Кажется, нет ничего невесомее крохотных снежинок: упадет на руку - и не почувствуешь. Тонкая “сетка” словно висит в воздухе, а они все падают, падают - сотни, миллионы, миллиарды... За несколько часов огромные пространства покрываются пушистым “одеялом”. В снегопад редко задумываешься о природе снега, еще реже - снежинок. (Поскорее бы домой - в тепло!) А оказывается - это сложная структура из сцепленных друг с другом кристалликов льда. Вариантов “сборки” снежинок множество - до сих пор не удалось найти двух одинаковых...
Хрустальная снежинка парила в небесах.
Летят подруги рядом - не страшно в облаках.
Одна она - снежинка, а миллионы - снег,
И с высоты небесной - стремительный разбег.
Полет приятен в небе, но скоро на земле
В сугробы превратятся на радость детворе!..
Хрустальная снежинка - когда она одна!
Олег ЕСИН
Тайна рождения
Как же обычная вода, замерзая, образует такое множество симметричных кружевных форм? Чтобы понять, почему снежинки выглядят так красиво, познакомимся с историей жизни одного снежного кристалла.
В тучах всегда имеются ледяные или инородные пылинки. Они-то и служат основой крошечного ядра снежинки. Молекулы водяного пара, хаотично перемещаясь, охлаждаются и, теряя скорость, “жаждут приземлиться”. А тут пылинка! Благодаря кристалликам она обрастает узорами и превращается из “гадкого утенка в красивого лебедя” - хрустальную снежинку.
Нарушители законов
Каждая снежинка уникальна. Еще в XVII веке философ и математик Р.Декарт писал, что эти создания похожи на розочки, лилии, колесики с шестью зубцами. Особенно его поражала расположенная в центре снежинки “крошечная белая точка, точно это был след ножки циркуля, которым пользовались, чтобы очертить ее окружность”. Великий астроном И.Кеплер объяснял форму снежинок волей Божьей... Как бы там ни было - разве это не чудо?! Настоящее волшебство!
Волшебство волшебством, но как же получается такое многообразие снежинок? Оказывается, в одних условиях “льдинки” усиленно растут вдоль оси, образуя вытянутые столбики и иглы, в других - предпочитают разрастаться перпендикулярно оси, являя в итоге пластинки или звездочки. Вроде бы все просто и понятно.
И все же есть одна загадка - тайна строения снежинок. Согласно физическим законам, там, где царит строгий порядок, - нет места хаосу. И наоборот. И только при рождении этих созданий порядок и хаос как-то сосуществуют вместе.
Известно, что твердое тело должно находиться либо в виде кристалла (атомы упорядочены), либо в аморфном состоянии (образуют случайную сетку). Снежинки же нарушают все законы: имеют решетку, где атомы кислорода (а позже молекулы воды) выстроены строго по местам, как солдаты в строю, а атомы водорода - хаотично. Но, присоединяясь к атомам кислорода, водородные “бродяги” образуют ровные грани, и... рождаются правильные шестиугольные призмы.
Юные снежинки никогда не бывают пятиугольными или семиугольными. Каждый раз не перестаю восхищаться удивительной математической точностью, с которой природа создает свои шедевры. Восхитительно! Ювелиры просто отдыхают...
Однако рано или поздно снежинки начинают набирать вес: к каждой грани и бугорку притягиваются новые молекулы воды - возникают неровности. При путешествии в облаках снежинки быстро растут: из грани появляется один толстый луч, из бугорков - ответвления. Если все шесть граней находятся в одинаковых условиях, образуются лучики-“близнецы”.
Воздушный вальс
Когда снежинки вырастают и им, многочисленным “детям облаков”, становится тесно в отчем доме, они со “смелым любопытством” решают испытать судьбу - отправиться в воздушное путешествие до земли, которое лишь условно можно назвать падением. Красочно описал полет снежинки К.Бальмонт: “Под ветром веющим дрожит, взметается, на нем, лелеющем, светло качается”.
Потоки воздуха подхватывают легкие “пушинки”, сносят в сторону, поднимают вверх, кружат в вихре танца - “снежинки, как смешинки, танцуют на лету...” А они - “легкие, крылатые, как ночные бабочки”, знай себе веселятся и поют на лету песенку А.Твардовского:
Мы белые снежинки,
Летим, летим, летим.
