«…Было удивительно тихо и спокойно. На ясном небе светила большая круглая луна. Перемигивались друг с другом звёзды. Медленно падал снег. Прекрасные снежинки были похожи на сказочных балерин, одетых в тончайший ажур...
Они не падали с неба, нет! Они летели, грациозно кружась в волшебном танце. Казалось, что сам воздух, зачарованный чудесным танцем, поддерживал их на лету. Снежинки упивались своим изяществом и неземной красотой. Они были уверены, что никто, кроме них, не способен с такой грацией так долго кружиться в воздухе, переливаясь всеми оттенками лунного серебра.
Но рано или поздно, все снежинки опускались с небес на землю...»
А утром на улице, правда пошел снег и мы с братом принялись разглядывать падающие снежинки. И так это нас захватило, что мне стало интересно узнать больше о феномене снежинок и захотелось понять, как наука объясняет их красоту.
Цель:
Исследование влияния атмосферного давления и температуры на формирование снежинок, изучение их форм и видов.
Задачи:
1. Узнать, при каких погодных условиях формируются снежинки;
2. Изучить структуру снежинок;
3. Выяснить, как на формирование снежинок влияет температура и атмосферное давление.
4. Получение шестиугольной снежинки в домашних условиях.
Введение
Актуальность данной темы обусловлена тем, что создание искусственного снега в настоящее время имеет большое значение. Искусственный снег, созданный при помощи снежных пушек, применяется на горнолыжных курортах для подготовки склонов к катанию, при подготовке горнолыжных трасс к олимпийским играм.
В последнее время из-за напряженного ритма жизни человек перестает замечать вокруг себя красивое, необычное и удивительное. Давно ли Вы любовались закатом солнца, восхищались пением птиц, прислушивались к таинственному шуршанию дождя. А бывали ли Вы в зимнем лесу?
Как красиво лежит снег белым покрывалом. А какое прекрасное зрелище – снегопад! Замечали ли Вы, какие падают снежинки? И все разные.
Немного истории
В японских садах можно встретить необычный каменный фонарь, увенчанный широкой крышей с загнутыми вверх краями. Это „Юкими-Торо“, фонарь для любования снегом. Праздник „Юкими“ призван дарить людям наслаждение красотой повседневной жизни. На каменной крыше фонаря располагаются миллионы крохотных снежинок, каждая из которых неповторима и достойна самого пристального внимания. Поражаясь чрезвычайно сложной форме, идеальной симметрии и бесконечному разнообразию снежинок, люди издревле связывали их очертания с действием сверхъестественных сил или божественным промыслом.
Полные идеальной гармонии конструкции снежных кристаллов уже на протяжении многих лет вызывают интерес людей. Тайну снежных кристаллов мечтали разгадать многие великие учёные. В далёком 1611 году трактат о шестилучевой симметрии снежинок опубликовал знаменитый немецкий математик и астроном Иоганн Кеплер. Великий астроном в своем трактате "Новогодний дар. О шестиугольных снежинках" объяснил форму кристаллов волей Божьей.
Первую систематизированную классификацию геометрических форм снежинок в 1635 году создал не кто иной, как знаменитый математик, физик, физиолог и философ Рене Декарт. Французский философ и математик писал, что снежинки похожи на розочки, лилии и колесики с шестью зубцами. Особенно математика поразила найденная им в середине снежинки «крошечная белая точка, точно это был след ножки циркуля, которым пользовались, чтобы очертить ее окружность». Ему удалось невооружённым глазом обнаружить даже такие редкие снежные кристаллы, как столбики с наконечниками и двенадцатилучевые снежинки.
Наиболее полное исследование строения снежинок и их разновидностей японский физик-ядерщик Укитиро Накая опубликовал лишь в середине прошлого века.
Чтобы разгадать тайны образования снежных кристаллов, были необходимы современные представления о молекулярной структуре льда и сложные исследовательские технологии — к примеру, рентгеновская кристаллография.
Невзирая на достижения современной науки, люди и сейчас продолжают задавать вопросы, которыми интересовались тысячи лет назад: почему снежинки симметричны, почему снег белый, правда ли, что среди всех снежинок на свете не найдётся двух одинаковых?
