Исследовательский проект «Почему снег белый?»

Проект выполнен Гришиным Андреем

учеником 2 Б класса МБОУ «СОШ №13»

г. Усолье- Сибирское

Руководитель проекта: Тарчевская Галина Григорьевна

Однажды утром я проснулся и выглянул в окно. Я увидел, что всё вокруг покрыто белым снегом: земля, крыши домов, деревья. Я задумался: почему снег белый? Спросил об этом ребят, родителей. В ответ услышал: потому что не чёрный, потому что чистый, он не белый, а голубовато- серый, потому что облака белые, лучи белого цвета, поэтому снег белый

И я решил провести своё собственное исследование.

Для проведения я поставил перед собой задачи:

1.Изучить литературу, которая рассказывает о снеге.

2. Доказать экспериментально: почему снег белый

3. Обобщить полученные знания

Объект исследования: снег

Предмет исследования: состав снега

Гипотеза: лучи белого цвета, поэтому снег белый

Методы исследования:

Изучение литературы по данной теме

Наблюдение за объектом исследования

Проведение опытов

Анализ результатов и выводы по проведённому исследованию

Вступление

Белый снег пушистый

В воздухе кружится

И на землю тихо

Падает, ложится.

А под утро снегом

Поле забелело,

Точно пеленою

Все его одело.

Теоретическая часть

В атмосфере есть вода. Представлена она в форме пара, в газообразном виде. Под влиянием низких температур пар конденсируется, замерзает и превращается в кристаллики.

Снег - это много-много снежинок. Очень разных, абсолютно непохожих друг на друга. Идеальных и уникальных по своей форме. Изучать снежинки никогда не наскучит. Всегда удивляешься: как природе удалось создать такое совершенство?! Почему снежинка именно такая?

Снежинка - это маленькая капелька воды в виде шестигранного кристаллика. Каждая водяная молекула состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Отсюда - три или шесть граней. По сути, снежная мушка - это льдинка. Но ведь лед - прозрачный. Откуда тогда берутся белые хлопья снега?

В 1885 году американский фермер Уилсон Бентли получил первую удачную фотографию снежинки под микроскопом. Он занимался этим 46 лет и сделал более 5000 уникальных снимков. На основе его работ было доказано, что не бывает двух одинаковых снежинок. Обычно диаметр снежинки равен примерно 5мм.

Оказывается, все цвета, воспринимаемые нами, зависят от солнечных лучей. Черные предметы полностью поглощают солнечный свет, поэтому и воспринимаются нами черными. А если предмет полностью отражает лучик солнца, то цвет нам будет казаться белым.

Моё исследование

Для проведения опыта необходимы полиэтилен, ножницы, стакан.

Целый кусок полиэтилена прозрачен.

Опыт №1

1. Я порезал его на кусочки и положил в стакан с водой.

Каждый кусочек - модель снежинки.

2. Для проведения данного опыта необходимы:

стакан с водой, мороз.

Налил воду в стакан, поставил в морозильную камеру на ночь.

Вода превратилась в прозрачный лёд.

Я разбил его на мелкие кусочки, очень похожие на обычный белый снег.

3. Из опытов я понял: полиэтилен и кусок льда - прозрачны. Свет через них проходит не отражаясь. Кусочки полиэтилена и льда лежат по - разному и отражают свет в разных направлениях.

4. ВЫВОД:

Снег белый, потому - что каждая снежинка отражает свет в разные стороны. Свет, как говорят учёные, «рассеивается».

Так получается белый цвет снега.

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.

Получается, цвет снега белый, потому что и свет солнца, который он отражает, является белым. Подумайте, если бы луч солнца стал зеленым или желтым, тогда и цвет снега был таким же. Наверняка, многие замечали, что во время восхода или заката, нам кажется, что лучи солнца становятся розоватыми, вот и снег в этот момент видится нам розовым.

Опыт №2

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 не 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.

</ 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.

Заключение

Я нашел 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.

Лед остается бесцветным, так как пропускает через себя весь солнечный луч.

1. Что такое снег?

