Моу таборинская средняя общеобразовательная школа Исследовательский проект «Чудо природы снежинка»

2012 г.

Оглавление

стр.
Введение……………………………………………………. 3

Глава 1 Чудо природы – снежинка.…………………….. 5

1. 
   Тайна рождения снежинок……………………… 5
   
2. 
   Почему все снежинки разные? ................................. 7
   
3. 
   Внешний вид снега, его свойства и значение……. 8
   

Глава 2 Начальный этап исследования ……………….. 10

2.1. Что мы знаем о снежинках………………………….10

2.2. Экспериментальная и практическая работа …… 14

Глава 3 Заключительный этап исследования ………… 15

Заключение ………………………………………………... 18

Приложения

«Согласно легенде снежинки появились,

восставшие ангелы в момент

падения теряли свои

белоснежные крылья.»

Мифы и легенды
Введение

Он сыплет с неба мелкой крупкой, летает вокруг фонарей огромными пушистыми хлопьями, стоит столбом в лунном свете ледяными иглами. Казалось бы, ерунда, какая! Всего-то замерзшая вода. Тогда почему снежинки всегда разной формы? Почему у них всегда шесть лучей? Почему они симметричные? Уже на протяжении многих лет снежные красавицы вызывают интерес людей. Снежинки изучаются, разглядываются, фотографируются, зарисовываются, выращиваются учеными.

Я выбрала эту тему для исследования потому, что мне хотелось ближе узнать особенности окружающего нас мира, заглянуть в этот мир и разгадать его тайны. Мне всегда было интересно, почему с наступлением холодов в воздухе кружатся легкие пушистые снежинки, откуда они берутся в небе, почему все снежинки разные и т. д.

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 получить снежинку в домашних условиях? Можно ли её сфотографировать?
  

Я выдвинула следующую гипотезу:
Я предполагаю, что все снежинки шестиугольные, имеют разную форму, их невозможно получить в домашних условиях, но можно сфотографировать.

Задачи исследования:

• 
  Выработать гипотезу;
  
• 
  Собрать и проанализировать информацию по    теме;
  
• 
  Провести опыты, наблюдения;
  
• 
  Рассказать ребятам о своих открытиях.
  

В работе были использованы следующие методы:

• 
  изучены статьи следующих пособий и справочников:
  

«Большая книга знаний», журнал «Наука и жизнь», электронная детская энциклопедия «Почемучки», интернет.

• 
  проведена анкета среди учащихся 1-4 классов.
  
• 
  наблюдение за снежинками
  

Практическая значимость моего исследования заключается в систематизации знаний по данной теме, в использовании материала на уроках окружающего мира, внеклассной работе; обогащении словарного запаса.
Глава 1. Чудо природы – снежинка.

1. 
   Тайна рождения снежинок.
   

Раньше думали, что снег - это замерзшие капельки воды. Тайна рождения снежинок была разгадана совсем не так давно. Снег никогда не родится из капелек воды. Капельки воды могут стать градинками, комочками непрозрачного льда, который иногда идет летом вместе с дождем.

Когда капельки воды в облаке соприкасаются с мельчайшими частичками — они замерзают, превращаясь в ледяные кристаллы, и начинают падать.

Пролетая через облако, кристаллы могут проходить через воздух, который содержит охлажденные капельки. Такие капельки «пристраиваются» по бокам ледяных кристаллов, и там замерзают, образуя снежинки.

Все снежинки имеют шестиугольную форму. Молекулы воды, перемещаются, проходят через облака, и вместе с температурой теряют скорость. А так как молекула воды состоит из трех частиц – двух атомов водорода и одного атома кислорода, то она образовывает шестиугольную фигуру.

Передвигаясь вверх и вниз в облаке, снежинка попадает в условия с разной температурой. Ее форма меняется, и снежинки становятся разными. Путь до земли у каждой свой, а значит, у каждой своя окончательная форма. Так в 1944 году в Москве выпали хлопья снега размером до 10см.