Эти вопросы интересовали и нас с братом, а ответил на них профессор физики Калифорнийского технологического института Кеннет Либбрехт. Значительную часть своей жизни он посвятил исследованию снежных кристаллов, при этом научившись выращивать снежинки в лабораторных условиях и даже управлять их формой. Кроме того, профессор Либбрехт известен как автор самой большой и разнообразной коллекции фотографий снежинок.
Рождение снежинок.
Невидимые водяные пары поднимаются высоко в небо, где сильный холод. Первоначально возникают зародышевые ледяные кристаллы. Перемещаясь вверх-вниз, они попадают в слой воздуха с переохлажденными капельками воды. Здесь будущая снежинка начинает интенсивно увеличиваться в размерах. При этом выпуклые участки снежинки растут быстрее. Таким образом, из первоначально шестигранной пластинки вырастает шестилучевая звездочка. Множество факторов влияет на образование и рост снежинок, поэтому разнообразны их форм. Если снежинка сталкивается на своем пути с переохлажденными мелкими капельками, то она упрощается по форме. Если столкнется с крупной каплей, то может превратиться в градинку. При низкой температуре и сильном ветре снежинки сталкиваются в воздухе, крошатся и падают на землю в виде обломков. Иногда, если мороз около 40°C, зарождающиеся в атмосфере кристаллики льда выпадают в виде «алмазной пыли».
Раньше думали, что снег - это замерзшие капельки воды. Тайна рождения снежинок была разгадана совсем не так давно. Снег никогда не родится из капелек воды. Капельки воды могут стать градинками, комочками непрозрачного льда, который иногда идет летом вместе с дождем. Но капельки воды никогда не превращаются в красивые шестиугольные звездочки-снежинки.
Водяные пары всегда есть в воздухе. Зимой из них очень высоко в облаках образуются крохотные льдинки-кристаллики. Это еще не те снежинки, которые падают на землю, они пока очень малы. Но шестиугольные кристаллики все время увеличиваются и наконец, становятся удивительно красивыми звездочками. Снежинки медленно опускаются, собираются в хлопья и падают на землю.
Снег белый оттого, что плоскости снежинки, являющиеся кристалликами льда, отражают свет, поэтому снег и кажется белым. При замерзании воды образуются кристаллы. Это значит, что молекулы выстраиваются особым порядком, образуя геометрическую форму, что мы и называем «кристаллом». Так получилось, что молекула воды состоит из трех частиц — двух атомов водорода и одного атома кислорода. Поэтому при кристаллизации она может образовать трех— или шестиугольную фигуру.
Учёные, изучающие снежинки, сумели выделить девять основных форм снежных кристаллов. Им даже дали интересные названия: пластинка, звезда, столбик, игла, пушинка, ёж, запонка, снежинка оледенелая, снежинка круповидная. Снежинки столь разнообразны, что каждый такой снежный кристалл может встречаться в очень разных видах.
Сколько весит снежинка и снег?
Снежинки легче дождевых капель, поскольку состоят из кристаллов. Однако снежные хлопья не такие лёгкие, как кажутся. Если бы это было так, они не падали бы на землю, а оставались бы в облаках. Они падают потому, что состоят из кристаллов льда, ставших слишком тяжёлыми, чтобы удерживаться в облаках. Снежинки порхают, поскольку кристаллы велики и, как парашюты, опираются на воздух в полёте. Если рассмотреть их в лупу, можно увидеть переплетающиеся кристаллы. Кристаллы очень разнообразны, и их форма тем сложнее и красивее, чем холоднее погода. Среди миллиардов кристаллов, которые образуют снежинки, все шестилучевые и с геометрически правильным рисунком, но двух одинаковых снежинок в мире нет.
Но, соединяясь в огромных количествах вместе, снежные кристаллы могут остановить поезд, образовав снежные завалы; а снежные лавины и ледники могут сдвигать и сокрушать скалы.
Упадет снежинка на руку - не почувствуешь. Ведь весит она всего около миллиграмма!
Но «пуховое» одеяло снега на поверхности Земли становится похожим на тяжеленные гири, способные повлиять на скорость вращения Земли. В период наименьшей заснеженности Земли снегом бывает покрыто 8,7 процента всей поверхности планеты (7 процентов в южном полушарии и 1,7 процента – в северном), а весит такой покров 7400 миллиардов тонн. К концу зимы в северном полушарии масса сезонного снега достигает 13 500 миллиардов тонн.
