Городской конкурс учебно-исследовательских работ школьников «Учёные будущего». "Какой бывает песок?"

Управление образования Администрации Северодвинска

Городской конкурс учебно-исследовательских работ

школьников «Учёные будущего»

 Какой бывает песок?

                                 Ким Елизавета Андреевна

                    ученица 4Б класса

                                                МБОУ «Северодвинская городская    

        гимназия»

                    Руководитель:

                                               Алексеевских Елена Михайловна

                                                            учитель начальных классов

                                                            высшей квалификационной категории

Северодвинск

2013 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение…………………………………………………………………………………3

Глава 1.   Особенности песка…………………………………………………………..4-6

            1.1.Что такое песок………….…………………………………………………...……...4

            1.2.Состав песка………………………………………………………………..………..4-5

1.3.Цвет песка……………………………………………………………………….......5-6

Глава 2.Анализ собранных образцов песка…………………………………………...6-7

2.1.Сравнение песчинок по форме и размеру………………………………………....6

2.2.Анализ состава песка. Основной фактор, определяющий цвет песка…………...6-7

 Глава 3.Получение песка в домашних условиях…………………………...…………7

Заключение…………………………………………………………………………….....8

Литература…………………..……………………………………………………………9

Приложения

ВВЕДЕНИЕ

Песок кажется нам знакомым и привычным, поэтому мыне задумываемся о том, насколько удивительно это творение природы. Обладая твердостью камня, песок может шлифовать самые прочные сплавы и разрушать огромные механизмы. И в то же время он может литься и течь, подобно жидкости. Дюны и барханы, которые он образует, в точности повторяют форму морских волн и, как волны, «гуляют» по воле ветра. Путешествуя по разным странам, я побывала в нескольких климатических поясах, на побережьях разных морей и обратила внимание на то, каким разнообразным бывает песок. Тогда я решила найти в литературе сведения по этой теме и применить полученные знания для анализа собранных мной образцов песка. Я думаю, что при изучении темы «Горные породы. Полезные ископаемые» моим одноклассникам будет интересно и полезно познакомиться с дополнительным материалом про песок, который также является горной породой.

При проведении исследования я пользовалась такими методами как наблюдение, сравнение, анализ и эксперимент.

При изучении темы исследования использовались известные словари и энциклопедии: «Толковый словарь живого великорусского языка»  В.И. Даль,«Энциклопедический словарь» под ред. Б.А. Введенского, «Толковый словарь русского языка» под редакцией Б.М. Волина и профессора Д.Н. Ушакова, Детская электронная энциклопедия Кирилла и Мефодия.А также интернет – ресурсы. Наиболее крупные из них:http://potomy.ru/, http://www.wikiznanie.ru/, http://znaete-li-vi.ru/2012/01/06/cvet-peska/, http://dic.academic.ru/, http://www.krugosvet.ru/, http://www.megabook.ru/ .                                 .

 Цель исследования: изучить причины разнообразия песка.

Задачи исследования:

1. Изучить литературу по теме исследования.
2. Собрать и сравнить различные образцы песка.
3. Описать различия между разными образцами песка и определить

    чем  они обусловлены.

4. Объяснить процесс образования песка.
5. Экспериментальным путём получить песок.

.

ГЛАВА 1. Особенности песка

Как уже было сказано во введении, песок нам кажется таким привычным, что мы не задумываемся о том, какие длительные, сложные и интересные процессы приводят к его образованию, и как они влияют на его состав и цвет, форму и размер его песчинок. Рассмотрим, какое толкование слова «песок» дано в словарях.

1.1.Что такое песок?

В.И. Даль в «Толковом словаре живого великорусского языка»   определяет песок как «измельченный, перетертый природою камень, мелкие каменные зерна» [1,164]. В «Толковом словаре русского языка, изданном в 1947г. дано следующее определение данному слову: «Песок-рыхлое скопление мелких зерен твердых минералов главным образом кварца». [3,240]. По мере развития науки минералогии расширялись знания о песке,и в более современном «Энциклопедическом словаре» под ред. Б.А. Введенского1987г. это понятие трактуется так: «Песок - мелкообломочная рыхлая осадочная горная порода, состоящая не менеечем на 50% из зерен кварца, полевых шпатов и других минералов и обломковгорных пород размером 0,05-2 мм; содержит примесь алевритовых и глинистых частиц. Образуется в результате выветривания различных горных пород. Применяется в строительстве и стеклянной промышленности».[4,642]

Из данных определений я выяснила, что лучше понять, что такое песок, можно, если обратиться к процессу его образования.