Международная комиссия по снегу и льду в 1951 году приняла классификацию кристаллов льда: пластинки, звездчатые кристаллы, столбцы или колонны, иглы, пространственные дендриты, столбцы с наконечниками и неправильные формы. И еще три вида обледенелых осадков: мелкая снежная крупка, ледяная крупка и град.

В холодных зонах кристаллы растут очень быстро и увеличиваются в длину. В теплых зонах “иголки” почти не удлиняются, зато начинают расти вширь. Поэтому в зависимости от погодных условий, в разных местах выпадает “свой” снег. В Прибалтике и в центральных областях России часто идет снег в виде крупных, иногда мохнатых хлопьев. А вот почему же снег белый? Он белый потому что, что грани снежинки, являющиеся отражают свет. Но в некоторых частях планеты выпадал цветной снег: синий, зеленый, красный и даже черный? Это связано с присутствием в воздухе, где образуются снежинки, определенного грибка или пыли.

А знаете ли вы, что одна снежинка весит около миллиграмма? А миллиарды невесомых снежинок могут повлиять даже на скорость вращения земли. Снег скрипит, потому что раздавливаются кристаллики. И в языке эскимосов для наименования снега существует больше 20 слов. А в якутском языке около 70.

В 1550 году архиепископ Олаф Магнус из шведского города Упсала первым наблюдал снежинки невооруженным глазом и зарисовал. Астроном Иоганн Кеплер в 1611 году написал целый трактат «О шестиугольных снежинках». Рене Декарт классифицировал геометрическую форму снежинок. В 1665 году Роберт Гук с помощью микроскопа наблюдал снежинки. Первую удачную фотографию снежинки под микроскопом сделал в 1885 году американский фермер Уилсон Бентли. Японский ученый Накая Укитиро первым создал классификацию снежинок. Именем Накая назван единственный в мире музей снежинок, расположенный на острове Хоккайдо.

С 2001г в лаборатории профессора физики Кеннета Либбрехта снежинки выращиваются искусственно. Масару Эмото японский учёный тоже проводит эксперименты по выращиванию снежинок. В своей лаборатории он доказал, что вода способна передавать человеческие мысли и эмоции.

Ученые создали даже новую науку — гляциометеорологию. Так как изучение свойств снега — не детская забава. Знания о природе снега и снежных облаков очень важны при исследовании климатических изменений.

Искусство выращивания ледяных кристаллов доступно не каждому и поэтому символ снежинки используется в предметах быта и украшениях. Новогодние костюмы, игрушки, открытки, календари, марки.

Изучив литературу, я узнала, как устроены снежинки. Но все ли они одинаковые? Возможно, ли получить снежинку в домашних условиях и сфотографировать?

1.2. Почему все снежинки разные?
Сначала все зародыши снежинок похожи на крошечные шестиугольные призмы. Потом из шести углов призмы начинают расти совершенно одинаковые ледяные иголочки – боковые отростки. Одинаковые иголочки потому, что температура и влажность вокруг зародыша тоже одинаковые. На них в свою очередь вырастают, как на дереве, боковые отростки-веточки.

Передвигаясь вверх и вниз в облаке, снежинка попадает в условия с разной температурой и содержанием водяного пара. Её форма меняется. Так снежинки становятся разными. Хотя в одном облаке на одной высоте они могут «зародиться» одинаковыми. Но путь до земли у каждой свой, а значит у каждой своя окончательная форма. Падают снежинки со скоростью примерно 15 метров в минуту. Они почти не связаны между собой, и даже небольшой ветер 2 метра в секунду приводит их в движение. В воздухе форма снежинок непрерывно меняется.

Почему в сильный мороз снежинки однообразные, неинтересные, в виде узкой, ничем неукрашенной пластинки, а в более тёплую погоду снежинки мохнатые, опушенные бахромой?