В ясную погоду снег мерцает и искрится, «играет» на солнце. Это, как от множества крохотных зеркал, отражаются лучи солнца от плоских граней кристалликов снега. Снег подобен громадному зеркалу, отражающему в космос почти 90 процентов лучистой энергии Солнца. Свободная от снега суша отражает только 10, максимум 20%. Слой в один сантиметр слежавшегося за зиму снега дает 25-35 кубометров воды на 1 га. Такой высокой отражательной способностью не обладает больше ни одно естественное тело. Снежное покрывало, которое принято считать теплым и которое спасает от морозов растения и животных, в масштабах всей Земли значительно способствует выхолаживанию планеты: оно надолго изолирует от солнечных лучей обширные территории.
Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?
Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.
Быстро и объективно проверять знания учащихся.
Сделать изучение нового материала максимально понятным.
Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.
«…Было удивительно тихо и спокойно. На ясном небе светила большая круглая луна. Перемигивались друг с другом звёзды. Медленно падал снег. Прекрасные снежинки были похожи на сказочных балерин, одетых в тончайший ажур...
Они не падали с неба, нет! Они летели, грациозно кружась в волшебном танце. Казалось, что сам воздух, зачарованный чудесным танцем, поддерживал их на лету. Снежинки упивались своим изяществом и неземной красотой. Они были уверены, что никто, кроме них, не способен с такой грацией так долго кружиться в воздухе, переливаясь всеми оттенками лунного серебра.
Но рано или поздно, все снежинки опускались с небес на землю...»
А утром на улице, правда пошел снег и мы с братом принялись разглядывать падающие снежинки. И так это нас захватило, что мне стало интересно узнать больше о феномене снежинок и захотелось понять, как наука объясняет их красоту.
Цель:
Исследование влияния атмосферного давления и температуры на формирование снежинок, изучение их форм и видов.
Задачи:
1. Узнать, при каких погодных условиях формируются снежинки;
2. Изучить структуру снежинок;
3. Выяснить, как на формирование снежинок влияет температура и атмосферное давление.
4. Получение шестиугольной снежинки в домашних условиях.
Введение
Актуальность данной темы обусловлена тем, что создание искусственного снега в настоящее время имеет большое значение. Искусственный снег, созданный при помощи снежных пушек, применяется на горнолыжных курортах для подготовки склонов к катанию, при подготовке горнолыжных трасс к олимпийским играм.
В последнее время из-за напряженного ритма жизни человек перестает замечать вокруг себя красивое, необычное и удивительное. Давно ли Вы любовались закатом солнца, восхищались пением птиц, прислушивались к таинственному шуршанию дождя. А бывали ли Вы в зимнем лесу?
Как красиво лежит снег белым покрывалом. А какое прекрасное зрелище – снегопад! Замечали ли Вы, какие падают снежинки? И все разные.
Немного истории
В японских садах можно встретить необычный каменный фонарь, увенчанный широкой крышей с загнутыми вверх краями. Это „Юкими-Торо“, фонарь для любования снегом. Праздник „Юкими“ призван дарить людям наслаждение красотой повседневной жизни. На каменной крыше фонаря располагаются миллионы крохотных снежинок, каждая из которых неповторима и достойна самого пристального внимания. Поражаясь чрезвычайно сложной форме, идеальной симметрии и бесконечному разнообразию снежинок, люди издревле связывали их очертания с действием сверхъестественных сил или божественным промыслом.
Полные идеальной гармонии конструкции снежных кристаллов уже на протяжении многих лет вызывают интерес людей. Тайну снежных кристаллов мечтали разгадать многие великие учёные. В далёком 1611 году трактат о шестилучевой симметрии снежинок опубликовал знаменитый немецкий математик и астроном Иоганн Кеплер. Великий астроном в своем трактате "Новогодний дар. О шестиугольных снежинках" объяснил форму кристаллов волей Божьей.
Первую систематизированную классификацию геометрических форм снежинок в 1635 году создал не кто иной, как знаменитый математик, физик, физиолог и философ Рене Декарт. Французский философ и математик писал, что снежинки похожи на розочки, лилии и колесики с шестью зубцами. Особенно математика поразила найденная им в середине снежинки «крошечная белая точка, точно это был след ножки циркуля, которым пользовались, чтобы очертить ее окружность». Ему удалось невооружённым глазом обнаружить даже такие редкие снежные кристаллы, как столбики с наконечниками и двенадцатилучевые снежинки.
