Исследовательский проект Зимняя сказка.

Конкурс исследовательских и проектных работ

младших школьников «Я - исследователь»

Зимняя сказка

Нурутдинова Алина

МБОО «СОШ №25 им. 70-летия нефти Татарстана»

г. Альметьевск

научный руководитель: учитель начальных классов Фадеева Н.Е.

АЛЬМЕТЬЕВСК, 2014

Почему снежинки разные?

План:

1. Введение

2. Основная часть

1. Почему снег белый?

2. Рождение снежинки

3. Квалификация снежинок

4. Интересные факты

5. Для чего нужен снег?

III. Заключение

Список литературы

Почему снежинки разные?

1. Введение

Вы случайно не задумывались, что за «белые мухи» летят с небес. Откуда они взялись? И вообще что это такое? Именно эти вопросы задавала я себе, находясь на улице в снегопад. Ведь живя в России, воспринимаешь снег, как нечто обыденное.

В тот день снег падал хлопьями. Снежинки чередовались одна другой красивее. Снег густо припорошил дороги. Идёшь и с удовольствием вслушиваешься в лёгкое поскрипывание под ногами. Благодаря морозной и безветренной погоде снег лежал пушистым ковром везде: на домах, на земле и даже вся моя одежда была в лёгких хлопьях снега. Я вытянула руку и посмотрела на рукавичку, на ней лежали свежие снежинки. Это была такая необыкновенная красота, такая волшебная тайна, которую мне захотелось разгадать. Я стояла и всматривалась в них, изумляясь такому разнообразию форм. И мне очень захотелось узнать больше об этом удивительном чуде природы - снеге, и связанных с ним явлениях.

Вышесказанное определило актуальность моего исследования и позволило определить цель, задачи исследования и сформулировать гипотезу.

Объект исследования: природное явление - снежинка.

Предмет исследования: происхождение снежинки.

Цель: определить, как устроены снежинки.

Проблемные вопросы:

• Как появляется снежинка? Почему она шестиугольная?

• Все ли снежинки одинаковые?

• Можно ли выполнить снежинку из разлиичных материалов?

Я выдвинула следующую гипотезу:

Я предполагаю, что все снежинки шестиугольные, имеют разную форму, снежинку можно выполнить из различных материалов.

Задачи исследования:

• Выработать гипотезу;

• Собрать и проанализировать информацию по теме;

• Сконструировать несколько снежинок из различных материалов.

В работе были использованы следующие методы:

• изучены статьи следующих пособий и справочников:

журнал «Человек без границ», журнал «Наука и жизнь», электронная детская энциклопедия «Почемучки»;

• наблюдение за снежинками;

• изготовление снежинок из различных материалов.

Практическая значимость моего исследования заключается в систематизации знаний по данной теме, в использовании материала на уроках окружающего мира, внеклассной работе; обогащении словарного запаса.

2. Основная часть.

Снежинки, эти хрупкие красавицы, повергают нас в совершенное изумление. Но, что мы знаем о них?

Исследовательская работа по выявлению, «Как устроены снежинки» включает 3этапа.

1этап исследования.

Проведена анкета « Что мы знаем о снежинках» среди учащихся первых классов. Цель: выяснить знают ли ученики, как устроены снежинки. (Приложение№1)

Вывод: знания о снежинках не составляют 100%.

2 этап исследования.

Была изучена литература по данному вопросу.

Почему снег белый?

Снежинки сделаны из множества кристаллов. Белый цвет происходит от заключённого в снежинке воздуха. Почти весь спектр света отражается на граничных поверхностях между кристаллами и воздухом и рассеивается. Именно поэтому мы видим снег белым. И все-таки не весь свет отражается от поверхностей кристаллов. Небольшая часть его поглощается, причем красный поглощен больше, чем синий, поэтому мы иногда видим снег не белым, а голубым.

Снежинки состоят на 95 % из воздуха, что обуславливает низкую плотность и сравнительно медленную скорость падения (0,9 км/ч).

Чаще всего снежинки имеют около 5 мм в диаметре при массе 0,004 г.