Значение слова «снег» я нашёл в «Современном толковом словаре». Снег - это твёрдые атмосферные осадки, состоящие из мелких кристалликов льда, выпадающие из облаков при температуре ниже 0˚С. Снег образуется при замерзании водяного пара, содержащегося в атмосфере. Вначале появляются крошечные кристаллики. Следуя за воздушными течениями, они перемещаются во всех направлениях. Постепенно кристаллики «приклеиваются» друг к другу, пока их не наберётся сотня или больше. Когда размеры смёрзшихся льдинок оказываются достаточно большими, они начинают опускаться к земле. Эти скопления льдинок мы и называем снежинками.

Кристаллы, из которых состоят снежинки, имеют определённую форму. Это или шестиконечная звезда, или тонкая пластинка, имеющая форму шестиугольника. Дело в том, что основной кристалл воды имеет в плоскости форму правильного шестиугольника.

В 1885 году американский фермер Уилсон Бентли получил первую удачную фотографию снежинки под микроскопом. Он занимался этим 46 лет и сделал более 5000 уникальных снимков. На основе его работ было доказано, что не бывает двух одинаковых снежинок. Обычно диаметр снежинки равен примерно 5мм.

2. Почему снег белый?

Когда русского человека просят представить себе зиму, первым делом он видит в своем воображении снег, белоснежный покров, который окутал все кругом. Мы настолько привыкли к цвету снега, что даже не задумываемся, почему снег белого цвета.

Оказывается, все цвета, воспринимаемые нами, зависят от солнечных лучей. Черные предметы полностью поглощают солнечный свет, поэтому и воспринимаются нами черными. А если предмет полностью отражает лучик солнца, то цвет нам будет казаться белым.

Снег - это замёрзшая вода, а как мы знаем, лёд бесцветный. Почему же снег белого цвета? Из Интернета и детской энциклопедии «Всё обо всём» я узнал, что снежинки на 95% состоят из воздуха. Кристаллики снежинок не гладкие, а имеют грани. Отражение света от граней этих кристаллов делает снег белым. Лед остается бесцветным, так как пропускает через себя весь солнечный луч. Да и каждая снежинка пропускала бы через себя весь свет и также не имела бы цвета. Но снежинки обычно падают друг на друга в беспорядочном движении. А уже вместе они становятся непрозрачными, а белыми.

Чтобы разобраться, почему снег белого цвета, почему он отражает лучи солнца, нам надо посмотреть на состав снега. Снег образуется из снежинок, а снежинки - из огромного количества кристаллов. Эти кристаллики не гладкие, а с гранями. В этом-то и кроется ответ на наш вопрос, почему снег белый. Именно от граней отражается солнечный свет.

Вода в атмосфере - это пар, она замерзает, и образуются прозрачные кристаллики. От движения воздуха кристаллы свободно перемещаются то вверх, то вниз. В этом хаотичном движении кристаллы соединяются друг с другом. И когда, наконец, собирается слишком много кристаллов вместе, тогда они начинают падать на землю уже в виде привычных нам снежинок.

Получается, цвет снега белый, потому что и свет солнца, который он отражает, является белым. Подумайте, если бы луч солнца стал зеленым или желтым, тогда и цвет снега был таким же. Наверняка, многие замечали, что во время восхода или заката, нам кажется, что лучи солнца становятся розоватыми, вот и снег в этот момент видится нам розовым.

!!!!! Интересные факты: Знаете ли вы, что снег не всегда бывает белым? Во многих регионах мира людям приходилось видеть его красным, зеленым, голубым и даже черным! Причиной подобного разнообразия цветов являются крошечные бактерии, грибки, а также пыль, содержащиеся в воздухе и поглощаемые снежинками, когда те опускаются на земную поверхность.

Например, когда-то Чарльз Дарвин описал один подобный случай (мне рассказала мама, она учитель биологии). Дело было во время одной его экспедиции. Посмотрев на копыта мулов, Ч. Дарвин увидел, что они покрылись красными пятнами. Это случилось, когда мулы прошлись по выпавшему снегу. Оказалось, что красный снег образовался от присутствия в воздухе пыльцы красного цвета в то время, когда начал падать снег.

3. Почему снег скрипит (хрустит)?

