Научно-исследовательский проект по теме "Снежинка - чудо зимы"

«№2 орта мектебі» коммуналдық мемлекеттік мекемесі

«Коммунальное государственное учреждение «Средняя школа № 2»

Тема исследовательской работы:

«Снежинка – чудо зимы».

Направление: естествознание.

Исполнитель: Раченко Алиса ученица 3 «А» класса

ВКО, город Риддер

Руководитель:

Магурьян Н.А, учитель начальных классов

Место работы: КГУ «Средняя школа №2»

Риддер қаласы

город Риддер

Оглавление.

Введение.

1.Основная часть.

1. Как образуются снежинки, почему они шестиугольные.

2. Форма снежинок и влияние температуры на формообразование снежинок.

3. От чего зависит цвет снега.

4. Полезные свойства снега.

2. Практическая часть.

2.1 Выращивание снежинок в домашних условиях.

2.2 Создание снежинок своими руками.

3. Заключение.

4. Использованная литература.

5. Приложения.

Аннотация

на исследовательскую работу

«Снежинка – чудо зимы»

ученицы 3 «А» класса КГУ «Средняя школа №2»

Раченко Алисы.

Автор: Раченко Алиса, ученица 3 «А» класса

Образовательное учреждение: Коммунальное Государственное учреждение «Средняя школа№2».

Название проекта: «Снежинка – чудо зимы».

Руководитель проекта: Магурьян Наталья Александровна,

КГУ «Средняя школа №2», учитель.

В представленной работе рассказывается о том, как образуются снежинки, о том, что в основе снежинки лежит шестиугольная форма. Подробно говорится о влиянии температуры на формообразование снежинок. Проведён анализ литературы о том, от чего зависит цвет снега, а также о его полезных свойствах.

Исследуемая тема актуальна и современна. Цель исследования: узнать основную форму снежинки, выяснить, как появляются снежинки.

В практической части проведены опыты по получению снежинок дома, а также самостоятельному выращиванию снежинки из концентрированного раствора соли.

Исследование может быть на уроках окружающего мира, изобразительного искусства и технологии.

ВВЕДЕНИЕ.

Опять он падает, чудесно молчаливый,

Легко колеблется и опускается…

Как сердцу сладостен полет его счастливый!

Несуществующий, он вновь рождается…

Однажды, возвращаясь домой, я любовалась падающим снегом. Было «по-зимнему» тепло, безветренно, а с неба медленно, кружась, словно танцуя, падали крупные снежные хлопья. Снежинки были настолько крупными, что можно было рассмотреть их удивительно красивую форму невооруженным глазом. Они очень заинтересовали меня. Мои одноклассники и я рисуем разные формы снежинок: восьмиугольной, шестиугольной, пятиугольной и т.д. Так какие они - снежинки на самом деле?

Мне стало настолько интересно – как образуются снежинки. Почему они имеют красивую и столь разнообразную форму? А все ли они одинаковые или имеют одну форму? Будто кто-то специально их «отливает» или «вырезает»? Или в небе есть станок, «печатающий» снежинки?

Эти размышления побудили меня узнать, как образуются снежинки.

Гипотеза исследования:

Предположим, снежинки имеют восьмиугольную форму, настоящие снежинки из снега невозможно получить в домашних условиях, но можно сфотографировать.

Цель исследования: узнать основную форму снежинки, выяснить, как появляются снежинки.

Объект: снежинка.

Предмет: процесс происхождения снежинок.

Задачи исследования:

1. изучить процесс образования «снежинок»;

2. как устроены снежинки, все ли они одинаковые;

3. привести доказательства о том, что основная форма природной снежинки – шестиугольник, а не восьмиугольник;

4. опытно-экспериментальным путем попробовать получить снежинку в домашних условиях;

5. выяснить все ли снежинки одинаковы;

6. зависит ли форма снежинки от качества воздуха.

Методы исследования:

1. Опрос, анкетирование.

2. Беседа с учительницей, с родителями.

3. Наблюдение за снежинками в природе.

4. Изучение литературы о снежинках.

5. Выполнение творческих работ (лепка, технология «квиллинг», конструирование).

6. Интернет-ресурсы.