Дорожки и тропинки
Мы все запорошим.
Покружимся над садом
В холодный день зимы
И тихо сядем рядом
С такими же, как мы.
Танцуем над полями,
Ведем свой хоровод.
Куда, не знаем сами,
Нас ветер понесет.
И на первый взгляд может показаться, что “...Все им нипочем! - В легких платьях с кружевцем, с голеньким плечом...” А вот это не совсем так!
Теряя форму
Порхающих в воздухе снежинок подстерегают опасности. Попав в более теплые “края”, они могут растаять, превратившись в дождинки или крупу. Кроме того, их враг - испарение, особенно на ветру и при низкой влажности воздуха. Чем мельче снежинка, тем быстрее она тает: сглаживаются острые кончики, исчезают кружевные выпуклости. И чем дольше она падает, тем больше округляется.
При безветрии снежинки сцепляются друг с другом в огромные хлопья - кружащиеся “блюдца”. А бывает, во время сильных морозов (ниже -30°С) ледяные кристаллики “перемерзают”, сильный ветер безжалостно ломает их хрупкие лучики или они разламываются и крошатся, сталкиваясь друг с другом, и падают на землю в виде “алмазной пыли” - очень пушистого снега из тоненьких ледяных иголочек.
Лишь малая часть “принцесс воздушного бала” долетает до земли без приключений - целыми и невредимыми. Однако и их подружки, изменившиеся до неузнаваемости, - тоже снежинки, хотя и несимметричные. А мнение, будто они должны обязательно быть шестиугольными звездочками, ошибочно. Только что родившиеся - да, а вот “умудренные опытом”, познавшие тепло, ветер и воду, теряют былую красоту. Их формы уже не столь изящны и правильны, но все равно весьма разнообразны.
Целая наука
Трудно классифицировать явление, не имеющее повторений в природе. Все снежинки разные, и их разделение - во многом вопрос личных предпочтений. Долгое время ученые не могли сфотографировать снежинку под микроскопом.
Впервые это умудрился сделать в 1885 году американец У.Бентли по прозвищу “Снежинка”. За 46 лет он создал коллекцию из более 5 тысяч уникальных снимков, доказав, что не существует ни одной пары абсолютно одинаковых снежинок. Их изучение превратилось в науку, и в 1951 году Международная комиссия по снегу и льду приняла классификацию кристаллов льда, включающую семь основных типов снежинок и три вида обледенелых осадков (мелкая снежная крупка, ледяная крупка и град).
Впрочем, пора снежинкам самим представиться - столько раз мы упомянули об их волшебности и неповторимости.
Давайте знакомиться!
Я - снежинка-пушинка, прекрасное и удивительное создание природы. Недаром мне посвящены замечательные стихи. Вот послушайте, как обо мне написал К.Бальмонт: “Светло-пушистая, снежинка белая, какая чистая, какая смелая!” Это про меня! Но я не одна. Нас очень-очень много.
Самые красивые - тоненькие (всего 0,1 мм толщиной) звездчатые кристаллы, или дендриты (я тоже к этой группе отношусь). Наше древовидное, ажурное, ветвящееся тело (диаметр 5 мм и больше) состоит из шести симметричных основных веток и множества ответвлений - кому как нравится.
Самые ближайшие наши родственники - сестрички пластинки. Они плоские и тонкие, как мы. Однако они уступают нам в красоте: множество ледяных ребер делят лопасти их тела на сектора - тоже ничего, но нет такого изящества, как у нас!
И пусть нас мало, но мы с сестрами шедевры. Именно мы - пластинчатые снежинки - притягиваем взгляд больше, чем другие типы снежинок. А самыми многочисленными из нашей родни являются столбики, или колонны. Это форма кристаллов в виде шестигранников и карандашей, с шапками, заостренные на концах...
Случается, столбики, залетая в вихре танца в зону с другой температурой, изменяют свою “ориентацию” - превращаются в пластинки. И их уже называют столбиками (или столбцами) с наконечниками.
Среди столбчатых кристаллов отдельные экземпляры-“акселераты” вырастают длинными и тонкими. Их величают иглами. Иногда внутри них сохраняются полости, а концы расщепляются на веточки.
Некоторые из нашей “плоской и столбчатой” родни решают пожить “семьями” - объемными структурами. Кстати, получаются очень интересные сложные создания - пространственные дендриты: кристаллики, срастаясь вместе, сохраняют индивидуальность - каждая веточка расположена в своей плоскости.