Для красивого снега необходим хороший мороз – приблизительно пара десятков градусов ниже нуля и влажный воздух. Он позволяет снежинкам расти уверенно, до самой земли сохраняя остроту лучей и граней.

Снежинки долго кружатся в воздухе, поднимаясь и опускаясь, долго путешествуют, сталкиваются и сцепляются друг с другом. Малейший ветерок разрывает такие хлопья на отдельные части. Размеры снежинок зависят от высоты облачного покрова. Чем большее расстояние успевает пролететь снежинка от облака до земли, тем крупнее она будет.

В Москве самые большие снежинки падали весной 1944 года – они были размером с ладонь взрослого человека. Необходимое условие для такого чуда – полнейшее безветрие.

Нарисовать снежинку очень сложно. И, если вы, ребята, захотите нарисовать или вырезать снежинку, то помните, что у неё обязательно должно быть шесть лучиков.
Снежинки падают на землю. Их настолько много, что они образуют огромные сугробы. Выпадение снега – так мы называем это явление природы. А каково его значение?

3. 
   Внешний вид снега, его свойства и значение.
   

Снег — непрозрачный, рыхлый, сыпучий, плавает в воде, под действием тепла превращается в воду. В снегу приятно барахтаться. Когда лыжник на большой скорости падает в снег, ему не больно. Потому, что снег – это множество снежинок, между которыми находится воздух, почти как огромная перина. Снег – белый. Кто ж поспорит с тем, что снег белый?!

Конечно, белый...обычно. Но в арктических и горных регионах, ему случается быть розовым, красным, голубым и даже чёрным из-за подкрашивания организмами, бактериями и грибками, живущими между кристаллами, а также пылью, содержащиеся в воздухе и поглощаемой снежинками, когда те опускаются на земную поверхность.

Один такой случай был описан Чарльзом Дарвином. Во время одной своей экспедиции он заметил, что копыта мулов покрывались красными пятнами, после того как они прошлись по выпавшему снегу. Покраснение снега было вызвано присутствием пыльцы красного цвета, которая находится в воздухе, когда начал падать снег.

Снег имеет белый цвет по той же причине, по какой кажется белым толчёное стекло и вообще всякие измельчённые прозрачные вещества. Растолките лед в ступке или наскребите его ножом — и у вас получится порошок белого цвета. Цвет этот обусловлен тем, что лучи света, проникая в мелкие кусочки прозрачного льда, не проходят сквозь них, а отражаются внутрь на границах льдинок и воздуха. Поверхность же, беспорядочно рассеивающая во все стороны, падающие на неё лучи, воспринимается глазом как белая.

Значит, причина белого цвета снега — его раздробленность. Если промежуток между снежинками заполнить водой, снег утрачивает белый цвет и становится прозрачным.

Такой опыт нетрудно проделать: если вы насыплете снега в банку и нальете туда воды, снег на ваших глазах, из белого сделается бесцветным, прозрачным.

Одно из очень важных для человека свойств снега – это то, что он скользкий. Санный путь и быстр, и легок, и удобен. Чтобы скользить по снегу – передвигаться на санях, надо затратить в 10 раз меньше энергии, чем для передвижения на колесах.

Снег скользкий потому, что при давлении и трении полозьев саней или лыж поверхностные частички снежного покрова тают, появляющаяся при этом пленка воды служит как бы смазкой. Поэтому «скользкость» зависит от температуры снега и от скорости перемещения.

Ещё одно свойство снега - скрипучесть. Снег скрипит только в мороз – чем крепче мороз, тем громче скрип. Скрип снега – не что иное, как шум от раздавливаемых мельчайших кристалликов снега. В отдельности каждый из них так мал, что, ломаясь, издает звук, недоступный человеческому уху. При сдавливании снег издаёт звук, напоминающий скрип (хруст). Этот звук возникает при ходьбе по снегу, надавливании на свежий снег полозьями саней, лыжами, при лепке снежков. Основной причиной скрипа (хруста) снега считается именно ломание кристалликов.

