Всероссийский конкурс исследовательских работ учащихся

“Юный исследователь”

Направление: биология

Тема: «Почему снег белый?»

Закирова Язиля
Лицей № 2 города Мамадыш

3 класс

Научный руководитель:
Галиева Ф.Я.

учитель начальных классов

г.Мамадыш, 2011/2012 учебный год

Оглавление

I. Введение        

II. Основная часть.        

2.1 Где и как рождается снег?        

2.2 Почему снежинки шестиугольники?        

2.3 Почему снег белый?        

III. Практическая часть.        

3.1 Цвет снега        

3.2 Звук снега        

IV. Заключение        

V. Список использованной литературы        

I. Введение

Цель исследования: узнать, почему снег белый.

Задачи:

1. Изучить формы снежинок.

2. Узнать, почему снежинки разной величины.

3. Пробудить интерес одноклассников к изучению явлений природы.

Материалы, использованные во время работы:

1. Фотографии.

2. Рисунки учащихся.

Методы исследования: изучение литературы, наблюдение.

II. Основная часть.

На уроке окружающего мира мы изучили свойства воды. Это вещество одновременно может находиться в трёх состояниях. Как мы знаем вода прозрачная, бесцветная, лёд тоже прозрачный. Мне было всегда интересно: почему же снег белый? Хотела найти ответ на этот вопрос. С этой целью начала искать литературу, провела исследование и нашла ответ на этот вопрос.

2.1 Где и как рождается снег?

Что такое снег? Это много, очень много красивых снежинок. Раньше думали, что снег – это замёрзшие капельки воды.

А оказалось, что капельки воды могут стать градинками – комочками непрозрачного льда, которые  иногда выпадают летом вместе с дождём. Но они никогда не превращаются в снежинки – шестиугольные звёздочки. Всё происходит по –другому.

Водяные пары поднимаются высоко над землёй, туда, где очень холодно. И там сразу же из водяных паров (а не из капелек воды) образуются крохотные льдинки -  шестиугольные кристаллики. Но это ещё не те снежинки, что падают на землю. Они ещё очень малы. Но кристаллик всё время увеличивается и становятся красивой звёздочкой. Снежинки медленно-медленно опускаются. Они собираются хлопьями  и падают на землю.

2.2 Почему снежинки шестиугольники?

Снежинки всегда шестиугольные, если только от столкновений не сломали свои уголки. А почему?

Вы помните, что снежинка – твёрдое тело? А каждое твёрдое тело состоит из мельчайших частиц, которые как бы держатся друг за друга, соблюдая строгий порядок в своём расположении (как физкультурники на параде).

Как же ведут себя частицы водяных паров, прежде чем стать снежинками? Представьте себе свой класс на перемене. Все бегают по коридору туда-сюда. Так же ведут себя и частицы водяных паров в облаке. Но вот учитель говорит: «Третий класс! По порядку становись!» По команде ученики сбегаются и образуют ровный и правильный строй.

В облаке командует мороз. При охлаждении частицы водяного пара перестают «бегать» и по строгим правилам природы начинают притягиваться и присоединяться друг другу.

Они собираются в шестиугольные многоугольники, образуя снежинку. Если частица не успела присоединиться к одному из многоугольников, могут наращивать свои лучики в шесть сторон, присоединяя всё новые и новые частицы. Так в небе и рождаются шестиугольные снежинки.

2.3 Почему снег белый?

Снег — это замерзшая вода, а как мы знаем, лед бесцветный. 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. Снег образуется, когда вода, находящаяся в атмосфере в виде пара, замерзает. Пар замерзает, и получаются чистые, прозрачные кристаллы. Движение воздуха заставляет эти кристаллы ле тать вверх и вниз. Двигаясь хаотично, кристаллы соединяются друг с другом или вокруг крохотных частичек, которые постоянно присутствуют в воздухе. Ког да кристаллов собирается слишком много, они падают на землю в виде снежинок. Кристаллы, из которых состоят снежинки, организованы определенным образом. Это или шес тиконечная звезда, или тонкая пластинка, имеющая форму шестиугольника. Каждая грань шести конечной звезды точно похожа на другую. Хотя все грани одной снежинки похожи друг на друга, едва ли можно встретить две одинаковые снежинки. Мы считаем, что снег бывает только белым. Но были такие случаи, когда выпадал цветной снег. Один такой случай был описан Чарльзом Дарвином. Во время одной своей экспедиции он заметил, что копыта мулов покрылись красными пятнами, после того как они прошлись по выпавшему снегу. Покраснение снега было вызвано присутствием пыльцы красного цвета, которая на ходилась в воздухе, когда начал падать снег. Белый, как снег, белоснежный, снежная белизна... Недаром, когда нужно подчеркнуть безупречную чистоту белого цвета, возникает ассоциация  со снегом. А почему же снег белый? В этом "виноват" многоцветный солнечный луч. Известно, что если тело полностью поглощает солнечный луч то оно кажется черным. И наоборот, если тело полностью отражает луч солнца, то кажется белым.