Наиболее полное исследование строения снежинок и их разновидностей японский физик-ядерщик Укитиро Накая опубликовал лишь в середине прошлого века.
Чтобы разгадать тайны образования снежных кристаллов, были необходимы современные представления о молекулярной структуре льда и сложные исследовательские технологии — к примеру, рентгеновская кристаллография.
Невзирая на достижения современной науки, люди и сейчас продолжают задавать вопросы, которыми интересовались тысячи лет назад: почему снежинки симметричны, почему снег белый, правда ли, что среди всех снежинок на свете не найдётся двух одинаковых?
Эти вопросы интересовали и нас с братом, а ответил на них профессор физики Калифорнийского технологического института Кеннет Либбрехт. Значительную часть своей жизни он посвятил исследованию снежных кристаллов, при этом научившись выращивать снежинки в лабораторных условиях и даже управлять их формой. Кроме того, профессор Либбрехт известен как автор самой большой и разнообразной коллекции фотографий снежинок.
Методика исследования
Анализ литературы по теме исследования
Наблюдение (наблюдение формирования снежинок при разных погодных условиях, рассмотрение структуры и форм снежинок)
Сравнение (сравнение форм снежинок при разных погодных условиях)
Измерение (измерение атмосферного давления, температуры воздуха, влажности воздуха).
Теоретическая часть
.
Рождение снежинок.
Невидимые водяные пары поднимаются высоко в небо, где сильный холод. Первоначально возникают зародышевые ледяные кристаллы. Перемещаясь вверх-вниз, они попадают в слой воздуха с переохлажденными капельками воды. Здесь будущая снежинка начинает интенсивно увеличиваться в размерах. При этом выпуклые участки снежинки растут быстрее. Таким образом, из первоначально шестигранной пластинки вырастает шестилучевая звездочка. Множество факторов влияет на образование и рост снежинок, поэтому разнообразны их форм. Если снежинка сталкивается на своем пути с переохлажденными мелкими капельками, то она упрощается по форме. Если столкнется с крупной каплей, то может превратиться в градинку. При низкой температуре и сильном ветре снежинки сталкиваются в воздухе, крошатся и падают на землю в виде обломков. Иногда, если мороз около 40°C, зарождающиеся в атмосфере кристаллики льда выпадают в виде «алмазной пыли».
Раньше думали, что снег - это замерзшие капельки воды. Тайна рождения снежинок была разгадана совсем не так давно. Снег никогда не родится из капелек воды. Капельки воды могут стать градинками, комочками непрозрачного льда, который иногда идет летом вместе с дождем. Но капельки воды никогда не превращаются в красивые шестиугольные звездочки-снежинки.
Водяные пары всегда есть в воздухе. Зимой из них очень высоко в облаках образуются крохотные льдинки-кристаллики. Это еще не те снежинки, которые падают на землю, они пока очень малы. Но шестиугольные кристаллики все время увеличиваются и наконец, становятся удивительно красивыми звездочками. Снежинки медленно опускаются, собираются в хлопья и падают на землю.
Снег белый оттого, что плоскости снежинки, являющиеся кристалликами льда, отражают свет, поэтому снег и кажется белым. При замерзании воды образуются кристаллы. Это значит, что молекулы выстраиваются особым порядком, образуя геометрическую форму, что мы и называем «кристаллом». Так получилось, что молекула воды состоит из трех частиц — двух атомов водорода и одного атома кислорода. Поэтому при кристаллизации она может образовать трех— или шестиугольную фигуру.
Учёные, изучающие снежинки, сумели выделить девять основных форм снежных кристаллов. Им даже дали интересные названия: пластинка, звезда, столбик, игла, пушинка, ёж, запонка, снежинка оледенелая, снежинка круповидная. Снежинки столь разнообразны, что каждый такой снежный кристалл может встречаться в очень разных видах.
Сколько весит снежинка и снег?
Снежинки легче дождевых капель, поскольку состоят из кристаллов. Однако снежные хлопья не такие лёгкие, как кажутся. Если бы это было так, они не падали бы на землю, а оставались бы в облаках. Они падают потому, что состоят из кристаллов льда, ставших слишком тяжёлыми, чтобы удерживаться в облаках. Снежинки порхают, поскольку кристаллы велики и, как парашюты, опираются на воздух в полёте. Если рассмотреть их в лупу, можно увидеть переплетающиеся кристаллы. Кристаллы очень разнообразны, и их форма тем сложнее и красивее, чем холоднее погода. Среди миллиардов кристаллов, которые образуют снежинки, все шестилучевые и с геометрически правильным рисунком, но двух одинаковых снежинок в мире нет.
