Чому сніжинка має 6 променів для дітей. Що таке сніжинки, із чого вони складаються і як вони утворюються. Сніг біля дороги

Дослідницька робота

Секрети сніжинки

учениця 2-А класу

МБОУ ЗОШ № 000

Вступ

1. Вибір теми дослідження

Нещодавно гуляючи вулицею, я розглядала сніжинки. Вони були напівпрозорі та пухнасті, витончені й мереживні, начебто зима – рукоділка, дарувала нам свої чарівні подарунки. Плавно кружляючи у повітрі, сніжинки тихо опускалися на землю. Розглядаючи їх на своїх рукавичках, я помітила, що всі сніжинки різні за формою. Коли я зняла рукавичку, вони швидко танули на моїх теплих долоньках, перетворюючись на крапельки води. Мені стало цікаво, які секрети зберігають сніжинки.

2. Мета роботи: вивчити та розкрити секрети сніжинки

3. Завдання:

· Довідатися, як народжується сніжинка, скільки важить, як звучить.

· Визначити корисні властивості сніжинок;

· З'ясувати «таємні» секрети сніжинок.

4. Об'єкт, предмет дослідження:

Об'єкт вивчення: сніжинки.

Предмет вивчення: сніг, узятий на околицях м. Сніжногорська.

5. Гіпотеза. Я припускаю, що сніжинки, що є унікальним явищем природи, мають цікаві властивості.

Експеримент №2.

Мета: визначити температуру повітря на поверхні снігового покриву та біля ґрунту.

Я виміряла термометром температуру повітря спочатку біля ґрунту. Стовпчик термометра опустився на мінус 2 градуси за Цельсієм, а на поверхні снігового покриву виявилося мінус 6 градусів.

Висновок: сніжинки встеляють теплим килимом ґрунт і дають рослинам замерзнути.

Експеримент №3.

Мета: перевірити, коли зі сніжинки можуть перетворитися на сніговика.

	Температура повітря.	Властивість снігу
	Ранок. Мінус 10 градусів	Пухнастий, легкий, розсипається.
	День. Світить сонце. 0 градусів.	Сніг поважчав, але вже можна скачати грудку.

Висновок: Під час підвищення температури сніг починає танути. Він легко злипається у грудочки. А з грудочок можна виліпити сніговик.

https://pandia.ru/text/78/390/images/image008_10.jpg" width="123" height="169 src=">

Експеримент №4

Мета: перевірити якість талого снігу та з'ясувати, чи можна його вживати в їжу чи ні.

Для цього нам знадобилися картонні вирви, вата, та сніг, взятий для експерименту біля дороги та свого будинку.

Цей сніг я поклала у дві воронки і почали чекати, коли він розтане.

Потім я порівняла талий сніг. Ось що я отримала:

Показники	Сніг біля дороги	Сніг біля будинку
	Біло-сірий
Забрудненість фільтра	Є бруд	Є пил
Прозорість
	Їсти не можна	Їсти не можна

Висновок: Особливо брудний та шкідливий сніг біля доріг, він накопичує бруд та бензин. Сніг у будинку теж їсти не можна, хоча на вигляд він чистий. У талому снігу я виявила частинки бруду та пилу.

Сніг дуже корисний для загартовування організму та заняттями зимовими видами спорту. Разом зі своєю сім'єю, з друзями я люблю кататися на лижах, санчатах, ковзанах. Ми любимо ліпити казкові фігурки зі снігу.

Я живу в Заполяр'ї, у місті з гарною сніжною назвою Сніжногорськ. Сніг у нашому місті лежить з жовтня до кінця травня. А у сопках сніг іскриться своїми різнобарвними вогниками до початку червня.

Висновок.

Сніжинки – це дивовижне, красиве та загадкове явище природи, що утворюється з водяної пари. Сніжинки мають свої секрети:

Секрет 1. Сніжинки утворюються високо в небі. Пересуваючись вгору і вниз у хмарі, сніжинка потрапляє в умови з різною температурою та вмістом водяної пари. У повітрі форма сніжинок постійно змінюється.

Секрет 2. У сніжинок шість граней.

Секрет 3. Однакових сніжинок немає.

Секрет 4. Кожна сніжинка безбарвна, як крига. Всі разом вони стають непрозорими, не пропускають через себе промені, а навпаки, відбивають їх нам у вічі. І тому сніг ми бачимо білим.

Секрет 5. У морозну погоду під ногами можна почути "музику" снігу. Це ламаються промінчики сніжинок.

Секрет 6. Сніжинки покривають землю та захищають рослини від вимерзання.

Секрет 7. Зі снігу можна ліпити снігові фігури.

Секрет 8. Під час танення снігу змінюється його обсяг у кілька разів.

Секрет 9. Сніг лише здається чистим. Їсти його не можна, бо він холодний та нечистий.

Секрет 10. Завдяки снігу люди можуть займатися зимовими видами спорту.

Список літератури:

1. , А.М. Козаков ”Ми та навколишній світ” Підручник для 2 класу . Видавництво "Навчальна література".

