ ด้วยการเก็บกักน้ำเสียในแปลงป่าชายเลน และการเจือจางด้วยน้ำทะเลในระยะเวลาที่น้ำทะเลขึ้น อาศัยการปลดปล่อยออกซิเจนของพืชที่ได้จากการสังเคราะห์แสง กระบวนการย่อยสลายสารอินทรีย์ของจุลินทรีย์ในดิน การดูดซึมสารอาหารของพืชเพื่อใช้ในการเจริญเติบโต และการกรองสิ่งปนเปื้อนของพืชป่าชายเลนและดินร่วมกัน  สำหรับสัดส่วนในการผสมระหว่างน้ำเสียและน้ำทะเลจะมีสัดส่วนมากน้อยเพียงใดนั้นขึ้นอยู่กับค่าเฉลี่ยความสกปรกของน้ำเสียในรูปบีโอดี ที่ตรวจวัดได้

รูปแบบเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียด้วยระบบแปลงพืชป่าชายเลน ที่โครงการศึกษาวิจัยและพัฒนาขึ้น ยึดหลักการตามแนวพระราชดำริ โดยการทำแปลงเพื่อกักเก็บน้ำทะเลและน้ำเสียที่รวบรวมได้จากชุมชน และปลูกป่าชายเลนด้วยพันธุ์ไม้ 2 ชนิด คือ ต้นโกงกาง และต้นแสม ช่วยในการบำบัดน้ำเสีย อาศัยการเจือจางระหว่างน้ำทะเลกับน้ำเสีย การเร่งตกตะกอนของสารอินทรีย์ในน้ำเสีย ระยะเวลาการกักพักของน้ำ ระบบรากของพืชป่าชายเลนช่วยการปลดปล่อยก๊าซออกซิเจนให้กับน้ำเสีย และช่วยในการย่อยสลายสารอินทรีย์ โดยจุลินทรีย์ในดิน เพื่อให้การบำบัดน้ำเสียมีประสิทธิภาพมากขึ้น สำหรับเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นจะมีการกักน้ำทะเลที่เข้าสู่แปลงในช่วงเวลาที่น้ำขึ้นสูงสุดในรอบวัน (การขึ้นลง ปกติของน้ำทะเลจะมีการขึ้นลงวันละ 2 ครั้ง) ทำการเก็บกักและเพื่อหาสัดส่วน ปริมาณการให้น้ำเสียในการบำบัด เมื่อเติมน้ำเสียตามสัดส่วนแล้วปล่อยให้น้ำผสมมีการกักพักไว้ระยะเวลาหนึ่ง (ตั้งแต่ช่วงเวลาที่น้ำขึ้นครั้งแรก จนกระทั่งถึงเวลาน้ำลงครั้งที่สองในรอบวัน) จึงระบายน้ำฝนที่ผ่านการผสม (น้ำที่ผ่านการบำบัด) ออกสู่แหล่งน้ำธรรมชาติต่อไป

หลักการ : ระบบนี้อาศัยตามแบบธรรมชาติตามการขึ้นลงของน้ำทะเลในแต่ละวัน  โดยการกักน้ำเสียกับน้ำทะเลเข้าด้วยกันในระยะเวลาหนึ่ง  หรือให้มีการตกตะกอนของน้ำเสีย  ใช้หลักการเจือจางระหว่างน้ำเสียกับน้ำทะเล โดยใช้พันธุ์ไม้โกงกางใบใหญ่และแสม  ซึ่งเป็นพืชป่าชายเลนที่มีคุณสมบัติคล้ายพืชน้ำ  สามารถดำรงชีพอยู่ในสภาวะน้ำท่วมขังได้

โดยมีรากปรับตัวตามสภาพน้ำและดิน ในการทำงานของระบบธรรมชาตินี้  เกิดจากการส่งผ่านออกซิเจนจากการสังเคราะห์แสงของใบ ส่งต่อโดยระบบรากพืชให้กับจุลินทรีย์ในดิน เพื่อย่อยสลายสารอินทรีย์และสาหร่ายในน้ำ รวมทั้งการกรองน้ำเสียของดิน การเจือจางของน้ำระหว่างน้ำเสียกับน้ำทะเลในช่วงเวลาน้ำขึ้นน้ำลง

หลังจากการบำบัดน้ำเสียและปล่อยน้ำดีลงสู่ทะเลทำให้ป่าชายเลนถูกปลูกขึ้น ทำให้แผ่นดินงอกโดยน้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วจะมีอินทรียวัตถุ  ธาตุอาหาร  แพรงตอน  จึงเหมาะสมที่สิ่งมีชีวิตนำไปใช้ประโยชน์  ช่วยให้สภาพแวดล้อมและระบบนิเวศน์ชายฝั่งดีขึ้น  สัตว์ทะเลมาวางไข่มากขึ้น  ทำให้พื้นที่กลายเป็นแหล่งทำมาหากิน  สร้างอาชีพสร้างรายได้กับชาวบ้านเพิ่มมากขึ้น  นำความอุดมสมบูรณ์ความหลากหลายทางชีวภาพกลับคืนสู่ธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม

 

 

 

 

ประวัติต้นธูปฤๅษี

ธูปฤๅษี ชื่อวิทยาศาสตร์: Typha angustifolia หรือกกช้าง ชื่ออื่นๆ คือ กกธูป หญ้าสลาบหลวง เฟื้อ ปรือ เป็นพืชใบเลี้ยงเดี่ยวที่เป็นไม้ล้มลุกชนิดหนึ่ง อายุหลายปี มีถิ่นกำเนิดในทวีปยุโรปและอเมริกา