Но, соединяясь в огромных количествах вместе, снежные кристаллы могут остановить поезд, образовав снежные завалы; а снежные лавины и ледники могут сдвигать и сокрушать скалы.
Упадет снежинка на руку - не почувствуешь. Ведь весит она всего около миллиграмма!
Но «пуховое» одеяло снега на поверхности Земли становится похожим на тяжеленные гири, способные повлиять на скорость вращения Земли. В период наименьшей заснеженности Земли снегом бывает покрыто 8,7 процента всей поверхности планеты (7 процентов в южном полушарии и 1,7 процента – в северном), а весит такой покров 7400 миллиардов тонн. К концу зимы в северном полушарии масса сезонного снега достигает 13 500 миллиардов тонн.
В ясную погоду снег мерцает и искрится, «играет» на солнце. Это, как от множества крохотных зеркал, отражаются лучи солнца от плоских граней кристалликов снега. Снег подобен громадному зеркалу, отражающему в космос почти 90 процентов лучистой энергии Солнца. Свободная от снега суша отражает только 10, максимум 20%. Слой в один сантиметр слежавшегося за зиму снега дает 25-35 кубометров воды на 1 га. Такой высокой отражательной способностью не обладает больше ни одно естественное тело. Снежное покрывало, которое принято считать теплым и которое спасает от морозов растения и животных, в масштабах всей Земли значительно способствует выхолаживанию планеты: оно надолго изолирует от солнечных лучей обширные территории.
Почему все снежинки разные?
Сначала все зародыши снежинок похожи на крошечные шестиугольные призмы. Потом из шести углов призмы начинают расти совершенно одинаковые ледяные иголочки – боковые отростки. Одинаковые иголочки потому, что температура и влажность вокруг зародыша тоже одинаковые. На них в свою очередь вырастают, как на дереве, боковые отростки-веточки.
Передвигаясь вверх и вниз в облаке, снежинка попадает в условия с разной температурой и содержанием водяного пара. Её форма меняется. Так снежинки становятся разными. Хотя в одном облаке на одной высоте они могут «зародиться» одинаковыми. Но путь до земли у каждой свой, а значит у каждой своя окончательная форма. Падают снежинки со скоростью примерно 15 метров в минуту. Они почти не связаны между собой, и даже небольшой ветер 2 метра в секунду приводит их в движение. В воздухе форма снежинок непрерывно меняется.
Когда снежинки мохнатые?
Для красивого снега необходим хороший мороз – приблизительно пара десятков градусов ниже нуля и влажный воздух. Он позволяет снежинкам расти уверенно, до самой земли сохраняя остроту лучей и граней.
Снежинки долго кружатся в воздухе, поднимаясь и опускаясь, долго путешествуют, сталкиваются и сцепляются друг с другом. Малейший ветерок разрывает такие хлопья на отдельные части. Размеры снежинок зависят от высоты облачного покрова. Чем большее расстояние успевает пролететь снежинка от облака до земли, тем крупнее она будет.
В Москве самые большие снежинки падали весной 1944 года – они были размером с ладонь взрослого человека. Необходимое условие для такого чуда – полнейшее безветрие.
Как звучит снег?
Прикоснитесь пальцем к снежинке, и она мгновенно растает от тепла руки. Сбросьте снежинку с рукава пальто – вы, конечно, не услышите, как она упала, а может быть, и сломалась. Но прислушайтесь, как скрепит у вас под ногами свежевыпавший снег. Что это за скрип! Это трещат и ломаются миллионы снежных кристаллов. Снег скрипит только в мороз. В морозные дни снег сухой и лёгкий. Вы слышали, как в морозный день скрипит под ногами чистый, белый, пушистый снег? А почему он скрипит? Это ломаются под нашей тяжестью лучики снежинок-звёздочек.
Есть люди, которые могут оценивать температуру воздуха по воспринимаемым на слух изменениям в характере скрипа снега. Скрип снега – не что иное, как шум от раздавливаемых мельчайших кристалликов снега. В отдельности каждый из них так мал, что, ломаясь, издает звук, недоступный человеческому уху. А так как их много, слышится треск. Усиление морозов делает ледяные кристаллики более твердыми и хрупкими.