2. Енциклопедія молодших школярів “Що? Навіщо? Чому? Видавництво "Ексмо".

3. Я пізнаю світ. Дитяча енциклопедія Екологія. Москва. Видавництво АСТ, 1999.

4. http://ua. Wikipedia. org/wiki

Коментарі к. х. н. О. В. Мосіна.

Чому елементарні кристали льоду шестикутні легко поп'ять, аналізуючи структуру кристалічної води – льоду.

У молекулі води дві електронні пари утворюють полярні ковалентні зв'язки між атомами водню і кисню, а дві електронні пари, що залишилися, залишаються вільними і називаються неподіленими.

Мал. Молекула води

Оскільки в атома кисню більше електронів (хіміки говорять, що атом кисню більш електронегативний), ніж у атома водню, електрони двох атомів водню зсуваються у бік більш електронегативного атома кисню, приводячи до того, що два позитивні заряди атомів водню компенсуються рівним за величиною двом атомам водню негативним зарядом атома кисню. Тому електронна хмара має неоднорідну густину. У ядер водню є дефіцит електронної щільності, але в протилежному боці молекули, біля ядра кисню, спостерігається надлишок електронної щільності. Це призводить до того, що молекула води є маленьким дипольом, що містить позитивний і негативний заряди на полюсах. Саме така структура визначає полярність молекули води. Якщо з'єднати прямими лініями епіцентри позитивних та негативних зарядів вийде об'ємна геометрична фігура – ​​правильний тетраедр.

Елементарним осередком води є тетраедри, що містять пов'язані між собою водневими зв'язками п'ять молекул Н 2 О. При цьому кожна з молекул води в простих тетраедрах зберігає здатність утворювати водневі зв'язки. За рахунок їх прості тетраедри можуть поєднуватися між собою вершинами, ребрами або гранями, утворюючи різноманітні просторові структури.

Мал. У кристалічній структурі льоду кожна молекула води бере участь у 4 водневих зв'язках, утворюючи тетраедр.

Таким чином, структура води пов'язана з так званими платоновими тілами (тетраедр, додекаедр), форма яких пов'язана із золотою пропорцією. Молекула води також має форму платонового тіла (тетраедра).

І з усього різноманіття структур у природі базової є гексагональна (шестигранна) структура, коли шість молекул води (тетраедрів) поєднуються в кільце. Такий тип структури характерний для льоду, снігу та талої води.

Сніжинка – складна симетрична структура, що складається з кристаликів льоду, зібраних разом. Варіантів «складання» безліч – досі не вдалося знайти серед сніжинок двох однакових. Дослідження, проведені в лабораторії Ліббрехта, підтверджують цей факт – кристалічні структури можна виростити штучно або спостерігати у природі. Існує навіть класифікація сніжинок, але, незважаючи на загальні закони побудови, сніжинки все одно трохи відрізнятимуться один від одного навіть у випадку відносно простих структур.

Мал. 1. Кристалічна структура льоду

То чому ж сніжинки шестикутні? У кристалічній структурі льоду кожна молекула води бере участь у 4 водневих зв'язках, спрямованих до вершин тетраедра під чітко визначеними кутами, рівними 109°28" (при цьому в структурах льоду I, Ic, VIIі VIIIцей тетраедр правильний). У центрі цього тетраедра знаходиться атом кисню, у двох вершинах – по атому водню, електрони яких задіяні в утворенні ковалентного зв'язку з киснем. Дві вершини, що залишилися, займають пари валентних електронів кисню, які не беруть участь в утворенні внутрішньомолекулярних зв'язків. Тепер стає зрозумілим чому кристал льоду шестикутний.

Головна особливість, що визначає форму кристала - це зв'язок між молекулами води, подібна до з'єднання ланок у ланцюгу. Крім того, через різне співвідношення тепла і вологи кристали, які в принципі повинні бути однаковими, набувають різної форми. Зіштовхуючись своєму шляху з переохолодженими дрібними крапельками, сніжинка спрощується формою, зберігаючи у своїй симетрію.

Але чому іноді утворюються сніжинки витягнутої форми? Сніжинка - це монокристал льоду, аналог гексагонального кристала, але швидко, що виріс, у нерівноважних умовах. В одних умовах крижані шестигранники посилено ростуть уздовж своєї осі, і тоді утворюються сніжинки витягнутої форми - сніжинка-стовпчики, сніжинки-голки. В інших умовах шестигранники ростуть переважно у напрямках, перпендикулярних до їхньої осі, і тоді утворюються сніжинки у вигляді шестикутних пластинок або шестикутних зірочок.

Докладніше про сніжинки та процеси їх формування читайте у статті Сергія Апресова “Біла магія”:

х. н. О. В. Мосін

ЧОМУ СНІЖИНКИ ШЕСТИКУТНІ?

Щоб зрозуміти, чому сніжинки виглядають так красиво, необхідно розглянути історію життя одного снігового кристала.

Крижані сніжинки у хмарі утворюються при -15 градусах внаслідок переходу водяної пари у твердий стан. Основою для формування сніжинок є дрібні частинки пилу або мікроскопічні крижинки, які є ядром для конденсації на них молекули води. Ядро кристалізації - це те, з чого починається утворення сніжинок.