На долю “снежинок-балеринок” выпадает немало бед: в тепле или на сильном ветру они теряют веточки, разламываются. Обычно таких “калек” много в сыром снеге. Это кристаллы неправильной формы.
Разноцветный снег
То, что снег не чисто-белый, а слегка с голубизной, известно давно. Проделайте в нем отверстие около метра. Свет в толще снега возле края ямки будет казаться желтоватым, глубже - желтовато-зеленым, голубовато-зеленоватым и, наконец, ярко-синим. Отсвет неба здесь ни при чем. И в пасмурную погоду, и при использовании картонной трубки - ничего не изменится. Отчего же возникает синева?
Лед снежинок прозрачен, и солнечный свет, отражаясь и рассеиваясь на их многочисленных гранях, теряет красные и желтые лучи, сохраняя лишь голубовато-зеленые, голубые или ярко-синие - в зависимости от толщины кристалла. Но когда снежинок много, создается впечатление белой массы.
В разных районах - “свой” снег, особой формы и цвета. В арктических регионах можно увидеть розовый или красный снег - такой цвет он обретает из-за водорослей, живущих между кристаллами. Известны случаи, когда падал голубой, зеленый, серый и даже черный снег (видимо, из-за копоти и промышленных загрязнений атмосферы).
Он стареет, как и мы
Но вернемся лучше к свежему рыхлому снегу в виде звездочек, игл, столбиков... Мириады снежинок не похожи на песчинки: как живые существа, оказавшись вместе, они тут же начинают активно взаимодействовать: испаряются, сглаживаются их острые углы. Избыток пара переходит в твердое (или жидкое) состояние. В центре снежинок нарастает лед. Исчезают мелкие кристаллы, большие укрупняются, теряя свою уникальность. Возникают ледяные мостики. Воздуха в снежном “домике” все меньше, снег уплотняется, твердеет, превращаясь в слежавшийся, затем в уплотненный и, наконец, в фирн - плотный крупнозернистый снег из спрессованных ледяных зерен.
Эти процессы наблюдаются в любом “долгоиграющем” снежном покрове. Они ускоряются оттепелями, на них влияют ветры. А если снежинки упали в виде крупинок, образовав уже плотный снег, то его “старение” ускоряется...
“Снег кружится, снег ложится - снег! Снег! Снег!..” Свежему снегу в морозный день всегда сопутствует веселый хруст под ногами. И это не что иное, как звук ломающихся кристаллов. Мы не можем воспринять звук одной сломанной снежинки, но мириады раздавленных кристалликов создают вполне явственный скрип.
Попробуйте поймать эту хрупкую небесную красавицу на варежку и рассмотреть, как следует. Вы и сами убедитесь, что это волшебство, настоящее чудо! И поразитесь ее великолепием!
Цифры и факты:
- Больше половины населения земного шара никогда не видело настоящего снега.
- В 1 м3 снега находится 350 миллионов снежинок, а по всей Земле - 10 в 24 степени. Вес снежинки составляет всего около 1 мг, редко - 2-3 мг. Тем не менее, объединившись, миллиарды почти невесомых снежинок могут даже повлиять на скорость вращения Земли. Кстати, к концу зимы масса снежного покрова на планете достигает 13 500 миллиардов тонн.
- Немецким метеорологам удалось подсчитать, что ежегодно на Германию падает несколько септильонов (число с 24 нулями) снежинок, среди которых нет даже двух одинаковых.
- Диаметр большинства снежинок - около 5 мм. Хотя бывают и исключения. 30 апреля 1944 года в Москве выпал удивительный снег - снежинки размером с ладонь, напоминающие перья страуса. Официально зарегистрированная “рекордсменка” имела окружность 12 см.
- Оказывается, белый цвет снегу придает... воздух (95 процентов). Рыхлый и пушистый снег насыщен воздушными пузырьками, от стенок которых отражается свет. Наличие воздуха обусловливает также очень низкую плотность снежинок и снега и медленную скорость их падения (0,9 км/ч).
- Японский ученый Н.Укитиро называл снег “письмом с небес, написанным тайными иероглифами”. Он первым создал классификацию снежинок. Его именем назван единственный в мире музей снежинок на острове Хоккайдо.