На Крайнем Севере снег бывает настолько твердым, что топор при ударе по нему звенит, словно ударили по железу.
В погоне за снегом
Чтобы хорошенько рассмотреть настоящие снежинки, нужно как минимум выйти из дома. А за особенно крупными и красивыми экземплярами придётся охотиться по всей стране. Для начала стоит взглянуть на карту осадков и выбрать те места, где часто идёт снег. Точно так же за снегом гоняются горнолыжники, но нам с ними не по пути: на обустроенных горных курортах, как правило, сравнительно тепло, от 0 до –5 градусов. В такую погоду снежинки, подлетая к земле, подтаивают, покрываются инеем, форма их сглаживается или вовсе теряется. Для хорошего снега необходим хороший мороз — приблизительно пара десятков градусов ниже нуля. Он позволяет снежинкам расти уверенно, до самой земли сохраняя остроту лучей и граней. Однако и здесь важно знать меру: как правило, весь снег выпадает при тех же –20°C, и при дальнейшем понижении температуры воздух остаётся сухим, осадки не образуются. Конечно, в приполярных районах, где температура редко поднимается выше –40°C, а воздух очень сухой, всё равно идёт снег. При этом снежинки представляют собой крохотные шестиугольные призмы с идеально ровными гранями, без малейшего сглаживания углов. Зато в средней полосе России, особенно в Центральной Сибири, иногда выпадают огромные звёзды диаметром до 30 см. Вероятность увидеть крупные снежинки существенно возрастает вблизи водоёмов: испарения с озёр и водохранилищ — это отличный строительный материал. И конечно же, крайне желательно отсутствие сильного ветра, иначе большие снежинки будут сталкиваться друг с другом и ломаться. Поэтому лесной ландшафт предпочтительнее степей и тундр.
Даже Кеннет Либбрехт, путешествуя по всему миру в поисках редких снежных кристаллов, до сих пор не смог найти точный способ предсказать, где и когда снег будет самым лучшим, — в этой формуле слишком много случайных величин, а результат может быть самым неожиданным. К примеру, Укичиро Накая обнаружил и сфотографировал почти все кристаллы, которые легли в основу его классификации, у себя на родине, на острове Хоккайдо в Японии.
У нас в Шерагуле мы тоже наблюдали разные по форме снежинки. А еще мы заметили, что большие хлопья снега – это не одна снежинка, а очень много маленьких пушистых звездочек!
Интересные факты из жизни снежинок
То, что одна снежинка практически невесома, любой из нас прекрасно знает: достаточно подставить ладошку под падающий снежок. Обычная снежинка весит около миллиграмма (очень редко 2-3 миллиграмма, хотя бывают и исключения - самые крупные снежинки выпали 30 апреля 1944 года в Москве. Пойманные на ладонь, они закрывали её почти всю целиком и напоминали страусиные перья).
Миллиарды "невесомых" снежинок способны повлиять даже на скорость вращения Земли. Только в августе, в период наименьшей заснеженности Земли, когда снегом бывает покрыто 8,7% всей поверхности планеты, снежный покров весит 7400 миллиардов тонн. А к концу зимы в северном полушарии масса сезонного снега достигает 13.500 миллиардов тонн. Но снег оказывает влияние на Землю не только своим весом. Снежный покров отражает в космос почти 90% лучистой энергии Солнца. Свободная от снега суша отражает только 10, максимум 20%.
Кстати, сам снег бывает не только белым. В арктических и горных регионах розовый или даже красный снег – обычное явление. Дело в том, что живущие между его кристаллов водоросли окрашивают целые участки снега. Но известны случаи, когда снег падал с неба уже окрашенный – в голубой, зеленый, серый и черный цвета. Так, на Рождество 1969 года в Швеции выпал черный снег. Скорее всего, это произошло из-за того, что снег при падении впитал из атмосферы копоть и промышленные загрязнения. В 1955 году около Даны, штат Калифорния, выпал фосфоресцирующий зеленый снег. Жители, рискнувшие попробовать на язык его хлопья, вскоре скончались, а у людей, бравших снег в руки, появились сыпь и сильный зуд. Возникло предположение, что подобные ядовитые осадки явились результатом атомных испытаний в штате Невада. Однако комиссия по расследованию этого происшествия данное предположение отвергла. По сей день происхождение зеленых хлопьев остается тайной.