  ลักษณะทางพฤกษศาสตร์

ธูปฤๅษีเป็นไม้ล้มลุกอายุหลายปี ตั้งตรง สูง 1.5-3 เมตรเหง้ากลม แทงหน่อขึ้นเป็นระยะสั้นๆ ใบเดี่ยวเรียงสลับระนาบเดียว ใบเป็นรูปแถบแบน กว้าง 1-2 เซนติเมตร ยาว 2 เมตร ใบแตกสลับกันเป็นสองแถวด้านข้าง มีกาบใบ แผ่นใบด้านบนโค้งเล็กน้อย ส่วนด้านล่างแบน ช่อดอกเป็นสีน้ำตาล ช่อดอกรูปทรงกระบอก แยกเพศบนก้านเดียวกัน ก้านช่อดอกกลม แข็ง ช่วงดอกเพศผู้อยู่ที่ปลายช่อ ยาว 8-40 เซนติเมตร เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1 เซนติเมตร มีใบประดับ 1-3 ใบ แต่จะหลุดร่วงไป ช่วงดอกเพศเมียอยู่ด้านล่าง ยาว 5-30 เซนติเมตร เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 2 เซนติเมตร มักแยกออกจากส่วนดอกเพศผู้ด้วยส่วนก้านช่อดอกที่เป็นหมันที่ยาว 2.5-7 เซนติเมตร ดอกมีขนาดเล็ก ไม่มีกลีบดอกและกลีบเลี้ยง เกสรเพศผู้ส่วนมากมี 3 อัน มีขนล้อมรอบ ก้านเกสรเพศผู้สั้น อับเรณูยาว 1.5-2 มิลลิเมตร ดอกเพศเมียมีใบประดับย่อยรูปเส้นด้าย รังไข่รูปกระสวย ก้านรังไข่เรียว ยาวประมาณ 5 มิลลิเมตร มีขนยาวสีขาว ก้านเกสรเพศเมียยาว 1-1.5 มิลลิเมตร มีขนแต่สั้นกว่าบนก้านรังไข่ ยอดเกสรรูปใบหอก ผลมีขนาดเล็ก รูปรี เส้นผ่าศูนย์กลาง 2.5-3 เซนติเมตร ช่อดอกแบบช่อเชิงลด ดอกมีจำนวนมาก ติดกันแน่น สีน้ำตาล ลักษณะคล้ายธูปดอกใหญ่ ก้านช่อดอกกลม แข็ง ดอกแยกเพศ แบ่งเป็นตอนเห็นได้ชัด กลุ่มดอกเพศผู้อยู่ปลายก้าน รูปทรงกระบอก กลุ่มดอกเพศเมียรูปทรงกระบอกเช่นกันแต่ใหญ่กว่ากลุ่มดอกเพศผู้ ดอกแก่จะแตกเห็นเป็นขนขาวฟู ผลเล็กมาก เมื่อแก่แตกตามยาว

  การขยายพันธุ์

โดยการที่เมล็ดปลิวไปตามลม เมล็ดมีขนอ่อนนุ่ม มีเขตการกระจายพันธุ์อยู่ทั่วโลกในเขตร้อนและเขตอบอุ่น สำหรับประเทศไทยพบในทุกภูมิภาค ขึ้นตามพื้นที่ชุ่มน้ำ พบได้ทั่วไป สามารถควบคุมการขยายพันธุ์ได้โดยวิธีเขตกรรม (cultural control) การไถพรวน เตรียมดิน เตรียมพื้นที่ปลูกพืชในขณะเดียวกันก็เป็นการกำจัดวัชพืชไปพร้อม ๆ กัน การไถพรวนควรกระทำสองครั้ง ครั้งแรกเมื่อไถพรวนแล้ว ตากแดดทิ้งไว้ให้เศษของธูปฤาษีแห้งตาย แต่เมล็ดจะสามารถงอกขึ้นมาอีกครั้งหนึ่งได้ จึงทำให้ทำการพรวนดินอีกครั้งหนึ่ง เพื่อกำจัดเมล็ดวัชพืชที่งอกขึ้นมาในภายหลัง หรือโดยการออกกฎหมายควบคุมวัชพืช (legislative control) โดยการห้ามนำเข้าธูปฤาษี หรือสิ่งของต่าง ๆ ซึ่งอาจจะมีเมล็ดธูปฤาษีปะปนมา

ชนิดพันธุ์ต่างถิ่น

ธูปฤๅษีจัดเป็นชนิดพันธุ์ต่างถิ่นที่เข้ามาแพร่ระบาดรุกรานจนก่อให้เกิดความเสียหายต่อระบบนิเวศในประเทศไทย มีเขตการกระจายพันธุ์ในประเทศไทยทั่วทุกภาค พบในที่ลุ่มทั้งน้ำจืดและน้ำเค็ม ผลเสียที่เกิดจากธูปฤาษีต่อสภาพแวดล้อม ทำให้เกิดน้ำเสียในแหล่งน้ำต่าง ๆ ส่งเกินเหม็นไปรอบ ๆ สร้างความรำคาญแก่ผู้สัญจร และผู้อยู่อาศัยบริเวณนั้น ขึ้นอย่างหนาแน่นปกคลุมเนื้อที่ได้มาก ทำให้มีลักษณะเป็นที่รก และสกปรกทำให้สัตว์มีพิษเข้าไปอาศัยอยู่ได้ เป็นแหล่งหลบซ่อนอาศัยของโรค แมลง และศัตรูพืช แย่งน้ำและอาหารจากพืชปลูก ทำให้ผลผลิตและคุณภาพผลผลิตลดลง นอกจากนี้ ยังทำให้แหล่งน้ำตื้นเขิน รากและซากธูปฤาษีทับถมกันแน่น สัตว์น้ำไม่สามารถอาศัยอยู่ได้ และเมื่อทับถมไปนาน ๆ จะทำให้เกิดน้ำเสีย น้ำเน่า ขาดออกซิเจน สัตว์น้ำก็จะตาย และเนื่องจากธูปฤๅษีขึ้นปกคลุมอยู่อย่างแน่นทึบ ทำให้พรรณพืชดั้งเดิม เช่น กกและหญ้าหลายชนิด ไม้ล้มลุก รวมทั้งไม้พุ่มที่ขึ้นตามริมน้ำหรือที่ชื้นแฉะขาดแสงไม่สามารถแข่งขันได้และค่อย ๆ สูญหายไปจากพื้นที่

 