Какого цвета лед? Никакого. Он пропускает через себя весь солнечный луч и остается бесцветным. Каждая снежинка в отдельности тоже свободно пропускала бы через себя луч солнца и тоже была бы бесцветной, как лед. Но снежинки в беспорядке падают друг на друга. Все вместе они становятся непрозрачными, не пропускают через себя лучи, а наоборот, отражают их в глаза. И поэтому снег видится белым.

Полные идеальной гармонии конструкции снежных кристаллов уже на протяжении многих лет вызывают интерес людей. Еще в 1635 году французский философ и математик Рене Декарт, писал, что снежинки похожи на розочки, лилии и колесики с шестью зубцами.

III. Практическая часть.

Великий астроном Иоганн Кеплер в своем трактате "Новогодний дар. О шестиугольных снежинках" объяснил форму кристаллов волей Божьей. Японский ученый Накая Укитиро называл снег "письмом с небес, написанным тайными иероглифами". Он первым создал классификацию снежинок.

Основа для формирования снежинки, её крошечное ядро - это ледяные или инородные пылинки в тучах. Молекулы воды, хаотично перемещающиеся в виде водяного пара, проходят через облака, то вместе с температурой они теряют и скорость. Все больше и больше шестиугольных молекул воды присоединяется к растущей снежинке в определенных местах, придавая ей отчетливую форму. При этом выпуклые участки снежинки растут быстрее. Так, из первоначально шестигранной пластинки вырастает шестилучевая звездочка.  Главная особенность, определяющая форму кристалла, - это крепкая связь между молекулами воды, подобная соединению звеньев в цепи. Кроме того, из-за различного соотношения тепла и влаги кристаллы, которые в принципе должны быть одинаковыми, приобретают различную форму. Сталкиваясь на своем пути с переохлажденными мелкими капельками, снежинка упрощается по форме, сохраняя при это симметрию.

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%.

Слой в один сантиметр слежавшегося за зиму снега дает 25-35 кубометров воды на 1 га.

3.1 Цвет снега

Снег имеет не чисто-белый, а слегка голубоватый оттенок, известно давно. На картине И. Левитана «Март» тени от деревьев на снегу — не черные, а голубые: их подсвечивает синее весеннее небо. Но снег и сам по себе способен окрашиваться в синий цвет. Чтобы увидеть эту окраску, нужно проделать в чистом снегу узкое отверстие глубиной около метра. Свет, пробившийся через толщу снега возле края этой ямки, будет казаться желтоватым, глубже он становится желтовато-зеленым, голубовато-зеленоватым и, наконец, ярко синим. Отсвет голубого неба здесь ни причем, и чтобы убедиться в этом, можно провести опыт в пасмурную погоду или заглянуть в отверстие через картонную трубку.

        Симметричные неповторяющиеся формы снежинок сильно зависят от температуры. 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. Во всяком случае, лабораторная проверка проб воздуха выявила в черном снеге присутствие инсектицида ДДТ.

        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

3.2 Звук снега

Скрип снега – это всего лишь шум от раздавливаемых кристалликов. Разумеется, человеческое ухо не может воспринять звук одной "сломанной" снежинки. Но мириады раздавленных кристалликов создают вполне явственный скрип. Скрипит снег лишь в мороз, а тональность скрипа меняется в зависимости от температуры воздуха – чем крепче мороз, тем выше тон скрипа. Ученые произвели акустические измерения и установили, что в спектре скрипа снега есть два пологих и не резко выраженных максимума – в диапазоне 250-400 Гц и 1000-1600 Гц. В большинстве случаев низкочастотный максимум на несколько децибел превышает высокочастотный. Если температура воздуха выше минус 6°C, высокочастотный максимум сглаживается и полностью исчезает. Усиление морозов делает ледяные кристаллики более твердыми и хрупкими. При каждом шаге ледяные иглы ломаются, акустический спектр скрипа смещается в область высоких частот.

На Крайнем Севере снег бывает настолько твердым, что топор при ударе по нему звенит, словно ударили по железу.

IV. Заключение

Я нашла ответ на вопрос «Почему снег белый?» Каждая снежинка состоит из большого количества ледяных кристаллов. Но они не гладкие, а с гранями. Отражение света от граней этих кристаллов делает снег белым.

V. Список использованной литературы

1. Трафимов С.А. «Окружающий мир»,3 кл.: Хрестоматия, 2009 – 160 с.: ил.

2. Федотова О.Н. и др. Наш мир, 3 кл.: Учебник, 2007 – Ч 1: 128 с.: цв. ил.