Научно-исследовательская работа состоит из введения, теоретической части, опытно-экспериментальной части, списка использованной литературы.

Мною было проведено анкетирование с моими одноклассниками, учениками

3 «А» класса «Что ты знаешь о снежинках?» В анкетировании участвовало 23 человека.

Вопросы, используемые в анкетировании:

1. Из чего состоит снежинка?

1. Все ли снежинки одинаковы?

1. Почему снежинка шестиугольная?

1. Можно ли сфотографировать снежинку?

1. Можно ли получить снежинку в домашних условиях?

После анализа анкет были построены диаграммы, которые вы можете увидеть на слайде и в приложении. (Приложение 1). Из которых мы видим знания о снежинках не составляют 100%. Ребята нашего класса не всё знают о снежинках.

1.Основная часть.

1. Как образуются снежинки, почему они шестиугольные.

Снежинка — одно из самых прекрасных созданий природы. Нам бы пришлось немало потрудиться, чтобы создать форму, сравнимую по красоте с формой снежинки.

Когда-то люди считали, что снег или дождь – это водяные капельки. В теплое время года проливаются из туч дождиком, а зимой – вылетают снежинками. Но ученые доказали, что снежинки образовываются не из водяных капелек, а получаются из пара.

Этот пар содержится в воздухе постоянно. Он поднимается высоко в небо, туда, где очень холодно. Там водяной пар превращается в крошечные льдинки. Льдинки двигаются, сталкиваются и цепляются друг за друга. Так они растут, становятся все больше и больше. И начинают падать на землю красивыми снежными звездочками. Именно такая звездочка и легла мне на ладошку.

Почему же снежинка имеет форму шестигранника? Я узнала, что образование снежинки – определённый процесс. При замерзании воды образуются кристаллы. Это значит, что молекулы выстраиваются особым порядком, образуя геометрическую форму, что и называют «кристаллом».
Так получилось, что молекула воды состоит из трех частиц — двух атомов водорода и одного атома кислорода. Поэтому при кристаллизации она может образовать трёх, а затем в шестиугольную фигуру.

В одних условиях ледяные шестигранники усиленно растут вдоль своей оси, и тогда образуются снежинки вытянутой формы. В других условиях шестигранники растут преимущественно в направлениях, перпендикулярных к их оси, и тогда образуются снежинки в виде шестиугольных пластинок или шестиугольных звездочек. Бывает, что к падающей снежинке может примерзнуть капелька воды — в результате образуются снежинки неправильной формы, но в основе остаётся шестиугольная форма.

1. Форма снежинок и влияние температуры на формообразование снежинок.

Учёные давно занимались изучением снежинок: физик Джон Нельсон, астроном Иоганн Кеплер, философ и математик Рене Декарт.

Еще в 1555 году швейцарским исследователем Мангусом были сделаны зарисовки форм снежинок. С изобретением фотографии 150 лет тому назад число заснятых снежинок стало исчисляться тысячами.

В 1955 году русский ученый Александр Заморский разделил снежинки на 9 классов и 48 видов. Это — пластинки, иглы, звезды, ежи, столбики, пушинки, запонки, призмы, групповые.

Считается, что двух снежинок с одинаковым узором не существует.

Звездные дендриты явно самый популярный вид снежный кристалл, увидеть эти праздничные украшения можно во всем мире. Мы можем увидеть эти кристаллы пользуясь простой лупой.

Так как же образуется снежинка?

Основная форма снежинки зависит от температуры, при которой снежинка образуется. Чем выше облако, тем оно холоднее. Выше самых высоких облаков воздух разрежен и постепенно переходит в вечно холодное безвоздушное пространство космоса. Высокие перистые облака, дрейфующие при температурах ниже минус 35 градусов Цельсия, состоят из кристалликов-призм, которые выглядят, как блестящие подвески люстр, сверкающие в лучах солнца. Кристаллы различной формы образуются при разной температуре. Если температура в облаке в пределах от минус 3 до 0 градусов Цельсия, то образуются плоские шестиугольники, от минус 5 до минус 3 градусов Цельсия формируются игольчатые кристаллы, от минус 8 до минус 5 градусов Цельсия образуются столбики - призмы, от минус 12 до минус 8 градусов Цельсия вновь появляются плоские шестиугольники, от минус 16 до минус 12 градусов Цельсия возникают первые звездчатые снежинки. При дальнейшем снижении температуры образуются снежинки всех типов.