โครงงานวิจัยที่เกี่ยวข้อกับการบำบัดน้ำเสียของต้นธูปฤๅษี

โครงการวิจัย “การบำบัดน้ำเสียจากโรงงานฟอกย้อมด้วยต้นธูปฤาษี” โดย น.ส.สุมล นิลรัตน์นิศากร มหาวิทยาลัยพระจอมเกล้าธนบุรีนักศึกษาปริญญาเอกจากบัณฑิตวิทยาลัยร่วมด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม (JGSEE)และโครงการปริญญาเอกกาญจนาภิเษก (คปก.) เป็นการวิจัยเพื่อคัดเลือกหาพืชที่มีศักยภาพและประสิทธิภาพใช้ในการบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีทางชีวภาพ และจากการสังเกตแหล่งน้ำธรรมชาติหลายแห่ง ทำให้พบว่า ต้นธูปฤาษีเป็นพืชที่สามารถเจริญเติบโตได้ดี แม้อาศัยอยู่ในแหล่งน้ำเสียตามชุมชน หรือตามบริเวณแหล่งน้ำหน้าโรงงาน เช่น โรงงานฟอกย้อม จึงได้ทดลองคัดเลือกนำต้นธูปฤาษีมาทดสอบบำบัดน้ำเสียจากโรงงานฟอกย้อม ที่มีปัญหาเรื่องค่าความเป็นด่างสูง และมีลักษณะสีที่ไม่พึงประสงค์ของน้ำเสีย
น.ส.สุมล กล่าวถึงขั้นตอนการฟอกย้อมผ้าในโรงงานว่า โดยปกติจะมีการลงแป้ง การเติมสารเคมีพวกเกลือโซเดียมซัลเฟต และโซเดียมคาร์บอร์เนตลงไป เพื่อปรับสภาพผ้าให้มีการย้อมสีที่ติดทนนาน ทำให้น้ำเสียมีสภาวะความเป็นพิษสูง โดยคุณภาพน้ำที่ถูกปล่อยออกมาจากโรงงานฟอกย้อมจะมีลักษณะความเป็นด่าง และความเค็มสูง และเป็นน้ำเสียที่มีลักษณะสีที่ไม่พึงประสงค์ ซึ่งสีเหล่านี้จะมีความเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตในแหล่งน้ำ ไม่ว่าจะเป็นพืชและสัตว์ ทั้งนี้ จากการทดลองปลูกพืชหลายชนิดในน้ำเสียจากโรงงานฟอกย้อม พบว่า ต้นธูปฤาษีมีความสามารถที่จะเจริญเติบโตและยังทำให้น้ำเสียในบริเวณนั้นมีคุณภาพดีขึ้นได้
“โดยทั่วไปน้ำเสียที่ปล่อยจากโรงงานฟอกย้อมจะมีความเป็นด่างสูงประมาณ 10-11 เมื่อมีการทดสอบการบำบัดน้ำเสียโดยต้นธูปฤาษี พบว่ามีความสามารถในการลดค่าพีเอชให้ลดลงเหลือเพียง 7-8 ซึ่งเป็นสภาพที่ใกล้ความเป็นกลางมาก นอกจากนี้ ลักษณะสีที่ไม่พึงประสงค์ที่ถูกปล่อยออกจากโรงงานหลังจากผ่านการบำบัดแล้ว จะเห็นว่า น้ำที่เคยมีสีแดงหรือสีน้ำตาลแดงจะมีลักษณะจางลง จึงสรุปได้ว่า ต้นธูปฤาษีมีศักยภาพในการลดค่าความเป็นกรดด่างของน้ำ และสามารถปรับเปลี่ยนสีน้ำจากสีไม่พึงประสงค์ให้จางลง และลดความเป็นพิษในน้ำได้ นอกจากนี้ ยังพบว่าธูปฤาษีมีความสามารถในการเจริญเติบโตในน้ำที่มีความเป็นเกลือสูงอีกด้วย”น.ส.สุมล กล่าว
ทั้งนี้ จากการศึกษาโครงสร้างภายในของต้นธูปฤาษี ซึ่งมีคุณสมบัติในการดูดน้ำและธาตุอาหารดีเปรียบดังเซลล์ฟองน้ำ (Spongy Cell) เมื่อทำการวิเคราะห์ด้วยเครื่องมือ SEM-EDX และXRD พบว่าภายในมีองค์ประกอบของหมู่ซิลิกอน และหมู่แคลเซียมปะปนอยู่ ซึ่งอาจเป็นองค์ประกอบที่เกี่ยวข้องในกลไกการดูดซับสี และจากการวิเคราะห์องค์ประกอบของสีจากน้ำที่ผ่านการบำบัด สามารถอธิบายได้ว่า ต้นธูปฤาษีจะเปลี่ยนโครงสร้างโมเลกุลของสีที่มีขนาดใหญ่ให้เล็กลง และคาดว่าจุลินทรีย์ตามธรรมชาติ ภายในดินจะสามารถย่อยสลายโมเลกุลของสีให้หมดได้ต่อไป

 

 

 

 

 

 

 

 

บทที่ 3

อุปกรณ์ และ วิธีการดำเนินงาน

1.อุปกรณ์

ตารางที่ 2 อุปกรณ์ที่ใช้การดำเนินงาน

ลำดับที่ รายการ จำนวน

1

ไม้อัดF4

1 อัน

2

ขดลวด

1 ขด

3

ไม้บรรทัด

1 อัน

4

ดินสอ

1 แท่ง

5

ปากกาเคมี

1 ด้าม

6

ดินเหนียว

1 ถุง

7

กระดาษร้อยปอน

1 แผ่น

8

กระดาษสา

2 แผ่น

9

กระดาษลัง

1 แผ่น

10

กาวแท่ง

1 ชุด

11

ไม้ไอศกรีม

2 แพ็ค

12

กรรไกร

1 อัน

13

ปืนยิงกาว

1 อัน

14

หญ้าจริง

8 ต้น

 

2 วิธีการดำเนินงาน

  • ประชุมวางแผนการดำเนินงาน
  • ออกแบบโมเดล
  • โครงสร้างโมเดลทั้งหมด

 

 

 

 

ขั้นตอนการทำโมเดล

 

 

 

 

 

 

 

 

บทที่ 4

ผลการดำเนินงาน

 

     ในรูปแบบโครงสร้าง ประกอบไปด้วยดังนี้

         โครงสร้างภายนอกโรงเรือนประกอบไปด้วย 

1)  บ่อน้ำใช้

2)  บ่อพักน้ำ

3)  แหล่งบำบัดน้ำธรรมชาติที่ประกอบไปด้วยต้นกก

โครงสร้างภายในโรงเรือน ประกอบไปด้วย

โครงสร้างภายในเป็นอาคาร 2 ชั้น

  • ชั้นบนเป็นโครงสร้างครึ่งหนึ่งของหกเหลี่ยม ประกอบกับการเปิดปิดหลังคาชั้นบนเพื่อที่จะให้แสงรอดผ่านเมื่อแสงรอดผ่านจะมีแผ่นกระดาษสาสีดำใช้แทนกระจกดำกรองแสงที่รับมาแต่อุณหภูมิผ่านและมีกระใสที่ใช้กระดาษสาสีขาวแทนกระจกใสทำหน้าที่ให้แสงรอดผ่านเพื่อที่จะให้พืชผักสามารถสังเคราะห์แสงได้
  • ชั้นล่างเป็นโครงสร้างครึ่งหนึ่งของหกเหลี่ยม ประกอบไปด้วยภายในมีที่เพาะปลูก และมี่ท่อส่งน้ำและท่อนำใช้มีไฟปรับอุณหภูมิในตอนกลางคืน

 

