การทดลองบรรยากาศสำหรับเด็ก

ชั้นบรรยากาศมีบทบาทในหลายแง่มุม—ปกป้องโลกจากอุกกาบาต ปกป้องโลกจากรังสีอันตรายมากมายในอวกาศ และกักเก็บก๊าซที่ทำให้ชีวิตเป็นไปได้ สามารถสาธิตการทดลองในบรรยากาศได้หลายครั้งภายในขอบเขตของห้องเรียน การทดลองเกี่ยวกับบรรยากาศช่วยให้เด็กๆ เรียนรู้เกี่ยวกับเมฆ สภาพอากาศ สภาพอากาศ มลภาวะ และแม้แต่ผลกระทบของดวงอาทิตย์ที่มีต่อโลก

ความกดอากาศเป็นแนวคิดหลักที่เกี่ยวข้องกับบรรยากาศ การออกกำลังกายง่ายๆ ในการคว่ำโถแก้วเหนือเทียนที่จุดไฟซึ่งยืนอยู่บนกระทะน้ำตื้น เป็นการสาธิตง่ายๆ เกี่ยวกับความกดอากาศ (ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีผู้ใหญ่คอยดูแลการทดลองนี้เสมอ) เปลวไฟจะดับลงในขณะที่ใช้ออกซิเจนที่ติดอยู่หมด สุญญากาศทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของความดันอากาศ ทำให้ระดับน้ำในโถแก้วสูงขึ้น ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นตามธรรมชาติในสภาพอากาศที่อากาศอุ่นมาบรรจบกับอากาศเย็น ตัวอย่างเช่น พายุเฮอริเคนก่อตัวขึ้นเมื่ออากาศลอยขึ้นจากแหล่งน้ำอุ่นและสร้างพื้นที่ความกดอากาศต่ำ

เมฆเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติอีกอย่างหนึ่งที่นักเรียนคุ้นเคย เมฆก่อตัวขึ้นเมื่อมีไอน้ำในบรรยากาศที่มีแรงดัน ควบคู่ไปกับอนุภาคฝุ่นในอากาศ สิ่งนี้สามารถแสดงให้เห็นได้โดยการเติมหนึ่งในสามของขวดพลาสติกน้ำอัดลมสองลิตรด้วยน้ำอุ่น ปิดผนึกฝาเพื่อทำส่วนผสมแรก: ไอน้ำ. ถัดไป เปิดขวด วางไม้ขีดที่จุดไฟในช่องเปิด แล้วปิดฝากลับเข้าไปอย่างรวดเร็วเพื่อให้เกิดควัน ซึ่งทำหน้าที่เป็น “อนุภาค” สุดท้ายบีบขวดแรงๆ แล้วปล่อย สังเกต “เมฆ” ประดิษฐ์ที่ปรากฏขึ้นอย่างระมัดระวังเมื่อความกดอากาศลดลง

การอภิปรายเกี่ยวกับชั้นบรรยากาศของโลกจะไม่สมบูรณ์หากไม่ได้กล่าวถึงการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ สามารถใช้การทดลองหลายอย่างเพื่อแสดงปรากฏการณ์เรือนกระจกได้ ในการตั้งค่าง่ายๆ เพียงครั้งเดียว ให้วางอ่างสีเข้มที่มีเทอร์โมมิเตอร์ไว้กลางแดดบนถ้วยกระดาษคว่ำ การคลุมอ่างด้วยพลาสติกแรปจะทำให้การอ่านค่าอุณหภูมิสูงขึ้นเนื่องจากความร้อนถูกกักอยู่ภายใน หลักการเดียวกันนี้สามารถสังเกตได้ในรถที่จอดอยู่ซึ่งดูดซับพลังงานคลื่นสั้นผ่านหน้าต่างขณะนั่งอยู่ใต้แสงแดดที่ร้อนจัด ส่งผลให้ภายในปล่อยรังสีอินฟราเรดคลื่นยาว ซึ่งส่วนใหญ่ติดอยู่ภายในรถ

การทดลองอีกประเภทหนึ่งทำได้ง่ายมาก และยังสามารถใช้เป็นเคล็ดลับสำหรับปาร์ตี้ราคาถูกได้อีกด้วย ด้วยแก้วที่เต็มไปประมาณหนึ่งในสาม คว้าที่รองแก้วแล้วปิดช่องเปิด กดให้แน่นกับกระจกแล้วเอียงคว่ำลง ตอนนี้คุณสามารถปล่อยที่รองแก้วและมันควรจะติด เหตุผลก็คือแรงดันอากาศดันขึ้นผ่านกระจกด้วยแรงเกือบ 15 ปอนด์