Все більше і більше молекул води приєднуються до сніжинки, що росте, у певних місцях, надаючи їй виразну форму шестигранника. Розгадка структури твердої води криється в будові її молекули, яку можна спрощено уявити у вигляді тетраедра - піраміди з трикутною основою, в якій можливі кути лише в 60° і 120°. У центрі знаходиться кисень, у двох вершинах - воднем, точніше - протоном, електрони яких задіяні в утворенні ковалентного зв'язку з киснем. Дві вершини, що залишилися, займають пари валентних електронів кисню, які не беруть участь в утворенні внутрішньомолекулярних зв'язків, через що їх називають неподіленими.

Сніжинка - це монокристал льоду, варіація на тему гексагонального кристала, але швидко, що виріс, у нерівноважних умовах. В одних умовах крижані шестигранники посилено ростуть уздовж своєї осі, і тоді утворюються сніжинки витягнутої форми - сніжинка-стовпчики, сніжинки-голки. В інших умовах шестигранники ростуть переважно у напрямках, перпендикулярних до їхньої осі, і тоді утворюються сніжинки у вигляді шестикутних пластинок або шестикутних зірочок.

До падіння сніжинки може примерзнуть крапелька води - у результаті утворюються сніжинки неправильної форми. Поширена думка, ніби сніжинки обов'язково мають вигляд шестикутних зірочок є помилковою. Форми сніжинок виявляються дуже різноманітними.

Астроном Йоганн Кеплер у 1611 році написав цілий трактат «Про шестикутні сніжинки». У 1665 році Роберт Гук побачив за допомогою мікроскопа і опублікував безліч малюнків сніжинок різної форми. Першу вдалу фотографію сніжинки під мікроскопом зробив 1885 року американський фермер Вілсон Бентлі. Найвідоміші послідовники справи Бентлі - це Укіхіро Накайя та американський фізик Кеннет Ліббрехт. Накайя вперше припустив, що величина та форма сніжинок залежать від температури повітря та вмісту в ньому вологи, і блискуче підтвердив цю гіпотезу експериментально, вирощуючи в лабораторії кристали льоду різної форми. А Ліббрехт у себе в Каліфорнійському технологічному інституті і досі цілими днями зайнятий вирощуванням сніжинок Вчений, спільно з фотографом Патрісією Расмуссен планують видати книгу, до якої увійдуть фотогенічні сніжинки, деякі з яких можна вже зараз побачити на його сайті SnowCrystals.com.

Існує ще одна таємниця, властива будові сніжинки. У ній порядок та хаос співіснують разом.Залежно від умов отримання тверде тіло має бути або в кристалічному (коли атоми упорядковані), або в аморфному (коли атоми утворюють випадкову сітку) стані. Сніжинки мають гексагональну решітку, в якій атоми кисню збудовані впорядковано, утворюючи правильні шестикутники, а атоми водню розташовані хаотично. Однак зв'язок між структурою кристалічних ґрат і формою сніжинки, яка більша за молекулу води в десять мільйонів разів, неочевидна: якби молекули води приєднувалися до кристала у випадковому порядку, форма сніжинки вийшла б неправильною. Вся справа в орієнтації молекул у ґратах та розташуванні вільних водневих зв'язків, що сприяє утворенню рівних граней.

Молекули водяної пари з більшою ймовірністю заповнюють порожнечі, ніж пристають до рівних граней, тому що порожнечі містять більше вільних водневих зв'язків. В результаті сніжинки набувають форми правильних шестикутних призм із рівними гранями. Такі призми падають з неба, при порівняно невеликій вологості повітря в різних температурних умовах.

Рано чи пізно на гранях з'являються нерівності. Кожен горбок притягує до себе додаткові молекули, і починає рости. Сніжинка довго подорожує повітрям, при цьому шанси зустрітися з новими молекулами води у бугорка, що виступає, трохи вище, ніж у граней. Так на сніжинці дуже швидко виростають промені. З кожної грані виростає один товстий промінь, оскільки молекули не терплять порожнечі. З горбків, які утворюються цьому промені, виростають відгалуження. Під час подорожі крихітної сніжинки всі її грані знаходяться в однакових умовах, що є передумовою для зростання однакових променів на всіх шести гранях. В ідеальних лабораторних умовах всі шість напрямків сніжинки ростуть симетрично і з аналогічними конфігураціями. У атмосфері більшість сніжинок це нерегулярні кристали вони лише деякі з шести гілок може бути симетричні.

У наші дні вивчення сніжинок перетворилося на науку. Ще 1555 року швейцарським дослідником Мангусом було зроблено замальовки форм сніжинок. У 1955 році російський учений А. Заморський розділив сніжинки на 9 класів та 48 видів. Це - платівки, голки, зірки, їжаки, стовпчики, пушинки, запонки, призми, групові. Міжнародна комісія зі снігу та льоду прийняла у 1951 році досить просту класифікацію кристалів льоду: платівки, зірчасті кристали, стовпці або колони, голки, просторові дендрити, стовпці з наконечниками та неправильні форми. І ще три види обледенілих опадів: дрібна снігова крупка, крижана крупка та град.