หมายเหตุ :โครงสร้างนี้หลังคาเปิดยังไม่คงที่จึงทำให้ไม่สามรถเปิดปิดได้แต่ทำได้เพียงเปิดหนังคาไว้ให้ดู         ดังภาพแสดงหลังคา

 

 

 

 

บทที่ 5

สรุป อภิปรายผลการดำเนินงาน

สรุปผลการดำเนินงาน

       จากการดำเนินการงานในโครงงานสิ่งประดิษฐ์ เรื่องโรงเรือนการเพาะปลูกในอนาคตGreenhouse vegetables in the future” สรุปผลตามจุดมุ่งหมายของโครงงานดังนี้

1.เพื่อประดิษฐ์  โรงเรือนในอนาคต และ สามารถเปิด-ปิดได้

2.เพื่อที่จะได้เห็นคุณค่าของการบำบัดน้ำแบบธรรมชาติ

3.เป็นแนวทางการศึกษาและนำไปพัฒนาในดียิ่งขึ้นไป

      อภิปรายผลการดำเนินงาน

      จากผลการประดิษฐ์โรงเรือนการเพาะปลูกในอนาคตGreenhouse vegetables in the future”เราสามารถออกแบบสร้างโรงเรือนการเพาะปลูกในอนาคตดั่งรูปแบบโมเดล และ ต้องขออภัยในการประสบปัญหา คือ หลังคาไม่สามารถเปิด-ปิดได้  เราต้องขออภัย

    ประโยชน์และคุณค่าของโครงงาน

1.เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่คิดค้นในอนาคต

2.เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่สามารถนำธรรมชาติมาเกี่ยวข้อง

3.เป็นนาวทางความคิดให้กลับผู้อื่นต่อไปได้

   ข้อเสนอแนะ

     1.ในอนาคตถ้าหากเราได้ทำโครงงานนี้อีกเราจะประดิษฐ์โมเดลในโครงสร้างที่สมบรูณ์แบบมากกว่านี้

นอกจากนี้จะเพิ่มความหลากหลายของเทคโนโลยียิ่งขึ้นไปอีก

 

บรรณานุกรม

 

http://naiyana16.blogspot.com/2008/01/oxidation-pond-sedimental-pond-and.html

http://km.rdpb.go.th/Knowledge/View/76

 

http://www.manager.co.th/Science/ViewNews.aspx?NewsID=9490000088288

ระบบประสาทและการแสดงพฤติกรรม

nerve9
ระบบประสาทและการแสดงพฤติกรรม 

ระบบประสาท (Nervous System)    

คือ ระบบการตอบสนองต่อสิ่งเร้าของสัตว์ ทำให้สัตว์สามารถตอบสนองต่อสิ่งต่างๆ รอบตัวอย่างรวดเร็วช่วยรวบรวมข้อมูล
เพื่อให้สามารถตอบสนองได้ สัตว์ชั้นต่ำบางชนิด เช่น ฟองน้ำไม่มีระบบประสาท สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางชนิดเริ่มมีระบบประสาท
สัตว์ชั้นสูงขึ้นมาจีโครงสร้างของระบบประสาทซับซ้อนยิ่งขึ้น ระบบประสาทของมนุษย์แบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ ระบบประสาทส่วนกลาง
และระบบประสาทรอบนอก

:: ระบบประสาทส่วนกลาง ::
    ==>

ระบบประสาทส่วนกลาง (The Central Nervous System หรือ Somatic Nervous System) เป็นศูนย์กลางควบคุมการทำงาน
ของร่างกาย ซึ่งทำงานพร้อมกันทั้งในด้านกลไกและทางเคมีภายใต้อำนาจจิตใจ ซึ่งประกอบด้วยสมองและไขสันหลังโดยเส้นประสาท
หลายล้านเส้นจากทั่วร่างกายจะส่งข้อมูลในรูปกระแสประสาทออกจากบริเวณศูนย์กลางมีอวัยวะที่เกี่ยวข้องดังนี้

1.สมอง(Brain)
เป็นส่วนที่ใหญ่กว่าส่วนอื่นๆของระบบประสาทส่วนกลางทำหน้าที่ควบคุมการทำกิจกรรมทั้งหมดของร่างกายเป็นอวัยวะชนิดเดียวที่
แสดงความสามารถด้านสติปัญญา การทำกิจกรรมหรือการแสดงออกต่างๆสมองของสัตว์มีกระดูกสันหลังที่สำคัญแบ่งออกเป็น3 ส่วน ดังนี้

1.1 เซรีบรัมเฮมิสเฟียร์ (Cerebrum Hemisphrer) คือ สมองส่วนหน้า ทำหน้าที่ควบคุมพฤติกรรรมที่ซับซ้อนเกี่ยวกับ ความรู้สึกและอารมณ ์
ควบคุมความคิด ความจำ และความเฉลียวฉลาด เชื่อมโยงความรู้สึกต่างๆเช่น การได้ยิน การมองเห็น การรับกลิ่น การรับรส การรับสัมผัส
เป็นต้น
1.2 เมดัลลาออบลองกาตา (Medulla Oblongata) คือ ส่วนที่อยู่ติดกับไขสันหลัง ควบคุมการทำงานของระบบประสาทอัตโนมัติ เช่น
การหายใจการเต้นของหัวใจ การไอ การจาม การกะพริบตา ความดันเลือด เป็นต้น
1.3 เซรีเบลลัม (Cerebellum) คือ สมองส่วนท้าย เป็นส่วนที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อและการทรงตัวช่วยให้เคลื่อนไหว
ได้อย่างแม่นยำเช่น การเดิน การวิ่ง การขี่รถจักรยาน เป็นต้น

2. ไขสันหลัง (Spinal Cord) เป็นเนื้อเยื่อประสาทที่ทอดยาวจากสมองไปภายในโพรงกระดูกสันหลัง กระแสประสาทจาก
ส่วนต่างๆของร่างกายจะผ่านไขสันหลัง มีทั้งกระแสประสาทเข้าและกระแสประสาทออกจากสมองและกระแสประสาท
ที่ติดต่อกับไขสันหลังโดยตรง

3. เซลล์ประสาท (Neuron) เป็นหน่วยที่เล็กที่สุดของระบบประสาท เซลล์ประสาทมีเยื่อหุ้มเซลล์ ไซโทพลาสซึมและนิวเคลียส
เหมือนเซลล์อื่นๆ แต่มีรูปร่างลักษณะแตกต่างออกไป เซลล์ประสาทประกอบด้วยตัวเซลล์ และเส้นใยประสาทที่มี 2 แบบ
คือ เดนไดรต์ (Dendrite) ทำหน้าที่นำกระแสประสาทเข้าสู่ตัวเซลล์และแอกซอน (Axon) ทำหน้าที่นำกระแสประสาท
ออกจากตัวเซลล์ไปยังเซลล์ประสาทอื่นๆ เซลล์ประสาทจำแนกตามหน้าที่ การทำงานได้3 ชนิด คือ