Не приходилось ли вам видеть, как в комнате идёт снег? Если зимой в морозную погоду внезапно распахнуть дверь или приоткрыть окно на улице из сырого и очень жарко натопленного помещения, то в тех местах, куда врывается холодный воздух, начинает падать снег.Такой случай описан даже в Санкт- Петербургских ведомостях за 1773г. В зимний вечер в одном из богатых домов Санкт-Петербурга происходила ассамблей (вечер-бал). В помещении скопилось очень много народа, и стало так жарко и душно, что присутствующие начали падать в обморок. Форточек в окнах тогда ещё не делали. Поэтому одному из присутствующих пришлось шпагой выбить стекло в окне. От ворвавшегося морозного воздуха во всём помещении пошёл хлопьями густой снег.
А причина была в том, что от дыхания собравшихся в зале людей скопилось множество водяных паров; когда через выбитое окно внезапно ворвался холодный воздух, эти пары очень быстро охладились и затвердели, образовав кристаллики снега.
Поэтому же на сильном морозе «пар идёт изо рта». Это кристаллизуются белым инеем пары, выдыхаемые человеком. Ресницы, усы, бороды людей на морозе покрываются инеем: это – тоже налёт снежных кристаллов. [3]
26 400 000 $ американские ученые потратили на выяснение того факта, что снежинки образуются непосредственно из пара, минуя стадию дождя.
Японский ученый Накая Укитиро называл снег "письмом с небес, написанным тайными иероглифами". Он первым создал классификацию снежинок. Именем Накая назван единственный в мире музей снежинок, расположенный на острове Хоккайдо.
Предполагается, что в одном кубическом метре снега находится
350 миллионов снежинок.
Более половины населения земного шара никогда не видело
снега, разве только на фотографиях.
В языке эскимосов для наименования снега существует больше
20 слов. В якутском языке — около 70.
За год на Землю выпадает 1024 степени снежинок.
Приложение
Наблюдение формирования снежинок
Таблица наблюдений за погодными условиями 2012-2013 г.
Дата
Влажность воздуха (%)
Атмосферное давление (мм. рт. ст.)
Температура воздуха (0С)
Форма снежинки
19.11.12
98
735
-8
плоская
20.11.12
98
729
-6
плоская
21.11.12
85
746
-15
плоская
22.11.12
88
754
-13
плоская
23.11.12
93
748
-10
плоская
24.11.12
94
752
-4
треугольная
25.11.12
92
749
-5
продолговатая
28.11.12
97
741
-9
плоская
29.11.12
95
737
-16
плоская
30.11.12
98
738
-17
плоская
10.12.12
92
733
-22
древообразные
11.12.12
93
737
-25
-
14.12.12
89
747
-24
плоская
15.12.12
87
751
-35
иней
16.12.12
91
748
-37
иней
17.12.12
94
743
-35
-
18.12.12
90
740
-40
иней
19.12.12
100
748
-37
гибрид
07.01.13
86
750
-30
иней
08.01.13
84
748
-32
«крупа»
09.01.13
87
748
-22
древообразные
12.01.13
87
755
-16
-
13.01.13
90
754
-20
-
14.01.13
87
754
-24
плоская
15.01.13
93
758
-18
древообразные
17.01.13
93
758
-16
-
20.01.13
91
759
-20
-
21.01.13
65
760
-18
плоская
27.01.13
66
759
-10
плоская
28.01.13
78
757
-24
древообразные
31.01.13
85
744
-36
иней
01.02.13
76
744
-26
плоская
03.02.13
70
738
-24
плоская
06.02.13
88
743
-42
иней
07.02.13
86
750
-35
иней
График зависимости формирования снежинок от
атмосферного давления воздуха
График зависимости формирования снежинок от температуры воздуха
График зависимости формирования снежинок от влажности воздуха
На графиках видно, что самые загадочные снежинки формируются при влажности -90%, температуре -15 градусов и атмосферном давлении –
760 мм.рт.ст.
Формирование практически любой снежинки начинается с вот такой "заготовки":
При температурах около 2 или 15 градусов ниже нуля по Цельсию из нее образуется "плоская" снежинка (такие снежинки формировались:
19-23.11.12 г., 28-30.11.12г., 14.12.12г., 14.01.13г., 21.01.13г., 27.01.13г., 01.02.13г., 03.02.13г.)