У 1932 році фізик-ядерник Укіхіро Накайя, професор Університету в Хоккайдо, зайнявся вирощуванням штучних снігових кристалів, що дозволило скласти першу класифікацію сніжинок та виявити залежність величини та форми цих утворень від температури та вологості повітря. У місті Кага, розташованому на західному березі острова Хонсю, існує заснований Укіхіро Накайя Музей снігу та льоду, що носить тепер його ім'я, символічно збудований у вигляді трьох шестикутників. У музеї зберігається машина для отримання сніжинок. Накайа виділив серед сніжинок 41 індивідуальний морфологічний тип, а метеорологи С. Магано і Сю Лі в 1966 описали вже 80 типів кристалів.

За певних умов, за відсутності вітру, сніжинки, що падають, можуть зчіплюватися один з одним, утворюючи величезні снігові пластівці. Навесні 1944 року в Москві випали пластівці розміром до 10 сантиметрів у поперечнику, схожі на блюдця, що кружляють. На Сибіру спостерігалися снігові пластівці діаметром до 30 сантиметрів. Найбільша сніжинка була зафіксована 1887 року в американській Монтані. Її діаметр становив 38 см, а товщина – 20 см. Для цього феномена необхідне цілковите безвітря, адже чим довше сніжинки подорожують, тим більше стикаються і зчіплюються одна з одною. Тому при низькій температурі та сильному вітрі сніжинки зіштовхуються у повітрі, кришаться і падають на землю у вигляді уламків – «алмазного пилу». Імовірність побачити великі сніжинки суттєво зростає поблизу водойм: випаровування з озер та водосховищ – це чудовий будівельний матеріал.

Льод, що утворює сніжинку, прозорий, але коли їх багато, сонячне світло, відбиваючись і розсіюючись на численних гранях, створює в нас враження білої непрозорої маси - ми називаємо її снігом. Сніжинка біла, тому що вода дуже добре поглинає червону та інфрачервону частину світлового спектру. Змерзла вода багато в чому зберігає властивості води рідкої. Сонячне світло, проходячи крізь шар снігу чи льоду, втрачає червоні та жовті промені, які розсіюються і поглинаються в ньому, а наскрізь проходить світло блакитно-зелене, блакитне або яскраво-синє – залежно від того, якою товщиною шар був на шляху у світла. .

ФАКТИпро сніжинки

Сніжинки утворюють – сніговий покрив, який відбиває у космос до 90% сонячного світла.
В одному кубічному метрі снігу знаходиться 350 мільйонів сніжинок, а по всій Землі – 10 у 24 ступені.

Вага самої сніжинки всього близько міліграма, рідко – 2…3. Проте наприкінці зими маса снігового покриву північної півкулі планети сягає 13 500 млрд тонн.

Сніг буває не лише білим. В арктичних та гірських регіонах рожевий чи навіть червоний сніг – звичайне явище. Виною тому водорості, що живуть між кристалами. Але відомі випадки, коли сніг падав із неба вже забарвлений. Так, на Різдво 1969 року на території Швеції випав чорний сніг. Швидше за все, це всмоктана з атмосфери кіптява та промислові забруднення. У 1955 році біля Дани, штат Каліфорнія, випав фосфоресцентний зелений сніг, який забрав кілька життів і завдав тяжкої шкоди здоров'ю жителям, які ризикнули спробувати його на язик. Виникали різні версії цього феномена, навіть атомні випробування у штаті Невада. Однак всі вони були відкинуті і походження зеленого снігу залишилося таємницею.

Кеннет Ліббрехт: сніг під мікроскопом Популярність у всьому світі американцю Кеннету Ліббрехту (Kenneth Libbrecht) принесла зима, а точніше такий її необхідний атрибут, як сніг. Епіграфом до його творчості стоять слова Генрі Девіда Торо: «Повітря, в якому вони виникають, наповнене творчим генієм. Навряд чи я захопився б більше, навіть якби мені на пальто впали справжні зірки». Здогадалися, про що мова? Правильно. Про сніжинки! Кеннет Ліббрехт народився 1958 року в містечку Фарго, Північна Дакота. І він не фотограф, як здається на перший погляд, а вчений. Кеннет – професор фізики Каліфорнійського технологічного інституту. На початку своєї кар'єри наш герой цікавився астрономією, проте останні його дослідження присвячені вивченню якостей кристалів льоду, а особливо структури сніжинок. Саме як доповнення до професійних досліджень Кеннета вийшли кілька популярних книг, ілюстрованих фотографіями сніжинок найрізноманітніших форм та розмірів. Більшості сніжинок властива шестистороння симетрія, хоча зустрічаються екземпляри і з трьома, і з дванадцятьма сторонами. А от побачити кристал із чотирма, п'ятьма чи вісьмома сторонами – неможливо, запевняє нас Кеннет. Найідеальніші за формою сніжинки, за свідченням автора, можна знайти, коли йде невеликий сніжок і дме легкий вітер, а погода особливо холодна. Про популярність робіт Кеннета свідчить ще й той факт, що чотири його фотографії були відібрані Поштовою службою США як дизайн марок, випущених до зимових свят 2006 року. Загальний тираж марок становив близько трьох мільярдів екземплярів. «Кожен снігопад – це пригода для фотографа, бо всі вони приносять різні кристали, – розповідає Кеннет Ліббрехт. - І це правда – двох однакових сніжинок немає». Ну а якщо так, то можна з упевненістю стверджувати дві речі: роботою автор забезпечений на все життя, а його твори можна розглядати нескінченно. Фотограф Ярослав Гнатюк - Модель вірусу ВІЛ - visualscience.ru/illustrations/modelling/gripp-H1N1-interactive/