3.1 เซลล์ประสาทรับความรู้สึก รับความรู้สึกจากอวัยวะสัมผัส เช่น หู ตา จมูก ผิวหนัง ส่งกระแสประสาทผ่านเซลล์ประสาทประสานงาน
3.2 เซลล์ประสาทประสานงาน เป็นตัวเชื่อมโยงกระแสประสาทระหว่างเซลล์รับความรู้สึกกับสมอง ไขสันหลัง และเซลล์ประสาทสั่งการ
พบในสมองและไขสันหลังเท่านั้น
3.3 เซลล์ประสาทสั่งการ รับคำสั่งจากสมองหรือไขสันหลัง เพื่อควบคุมการทำงานของอวัยวะต่างๆ

:: การทำงานของระบบประสาทส่วนกลาง ::

สิ่งเร้าหรือการกระตุ้นจัดเป็นข้อมูลหรือเส้นประสาทส่วนกลางเรียกว่า “ กระแสประสาท ” เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่นำไปสู่เซลล์ประสาททาง
ด้านเดนไดรต์ และเดินทางออกอย่างรวดเร็วทางด้านแอกซอน แอกซอนส่วนใหญ่ ่มีแผ่นไขมันหุ้มไว้เป็นช่วงๆ แผ่นไขมันนี้ทำหน้าที่เป็น
ฉนวนและทำให้กระแสประสาทเดินทางได้เร็วขึ้น ถ้าแผ่นไขมันนี้ฉีกขาดอาจทำให้กระแสประสาทช้าลงทำให้สูญเสียความสามารถใน
การใช้กล้ามเนื้อ เนื่องจากการรับคำสั่งจากระบบประสาทส่วนกลางได้ไม่ดี

:: ระบบประสาทรอบนอก (Peripheral Nervous System) ::

         ทำหน้าที่รับและนำความรู้สึกเข้าสู่ระบบประสาทส่วนกลางได้แก่ สมองและไขสันหลังจากนั้นนำกระแสประสาทสั่งการจาก
ระบบประสาทส่วนกลางไปยังหน่วยปฎิบัติงาน ซึ่งประกอบด้วยหน่วยรับความรู้สึกและอวัยวะรับสัมผัส รวมทั้งเซลล์ประสาท
และเส้นประสาทที่อยู่นอกระบบประสาทส่วนกลาง ระบบประสาทรอบนอกจำแนกตามลักษณะการทำงานได้ 2 แบบ ดังนี้

1. ระบบประสาทภายใต้อำนาจจิตใจ เป็นระบบควบคุมการทำงานของกล้ามเนื้อที่บังคับได้ รวมทั้งการตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอก
2. ระบบประสาทนอกอำนาจจิตใจ เป็นระบบประสาทที่ทำงานโดยอัตโนมัติ มีศูนย์กลางควบคุมอยู่ในสมองและไขสันหลัง ได้แก่
การเกิดรีเฟลกซ์แอกชัน (Reflex Action) และเมื่อมีสิ่งเร้ามากระตุ้นที่อวัยวะรับสัมผัสเช่น ผิวหนัง กระแสประสาทจะส่งไปยัง
ไขสันหลัง และไขสันหลังจะสั่งการตอบสนองไปยังกล้ามเนื้อ โดยไม่ผ่านไปที่สมอง เมื่อมีเปลวไฟมาสัมผัสที่ปลายนิ้วกระแสประสาท
จะส่งไปยังไขสันหลังไม่ผ่านไปที่สมอง ไขสันหลังทำหน้าที่สั่งการให้กล้ามเนื้อที่แขนเกิดการหดตัว เพื่อดึงมือออกจากเปลวไฟทันที

:: พฤติกรรมของมนุษย์ที่ตอบสนองต่อสิ่งเร้า ::

พฤติกรรมการตอบสนองต่อสิ่งเร้าของมนุษย์เป็นปฎิกิริยาอาการที่แสดงออกเพื่อการโต้ตอบต่อสิ่งเร้าทั้งภายในและภายนอกร่างกายเช่น

  • สิ่งเร้าภายในร่างกาย เช่น ฮอร์โมน เอนไซม์ ความหิว ความต้องการทางเพศ เป็นต้น
  • สิ่งเร้าภายนอกร่างกาย เช่น แสง เสียง อุณหภูมิ อาหาร น้ำ การสัมผัส สารเคมี เป็นต้น

กิริยาอาการที่แสดงออกเพื่อตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอกอาศัยการทำงานที่ประสานกันระหว่างระบบประสาท ระบบกล้ามเนื้อ
ระบบต่อมไร้ท่อและระบบต่อมมีท่อ ดังตัวอย่างต่อไปนี้

1. การตอบสนองเมื่อมีแสงเป็นสิ่งเร้า

  • เมื่อได้รับแสงสว่างจ้า มนุษย์จะมีพฤติกรรมการหรี่ตาเพื่อลดปริมาณแสงที่ตาได้รับ

2. การตอบสนองเมื่ออุณหภูมิเป็นสิ่งเร้า

  • ในวันที่มีอากาศร้อนจะมีเหงื่อมาก เหงื่อจะช่วยระบายความร้อนออกจากร่างกาย เพื่อปรับอุณหภูมิภายในร่างกาย
    ไม่ให้สูงเกินไป
  • เมื่อมีอากาศเย็นคนเราจะเกิดอาการหดเกร็งกล้ามเนื้อ หรือเรียกว่า “ ขนลุก ”

3. เมื่ออาหารหรือน้ำเข้าไปในหลอดลมเกิดพฤติกรรมการไอหรือจาม เพื่อขับออกจากหลอดลม

4. การเกิดพฤติกรรมแบบรีเฟลกซ์ เป็นพฤติกรรมการตอบสนองหรือตอบโต้ทันทีเพื่อความปลอดภัยจากอันตราย เช่น

  • เมื่อฝุ่นเข้าตามีพฤติกรรมการกระพริบตา
  • เมื่อสัมผัสวัตถุร้อนจะชักมือจากวัตถุร้อนทันที
  • เมื่อเหยียบหนามจะรีบยกเท้าให้พ้นหนามทันที

 