Однажды было сказано, что в каждой капле дождя отражается весь мир. В каждой снежинке предстают перед нами красота и гармония природы. Вот и мы решили поближе познакомить детей с красивой и удивительной естественнонаучной областью - кристаллографией, вспоминая ту пору, когда будучи сами детьми, мы любовались причудливыми резными и кружевными кристалликами на варежках.
Этой зимой в лагере Нанокэмп мы с детьми будем отлавливать, фотографировать, изучать и самостоятельно выращивать снежинки и другие кристаллы!
Надеемся, что наши эксперименты по выращиванию снежинок в лаборатории будут столь же успешны и мы сможем сделать видеоролики их раста. Ниже приводятся ролики с покадровой съемкой роста кристалла снежинки в течение 70 минут, выполненные професором Либбрехтом .
Даже невооруженным взглядом рассматривая снежинки, можно заметить, что ни одна из них не повторяет другую. Предполагается, что в одном кубическом метре снега находится 350 миллионов снежинок, каждая из которых уникальна. Не бывает пятиугольный или семиугольных снежинок, все они имеют строго шестиугольную форму (хотя советских художников заставляли рисовать на плакатах пятиконечные снежинки). Полные идеальной гармонии конструкции снежных кристаллов уже на протяжении многих лет вызывают интерес людей.
Одним из первых, кто обратил внимание на снежинку, был Иоганн Кеплер , известный астроном и открыватель законов движения планет.
В 1611 году исследователь выпустил свой трактат «Новогодний дар. О шестиугольной снежинке», в котором, правда, объяснил форму кристаллов волей Божьей. Это исследование можно считать первым в истории трудом по изучению кристаллов снега. Кеплер задумался, почему кристаллы всегда имеют форму правильного шестиугольника. Он объяснил этот феномен плотным расположением сфер, формирующих гексагональну структуру кристалла.
Кеплер впервые заинтересовался и природой симметрии снежинок, но объяснить ее не смог. Прошло 300 лет, прежде чем ученые смогли дать ответ на поставленный Кеплером вопрос. Это стало возможным благодаря открытию рентгенокристаллографии.
Перехватил эстафетную ледяную палочку (хотя, в нашем случае, это, скорее всего, была именно снежинка) Рене Декарт, философ и математик. Именно он первый подробно описал форму снежных кристаллов - настолько хорошо, насколько это можно было сделать без помощи микроскопа. В своих трудах он писал, что снежинки похожи на розочки, лилии и колесики с шестью зубцами. Его подробные записки, датированные 1635 годом, содержали описания редких форм снежинок - 12-угольных и столбикообразных. Особенно математика поразила найденная им в середине снежинки «крошечная белая точка, точно это был след ножки циркуля, которым пользовались, чтобы очертить ее окружность».
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.
В 1665 году Роберт Хук выпустил огромный том под названием «Микрография». Работа включала изображение всего, что автор мог увидеть благодаря крупнейшему изобретения того времени - микроскопу. В этом альбоме были многочисленные фото снежинок, на которых четко видна абсолютная симметрия и правильная форма снежных кристаллов. Это открытие изменило тогдашние представления о снежинках.
Следующим был Уилсон Бентли (1865-1931) - американский фермер, который занимался фотографированием снежных кристаллов. В его коллекции 5000 снимков, из которых более 2000 были опубликованы в 1931 году в его известной монографии «Снежные кристаллы». Книга издается дополнительными тиражами по сей день.
Трейлер к 60 минутному фильму У. Бентли "Снежинки в движении".
Укичиро Накайя называл снег "письмом с небес, написанным тайными иероглифами". Он стал первым ученым, сумевшим создать систематическое учение о снежных кристаллах. Оно стало огромным прорывом в понимании природы снега.
Накайя, по специальности физик-ядерщик, в 1932 году был назначен на должность профессора на Хоккайдо - северном острове Японии. Проводить ядерные исследования на новом месте возможности не было, зато внимание ученого привлекли снежинки - благо, в «подопытном материале» на холодном Хоккайдо недостатка не было.
В отличие от Бентли, японец фотографировал и изучал все попавшиеся кристаллы, включая не очень красивые и несимметричные. Благодаря настойчивому труду и научному подходу к работе Накайя сумел составить детальный каталог типов снежинок.
