Получите свидетельство
Вход
Введение
В последние годы, как заметил автор работы, перепады зимних температур сильно украшают природу. После потепления, снежинки прилипают к веткам деревьев, и создаётся сказочная картина природы. Если подойти поближе, можно заметить прозрачные формы снежинок.
Однажды мы наблюдали, как во время обильного снегопада, снежинки падали на наши куртки. Они оказались очень крупными по размерам, разными по форме и нежными. Как это природа может создавать такие чудеса? Мне стало интересно. В течение месяца, я тщательно изучала литературу и наблюдала за снежинками и снежным покровом.
Тема. Формы снежинок.
Актуальность. В связи с отклонениями температуры от закономерной и изменениями климата, синоптики часто не могут предсказать погоду.
Проблема. Частые климатические катаклизмы, приносящие для человека большой ущерб.
Объект исследования. Снег и снежинки.
Цель исследования. Изучить формы снежинок.
Задачи исследования
1. Познакомиться с литературой, рассказывающей об исследованиях и изучениях форм снежинок.
2. Провести наблюдения за снежинками на деревьях и на земле.
3. Проанализировать все наблюдения и систематизировать данные.
Гипотеза. Если не наблюдать за природой, и не изучать её, то человек больше и больше будет идти против законов.
Методы. Общенаучный (анализ, наблюдение, сравнение).
Практическая значимость. В те дни, когда из - за сильных снегопадов нет возможности наблюдать за небом, по виду снежинок делают заключение о погоде в верхних слоях атмосферы, составляют климатическое прогнозирование, а также можно использовать причудливые формы снежинок для народных узоров.
Глава 1. Снежинки
Снег образуется, когда микроскопические капли воды в облаках притягиваются к пылевым частицам и замерзают. Появляющиеся при этом кристаллы льда, не превышающие поначалу 0, 1 мм в диаметре, падают вниз и растут в результате конденсации на них влаги из воздуха. При этом образуются шестиконечные кристаллические формы. Из - за структуры молекул воды между лучами кристалла возможны углы лишь в 60° и 120°. Основной кристалл воды имеет в плоскости форму правильного шестиугольника. На вершинах такого шестиугольника затем осаждаются новые кристаллы, на них — новые, и так получаются разнообразные формы звёздочек - снежинок.
В путь из облака к Земле снежинка отправляется уже шестиконечной звёздочкой. Иногда звёздочки так и ложатся на поверхность Земли, едва касаясь своими лучиками друг друга. Пушистый звёздчатый снег выпадает при небольшом морозе и полном отсутствии ветра. Обычно же снежинки сталкиваются друг с другом, их ломает ветер, они слипаются и смерзаются.
Формы снежинок необыкновенно разнообразны. Известно более 5000 различных форм. Разработана специальная международная классификация снежинок, в которой они объединяются в 10 классов. Это звёздочки, пластинки, столбики, иглы, град, древовидные кристаллы, напоминающие стебли папоротника. Снежинки бывают размером от 0, 1 до 7 мм.
Белый цвет происходит от заключённого в снежинке воздуха. Снежинки состоят на 95 % из воздуха, что обуславливает низкую плотность и сравнительно медленную скорость падения.
Самая крупная снежинка была засвидетельствована 28 января 1887 года во время снегопада в Форт - Кео, Монтана, США; она имела диаметр в 15 дюймов (около 38 см), опубликовано в Monthly Weather Review, 1915, 73. Обычно же снежинки имеют около 5 мм в диаметре при массе 0, 004 г. ( по данным ресурсов Интернета)
Существует такое многообразие снежинок, что обычно считается, что не бывает двух одинаковых снежинок. Например, Кеннет Либрехт — автор самой большой и разнообразной коллекции снежинок — говорит: «Все снежинки разные, и их группировка — это во многом вопрос личных предпочтений». Простые снежинки, например, призмы, образующиеся при низкой влажности, могут выглядеть одинаково, хотя на молекулярном уровне они отличаются. Сложные звёздчатые снежинки обладают уникальной, отличимой на глаз геометрической формой. И вариантов таких форм, по мнению физика Джона Нельсона из Киото, больше, чем атомов в наблюдаемой Вселенной.