Если воздух под облаками прогрет до температуры выше 0 градусов Цельсия, снежинки могут во время падения растаять, тогда выпадает обычный дождь.

Формы и особенности строения снежинки подобны различным народам, населяющим страны планеты. В зависимости от погодных условий в разных местах выпадает «свой» снег.

1.3 От чего зависит цвет снега.

Почему же снег белый? Причина в том, что каждая снежинка состоит из большого количества ледяных кристалликов. Но они не гладкие, а с гранями. Отражение света от граней этих кристаллов делает снег белым.

Но если снежинка — кристалл, то почему она белая, она же должна быть прозрачной? Это благодаря воздуху на 95%, заключённому в ней!

Я также узнала, что в некоторых частях планеты выпадал цветной снег: синий, зеленый, красный и даже черный!

В арктических и горных регионах лежит на земле розовый или даже красный снег — обычное явление. Виной тому водоросли, живущие между кристаллов. Но известны случаи, когда снег падал с неба уже окрашенный. Так, на Рождество 1969 года на территории Швеции выпал черный снег. Скорее всего, это впитанная из атмосферы копоть и промышленные загрязнения, но это конечно уже вопросы экологии.

На планете Марс снег тоже бывает и он там розового цвета, выпадает только на южном полюсе планеты и снег этот намного отличается от снега, который выпадает на Земле. На планете Венера - он от серого до светло- коричневого цвета. Пока учеными не доказано, но есть предположения, что это всего на всего отражение света от самой планеты. На друг планетах снега нет вообще.

1. Полезные свойства снега.

1.Снежинки очищают воздух от пыли и гари. Вот почему легко дышать во время снегопада. Снег больше отражает губительные спектры солнечных лучей. Наверное, поэтому у северян отсутствуют многие болезни, которые переносят южане.

2. Во многих уголках мира дождь является основной формой выпадения осадков, а значит, и основным источником воды. Но в холодных зонах и на высотах основной формой выпадения осадков является снег. Фактически снег, который накапливается в горах около засушливых районов, может образовывать естественный резервуар воды, намного больший, чем любой построенный человеком. Снег превращается в воду для орошения.

1. Снег может использоваться в качестве стройматериала, который обладает прекрасными теплоизоляционными свойствами.

5.Вода поступает с дождем и тающим снегом просачивается сквозь поверхность земли и наполняет реки и ручьи.

1. Снег может использоваться в качестве стройматериала, который обладает прекрасными теплоизоляционными свойствами.

2. Укрывает землю, как тёплое пуховое одеяло и растения поэтому не замерзают.

1. Практическая часть. 

Изучив литературу, я узнала, как устроены снежинки. Возможно, ли изготовить снежинку из различных материалов?

После того, как я выяснила, что снежинки действительно разной формы, что они шестиугольные, я попробую доказать гипотезу с помощью практической части.

Выращиваем в домашних условиях снежинку, которая не тает.

Эксперимент № 1.

«Получи снежинку дома» №1.

1 Налила в ёмкость немного воды.

2.Поставила в холодильник, в морозильную камеру.

3.Вода была заморожена и превращена в лёд.

Вывод: снежинку, заморозив воду получить нельзя, получается кусочек льда на дне ёмкости, но не снежинка.

Эксперимент №2.

«Получи снежинку дома » №2.

1. Я взяла кусочек стекла и положила над паром.

2. Поместила запотевшее стекло в морозильную камеру. Температура в морозильнике была -18 градусов.

3. На следующий день, открыв морозильную камеру, я обнаружила, что моё стёклышко покрылось тонким слоем инея, крохотными капельками замёрзшей воды. Они совсем не напоминали снежинки.

Вывод: в домашних условиях вырастить настоящую снежинку нельзя, так как нет тех условий, при которых образуются снежинки.

Эксперимент №3.

«Сфотографируй снежинку».

Используя фотоаппарат, лупу, пыталась сфотографировать снежинку. Фотографии были получены. Вы их видите на слайде.