Настоящим научным триумфом Накайя стало выращивание искусственных снежинок в заданных условиях. Это позволило определить закономерности между формой снежных кристаллов и средой их формирования.
Итогом нескольких лет работы ученого стала работа «Снежные кристаллы: естественные и искусственные». Впервые изданная в 1954 году, книга выходит и в наши дни. В ней раскрыто увлекательное научное исследование, которое началось практически из ничего, а закончилось внимательным изучением и детальной классификацией снежинок - впечатляющего природного феномена.
Кристаллография в настоящее время активно развивается в связи с потребностями электроники и физики твердого тела — в частности, свойства полупроводников, использующихся в наших повседневных электронных приборах, в значительной мере зависят от характеристик используемых в них кристаллов.
Очередной шаг в изучении свойств наиболее известных природных кристаллов — снежинок — сделан профессором физики Кеннетом Либбрехтом (Kenneth Libbrecht) из Калифорнийского технологического института. В лаборатории профессора Либбрехта снежинки выращиваются искусственно. «Я пытаюсь выяснить динамику формирования кристаллов на молекулярном уровне, — комментирует профессор. — Это непростая задача, и ледяные кристаллы скрывают множество секретов».
Снежинка — сложная симметричная структура, состоящая из кристалликов льда, собранных вместе. Вариантов «сборки» множество — до сих пор не удалось найти среди снежинок двух одинаковых. Исследования, проведенные в лаборатории Либбрехта, подтверждают этот факт — кристаллические структуры можно вырастить искусственно или наблюдать в природе. Существует даже классификация снежинок, но, несмотря на общие законы построения, снежинки все равно будут чуть-чуть отличаться друг от друга даже в случае относительно простых структур.
Для изучения характеристик снежинок профессор Либбрехт с 2001 года начал делать фотографии образовавшихся естественным образом снежинок и проводить их сравнительную классификацию. Структура и внешний вид снежинок, как выяснилось, зависят от того, где именно их наблюдали. По мнению Либбрехта, самые красивые и сложные по структуре снежинки выпадают там, где климат суровее — к примеру, на Аляске, а вот в Нью-Йорке, где климат мягче, структуры снежных кристалликов гораздо проще.
Видимо, ученый никогда не бывал в России, тогда бы он со стопроцентной уверенностью заявил, что прекраснее русских снежинок быть не может.
Классификация снежинок по схожему типу:
Призмы — бывают, как 6-угольные пластинки, так и тонкие столбики с 6-угольным сечением. У призм крошечные размеры, их почти не видно невооруженным глазом. Грани призмы, очень часто украшают различные сложные узоры.
Иглы
— тонкие и длинные снежные кристаллы, они образуются при температуре примерно -5 градусов.
При рассмотрении они похожи на маленькие светлые волоски.
Дендриты — или древоподобные, имеют ярко выраженные разветвляющиеся тонкие лучи. Чаще это крупные кристаллы, их можно увидеть невооруженным глазом. Максимальный размер дендрита может достигать 30 см в диаметре.
12-лучевые снежинки — иногда столбики с наконечниками формируются с поворотом пластинок относительно друг друга на 30 градусов. Когда из каждой пластинки вырастают лучи, получается кристалл с 12 лучами.
Двойные пластинки — у данного типа, столбики с наконечниками имеют короткую вертикальную часть. Пластинки растут очень быстро, от водяных паров одна из низ заслоняет вторую и в результате вырастает более крупной по размеру.
Полые столбики — внутри столбиков с шестиугольным сечением, бывает образуются полости. Интересно, что форма полостей симметрична относительно центра кристалла. Необходимо большое увеличение, чтобы рассмотреть полочти в маленьких снежинках.
Папоротникообразные дендриты — этот тип один из самых крупных. Ветки звездчатых дендритов вырастают тонкими и очень частыми, в итоге снежинка начинает быть похожей на папоротник.
Пространственные кристаллы — бывает так, что из микроскопической капли начинает расти несколько снежных кристаллов в различных направлениях. И после они могут приобрести сложную форму. Такие сращенные кристаллы могут распадаться на несколько простых снежинок.
Треугольные кристаллы — такие снежинки формируются при температуре около -2 градусов. На самом деле — это шестиугольные призмы, часть сторон которых значительно короче других. А вот на гранях таких могут вырасти лучи.