А ещё мне стало интересно, почему в мороз я иду под скрип снега, а когда тепло, то этого скрипа не слышно.

Скрип (хруст) снега

При сдавливании снег издает звук, напоминающий скрип (хруст). Этот звук возникает при ходьбе по снегу, надавливании на свежий снег полозьями саней, лыжами, при лепке снежков, и т. п.

Скрип снега - это всего лишь шум от раздавливаемых кристалликов. Разумеется, человеческое ухо не может воспринять звук одной "сломанной" снежинки. Но миллиарды 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. 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.

Практическая часть

Почему же идёт снег?

Чтобы это узнать, мы стали проводить опыты.

Опыт №1. Испарение воды в мороз.

Мы с мамой повесили постиранное бельё на улицу. Оно замёрзло и покрылось корочкой льда. Значит, на морозе вода превращается в лёд. Через 7 дней бельё высохло, не осталось ни льда, ни воды.

Вывод: при низкой температуре вода превращается в лёд. Лёд, как и вода тоже испаряется. Когда испарившегося снега и льда наберётся много, выпадает снег.

Опыт №2. Свойства снега.

Я взял снег и стал его рассматривать.

1. Положил снег на стол, приложил к нему белый лист бумаги, сравнил, и я увидел, что снег белого цвета и не прозрачный.

2. Положил снег на ладошку - почувствовал, что он холодный, на улице легко сдул снег с ладошки, значит, снег рыхлый.

3. Набрал снег в стакан и поставили дома на кухне на стол, через 35 минут увидел в стакане уже не снег, а воду. В тепле снег быстро тает.

Вывод: снег белого цвета, непрозрачный, рыхлый и холодный, а в тепле быстро тает.

Опыт №3. Что такое иней.

Я взял металлический ключ и стал на него дуть. Ключ стал покрываться инеем. Чем дольше я на него дул, тем слой инея становился всё толще, а сам иней − все пушистее. Потом я провёл варежкой по ключ. Увидел, что иней посыпался вниз. Я удивился, а что это сыплется − иней или снег? Получается, что снег и иней − одно и то же. Только есть разница в том, что снежинки − это пар, который замерз в облаках, а иней − это пар, который замерз на стекле, железе, ветках.

Вывод: иней − это пар, который замерз на стекле, железе, ветках деревьев и других предметах. А то, что осаждается на проводах, на ветках кустов и деревьев, на траве, называется изморозь.

Изучение формы снежинок.

Снежинки - одно из самых красивых, сложных и абсолютно уникальных творений природы. Как они образуются, из чего состоят?

Разработана даже специальная международная классификация, в которой снежинки объединяются в десять классов: это звёздочки, пластинки, столбики, иглы, град и другие. Размеры снежинок могут быть от маленькой точки до 7 миллиметров.(см. - Приложение №1)

Почему бывают снежные узоры на окнах?

Почему же в мороз появляются рисунки на оконном стекле? С одной стороны, сами кристаллики имеют свою структуру, которая определяет рисунок. Кроме того, царапины на поверхности стекла, частички пыли, воздушные потоки помогают "Деду Морозу" создавать красивые узоры на окнах.

Опыт 4. Исследование чистоты снега.

Я задумался и решил узнать, можно ли есть снег (вместо воды, когда очень хочется пить), выпавший на землю (ведь он такой белый, а значит должен быть чистым)? Достаточно ли он чистый для этого? Где наиболее чистый снег?

Я взял чистую баночку, нагреб снег из сугроба возле дома. Когда он растаял, я увидел, что вода в баночке достаточно чистая. Далее процедила эту воду через марлю, сложенную в 4 слоя.

Вывод: На марле осталась грязь. Ее было немного.

Я взял снег с того же места 3 дня спустя.

Вывод: Вода была намного грязнее. На поверхности банки плавал даже какой-то жир, щепочки и волосы. Думаю, что волосы животных, т. е собак.

Я сделал вывод, что снег вообще нельзя есть никакой!

Заключение

В процессе работы над данной темой я выяснил, что :

• Снег − это вид атмосферных осадков, выпадающих на земную поверхность, состоящий из мелких кристаллов льда. При низкой температуре вода превращается в лёд. Лёд, как и вода тоже испаряется.