Глава 2. История изучения снежинок
Астроном Иоганн Кеплер в 1611 году издал научный трактат «О шестиугольных снежинках», в котором подверг чудеса природы рассмотрению со стороны жёсткой геометрии. Миниатюра «О шестиугольных снежинках» — это раритет науки, документ теоретической кристаллографии и гордость её истории. «Изобилие глубочайших идей, широта подхода при рассмотрении причин образования снежинок, замечательные геометрические обобщения, смелость и остроумие высказанных гипотез поражают и сейчас». В 1635 году формой снежинок заинтересовался французский философ, математик и естествоиспытатель Рене Декарт, написавший этюд, включённый им впоследствии в «Опыт о метеорах» или просто «Метеоры».
В Санкт - Петербурге действительным членом Русского Географического Общества бароном Николаем Васильевичем Каульбарсом впервые были обнаружены снежинки довольно необычной формы, на концах с дисками.
Журнал «Работница» в 1971 г. поместил заметку «Какие бывают снежинки»:
«Трудно установить, когда впервые человек залюбовался снежинкам и, этим самым настоящим чудом природы. Но зато точно известно, что первый рисунок, на котором были изображены снежинки, правда, несколько мистически, опубликован в 1555 году. А впервые хрупкие миниатюрные создания сфотографировал русский натуралист из города Рыбинск А. Сигсон. Снимки эти были сделаны в 1892 году и долго оставались непревзойденными. Даже гораздо более поздние фотографии американского метеоролога Бентли уступали им во многом. Г. Сигсон – единственный в своем роде русский фотограф, задавшийся целью фотографирования натуральных снежинок. Задача тем более почтенная, что с экономической точки зрения она для профессионального фотографа ничего заманчивого не представляет. Заслуга экспонента заключается в том, что применявшийся до него способ воспроизведения кристаллов снежинок – посредством рисования, давал не вполне ясное представление о красоте и строении их, при фотографировании же не ускользали многие весьма любопытные подробности. Способ, придуманный А. Сигсоном, весьма любопытен. Для получения снимков снежинок, он пользовался микроскопом Цейса, апланатом и камерой с большим растяжением. Особенности приемов Сигсона заключаются в следующем. Для ускорения и упрощения манипуляции и для избегания погрешностей микроскопа, имеющего часто не вполне выверенный химический фокус, экспонент работает при синем свете. Покровные стекляшки, в соприкосновении с которыми нарушается целость нежных кристалликов снега, заменяются особыми сетками в виде паутины, приготовленными из рассученных волокон шелковинки; сетки приклеиваются по краям отверстия, имеющего форму покровного стеклышка и вырезанного в картоне. Все металлические части микроскопа должны быть при этом обязательно зачернены; рельефность рисунка достигается сильным боковым освещением. Фотографирование производится при возможно низкой температуре, но так как животная теплота работающего дурно влияет на резкость получаемых очертаний кристалликов, то для свободного дыхания необходимо устроить респиратор в виде изогнутой трубы для отклонения выдыхаемого теплого воздуха в сторону. Сам процесс фотографирования Сигсон производил следующим образом. Аппарат устанавливался на чердаке, в значительном расстоянии от окна и сильно наклонном положении, что весьма удобно для освещения снежинок. Затем расстилалось сукно с грубым ворсом, для чего фотограф избирал такое место, куда залетают только отдельные снежинки, легко удерживающиеся на волосинках сукна. Выбрав, при помощи увеличительного стекла снежинки, наиболее подходящие для снимка, он приподнимал сукно, приставлял сетку и легким сотрясением переваливал снежинку на сетку. Таким образом, полученные снимки доставлены экспонентом без ретуши на выставку, где они вполне заслуженно обращают на себя всеобщее внимание».
Кстати, Бентли провел интересное исследование. Он детально изучил шесть тысяч снежинок, и среди этого огромного количества ему не встретилось хотя бы двух одинаковых. Сейчас различают 72 вида снежинок, а все их подразделяют на шесть классов: звездчатые, пластинчатые, столбчатые, игольчатые, оледенелый снег и снежную крупу. Изучение снежинок имеет практическое значение. Дело в том, что форма, размер и характер снежинок зависят от вида и высоты облаков, в которых они образовались, а также от температуры тех слоев атмосферы, которые снежинки пересекли, прежде чем упасть на землю. В те дни, когда из - за сильных снегопадов нет возможности наблюдать за небом, по виду снежинок делают заключение о погоде в верхних слоях атмосферы».
Весь материал - смотрите документ.
Выполнила:Сагалакова Ирина, 
Учебно – исследовательская работа по биологии "Формы снежинок" (0.39 MB)
0
993
164
Нравится
0