Столбики с наконечниками — такие снежинки редко можно увидеть. Кристаллы начинают расти в виде столбиков, но после ветер переносит их в зону с другими погодными условиями, и тогда на их концах начинают расти пластинки.
Звездоподобные снежинки — такие снежинки широко распространены. Это тонкие пластинчатые кристаллы, в виде звезд с шестью лучами. Чаще они украшены симметричными различными узорами. Такие снежинки появляются при —2 °С или при —15 °С.
Пластина с секторами — это звездообразная пластинчатая снежинка, но с особенно заметными рёбрами, которые указывают на углы между смежными гранями призмы.
Когда утихнет снегопад.. И звёзды вспыхнут в небесах
Пойдём мы за руку гулять.. Как много- много дней назад.
Мои воздушные мечты.. Хранят тебя, хранят меня..
Мой Милый, Снежный Ангел ТЫ.. А рядом Снежный Ангел я..
Сегодня удивительный день! Кружившаяся в воздухе снежинка,
совершенно неожиданно, обернулась Белым Ангелочком..
Сегодня ДЕНЬ СНЕЖНОГО АНГЕЛА! Я превращу тебя в Принцессу
и буду танцевать с тобой Снежный Вальс..
У тебя будет прекрасное настроение и все, что тебе предстоит сбудется..
А печали останутся в прошедшем, сказал Ангелочек.. Заиграла музыка
и мы закружились в вальсе..
Вместе с другими Снежинками Ангелочками!
И началась Сказка!
Когда северный ветер засыпает, свернувшись калачиком вокруг оси
Северного Полюса, ему на смену приходят южные полярные ветра..
А вместе с ветрами прилетают Снежные Ангелы, которые весь год создают новые, удивительные кружева снежинок
и вплетают них Сказки Полярной Ночи..
Алмазами украшен Мир..
Искрится лёгкий белый Снег,
А мы с тобой вдвоём парим,
И я сейчас Счастливей всех!
Не повторится никогда
Ночное небо декабря..
Смотри - горит твоя Звезда,
А рядом падает Моя..
Среди морозной пустоты
Слезинка превратится в лёд..
Двух Снежных Ангелов
черты Метель под утро заметёт..
Снежные Ангелы особенно
радуются, когда встречают
Влюбленных они тогда танцуют
вокруг них вместе со своими
Снежинками! Снежный Ангел
улыбнулся, бросил перьев горсть на город.. Снежный Ангел улыбнулся и покрасил небо Белым.. Крыльями Луны коснулся,
Млечный путь засыпал мелом..
Снежный Ангел улыбнулся! Стало Ярче и Светлее.
Снежный Ангел улыбнулся, притомившись смежил очи..
Город в Белый Снег уткнулся и заснул средь белой ночи..
Давайте все сегодня станем хоть чуточку Влюблёнными, и станцуем
вместе с ними! Снежные Ангелы это такие Специальные Ангелы,
которые следят, чтобы зимой был Снег. Долгое время работы у них
было немного, потому что Снег и сам выпадал, как полагается.. 
Но мир изменился, и наступило Глобальное потепление..
Снег от этого не то чтобы исчез, но стал ложиться неравномерно
там выпадет.. тут растает.. Все это лишь сказки и фантазии,
но так хочется во что-то такое верить..
верить в светлое, сказочное, завораживающее..
Хочется стать снова маленьким ребенком и верить в Чудеса.
Пускай и вас посетят сегодня Снежные Ангелы и окутают
вас Теплом Нежных и Пушистых Снежинок..
Дорогие читатели, здравствуйте! У нас новый, ну очень занимательный проект. Все из нас ловили маленькие падающие с неба белые парашютики на варежки или в тёплые ладошки, а иногда и прямо в рот! А вот откуда берутся эти узорные кристаллики льда, и знаете ли вы, какие бывают снежинки?
План урока:
Как появляются снежинки?
Существуют снежинки в природе благодаря водяному пару. Из скопления воды летом выпадает дождь, а вот зимой холодный воздух замораживает маленькие капельки воды и в результате идёт снег.
Как получается это хрупкое чудо? Начало каждой узорной кристаллинки даёт её серединка – ядро, которым может стать любая пылинка из тучи. Эта пылинка по мере перемещения через облака обрастает прозрачными ледяными кристалликами, которые придают ей определённую форму. Постепенно кристалликов приклеивается столько много, что вес пылинки заставляет её опускаться на землю.