• Снег белого цвета, непрозрачный, рыхлый и холодный, в тёплую погоду хорошо лепится, а в тепле быстро тает.

• Иней − это пар, который замерз на стекле, железе, ветках деревьев и других предметах. Но иней никогда не образуется на тонких ветвистых предметах, это − изморозь.

• Снег - накопитель загрязняющих веществ, поэтому нельзя облизывать сосульки, пить талую воду, есть снег.

• Родство снега и льда определено их общими физическими свойствами (гипотеза подтверждена).

А также познакомился с различными источниками информации, восполнил свои знания, приобрёл полезный опыт исследовательской деятельности.

Практическая значимость работы

Результаты исследования мне мама помогла оформить в виде презентации (PowerРoint) , я выступлю перед своими одноклассниками - первоклассниками на уроке окружающего мира. Думаю, что данный материал вполне можно использовать на уроках окружающего мира.

К работе есть приложения, которые также можно использовать на уроках окружающего мира и на уроках литературного чтения:

Приложение №1 - Формы снежинок.

Приложение №2 - Сказка «Почему снег белый».

Приложение №3 - Пословицы, поговорки, приметы о снеге и метели. Загадки про снег. Стихи о снеге и снежинках.

Литература

1. Савенков А.И. Методика исследовательского обучения младших школьников. - Самара: Учебная литература, 2006.

2. Современный толковый словарь. (Под ред.С.А.Кузнецова) - М.: Радерз Дайджест, 2004.

3. Популярная детская энциклопедия: Всё обо всём. (Под ред. А.Ликум), т. 3,4,5 - М., 1995.

4. Жиренко О.Е., Гайдина Л.И., Кочергина А.В Учим русский с

увлечением: Формирование орфографической грамотности: 1-4 классы -

М.: 2005, с.40.

5. Дитрих А., Юрмин Г., Кожурникова Р. Почемучка. - М.: Педагогика -

ПРЕСС, 1993.

ьно, снежок кажется идеально белым только в ярких лучах солнца. Даже тогда Вы будете видеть в разных местах голубоватые и сизоватые оттенки. А при отсутствии солнца вообще начнет отливать синим. Тени, отбрасываемые на снежное покрывало, никогда не будут насыщенно-серыми или идеально черными. Их цвет можно назвать прозрачно-голубым, скорее.

Оставьте след на свежем покрывале и присмотритесь к нему. Края - чуть желтоватые, бока приобрели зеленоватый оттенок. Куда делся нейтральный цвет? Почему так происходит?

Если предмет поглощает луч солнца полностью, он воспринимается человеческим глазом как черный. Снежная мушка же не имеет такой плотности. Кристаллики льда отражают солнечные лучи. Поэтому девственный покров имеет белый цвет. А при ярком солнце отраженный свет настолько ярок, что мы вынуждены щурить глаза.

Снежок - это вода, молекулы которой поглощают кванты красного спектра. Теряются также желтые и оранжевые составляющие света. Через мушки-кристаллы проходят только фиолетовые и синевато-зеленые лучи. То есть, все холодные оттенки спектра. Притоптанный снежочек становится плотнее. Соответственно, он уже может часть лучей поглотить, а часть - пропустить через себя. Поэтому человеческий глаз видит различные оттенки. Чем глубже будет яма в снегу, тем ближе будет снег к жидкому состоянию, тем темнее будут холодные цвета.

В различных источниках описаны случаи выпадения цветного снега. Такое, действительно, может быть. Допустим, перед снегопадом в воздухе находилось много цветной пыли. Кристаллики льда, падая с небес, будут цепляться за эти красочные частички, слепляться вокруг них. Девственные мушки приобретут оттенок этой пыли.

И, напоследок, предлагаем Вам самим создать цветной снегопад. Красить его кисточкой не нужно. Насыпьте в стакан или ведерко (объем емкости может быть любым) пищевой краситель. Не жалейте. Налейте кипящей воды и сразу выплесните на улицу. Жидкость моментально кристаллизуется, превращаясь в цветной снежок. Правда, столбик термометра должен находиться ниже отметки в минус двадцать.