Треугольная снежинка - редкость. Для ее образования нужна температура 2 градуса ниже нуля (такие снежинки формировались: 24.11.12 г.)
Подобные продолговатые снежинки образуются при минус 5 градусах по Цельсию (снежинки данной формы можно было наблюдать: 25.11.12 г.):
Сложные древообразные снежинки чаще имеют средний размер - два миллиметра, и их структура хорошо различима невооруженным глазом (снежинки данной формы можно было наблюдать: 10.12.12г., 09.01.13г., 15.01.13г., 28.01.13г.)
Именно из древообразных снежинок состоит снег, который лучше всего подходит для катания на лыжах
Размеры подобных снежинок могут достигать пяти миллиметров
На следующем фото "плоская" снежинка покрыта мельчайшими замерзшими каплями воды:
Снежинка смешанного типа.
Ещё одна снежинка-гибрид (можно было наблюдать: 19.12.12г)
Мой эксперимент: целью моего эксперимента было получение красивой шестиугольной снежинки в домашних условиях
Для этого я взяла кусочек стекла и подержала его над паром
Положила в морозильную камеру
На следующий день, открыв морозилку, я обнаружила, что мое стеклышко, покрылось равномерным тоненьким слоем инея, крохотными капельками замерзшей воды, совсем не похожими на снежинки.
Выводы:
Моя гипотеза подтвердилась. Снежинка действительно появляется из капелек воды, но при этом должны соблюдаться условия, при которых получаются красивые шестиугольные снежинки.
Я выяснила, что снежинки могут образоваться только в естественных условиях при температуре воздуха ниже 0 °С, происхождение снежинок доказывает то, что форма их не случайна, а размер и вид узора зависит от температуры и влажности воздуха.
Мои наблюдения показали, что большинство снежинок имеет форму шестиконечной звездочки, так как это обусловлено строением самого первого маленького кристаллика, вокруг которого растет снежинка, но двух похожих я не нашла.
Мой эксперимент показал, что получить шестиугольную красивую снежинку в домашних условиях невозможно, для этого нужны специальные условия.
Заключение
В своем реферате я попыталась рассмотреть, как устроена снежинка. Мне было интересно узнать о гипотезах рождения снежинок. Оценив литературные источники, можно сделать вывод о том, что снежинка - это крошечное ядро ледяных или инородных пылинок в тучах. Так же я узнала о классификации снежинок, которая была утверждена в 1951 году и на сегодняшний день она не изменилась.
Мне было интересно, кто же впервые нашёл и описал двенадцатиконечную снежинку – ведь это же такая редкость. Я узнала много нового об исследованиях учёных из разных стран, начиная с Иоганна Кеплера и заканчивая Кеннетом Либбрехтом. Так же мне был интересен факт искусственного выращивания снежинок в лаборатории. Я узнала, что в мире существует пока единственный музей снежинок и льда в Японии. Любопытно было узнать о существовании разноцветного снега и последствиях его выпадения на землю. Оказывается снег – это чуткий показатель загрязнённости окружающей среды.
Работая над рефератом, открылся факт, что кристаллографию считали наукой скучной, сухой и никому не нужной. Но в наше время трудно найти область науки, которая испытала бы такой взлёт, смену основных идей, как кристаллография.
Мне очень понравилось работать над выбранной темой реферата. Я узнала много интересного о снеге, его тайнах, которые, по моему мнению, ещё не раскрыты до конца. Надеюсь, что наше поколение тоже внесёт свой вклад в раскрытие тайн снега.
В своей работе я обобщила собранный по теме реферата материал и подготовила для его защиты на районной научно-практической конференции презентацию сделанную в редакторе Power Point.
Литература:
Д.Кларк, Д.Флинт, Т.Хэар, К.Хэар, К.Твист; Энциклопедия окружающего мира; Москва 2000
И.Стюарт; «Какой формы снежинки»; ООО «Мир книги» научное издательство; Москва 2007
М.П.Шаскольская; Кристаллы; Москва 1985
ООО «Мир книги» научное издательство; Новая иллюстрированная энциклопедия; Москва 2003
ООО «Мир книги» научное издательство; 1001 вопрос и ответ. Большая книга знаний; Москва 2004