Если внимательно рассматривать узоры падающих с неба снежинок, можно без труда заметить, что ни одна из них не похожа на другую.
Интересные факты! Обычная снежинка весит около 1 миллиграмма, редко 2 или 3. А вот самые большуханские выпали в 1944 году в Москве. Их и снежинками-то не назовёшь. Размером с ладошку они больше были похожи на пёрышки страуса.
Почему снежинки разные?
Вопросом о том, почему ледяные кристаллы падают с неба разной формы, всегда был интересен для учёных. Первым, кто задумался об их структуре, был немецкий астроном Кеплер. Он удивлялся, почему с неба не падает пятиугольных или семиугольных снежинок.
Французский математик Декарт впервые сделал подробное описание, как могут выглядеть ледяные кристаллы, и разделил их на группы. В его работах упомянуты редкие формы.
Когда изобрели микроскоп, физик из Англии Гук опубликовал графические изображения снежинок, показав все уникальные замысловатые узоры чуда природы.
Российскому фотографу Сигсону удалось даже сделать фото около двухсот самых разных снежинок. Но настоящим снежным пионером фотографии стал американец Бентли, который за свою жизнь сделал 5000 снимков, из них 2500 вошли в книгу «Снежные кристаллы».
Физик из Японии Накайя научился растить снежинки в лаборатории. Он их поэтически называл письмами с небес.
В результате работы учёных из разных стран стало понятно, что
- в природе не существует другой формы снежинок, кроме шестиугольной,
- вид зависит от того, в какой среде рождается ледяной кристаллик,
- среди факторов, влияющих на форму, – температура воздуха и влажность,
- самые простые узоры появляются при не очень влажном воздухе,
- чем выше процент влажности и температура воздуха, тем сложнее и красивее получается снежинка.
- угол между лучами может быть либо 60, либо 120 градусов.
Интересные факты! Падающая на воду снежинка создаёт высокий звук. Человек его, конечно, не слышит, а вот, как говорят учёные, рыбам такой шум крайне неприятен.
Теперь вы знаете, откуда берутся снежинки и почему они отличаются. Все ледяные кристаллики условно подразделили на семь простых групп и дали им условные названия.
Пластинка
Самая простая из всех, тонкая и плоская. У неё много рёбер, которые делят кристалл на части.
Столбик
Такие снежинки, напоминающие полый шестигранный карандаш, — самые распространённые из всех форм. Он могут быть на концах тупые или заострённые.
Столбик с наконечником
Этот вид получается, если обычный столбик попадает в определённые условия, при которых кристалл изменяет направление своего роста и постепенно на концах превращается в пластинку. Например, такое происходит при перемещении в другую температурную зону под воздействием ветра.
Игла
Это разновидность столбчатой снежинки, которая выросла тонкой и длинной. Бывает, что внутри у них полость, но иногда на концах они раскрываются в виде веточек.
Звёзды
У этого экземпляра красивый ветвящийся силуэт, которым мы любим восхищаться. В нём есть шесть абсолютно симметричных основных лучиков и много разных ответвлений. Размером они около 5 миллиметров и обычно плоские.
Пространственные дендриты
Удивительные узорчатые кристаллы получаются объёмными за счёт соединения разных других видов.
Неправильные снежинки
Да, есть и такая группа, куда входят повреждённые представительницы, которые на пути к нам повредили свои веточки или совсем разломились на части. Такие покалеченные снежинки получаются обычно при сильном ветре, их много в сыром снеге.
Помните, мы говорили о том, что разные формы получаются при разных условиях? Так вот,
- звёзды обычно получаются при температуре до -5 градусов,
- а вот иглы – от -5 до -10,
- для сложных дендритов должна быть температура не менее -10 и не ниже -20 градусов,
- а вот пластинки и столбики разных размеров образуются даже при воздухе в -35.
Интересные факты! Подсчитано, что половина жителей Земли никогда не видела снежинок. Но у них есть шанс приехать на север или посетить единственный в мире музей снежинок в Японии на острове Хоккайдо.
Вот такой интересный проект у нас сегодня получился. Заглядывайте к нам почаще, в мире ещё много интересного, про что можно рассказать!
Кстати, о многом интересном мы уже беседовали. Например, о том, . мы познакомились с зимними народными приметами, а узнали больше о шаровой молнии.
Евгения Климкович.