Вывод: снежинку сфотографировать можно, используя специальное оборудование и достаточное количество времени.

Эксперимент №4.

«Вырасти снежинку в домашних условиях».

Нам потребуется:

1. Поллитровая стеклянная банка,

2. Соль (2-3 ложки),

3. Горячая вода,

4. Длинная нитка,

5. Ворсистая проволока или зубочистки и шерстяные нитки.

Последовательность выполнения работы:

1. Я налила в банку горячую воду. Постепенно добавляла в воду соль, тщательно размешивая. Понадобится от 2 до 5 столовых ложек. В результате должен получиться сильно концентрированный солевой раствор.

2. Скрепила зубочистки, обмотала их любой пушистой ниткой. Ворсистая поверхность необходима для того, чтобы на нее налипали кристаллы соли.

3. Закрепила снежинку на длинную нить. Опустила заготовку в банку с солевым раствором так, чтобы вся поверхность снежинки была внутри, а нитка оставалась снаружи.

4. Через 2-3 дня снежинка будет полностью закристаллизована и готова.

Вывод: в домашних условиях можно вырастить снежинку, но не из снега, а из соли.

Мною были сделаны снежинки из бумаги, ниток, солёного и снежинка в технике «квиллинг». Каждая снежинка индивидуальна. Мы можем посмотреть на работы и в этом убедиться. (Приложение 3)

Также я создала сборник, где собраны мною загадки, пословицы и поговорки о снежинках и снеге, зимние приметы, стихи известных поэтов, интересные факты из жизни снежинок, секреты снежинок.

3. Заключение.

Этот удивительный мир подарил нам чудо, которое мы с вами можем наблюдать каждый год. Давайте в наш век высоких технологий найдем время остановиться и оценить работу самой Природы, когда снег лежит и падают снежинки!
Снежинки уникальные и неповторимые, во все времена интересовали ученых, и некоторые из них посвятили исследованию ледяных кристаллов всю свою жизнь.
Как будто сама Природа хочет намекнуть нам, что в основе ее лежит не хаос, не беспорядок, а какие-то очень точные и красивые математические законы.

Таким образом, цель работы достигнута, гипотеза подтвердилась – что в природе нет восьмиугольных снежинок и снежинок другой формы все снежинки в основе своей шестиугольные, имеют разную форму, снежинки из снега невозможно получить в домашних условиях, но можно сфотографировать.

Значимость моей работы:

1.Моя работа может быть использована на уроках окружающего мира, изобразительного искусства и технологии.

2.Своей работой я заинтересовала друзей. Они тоже захотели понаблюдать и убедиться, что нет двух одинаковых снежинок.

3.Моим родителям было интересно узнать много нового о снежинках.

В дальнейшем я планирую продолжить изучение по этой теме, мне интересно выяснить: почему снег скрепит под ногами? Почему скрип от снега звучит по- разному?

4. Использованная литература.

1. Большая книга о маленьких снежинках автор Тимофей Черепанов.

2. Энциклопедия окружающего мира. «Погода и климат»- М.: Росмэн ,1998 - 48 с. 

3. Большая энциклопедия школьника. «Планета Земля». «Издательство Росмэн- Пресс», 2001 -: А. Ю Бирюкова.

4. Все обо всем. Популярная энциклопедия для детей. Москва.1994г, т.5, т.6.

5. Детская энциклопедия. «Я познаю мир». – М.: ООО «Издательство АСТ»,

2001 -: В. А. Маркин.

6. http://ru.wikipedia.Снежинка.

5. Приложения.

В приложения вы можете увидеть собранные мною загадки, пословицы и поговорки о снежинках и снеге, зимние приметы, стихи известных поэтов, интересные факты из жизни снежинок, секреты снежинок. Кроме того, собраны мои работы снежинок, сделанные своими руками.

Загадки:

Белым-бела и холодна,
Когда одна - едва видна.
И от подруг, летящих мимо,
В пути совсем неотличима. (Снежинка)

Балеринкам нет числа,
С ними дружит ветер,
И от них белым-бела
Вся земля на свете. (Снежинки)

Дом её на белой туче,
Но ей страшен солнца лучик.
Серебристая пушинка,
Шестигранная ...(снежинка).