นัยน์ตาและการมองเห็น

001

นัยน์ตาและการมองเห็น

ตาและการมองเห็น

นักเรียนอาจสงสัยว่าสมองสามารถแปลความรู้สึกได้อย่างไรกระแสประสาทมาจากอวัยวะรับความรู้สึกชนิดใดก็ตามเป็นสัญญาณทางไฟฟ้าทางเคมีทั้งสิ้น ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าสมองแปลสัญญาณเหล่านี้อย่างไร แต่ที่สมองแปลความรู้สึกได้แตกต่างกันนั้น เกิดจากสมองมีบริเวณจำเพราะหน้าที่รับกระแสประสาทจากอวัยวะรับความรู้สึกชนิดต่างๆกัน  นักเรียนทราบไหมว่าอวัยวะรับความรู้สึกรับความรู้สึกได้อย่างไร

การมองเห็นวัตถุ เกิดจากการที่แสงไปตกกระทบสิ่งต่างๆ แล้วเกิดการสะท้อนเข้าสู่ตาเรา และผ่านเข้ามาในลูกตา ไปทำให้เกิดภาพบนจอ (Retina) ที่อยู่ด้านหลังของลูก ข้อมูลของวัตถุที่มองเห็นจะส่งขึ้นไปสู่สมองตามเส้นประสาท (optic nerve) สมองจะแปลข้อมูลเป็นภาพของวัตถุนั้น  


ภาพจาก : http://physic-krusom.blogspot.com/p/physic_8981.html

นัยน์ตาของคนมีรูปร่างค่อนข้างกลม อยู่ภายในเบ้าตามีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 2.5 เซนติเมตร ผนังลูกตาเรียงจากด้านนอกเข้าไปด้านในตามลำดับ คือ สเคลอรา (sclera) โครอยด์ (choroid) และเรตินา (retina)

          สเคลอรา เป็นชั้นที่เหนียวแต่ไม่ยืดหยุ่น ตอนหน้าสุดของเยื่อนี้จะโปร่งใสและนูนออกมา เรียกว่า กระจกตา (cornea)กระจกตามีความสำคัญมากเพราะถ้าเป็นอันตรายหรือพิการ เช่นเป็นฝ่าทึบจะมีผลกระทบติอการมองเห็น

          โครอยด์ เป็นชั้นที่มีหลอดเลือดมาเลี้ยง และมีสารสีแผ่กระจายอยู่เป็นจำนวนมาก เพื่อป้องกันไม่ให้แสงสว่างทะลุผ่านชั้นเรตินาไปยังด้านหลังของนัยน์ตาโดยตรง ถ้านักเรียนดูภาพที่ 8-30ซึ่งแสดงรูปด้านข้างของนัยน์ตา จะเห็นว่าด้านหลังของเลนส์ตามี ม่านตา (iris) ยื่นลงมาจากด้านบนและด้านล่างของผนังโครอยด์คล้ายเป็นกับผนังกั้นบางส่วนของเลนส์ ส่วนช่องกลางที่เหลือให้แสงผ่านเข้านั้นมีลักษณะกลม เรียก รูม่านตา  (pupil) ถ้านักเรียนส่องกระจกดูนัยน์ตาของตนเองหรือจ่องนัยน์ตาเพื่อนใกล้ๆ จะเห็นส่วนที่เป็นสีดำอยู่ตรงตาส่วนนี้ คือ รูม่านตา ขนาดของรูม่านตาจะแคบหรือกว้างขึ้นอยู่กับม่านตา ซึ่งประกอบด้วยกล้ามเนื้อวงและกล้ามเนื้อที่เรียงตัวตามรัศมี ม่านตาควบคุมปริมาณแสงที่ผ่านเข้าสู่นัยน์ตา นักเรียนคิดว่าม่านตาเทียบได้กับส่วนใดของกล้องถ่ายรูปหรือกล้องจุลทรรศน์

            เรตินา เป็นบริเวณที่มีเซลล์รับแสง แบ่งได้เป็น 2 ชนิด ตามรูปร่างลักษณะของเซลล์ คือ เซลล์รูปแท่ง (rod cell) ซึ่งไวต่อการรับแสงสว่าง แม้ในที่มีแสงสว่างน้อย เซลล์ชนิดนี้ไม่สามารถแยกความแตกต่างของสีได้ ส่วนเซลล์อีกประเภทหนึ่งเป็นเซลล์รูปกรวย  (cone cell) เป็นเซลล์ที่แยกความแตกต่างของสีต่างๆได้แต่ต้องการแสงสว่างมากจึงจะบอกสีของวัตถุได้ถูกต้อง เรตินาในนัยน์ตาข้างหนึ่งจะมีเซลล์รูปแท่งประมาณ 125 ล้านเซลล์และเซลล์รูปกรวย 7 ล้านเซลล์ นอกจากนี้ชั้นเรตินาจะมีเซลล์ที่ไวต่อแสงแล้วยังมีเซลล์ประสาทอื่นอีกที่รับกระแสประสาท ส่งไปยังใยประสาทของเส้นประสาทสมองคู่ที่ 2 ซึ่งอยู่รวมกันเป็นมัด ดังนั้นเมื่อกระตุ้นเซลล์รับแสงจะเกิดกระแสประสาทและถ่ายทอดสัญญาณดังกล่าวไปยังเส้นประสาทคู่ที่ 2 แล้วยังส่งไปยังสมองส่วนเซรีบรัมเพื่อแปลเป็นภาพตามที่ตามองเห็น

 

ภาพโครงสร้างและตำแหน่งของเซลล์ในชั้นเรตินา

 

โดยปกติแล้วชั้นเรตินาจะมีเซลล์รูปแท่ง หนาแน่นกว่าเซลล์รูปกรวยแต่บริเวณตรงกลางของเรตินาที่ เรียกว่า โฟเวีย (fovea) นั้นจะมีเซลล์รูปกรวยหนาแน่นกว่าบริเวณอื่น 

ดังนั้นแสงที่ตกบริเวณนี้จึงเกิดเป็นภาพได้ชัดเจน ส่วนบริเวณเรตินาที่มีแต่แอกซอนออกจากนัยน์ตา เพื่อเข้าสู่เส้นประสาทตาจะไม่มีเซลล์รูปแท่งและเซลล์รูปกรวยอยู่เลย ดังนั้นแสงที่ตกบริเวณนี้จึงไม่เกิดเป็นภาพเรียกบริเวณนี้ว่า จุดบอด (blind spot)

         เลนส์ตา (lens) เป็นเลนส์นูนอยู่ค่อนมาทางด้านหน้าของนัยน์ตา ถัดจากกระจกตาเข้าไปเล็กน้อย เลนส์ตามีลักษณะใส และกั้นนัยน์ตาเป็น 2 ส่วน คือช่วงหน้าเลนส์และช่องหลังเลนส์ภายในช่องทั้งสองมีของเหลวบรรจุอยู่ ของเหลวดังกล่าวช่วยทำให้ลูกตาเต่งคงสภาพได้ และช่วยในการหักเหของแสงที่ผ่านเข้ามา

-ถ้าของเหลวนี้มีความดันมากกว่าปกติจะกระทบกระเทือนต่อการเกิดภาพอย่างไร ?