 В повседневной жизни на твёрдые горные породы, постоянно неумолимо воздействует природа во всех своих проявлениях: будь то ветер, дождь или мороз. В результате породы не выдерживают и распадаются на мелкие, едва видимые глазом частички. Именно эти крупинки (размером от 0,05 мм до 5 мм в диаметре) и являются в совокупности песком, с которым мы встречаемся каждый день. Из других источников [5], [2,235] я узнала, что время, ветер, дождь, перепады температури еще раз время разрушали горы, дробили камни, превратив их в миллиарды миллиардов песчинок, сделав из них песок.  

1.2.Состав песка.

Авторы «Минералогического словаря» Г. Штрюбель и З. Циммер  указывают,  что состав песка зависит от источников происхождения.Например, песок, состоящий из разрушенных камней, представляет собой мелкие частички полезных ископаемых, из которых состоят горы, поэтому любые минералы могут быть обнаружены в песке. [2, 234]

Основной минерал, из которого состоит песок, — это кварц. Некоторые виды песка на 99% состоят из кварца. Другие минералы, которые можно встретить в песке, — это кальцит, слюда, железная руда, в небольших количествах — гранат, турмалин, топаз [10].Однако не весь песок состоит из разрушенных камней.  Крупнозернистый песок многих морских пляжей состоит из обломков раковин моллюсков и кораллов,в состав которых входит кальций [8].

В природе также встречается вулканический песок. При взрывном извержении вулкана раскаленная жидкая лава с огромной силой вырывается из жерла. Застывая, ее брызги превращаются в вулканическую пыль или песок и разлетаются на тысячи километров [13].

1.3.Цвет песка.

Как правило, нам встречается песок желтовато-бурого цвета. Однако, во время путешествий, мне встречался песок других, совершенно необычных оттенков. От чего же зависит цвет песка? Я предположила, что на цвет песка влияют следующие факторы:

• географическое положение места нахождения песка
•  условия, в которых происходит процесс его образования
• то, из чего состоит данный песок

Изучив определенную литературу [2, 235],[2, 237] ,[5] , я узнала, что решающим фактором, определяющим цвет песка, является его состав.Любой песок - это, в принципе, кварц.  Чистый кварц без примесей даёт песку белый цвет. Песок такого цвета большая редкость. Самым красивым местом с абсолютно белым песком считается пляж Хаймс, находящийся в Австралии. Содержание кварца в этом песке составляет 99,9‰. Австралия зафиксирована в  книге рекордов Гиннеса, как место скопления самого белого песка на планете.[7],.[9]

 На Гавайских островах в США встречается красный песок. Это вулканический песок,  он имеет  повышенное содержание  соединений железа, которое и придаёт песку красноватый оттенок.

Также на Гавайях встречаетсязелёный песок.Уникальность такого цвета  обязана преобладанию в песке зелёных кристаллов хризолита, образовавшихся вследствие вулканической активности [6].

В природе встречается и чёрный песок.Это песок,образовавшийся в результате  извержения вулкана из магмы, имеющий чёрный цвет из-за большого содержания сажи, угля и других продуктов горения..[13]

На юго-западе острова Крит находится розовый песок. Он образовался из кораллов и ракушек. Основным веществом, их составляющим, является кальций. Поэтому именно кальций преобладает в этом песке.Красный цвет кораллов и светлый ракушек, смешавшись, дали розовый оттенок..[11]

В США, штат Калифорния, находится разноцветный песок. Холмы и окружающие пляжи очень богаты гранатом. Минерал смывается дождевой водой к океану и окрашивает песок береговой линии в невероятные оттенки от розового до пурпурного..[12]

Итак, я выяснила, что песок – это горная порода, состоящая из мелких частиц разных минералов. Состав песка может быть разным в зависимости от источников его образования. Основными веществами, из которых состоит песок, являются кварц и кальций.

Цвет песка также может быть самым различным: от желто-бурого и белого, до зелёного и розового. На цвет песка влияет его состав.

 Получив необходимые знания, проведём сравнительный анализ образцов, собранной мной коллекции песка.

ГЛАВА 2. Анализ собранных образцов песка

2.1.Сравнение песчинок по размеру и форме.