Рождение снежинки

Снежинка рождается, когда мельчайшие капли воды в облаках соединяются с такими же мелкими пылевыми частичками, а затем замерзают. После этого 0,1 миллиметровые кристаллики льда падают вниз и постепенно вырастут вследствие конденсации на них влаги из воздуха. В результате образуются всем нам известные шестиконечные снежинки.

В снежинках из-за особой структуры молекул воды возможны углы лишь в 60° и 120°. Эти кристаллы в процессе формирования неоднократно вертикально перемещаются в атмосфере, частично тают и кристаллизуются заново. Из-за этого нарушается регулярность правильных кристаллов, и образуются смешанные формы. При этом возникает такое геометрическое разнообразие, что практически невозможно встретить две идентичные снежинки.

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, 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. По мнению специалистов в этой области, 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 этом симметрию. Порхающую в воздухе снежинку подстерегают две опасности. Во-первых, она может растаять, оказавшись в более теплых воздушных слоях. Во-вторых, во время полета происходит постепенно испарение снежинки, усиливающееся в ветреную погоду и при уменьшении относительной влажности воздуха.

Передвигаясь вверх и вниз в облаке, снежинка попадает в условия с разной температурой и концентрацией водяного пара. Ее форма меняется, до последнего подчиняясь законам гексагональной симметрии. Так снежинки становятся разными. Хотя теоретически в одном облаке на одной высоте они могут «зародиться» одинаковыми. Но путь до земли у каждой свой, довольно долгий - в среднем снежинка падает со скоростью 0,9 км/час. А значит, у каждой - своя история и своя окончательная форма. Образующий снежинку лед прозрачен, но когда их много, солнечный свет, отражаясь и рассеиваясь на многочисленных гранях, создает у нас впечатление белой непрозрачной массы - мы называем ее снегом.

Мы видим из диаграммы, что кристаллы образуют более простую форму при низкой влажности, в то время как более сложные формы появляются при более высокой влажности. Большинство критических форм - длинные иглы при -5C° и больших, тонких пластин при -15C° - формируются, когда влажность особенно высока.

Классификация снежинок

Термин "снежинка" вполне научный - этот кристалл в форме простейшей шестиугольной призмы сформирован из молекул воды, сгруппировавшихся вокруг ядра. Принимает он самые разнообразные формы. Причем единства по этому вопросу среди ученых нет. Одни утверждают, что уникальна каждая снежинка. "Рождение" в атмосфере каждого нового ледяного кристалла неповторимо - молекулы воды налипают на ядро и лучи случайным образом. Это миллиарды, если не больше, самых удивительных форм... Другие склоняются к тому, что всего в природе не больше 130 видов снежинок - именно столько конфигураций в различных осях симметрии может образовывать шестиугольная снежинка. А вот международная система классификации признает только 10 видов.

В 1951 году Международная Комиссия по Снегу и Льду приняла классификацию (приложение 2) твёрдых осадков. Согласно ей все снежные кристаллы можно разделить на следующие группы: звёздчатые дендриты, пластинки, столбцы, иглы, пространственные дендриты, столбцы с наконечником и неправильные формы. К ним добавились еще три вида обледеневших осадков: мелкая снежная крупка, ледяная крупка и град.

Звёздчатые дендриты - кристалл или другое образование, имеющее древовидную, ветвящуюся структуру. Они имеют шесть симметричных основных веток и множество расположенных в произвольном порядке ответвлений. Их размер - 5 мм и более в диаметре, как правило, они плоские и тонкие - всего 0.1 мм.

Пластинки - множество ледяных ребер как будто делят лопасти снежинок на сектора. Как и звёздчатые дендриты, они плоские и тонкие.

Столбики. Хотя плоские, пластинчатые снежинки больше притягивают взгляд, тем не менее, самой распространенной формой снежных кристаллов является столбик или колонна. Такие полые столбики могут быть шестигранными, в виде карандаша, заостренные на концах в виде конуса.

Иглы - столбчатые кристаллы, выросшие длинными и тонкими. Иногда внутри них сохраняются полости, а иногда концы расщепляются на несколько веточек.

Пространственные дендриты. Очень интересные конфигурации получаются, когда плоские или столбчатые кристаллики срастаются или спрессовываются, образуя объемные структуры, где каждая веточка расположена в своей плоскости.