การเกิดภาพ แสงจากวัตถุเข้าสู่กระจกตา โดยมีเลนส์ตาทำหน้าที่รวมแสง                

            ดังนั้น การหักเหของแสงจึงขึ้นอยู่กับความโค้งของกระจกตาและเลนส์ตา ปกติความโค้งของกระจกตาคงที่เสมอ ส่วนความโค้งของเลนส์ตาอาจเปลี่ยนแปลงได้ด้วยสาเหตุใด นักเรียนสามารถศึกษาการเปลี่ยนแปลงส่วนโค้งของเลนส์ตาได้จากภาพ
 


ภาพ ก. การเปลี่ยนแปลงของเลนส์ตา ขณะมองวัตถุขณะใกล้ ข.การเปลี่ยนแปลงของเลนส์ตา ขณะมองวัตถุขณะไกล

        เลนส์ตา ถูกยึดด้วยเอ็นยึดเลนส์ (suspensory ligament)โดยเส้นเอ็นดังกล่าวจะอยู่ติดกับกล้ามเนื้อยึดเลนส์ (ciliary muscle)ดังนั้นการหดตัวและคลายตัวของกล้ามเนื้อยึดเลนส์จึงมีผลทำให้เอ็นที่ยึดอยู่หย่อนหรือตึงได้ หากกล้ามเนื้อยึดเลนส์หดตัวเอ็นยึดเลนส์หย่อนลงทำให้เลนส์โป่งออก ผิวของเลนส์จึงโค้งนูนมากขึ้น

    ทำให้จุดโฟกัสใกล้เลนส์มากขึ้น จึงเหมาะสำหรับการมองภาพในระยะใกล้ ขณะเดียวกันถ้าวัตถุนั้นอยู่ไกล เลนส์ตาจะต้องมีความนูนลดลงซึ่งเกิดจากการคลายตัวของกล้ามเนื้อยึดเลนส์นั่นเอง จากหลักการนักเรียนสามารถตอบได้ว่า ทำไมเวลาอ่านหนังสือนานๆจึงรู้สึกเมื่อยตา แต่ถ้าหากมองภาพวิวจะมองได้นาน

          บางคนมองภาพที่ไกลหรือใกล้ไม่ชัดเจน เนื่องจากเลนส์ตาไม่สามารถปรับรูปร่างได้เป็นปกติ ทำให้เกิดสายตาสั้นหรือสายตายาว ปัจจุบันสามารถแก้ไขได้ โดยการใส่แว่นตาที่ประกอบด้วยเลนส์เว้าสำหรับคนสายตาสั้น และเลนส์นูนสำหรับคนที่สายตายาว

ภาพ : การแก้ไขสายตาสั้นโดยเลนส์เว้า (ก.) และแก้ไขสายตายาวด้วยเลนส์นูน (ข.)

            ในกรณีของคนสายตาเอียงที่เกิดจากความโค้งของกระจกตาในแนวต่างๆไม่เท่ากัน ทำให้เห็นเส้นในแนวหนึ่งแนวใดไม่ชัดเจนดังภาพที่ 8-34 แก้ไขได้โดยใช้เลนส์ทรงกระบอก (cylindrical lens)ซึ่งมีด้านหน้าเว้าด้านหลังนูน ดังภาพ

ภาพ : การแก้ไขสายตาเอียงโดยใช้เลนส์ทรงกระบอก

กลไกการมองเห็น

 

เยื่อหุ้มเซลล์รูปแท่งจะมีสารสีม่วงแดงชื่อ โรดอปซิน (rhodopsin) ฝังตัวอยู่ สารชนิดนี้ประกอบด้วยโปรตีนออปซิน (opsin) รวมกับสารเรตินอล  (retinol) ซึ่งไวต่อแสงจะมีการเปลี่ยนแปลง ดังแผนภาพ

ภาพ : การเปลี่ยนแปลงโรดอปซินในเซลล์รูปแท่ง

เมื่อแสงมากระตุ่นเซลล์รูปแท่ง โมเรกุลของเรตินอลจะเปลี่ยนแปลงไปจนเกาะกับโมเลกุลของออปซินไม่ได้ ขณะนี้เองจะเกิดกระแสประสาทเดินทางไปยังเส้นประสาทสมองคู่ที่ 2 เพื่อส่งไปยังสมองให้แปลเป็นภาพ ถ้าไม่มีแสงออปซินและเรตินอลจะรวมตัวเป็นโรดอปซินใหม่

      สำหรับเรตินอลเป็นสารที่ร่างกายสังเคราะห์ขึ้นได้จากวิตามินเอ ถ้าร่างกายขาดวิตามินเอจะทำให้เกิดโรคตาฟางในช่วงเวลาที่มีแสงสว่างน้อย เช่น ตอนพลบค่ำเมื่อเรามองภาพหรืออ่านหนังสือ ในขณะที่มีแสงสว่างจ้าหรือใช้สายตามากจะรู้สึกตาพร่ามัวที่เป็นเพราะเช่นนั้นเพราะเหตุใด

เซลล์รูปกรวยแบ่งตามความไวต่อช่วงความยาวคลื่นของแสงได้ ชนิด คือ เซลล์รูปกรวยที่ไวต่อแสงสีน้ำเงิน เซลล์รูปกรวยที่ไวต่อแสงสีแดง และเซลล์รูปกรวยที่ไวต่อแสงสีเขียว

     การที่สมองสามารถแยกสีต่างๆ ได้ มากกว่า3 สี เพราะมีการกระตุ้นเซลล์รูปกรวยแต่ละชนิดพร้อมๆ กันด้วยความเข้มของแสงสีต่างกัน จึงเกิดการผสมของแสงสีต่างๆ ขึ้น เช่น ขณะมองวัตถุสีม่วงเกิดจากเซลล์รูปกรวยที่มีความไวต่อแสงสีแดงและแสงสีน้ำเงินถูกกระตุ้นพร้อมกัน ทำให้เห็นวัตถุนั้นเป็นสีม่วง เป็นต้น ดังภาพ