В снегу между отдельными снежинками имеются большие промежутки, которые заполнены воздухом. Воздух между снежинками плохо проводит холод и тепло и не дает теплу уйти от земли. Вот почему снежное «одеяло» может защищать корни растений от морозов.

Наблюдение № 1. Раскопаем снег лопаткой. Мы видим маленькие ростки травы. В снегу зимуют и прячутся от холода многие животные: мышь, медведь, бурундук, ёж, тетерев, глухарь, рябчик. Что делают рыбаки на реке зимой? Ловят рыбу. Почему все живое не замерзает подо льдом? Оказывается, подо льдом плюсовая температура. Снег нужен растениям, корням, семенам, он не греет, но сохраняет тепло.

Вывод: снег сохраняет тепло, а, значит, имеют огромное значение для жизни растений и животных.

Это же свойство снега используют эскимосы строя из него себе жилище — иглу. В сильные морозы звери спасаются в снегу от морозов (собаки, волки). Даже птицы (тетерева, куропатки) закапываются в снег от холодов. На севере, на Чукотке, охотники, застигнутые метелью, когда до дома далеко, ложатся в снег с собаками вместе, и их заносит снегом. После метели они выбираются из снега живыми.

Вода в реке закрыта снежно-ледовым покрывалом, надежно защищает воду от замерзания, а растения, рыбу и других животных от гибели.

Свойства снега оказывают большое влияние на жизнь животных и растений зимой. Некоторые свойства снега животные организмы приспособились использовать: цвет, непрозрачность, рыхлость. Для этого некоторым из них приходится на зиму изменяться или вести иной, чем летом, образ жизни.

Зная, как изменяются живые организмы зимой, мы можем предположить их зимний образ жизни. «Снега надует — хлеба прибудет, вода разольётся — сена наберётся», — говорят в народе. Так оно и есть. Снег прикроет луга и поля. Под мягким снежным одеялом не страшен мороз озимым хлебам в поле и многолетним травам на лугу. А весной снег, растаяв, увлажнит почву, и растения будут хорошо расти. Уродится много хлеба, и вырастет на покосах высокая сочная трава. Чтобы снега на полях задерживалось больше, колхозники ещё с осени расставляют по лугам и полям рядами щиты, которые хорошо задерживают снег. Около них ветер наметает большие снежные сугробы. Снег – это зимние развлечения для людей.

Наблюдение №2. Игра в снежки, строительство снежных городков, крепостей, катание на лыжах, санках, коньках - зимние развлечения людей.

На Руси катались на ледянках. Готовились ледяные круги, в них вырубали место для сиденья. Туда клали солому, сено. В передней части ледянки делали отверстие для веревочки. Снизу ледянку тщательно выравнивали. На таких ледянках и катались наши прабабушки и прадедушки. Изо льда мастера делают настоящие произведения искусства: ледяные кареты, дворцы, замки.

Вывод: снег имеет огромное значение в жизни человека.

Глава 2. Начальный этап исследования

2.1. Что мы знаем о снежинках
Проведена анкета «Что мы знаем о снежинках» среди учащихся 4 класса.

Цель: выяснить знают ли ученики, как устроены снежинки.
Анкета содержала следующие вопросы:
1.Какие чувства вызывает снежинка?

2.Из чего состоит снежинка?

3.Все ли снежинки одинаковые?

4.Можно ли сфотографировать снежинку?

5.Можно ли получить снежинку в домашних условиях?

6.Почему снежинка шестиугольная?



14


6




Нет 9

Да 11


нет 12

не знаю 5

да 3



не знаю 10

можно 4

нельзя 6



Вывод: знания о снежинках не составляют 100%.

2.2. Экспериментальная и практическая работа
Все снежинки шестиугольные, имеют разную форму, их невозможно получить в домашних условиях, но можно сфотографировать.