Закружил на Новый год
Молчаливый хоровод.
Словно лёгкие пушинки
Вьются белые … (снежинки).

Как песчинки малые
Землю прикрывают,
Все без крыльев рождены,
Но легко летают. (Снежинки)

С неба падают зимою
И кружатся над землёю
Лёгкие пушинки,
Белые ...(снежинки).

С мерцанием звёздочек
Этих сравнится
Лишь белый узор,
Что плетут кружевницы. (Снежинки)

Странная звёздочка
С неба упала,
Мне на ладошку легла -
И пропала. (Снежинка)

Серебристы и легки 
Сказочной зимою,
Что за чудо-мотыльки
Кружат над тобою? (Снежинки)

Что за звёздочки такие
На пальто и на платке?
Все сквозные, вырезные,
А возьмёшь - вода в руке. (Снежинки)

Белым-белы пчёлки –
Пушистые чёлки.
Кружатся, падают,
Лыжников радуют.
С небес опустились
И в пух превратились. (Снежинки)

Белая, узорная
Звёздочка-малютка,
Ты слети мне на руку,
Посиди минутку.
Покружилась звёздочка
В воздухе немножко,
Села и растаяла
На моей ладошке. (Снежинка)

Белые пчёлы на землю сели,
Пришёл огонь – их не стало. (Снежинки)

Все как звёздочки сквозные,
А возьмёшь - так водяные! (Снежинки)


Пословицы и поговорки.

Зимой снег глубокий - летом хлеб высокий.

Зима на лето работает, а лето на зиму.

Пришла зима не отвертишься.

Зиме и лету перемены нету.

Снег-хранитель полей.

Чем крепче зима, тем скорее весна.

Накопишь снег на полях, больше хлеба в закромах.

В зимний холод всякий молод.

Зима лето пугает, а всё равно тает.

Зимние приметы.

Зима снежная - лето дождливое.

Зима морозная - лето жаркое.

Если зимой звёзды ярко блестят- к морозу.

Кошка на печи - к стуже, а кошка на полу- к теплу.

Воробьи дружно чирикают- к оттепели.

Вороны и галки вьются в воздухе - перед снегом.

Если зимой лес шумит- жди оттепели.

Лес трещит- морозы будут стоять долго.

Коли в январе март, то бойся января в марте.

Много длинных сосулек в январе - к урожаю.

Снега глубоки- травы будут хороши.

Иней на деревьях—на мороз, туман на оттепель.

Если ворона ходит по дороге—к теплу.

Много снега—много хлеба.

На Рождество метель- пчёлы будут с мёдом.

Если на Крещение метель, и на Масленицу то же будет.

Если ночью был иней, днём снег не выпадет.

Мои стихи.

Упала снежинка на мою ладошку

Может растаять она

А я иду, шагаю по – немножку

Такая в руке красота.

Какие чудо-снежинки красивые

Держу я в своих руках

Они все неповторимые

Не налюбуюсь на них я никак

Чуть солнце пригрело и каждая

Стремится растаять быстрей

А хочется этому чуду прекрасному

Продлить жизнь его жизнь….

10 интересных фактов о снеге.

1. Иоганн Кеплер — первый, кто обнаружил шестиугольную ровную форму у снежинок. Он даже написал целый научный трактат «О шестиугольных снежинках» в 1611 году.

2. Пока еще ни разу не удалось зафиксировать две одинаковые снежинки.

3. На марсе тоже периодически идет снег, причем двух видов: обычный и из углекислоты (сухой лёд).

4. Жена короля Людовика XIV однажды захотела прокатиться на санях по улицам Версаля. Но проблема была в том, что на дворе стояло лето, поэтому специально для нее на следующее утро была сделана специальная «снежная» дорога из сахара и соли.

5. Снег отражает до 95 процентов солнечной энергии, поэтому на солнце он может не таять. По этой же причине в горах даже при самой солнечной и жаркой погоде может находиться уйма снега. А в населенных пунктах снег может таять из-за пыли, которая оседает на снегу и нагревается на солнце.

6. Интересно то, что больше 50% населения Земного шара ни разу не видело настоящего снега в живую и не трогала его руками.