Сначала сравним песок по размеру частиц. Из энциклопедии[5] я  узнала, что песчинки могут быть разные по размеру от 0,05мм до 5мм в диаметре, а также по форме: от круглой и овальной  до угловатой.

 Моя коллекция  песка это подтвердила. ( Приложение 1)

 Самый крупный в моей коллекции – это песок с побережья Испании, с Балеарского моря. Диаметр песчинки превышает 3мм. Самый мелкий – это песок с Финского залива Балтийского моря. Диаметр песчинки 0,1мм(Приложение 2).

Сравнивая остальные образцы,  обнаруживаем, что одни из них состоят в основном из крупных частиц, а другие — из мелких, третьи состоят из самых различных по размерам песчинок. Форма частичек  тоже самая различная, одни имеют круглую форму, другие  - состоят из частичек с острыми краями (Приложение 3).

2.2.Анализ состава  песка. Основной фактор, определяющий цвет песка.

Первоначально для изучения состава песка я проанализировала специальную литературу и внимательно рассмотрела образцы своей коллекции. (Приложение 1)

Я наглядно убедилась в разнородности состава песка и в его цветовых различиях.(Приложение 4)

 Из различных источников я уже узнала, что на цвет песка влияет его состав. Для полного подтверждения полученной информации я обратилась в химическую лабораторию, куда передала некоторые образцы песка,  явно отличающиеся друг от друга.(Приложение 5)

Получила результаты. (Приложения 6-11)

Я сопоставила полученные мною сведения с результатами лабораторных исследований и обобщила, составив  таблицу.(Приложение12)

Таким образом, изучив литературу,  проведя сравнительный анализ собранных образцов песка  и получив данные из химической лаборатории, я поняла, что песок неоднороден. Он состоит из разных веществ.Цвет песка зависит от тех компонентов, которые входят в его состав. Кроме того, в результате анализа состава песка имеющихся образцов стало ясно, что состав зависит от места и источников образования песка.

ГЛАВА 3.   Получение песка в домашних условиях.

Узнав достаточно много о песке, у меня появилось желание попробовать самой получить песок в домашних условиях. Для проведения эксперимента я собрала раковины, остатки кораллов и крабов  Я предположила, что получу песок розоватого оттенка с относительно крупными  песчинками.  Такой цвет дадут составляющие будущего песка, а частицы будут крупные по причине невозможности проводить эксперимент так долго, как образование песка происходит в природе.Для ускорения процесса, измельчили  материал до более мелких частиц.(Приложение 13)

В течение 6 месяцев я подвергала исследуемый материал нагреванию до высоких температур +80градусов, после чего его охлаждала до -20градусов. Я это делала, потому что знаю, что такое воздействие приводит в природе к разрушению твердых веществ. В результате проделанной работы ракушки разрушались. В итоге получился такой песок, как я и предполагала: розоватого цвета  с достаточно крупными песчинками.(Приложение 14)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследовав разные образцы песка, я убедилась, что песок – уникален. Применив различные методы исследования песка, я выяснила, что цвет его зависит от  состава, а состав – от источников и условий образования песка. Проведя эксперимент, я смогла это пронаблюдать на практике.

Выполнив эту исследовательскую работу, я поняла, что мало внимания уделила отличию разных образцов песка по форме и размеру песчинок. Поэтому, я решила продолжить в будущем работу по изучению песка и выявить причину данного отличия.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Даль В.И. Иллюстрированный толковый словарь для детей и школьников. М.: «Вече»,-2010г., 272с.
2.  .Минералогический словарь под ред. Штрюбель Г., Циммер З.. М.: «Недра»,-1987г.,346с.
3. Толковый словарь русского языка под ред. Волина Б.М. ,Ушакова Д.М. в 4 томах. Т3. М: «Государственное издание иностранных и национальных словарей»,-1947г., 1424с.
4. Энциклопедический словарь под ред. Введенского Б.А. в 3 томах. Т2. М: «Большая советская энциклопедия»,-1987г.,642с.
5. Детская энциклопедия Кирилла и Мефодия. Электронное издание. 2011г.
6. http://dic.academic.ru/
7. http://znaete-li-vi.ru/2012/01/06/cvet-peska/
8. http://krugosvet.ru/
9. http://morgan-history.ru/questions/index.htm
10. http://potomy.ru/
11. :http://www.wikiznanie.ru/
12. http://www.megabook.ru/
13. http://www.mirFactov com/