Проектна робота учениці 4 класу Кравченка Лади

Тема: «…Сніжинка біла, така чиста, така смілива».

Хто з нас не милувався взимку сніжинками? Багато поетів оспівували красу сніжинки у своїх творах. Наприклад, під час уроку літературного читання ми знайомилися з віршем К. Бальмонта “Сніжинка”, у якому захоплюється сміливістю, чистотою, легкістю крихітної сніжинки. А що таке сніжинка?

На уроці навколишнього світу я дізналася, що кожна сніжинка це маленький крижаний кристал. Що ж може захоплювати поета у цьому маленькому кристалі? Мені стало цікаво, як утворюються сніжинки. Як вони виглядають?

Ціль: провести спостереження за сніжинками, як кристалічними тілами та з'ясувати

причини їхньої освіти.

Снігові кристали утворюються у холодних хмарах високо над землею.

Хоч ми й думаємо, що сніг «чистий», але насправді більшість сніжинок

формуються навколо дрібних частинок ґрунту, піднятих вітром догори. Водяна пара може

замерзати також навколо частинок диму. Так що сніжинки - це шматочки ґрунту, можливо навіть з вашого городу, тільки вкриті льодом. Так уважали раніше.

Але останнім часом серед учених з'явилося інше мнение. Вчені з Франції та

США провели дослідження та встановили, що сніжинки утворюються завдяки бактеріям.

Важко сказати, хто з вчених першим став досліджувати сніг та будову сніжинок, але першим опублікованим науковим дослідженням форми сніжинки вважається трактат

геніального вченого-астронома Йоганна Кеплера «Про шестикутні сніжинки», виданий 1611 року.

Кеплеру так і не вдалося визначити причину, через яку сніжинки мають 6 променів, але пізніше вчені встановили, що розгадка форми сніжинки криється в шестикутній молекулі води. Вона є пірамідою, в центрі якої знаходиться кисень, а на вершинах водень.

Кожен школяр знає фразу, що "немає двох однакових сніжинок", і для великих сніжинок це, безумовно, правильно. У сніжинок понад 100 різних ознак, що дає нам число 10 158-го ступеня (а це 1 зі 158 нулями) варіантів створення сніжинки. Це приблизно вдвічі більше, ніж атомів у Всесвіті, так що дуже малоймовірно, що можна знайти дві однакові! І оскільки зростання сніжинки є результатом впливу навколишнього середовища,

навіть найменший перепад температури або вологості кардинально змінюватиме форму

сніжинки.

У міру того, як сніжинка росте, вона стає важчою і падає на землю, при цьому її форма змінюється. Якщо сніжинка при падінні обертається, як дзига, то її форма ідеально симетрична. Якщо вона падає боком чи інакше, те й форма її буде несиметричною.

Кристали, що падають, злипаються, формуючись у снігові пластівці.

Вчені стверджують, що снігові кристали бувають чотирьох основних типів формою.

Найпростіша форма – довгі голчасті кристали. Всі інші типи мають шість

сторін, тобто вони шестикутні.

Як виглядають сніжинки? Я запропонувала хлопцям із класу намалювати сніжинки, щоб перевірити, чи знають вони скільки променів у сніжинок. Дослідження показало, що лише п'ять дітей із класу знають, що у сніжинки шість променів.

Наступного дня я провела опитування: чому деякі діти малювали біля сніжинки

набагато більше променів, ніж треба. Виявилося, що дехто знає, що у сніжинки 6 променів, але при малюванні не звертали на них увагу, а решта хотіла зробити сніжинку пухнастою.

Висновок: у сніжинки, хоч би якої форми вона мала, шість променів, але часто, зображуючи

сніжинку на папері або виготовляючи вироб "Сніжинка", ми не замислюємося про це і намагаємося, щоб сніжинка виглядала красивою.

Працюючи над цим проектом, я дізналася, що сніжинка утворюється з кристалів, кристали з молекул води, що згрупувалися навколо якоїсь порошинки або бактерії. Кожна сніжинка має шість граней та форми їх не повторюються. Вивчаючи форми сніжинок я з'ясувала, що їхня форма залежить від багатьох факторів. Як зараз буде зростати сніжинка залежить від поточних умов навколо сніжинки: вологість, температура, тиск. І навіть мінімальні зміни цих параметрів можуть змінити хід зростання сніжинки.