ภาพ : การมองเห็นแสงสีต่างๆ

ความบกพร่องของเซลล์รูปกรวยที่ไวต่อแสงสีใดก็ตามย่อมทำให้เกิดอาการตาบอดสีขึ้น ดังนั้นตาบอดสีจึงเป็นลักษณะที่เกี่ยวกับการบกพร่องในการแยกแยะความแตกต่างของสี ตาบอดสีที่พบมากที่สุด คือ ตาบอดสีแดงและสีเขียว อย่างไรก็ตามตาบอดสียังไม่จัดเป็นความปกติร้ายแรง แต่เป็นลักษณะที่ถ่ายทอดได้ทางพันธุกรรม และพบในเพศชายมากกว่าเพศหญิง

ข้อมูลจาก : http://www.vcharkarn.com/lesson/view.php?id=1282

                                                                                                                ค้นเมื่อ : 29 กรกฎาคม 2556

การมองเห็นสี

เมื่อให้แสงสีขาวตกกระทบวัตถุต่าง ๆ เราจะเห็นวัตถุมีสีแตกต่างกัน การมองเห็นสีต่าง ๆ นอกจากจะขึ้นอยู่กับ เซลล์รูปกรวยในเรตินาของตา แล้วยังมีสิ่งอื่นอีกที่มีอิทธิพลต่อการเห็นสีของวัตถุ คือ การที่จากนั้นผ่านสีต่าง ๆ ของตัวกลาง ก่อนเข้าสู่ตาเรา เช่น แสงขาวของดวงอาทิตย์ เมื่อผ่านปริซึม จะมองเห็นแสงสีถึง 7 สี เป็นต้น หรือ แสงสีต่าง ๆ ผ่านแผ่นกรองแสงสี เพื่อต้องการให้ได้แสงสีที่ต้องการ  ในกรณีที่แสงขาวตกกระทบวัตถุทึบแสง วัตถุนั้นจะดูดกลืนแสงแต่ละสีที่ประกอบเป็นแสงขาวนั้นไว้ในปริมาณต่าง ๆ กัน แสงส่วนที่เหลือจากการดูดกลืนจะสะท้อนกลับเข้าตา ทำให้เราเห็นวัตถุเป็นสีเดียวกับแสงที่สะท้อนมาเข้าตามากที่สุด ตามปกติวัตถุมีสารที่เรียกว่า สารสีทำหน้าที่ดูดกลืนแสง วัตถุที่มีสีต่างกันจะมีสารสีต่างกัน การเห็นใบไม้เป็นสีเขียว เป็นเพราะใบไม้มีคลอโรฟิลเป็นสารดูดกลืนแสงสีม่วงและสีแดง แล้วปล่อยแสงสีเขียวและสีใกล้เคียงให้สะท้อนกลับเข้าตามากที่สุด ส่วนดอกไม้ที่มีสีแดงเพราะดอกมีสารสีแดงซึ่งดูดกลืนแสงสีม่วง สีน้ำเงิน และสีเขียวส่วนใหญ่ไว้ แล้วปล่อยให้แสงสีแดงปนสีส้มและสีเหลืองให้สะท้อนกลับมาเข้าตามากที่สุด ส่วนสารที่มีสีดำนั้นจะดูดกลืนแสงทุกสีที่ตกกระทบทำให้ไม่มีแสงสีใดสะท้อน กลับเข้าสู่ตาเลย เราจึงเห็นวัตถุเป็นสีดำ แต่สารสีขาวนั้นจะสะท้อนแสงทุกสีที่ตกกระทบ  

 


 


รูปที่ 4 วัตถุสะท้อนแสงสีเขียวเข้าสู่นัยน์ตา ทำให้มองเห็นวัตถุเป็นสีเขียว

ภาพจาก : http://kruphysics-satri5.blogspot.com/p/blog-page_760.html

        การมองวัตถุสีหนึ่งที่มีความสว่างมากเป็นเวลานาน เช่นมองวัตถุสีเขียวนานๆ แล้วหันไปมองฉากสีขาวทันที จะมองเห็นฉากไม่เป็นสีขาวแต่จะเห็นเป็นสีม่วงแทน เพราะการมองสีเขียวนานจะทำให้เซลล์รูปกรวยที่ไวแสงสีเขียวล้า หยุดทำงานชั่วครู่ จึงทำให้เซลล์ไวแสงสีแดงกับน้ำเงินเท่านั้นที่ทำงาน จึงทำให้มองฉากขาวเป็นสีแดงม่วงแทน
 
แผ่นกรองแสงสี คือแผ่นวัตถุสีซึ่งยอมให้แสงเพียงสีเดียวทะลุผ่านได้ 
 

ภาพจาก : http://kruphysics-satri5.blogspot.com/p/blog-page_760.html

เมื่อนำแผ่นกรองแสงสีมาห่อหุ้มโคมไฟ หรือใส่หน้าเลนส์กล้องถ่ายรูป จะเปลี่ยนสีของแสงที่ทะลุผ่าน โดยจะยอมให้เฉพาะแสงที่มีสีเดียวกับแผ่นกรองแสงสีนั้นผ่านเท่านั้น และดูดกลืนแสงความยาวคลื่นอื่นทั้งหมดที่อยู่ในแสงขาวไว้

ตาบอดสี

ตาบอดสี หรือที่เรียกว่า colour blindness เกิดขึ้นจากเซลล์ประสาทชนิดหนึ่ง ในม่านตาซึ่งมีความไวต่อสีต่าง ๆ มีความบกพร่องหรือพิการ ทำให้ดวงตาไม่สามารถที่จะมองเห็นสีบางสีได้ ตาบอดสี มีหลายชนิด ชนิดที่ทุกคนรู้จักโดยทั่วไปได้แก่ ตาบอดสีที่มองสีเขียว กับสีแดงไม่เห็น (Red – Green blindness) ซึ่งจะทำให้ไม่สามารถแยกสีแดงกับสีเขียวจากสีอื่น ๆ ได้ ดังนั้นคนตาบอดสีชนิดนี้จะมองเห็นสิ่งต่าง ๆ ในโลกเป็นสีน้ำเงิน สีเหลือง สีขาว สีดำ สีเทา และส่วนผสมของสีเหล่านั้นทั้งหมด คนที่ตาบอดสีจะมีปัญหาในการมองสีผิดเพี้ยนไปจากสีจริง เช่นสีของไฟจราจร เป็นต้น 

ภาพจาก : http://kruphysics-satri5.blogspot.com/p/blog-page_760.html

ข้อมูลจาก : http://kruphysics-satri5.blogspot.com/p/blog-page_760.html

1 2 3 4 5 381