Столбики с наконечниками. Изначально такие кристаллы имеют столбчатую форму, но в результате некоторых процессов меняют направление роста, превращаясь в пластинки. Такое может произойти, если, кристалл заносит ветром в зону с другой температурой.

Кристаллы неправильной формы. На долю снежинки может выпасть немало приключений, она может попасть в зону турбулентности и потерять в ней некоторые из своих веточек или разломаться совсем. Обычно таких "покалеченных" снежинок много в сыром снеге, т.е. при относительно высокой температуре, особенно при сильном ветре.

Этой же классификации подчиняется и рост инея, изморози и узоров на стеклах. Эти явления, как и снежинки, образуются при конденсации, молекула за молекулой - на земле, траве, деревьях. Узоры на окне появляются в мороз, когда на поверхности стекла конденсируется влага теплого комнатного воздуха. А вот градины получаются при застывании капель воды или когда в насыщенных водяным паром облаках лед плотными слоями намерзает на зародыши снежинок. На градины могут намерзать другие, уже сформировавшиеся снежинки, сплавляясь с ними, благодаря чему градины принимают самые причудливые формы.

Интересные факты

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.

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. При низкой температуре и сильном ветре снежинки сталкиваются в воздухе, крошатся и падают на землю в виде обломков. При морозе в 40 градусов зарождающиеся кристаллики льда выпадают в виде « алмазной пыли». В Якутии в ясную морозную погоду выпадают тоненькие ледяные иголки.

Шестиугольная форма снежинок объясняется молекулярным строением воды, а вот на вопрос, почему снежинки плоские, пока ответа так и не найдено.

Для чего нам нужен снег?

• Снежинки очищают воздух от пыли и гари.

• Вот почему легко дышать во время снегопада.

• Снег сохраняет тепло земли.

• Талая вода весной поит землю.

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

3этап. Практическая часть.

После того как мы выяснили, что снежинки действительно разной формы, давайте попробуем доказать гипотезу с помощью практической части. Мною были сделаны снежинки из бусин, макарон, бумаги, ниток, соленого теста и снежинка в технике квиллинг. Каждая снежинка индивидуальна. Мы можем посмотреть на работы и в этом убедиться. (Приложение 2).

3. Заключение

В своем проекте я попыталась рассмотреть, как устроена снежинка. Мне было интересно узнать о рождение снежинок. Оценив литературные источники, можно сделать вывод о том, что снежинка - это крошечное ядро ледяных или инородных пылинок в тучах. Так же я узнала о классификации снежинок, которая была утверждена в 1951 году и на сегодняшний день она не изменилась.

Мне очень понравилось работать над выбранной темой. Я узнала много интересного о снеге, его тайнах, которые, по моему мнению, ещё не раскрыты до конца. Надеюсь, что наше поколение тоже внесёт свой вклад в раскрытие тайн снега.

Но больше всего, мне понравилось делать снежинки своими руками. Потому что в каждую работу ты вкладываешь душу.

Таким образом, моя гипотеза подтвердилась. Результаты анкеты показали, что не все знают, как устроены снежинки. А вот я теперь могу поделиться этими знаниями со всеми, кто заинтересуется жизнью этих удивительных кристаллов. А полученные знания помогут мне на уроках окружающего мира!

Список использованной литературы:

1. В.А. Корабельников. «Краски природы» книга для учащихся нач. кл. - М.: Просвещение, 1989 - 160 с.

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

3. Г. Юрмин, А.Дитрих. «Почемучка» -М.: Педагогика Пресс, 1998 - 352с.

4. Т.И. Нуждина Энциклопедия для малышей .«Чудо всюду»- Ярославль, Академия развития, 1998 - 320 с.

5.Снежинка Бентли_ В ожидании снега. Режим доступа: www.snowflakebentley.com/

6. О шестиугольных снежинках. Режим доступа: zipper.paco.net/~yury/LL/podarok.html

Приложение №1

Анкета «Что ты знаешь о снежинках»

1.Какие чувства вызывает снежинка?

2.Из чего состоит снежинка?

3.Все ли снежинки одинаковые?

4.Можно ли сделать снежинку из различного материала?

Приложение 2

</