І ще кілька цікавих фактів про сніжинки.

Чому сніг білий? Сніг - це величезне, незліченне скупчення сніжинок. А сніжинка складається з повітря на 95 відсотків із 100! Інші 5 відсотків становить вода. Сніжинка дуже легка, тому падає з хмари повільно, долаючи у безвітряну погоду 900 метрів за годину.

Бачили, як сніжинки блищать? Світло різних частот відбивається на граничних поверхнях між кристалами і повітрям і розсіюється.

Сніжинки не завжди утворюють шестикутні зірочки. Форми сніжинок можуть бути дуже різноманітними. Сніжинка - це монокристал льоду, варіація на тему гексагонального кристала, але швидко, що виріс, у нерівноважних умовах. В одних умовах крижані шестигранники посилено ростуть уздовж своєї осі, і тоді утворюються сніжинки витягнутої форми - сніжинка-стовпчики, сніжинки-голки.

Загадуйте бажання - і воно обов'язково здійсниться - якщо вам пощастить знайти трикутну сніжинку.

Трикутна сніжинка утворюється при температурі близько 2 градусів нижче за нуль.

Сніжинки витягнутої форми ростуть за температури мінус 5 градусів за Цельсієм.

Деревоподібні сніжинки, вид збоку. Сніг із деревоподібних сніжинок найкраще підходить для катання на лижах!!

Сніжинка із замерзлих крапель води. Очевидно, під час своєї подорожі з небес на землю танула і замерзала знову і знову.

Кеннет Лібрехт - автор найбільшої та різноманітної колекції сніжинок. Йому вдалося створити умови тапровести досвід з вирощування сніжинок .

Найбільша сніжинка була засвідчена 28 січня 1887 під час снігопаду у Форт-Кео, Монтана, США; вона мала діаметр в 15 дюймів (близько 38 см), опубліковано в Monthly Weather Review, 1915, 73. Зазвичай сніжинки мають близько 5 мм в діаметрі при масі 0,004 р.

Термін виконання роботи

січень-лютий 2014р.

Сніг - Справжнє диво природи, про яке ми так мало знаємо. Чи знаєте ви, що взимку з неба падають сніжинки-зірочки, сніжинки-пластинки та сніжинки-стовпчики? Або що всередині сніжинки завжди знаходиться маленька частинка – кристал солі, бактерія, пилок чи піщинка?

Фотограф-натураліст Марк Кассіно та фахівець із кристалів Джон Нельсон присвятили свою книгу«Сніг» дивовижного дива природи.

У книзі зібрані неймовірно красиві фотографії сніжинок, зроблені під мікроскопом та збільшені у сотні разів. Ви дізнаєтеся, як, де і коли утворюються сніжинки, чому в них завжди 6 променів, чому залежить форма кристалів, чому не можна знайти дві однакові сніжинки та багато іншого. Книга сподобається всій родині – малюкам, школярам і навіть дорослим.

А тепер кілька цікавих фактів та чудових фотографій із книги.

Де мешкають сніжинки?

Життя сніжинки починається високо в небі, в холодній-прехолодній хмарі. Хмари складаються з повітря та води. Але є в них частинки інших речовин: солі, піску, попелу. Усередині хмари можуть виявитися навіть живі бактерії, які потрапили в небо на підхопленому вітром листі дерев. Така частинка і потрібна сніжинці, щоби почати рости. Частка така крихітна, що неозброєним оком її і не розглянути.

Від чого залежить форма сніжинки

Коли сніжинка стає більшою і важчою, вона починає повільно падати. У цей час сніжинка продовжує рости і нарешті набуває своєї остаточної форми. Іноді промені з одного боку сніжинки ростуть швидше, ніж з іншого: все тому, що на дорозі зустрічаються ділянки хмари, які мають різну температуру та вологість.

Сніжинки-зірочки

Деякі сніжинки схожі на зірочки: від центральної крижинки, що утворилася навколо частинки, розходяться шість променів. Промені здаються однаковими, але рідко бувають точною копією один одного. Сніжинки-зірочки називаються дендритами (від грец. dendron – дерево). Вони з'являються у хмарах, у яких багато води, а температура тримається близько 15 градусів нижче за нуль.

Сніжинки-пластинки

Найпростіша форма крижаного кристала – шестикутна платівка. Сніжинки-пластинки утворюються в менш вологих хмарах, температура яких на пару градусів відрізняється від тієї, що потрібна для утворення сніжинок-зірочок. Сніжинки-пластинки - це сніжинки без промінчиків. Найпростіші платівки схожі на шестикутники з рівними сторонами. Але цікавіше виглядають сніжинки, у яких на кутах є зубці.

Сніжинки-стовпчики

Сніжинки-стовпчики формою нагадують олівець. Вони зовсім не схожі на сніжинки-зірочки та сніжинки-пластинки. Ці крихітні крижані кристали більш рівні та тверді, тому сніг, що складається зі сніжинок-стовпчиків, досить слизький. Такі сніжинки утворюються високо в небі за дуже низької температури.