7. Снежинки более чем на 90% состоят из воздуха. Именно поэтому их скорость падения настолько маленькая.

8. Самая большая снежинка за всю историю была зафиксирована в 1987 году в США (Монтана) во время большого снегопада. Её диаметр составлял аж 38 сантиметров.

9. В 1979 году снег выпал в пустыне Сахара.

10. Известно множество случаев когда выпадал цветной снег, например в США — зеленый (1955 г., Калифорния), в России — оранжевый (2007 г., Омск), в Швецарии — черный (1969 г.). Те кто брал этот снег в руки получали зуд и ожоги. Но у нас все чаще встречается пока местами жёлтый снег).

Интересные факты из жизни снежинок.

Самые крупные снежинки выпали 30 апреля 1944 года в Москве. Пойманные на ладонь, они закрывали её почти всю целиком и напоминали красивые страусиные перья. Учёные объяснили это явление так: из района Земли Франца- Иосифа спустилась волна холодного воздуха, температура понизилась, в облаках началось образование снежинок. Но упасть на землю снежинки сразу не могли: их задерживали в воздухе восходящие с нагретой земли тёплые потоки. Снежинки плавали в воздушных слоях и слипались вместе, образуя большие хлопья. Земля к вечеру остыла, восходящие струи воздуха ослабли, и пошёл удивительный снегопад.

Существуют ли две одинаковые снежинки? Нет! Это доказал в своих работах фермер Уилсон Бентли в 1885 году, ему-то и удалось сделать первую фотографию снежинки под микроскопом. А понадобилось ему для этого 46 лет!

С 22 января 2012 года отмечается день снега! Это инициатива Международной федерации лыжного спорта.
Интересный факт: самая большая снежинка, по данным Monthly Weather Review, упала на землю в 1887 году в США (штат Монтано). Диаметр ее превысил 38 см.
Предполагается что в одном кубическом метре снега находится 350 миллионов снежинок. 
При падении в воду снежинка создаёт крайне высокий звук, неслышимый для человека, но неприятный для рыб.
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.
В разных местах выпадает «свой» снег. В Прибалтике и центральных областях России часто идет снег в виде крупных, сложной формы разветвленных снежинок, иногда мохнатых хлопьев.
В Сибири снежные хлопья достигали 30 сантиметров в диаметре. Такие гиганты могут выпадать только при полном безветрии.

Секреты снежинок:

Секрет 1. Снежинки образуются высоко в небе. Передвигаясь вверх и вниз в облаке, снежинка попадает в условия с разной температурой и содержанием водяного пара. В воздухе форма снежинок непрерывно меняется.

Секрет 2. У снежинок шесть граней.

Секрет 3. Одинаковых снежинок не бывает.

Секрет 4. Каждая снежинка бесцветна, как лед. Все вместе они становятся непрозрачными, не пропускают через себя лучи, а наоборот, отражают их нам в глаза. И поэтому снег мы видим белым.

Секрет 5. В морозную погоду под ногами можно услышать «музыку» снега. Это ломаются лучики снежинок.

Секрет 6. Снежинки покрывают землю и защищают растения от вымерзания.

Секрет 7. Из снега можно лепить снежные фигуры.

Секрет 8. При таянии снега изменяется его объём в несколько раз.

Секрет 9. Снег только кажется чистым. Есть его нельзя, потому что он холодный и нечистый.

Секрет 10. Благодаря снегу, люди могут заниматься зимними видами спорта

 Снежинка

Константин Бальмонт

Светло-пушистая,
Снежинка белая,
Какая чистая,
Какая смелая!

Дорогой бурною
Легко проносится,
Не в высь лазурную,
На землю просится.

Лазурь чудесную
Она покинула,
Себя в безвестную
Страну низринула.

В лучах блистающих
Скользит, умелая,
Средь хлопьев тающих
Сохранно-белая.

Под ветром веющим
Дрожит, взметается,
На нем, лелеющем,
Светло качается.

Его качелями
Она утешена,
С его метелями
Крутится бешено.

Но вот кончается
Дорога дальняя,
Земли касается,
Звезда кристальная.

Лежит пушистая,
Снежинка смелая.
Какая чистая,
Какая белая!

Приложение диаграммы

18