Чтобы ответить на все свои вопросы, решено было провести опыты.

Опыт№1.

Все ли снежинки одинаковые? (приложение №1)

Когда с неба стали опускаться снежные красавицы я взяла увеличительное стекло, блокнот с ручкой и зарисовала снежинки. Мне удалось зарисовать три разные снежинки. А это значит, что снежинки разные.
Опыт №2.

Получи снежинку дома, (приложение№2)

Мне понадобились: чашка, вода, морозильная камера.

Налила воду в чашку, поставила в морозильную камеру, через 3 часа достала чашку и посмотрела. Вода превратилась в лед. Опыт не удался.

Вывод: вода никогда не превратиться в снежинки.
Опыт №3.

Сфотографируй снежинку и убедись, что у неё 6 углов (приложение №3)
Оборудование: цифровой фотоаппарат, черный чулок.

В снегопад я натянула чёрный чулок на деревянную доску, подождала, когда снежинки упадут на материю, навела фотоаппарат и сфотографировала.

Опыт получился. Он очень прост в исполнении. Когда фотографии вывели через компьютер, стало очевидно, что у неё 6 углов.

Не всегда можно сфотографировать снежинку, но сделать своими руками её может каждый. Например, у нас в классе тоже есть свои снежинки. Их мы сделали на уроках трудового обучения: бумажные, из солёного теста, из бисера, из ниток. (приложение №4)

Можно создавать снежинки в графическом редакторе, (приложение №5)

На уроках изобразительного искусства мы рисуем снежные хороводы. (приложение№6)

Глава 3. Заключительный этап исследования
Вот, что мы узнали о снежинках.

Снежинки – это удивительное, красивое и загадочное явление природы, которые образуются из водяных паров.



Снежинка – пушинка, кристаллик снега.

С. И. Ожегов.

• 
  Высоко в облаках при сильном морозе пар превращается в кристаллики шестиугольной формы.
  
• 
  Передвигаясь вверх и вниз в облаке, снежинка попадает в условия с разной температурой и содержанием водяного пара.
  
• 
  В воздухе форма снежинок непрерывно меняется.
  

В исследовании мне помогали друзья, одноклассники и учитель. Мы узнали много нового и интересного. По окончании работы я задала ребятам те же вопросы из анкеты.
Из чего состоят снежинки


Все ли снежинки одинаковые?


Можно ли сфотографировать снежинку?




нет 12

не знаю 5

да 3

Можно ли получить снежинку в домашних условиях?




можно 0

не знаю 0

нельзя 20


Почему снежинка шестиугольная?


Уровень знаний о снежинках, у ребят повысился, значит свою работу я проводила не зря!
Заключение:

Я узнала много нового и интересного о том, как устроены снежинки.

Ответила на все поставленные вопросы. Я провела опыты и смогла доказать, что снежинки нельзя получить в домашних условиях, потому что это не просто замёрзшие капли воды. Ведь для того, чтобы снежинка родилась, нужны специальные лаборатории, где поддерживается нужная температура, создаётся движение воздуха, присутствуют мелкие пылевые частички. К сожалению, такое оборудование доступно только ученым. Но снежинки можно рассмотреть через увеличительное стекло и убедиться, что они разные, все шестиугольные, зарисовать в снегопад, сфотографировать.

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

Приложение №1
Все ли снежинки одинаковые?

Рисунки снежинок.



Приложение № 2
Опыт №2.




Приложение №3
Опыт №3.









Приложение №4





Приложение№5



Приложение№6

Список литературы

1. 
   Интернет – сайты
   
2. 
   Журнал «Человек без границ», М-2006г, под ред. Ольги Наумовой
   
3. 
   Журнал «Наука и жизнь», М-2004г, под ред.И.К Лаговского
   
4. 
   Электронная детская энциклопедия «Почемучки», 2009г