Чарівне число 6

Кожна сніжинка має шість променів чи шість граней. Все через те, що при низькій температурі молекули води поєднуються в групи по шість, утворюючи правильні шестикутники. Саме тому сніжинки завжди мають шестикутну (плоску) чи шестигранну (об'ємну) форму.

Раз сніжинка, два сніжинки…

Дуже часто сніжинки злипаються у польоті, утворюючи снігові пластівці. Іноді зчепляється кілька сотень і навіть тисяч сніжинок! Пластівці снігу, які ми бачимо під час снігопаду, часто складаються з таких крижаних кристалів, що злиплися. Окремі кристали – сніжинки – побачити набагато складніше, адже вони дуже маленькі.

За матеріалами книги«Сніг. Зимове диво» .

P.S. Підписуйтесь на нашу розсилку: поради, лайфхаки, цікаві факти. Раз на 2 тижні надсилаємо добірку найкращих статей з нашого блогу.

Щоб зрозуміти, чому сніжинки виглядають так красиво, необхідно розглянути історію життя одного снігового кристала.

Крижані сніжинки у хмарі утворюються при -15 градусах внаслідок переходу водяної пари у твердий стан. Основою для формування сніжинок є дрібні частинки пилу або мікроскопічні крижинки, які є ядром для конденсації на них молекули води. Ядро кристалізації - це те, з чого починається утворення сніжинок.

Все більше і більше молекул води приєднуються до сніжинки, що росте, у певних місцях, надаючи їй виразну форму шестигранника. Розгадка структури твердої води криється в будові її молекули, яку можна спрощено уявити у вигляді тетраедра - піраміди з трикутною основою, в якій можливі кути лише в 60° і 120°. У центрі знаходиться кисень, у двох вершинах - воднем, точніше - протоном, електрони яких задіяні в утворенні ковалентного зв'язку з киснем. Дві вершини, що залишилися, займають пари валентних електронів кисню, які не беруть участь в утворенні внутрішньомолекулярних зв'язків, через що їх називають неподіленими.

Сніжинка - це монокристал льоду, варіація на тему гексагонального кристала, але швидко, що виріс, у нерівноважних умовах. В одних умовах крижані шестигранники посилено ростуть уздовж своєї осі, і тоді утворюються сніжинки витягнутої форми - сніжинка-стовпчики, сніжинки-голки. В інших умовах шестигранники ростуть переважно у напрямках, перпендикулярних до їхньої осі, і тоді утворюються сніжинки у вигляді шестикутних пластинок або шестикутних зірочок.

До падіння сніжинки може примерзнуть крапелька води - у результаті утворюються сніжинки неправильної форми. Поширена думка, ніби сніжинки обов'язково мають вигляд шестикутних зірочок є помилковою. Форми сніжинок виявляються дуже різноманітними.

Астроном Йоганн Кеплер у 1611 році написав цілий трактат «Про шестикутні сніжинки». У 1665 році Роберт Гук побачив за допомогою мікроскопа і опублікував безліч малюнків сніжинок різної форми. Першу вдалу фотографію сніжинки під мікроскопом зробив 1885 року американський фермер Вілсон Бентлі. Найвідоміші послідовники справи Бентлі - це Укіхіро Накайя та американський фізик Кеннет Ліббрехт. Накайя вперше припустив, що величина та форма сніжинок залежать від температури повітря та вмісту в ньому вологи, і блискуче підтвердив цю гіпотезу експериментально, вирощуючи в лабораторії кристали льоду різної форми. А Ліббрехт у себе в Каліфорнійському технологічному інституті і до цього дня цілими днями зайнятий вирощуванням сніжинок Вчений, спільно з фотографом Патрісією Расмуссен планують видати книгу, до якої увійдуть фотогенічні сніжинки, деякі з яких можна вже зараз побачити на його сайті SnowCrystals.com.

Існує ще одна таємниця, властива будові сніжинки. У ній порядок та хаос співіснують разом. Залежно від умов отримання тверде тіло має бути або в кристалічному (коли атоми упорядковані), або в аморфному (коли атоми утворюють випадкову сітку) стані. Сніжинки мають гексагональну решітку, в якій атоми кисню збудовані впорядковано, утворюючи правильні шестикутники, а атоми водню розташовані хаотично. Однак зв'язок між структурою кристалічних ґрат і формою сніжинки, яка більша за молекулу води в десять мільйонів разів, неочевидна: якби молекули води приєднувалися до кристала у випадковому порядку, форма сніжинки вийшла б неправильною. Вся справа в орієнтації молекул у ґратах та розташуванні вільних водневих зв'язків, що сприяє утворенню рівних граней.

Молекули водяної пари з більшою ймовірністю заповнюють порожнечі, ніж пристають до рівних граней, тому що порожнечі містять більше вільних водневих зв'язків. В результаті сніжинки набувають форми правильних шестикутних призм із рівними гранями. Такі призми падають з неба, при порівняно невеликій вологості повітря в різних температурних умовах.

Рано чи пізно на гранях з'являються нерівності. Кожен горбок притягує до себе додаткові молекули, і починає рости. Сніжинка довго подорожує повітрям, при цьому шанси зустрітися з новими молекулами води у бугорка, що виступає, трохи вище, ніж у граней. Так на сніжинці дуже швидко виростають промені. З кожної грані виростає один товстий промінь, оскільки молекули не терплять порожнечі. З горбків, які утворюються цьому промені, виростають відгалуження. Під час подорожі крихітної сніжинки всі її грані знаходяться в однакових умовах, що є передумовою для зростання однакових променів на всіх шести гранях. В ідеальних лабораторних умовах всі шість напрямків сніжинки ростуть симетрично і з аналогічними конфігураціями. У атмосфері більшість сніжинок це нерегулярні кристали вони лише деякі з шести гілок може бути симетричні.

У наші дні вивчення сніжинок перетворилося на науку. Ще 1555 року швейцарським дослідником Мангусом було зроблено замальовки форм сніжинок. У 1955 році російський учений А. Заморський розділив сніжинки на 9 класів та 48 видів. Це - платівки, голки, зірки, їжаки, стовпчики, пушинки, запонки, призми, групові. Міжнародна комісія зі снігу та льоду прийняла у 1951 році досить просту класифікацію кристалів льоду: платівки, зірчасті кристали, стовпці або колони, голки, просторові дендрити, стовпці з наконечниками та неправильні форми. І ще три види обледенілих опадів: дрібна снігова крупка, крижана крупка та град.

У 1932 році фізик-ядерник Укіхіро Накайя, професор Університету в Хоккайдо, зайнявся вирощуванням штучних снігових кристалів, що дозволило скласти першу класифікацію сніжинок та виявити залежність величини та форми цих утворень від температури та вологості повітря. У місті Кага, розташованому на західному березі острова Хонсю, існує заснований Укіхіро Накайя Музей снігу та льоду, що носить тепер його ім'я, символічно збудований у вигляді трьох шестикутників. У музеї зберігається машина для отримання сніжинок. Накайа виділив серед сніжинок 41 індивідуальний морфологічний тип, а метеорологи С. Магано і Сю Лі в 1966 описали вже 80 типів кристалів.

За певних умов, за відсутності вітру, сніжинки, що падають, можуть зчіплюватися один з одним, утворюючи величезні снігові пластівці. Навесні 1944 року в Москві випали пластівці розміром до 10 сантиметрів у поперечнику, схожі на блюдця, що кружляють. На Сибіру спостерігалися снігові пластівці діаметром до 30 сантиметрів. Найбільша сніжинка була зафіксована 1887 року в американській Монтані. Її діаметр становив 38 см, а товщина – 20 см. Для цього феномена необхідне цілковите безвітря, адже чим довше сніжинки подорожують, тим більше стикаються і зчіплюються одна з одною. Тому при низькій температурі та сильному вітрі сніжинки зіштовхуються у повітрі, кришаться і падають на землю у вигляді уламків – «алмазного пилу». Імовірність побачити великі сніжинки суттєво зростає поблизу водойм: випаровування з озер та водосховищ – це чудовий будівельний матеріал.

Льод, що утворює сніжинку, прозорий, але коли їх багато, сонячне світло, відбиваючись і розсіюючись на численних гранях, створює в нас враження білої непрозорої маси - ми називаємо її снігом. Сніжинка біла, тому що вода дуже добре поглинає червону та інфрачервону частину світлового спектру. Змерзла вода багато в чому зберігає властивості води рідкої. Сонячне світло, проходячи крізь шар снігу чи льоду, втрачає червоні та жовті промені, які розсіюються і поглинаються в ньому, а наскрізь проходить світло блакитно-зелене, блакитне або яскраво-синє – залежно від того, якою товщиною шар був на шляху у світла. .

ФАКТИ
Сніжинки утворюють – сніговий покрив, який відбиває у космос до 90% сонячного світла.
В одному кубічному метрі снігу знаходиться 350 мільйонів сніжинок, а по всій Землі – 10 у 24 ступені.
Вага самої сніжинки всього близько міліграма, рідко – 2…3. Проте наприкінці зими маса снігового покриву північної півкулі планети сягає 13 500 млрд тонн.

До речі, сам сніг буває не лише білим. В арктичних та гірських регіонах рожевий чи навіть червоний сніг – звичайне явище. Виною тому водорості, що живуть між кристалами. Але відомі випадки, коли сніг падав із неба вже забарвлений. Так, на Різдво 1969 року на території Швеції випав чорний сніг. Швидше за все, це всмоктана з атмосфери кіптява та промислові забруднення. У 1955 році біля Дани, штат Каліфорнія, випав фосфоресцентний зелений сніг, який забрав кілька життів і завдав тяжкої шкоди здоров'ю жителям, які ризикнули спробувати його на язик. Виникали різні версії цього феномена, навіть атомні випробування у штаті Невада. Однак всі вони були відкинуті і походження зеленого снігу залишилося таємницею.

Свіжому снігу в морозний день завжди супроводжує веселий хрускіт під ногами. Це не що інше, як звук кристалів, що ламаються. А ще сніжинки очищають повітря від пилу та гару, тому легко дихається під час снігопаду.