Исследовательский проект «Почему снег белый?»

Марина Шкерина
Исследовательский проект «Почему снег белый?»

Проект выполнен совместно с ребёнком.

Введение

Наступила зима. На улице стало холодно. Белым пушистым одеялом покрылась вся земля, все деревья. Падают белые снежинки, ложатся на землю, на крыши домов, на деревья, на людей. Снежинки похожи на белые звёздочки. Они тихо падают на землю.

Я очень люблю разглядывать снежинки. Они очень красивые. Будто кружевные, все разные. Иногда они слипаются вместе и большими хлопьями падают на землю. Иногда холодный ветер ломает белые звёздочки, превращая их в мелкую снежную пыль, и тогда их разглядеть очень трудно.

Публикация «Исследовательский проект „Почему снег белый?“» размещена в разделах

• Зима. Проекты и тематические недели на тему «Зима»
• Исследовательская деятельность
• Проекты. Проектная деятельность
• Снег и лед. Свойства, наблюдения, эксперименты со снегом
• Темочки

Однажды утром я проснулась и выглянула в окно. Я увидела, что все вокруг: земля, деревья, крыши домов, стало белым. Это выпал первый снег. Я задумалась: «А почему снег белый?» И я решила исследовать эту проблему.

Данная проблема позволила сформулировать тему исследования: «Почему снег белый?»

Определившись с темой, поставила перед собой цель: изучение и проведение опытов для ответа на вопрос «Почему снег белый?»

Для достижения поставленной цели нужно решить следующие задачи:

1. Изучить литературу, которая рассказывает о снеге.

2. Доказать экспериментальным путем «Почему снег белый?»

3. Обобщить полученные знания.

Объект исследования: снег.

Предмет исследования: состав снега

Гипотеза: предположим, что белый цвет снега связан с отражением света.

Методы исследования:

1. Изучение литературы по теме

2. Наблюдение за объектом исследования

3. Проведение опытов

4. Анализ результатов и выводы по проведенному исследованию

Глава I. Теоретическое обоснование экспериментальной работы.

1.1 Что такое снег?

Что такое снег? Это много, очень много красивых снежинок; они падают и падают с высоты на землю, на деревья, на крыши домов – чистые, хрупкие, сверкающие. И вот он выпал – этот удивительный снег. Улегся «великолепными коврами», белой пеленой укрыл землю. Выпавший снег засыпал все ямы, канавы, сравнял бугорки – полностью преобразил равнину. Еще больше преобразился лес. Снег рассыпался белыми клоками по ветвям деревьев, прикрыл белым одеялом упавшие на землю листья и сучья, улегся высокими сугробами в кустарниках. Внимательному глазу он открыл многие тайны лесной жизни – все, что произошло, отпечаталось на снежном покрове, оставило на снегу следы.

Значение слова «снег» я нашла в «Современном толковом словаре». Снег – это твёрдые атмосферные осадки, состоящие из мелких кристалликов льда, выпадающие из облаков при температуре ниже 0С. 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.

1.2 Откуда берутся снежинки?

Снежинка - это замороженный кристалл воды, имеющий форму шестилучевого многогранника.

Водяной пар поднимается высоко над землей. Вверху очень холодно, и из него образуются льдинки – кристаллики. Они очень маленькие. Это ещё не снежинки. Падая вниз, кристаллики быстро увеличиваются. Это происходит потому, что в воздухе много водяного пара, который оседает на их поверхность и замерзает. Так льдинка-кристаллик становится красивой, нежной снежинкой.

Снежинок так много и все они разные — нет ни одной одинаковой.

Самая крупная когда-либо засвидетельствованная снежинка имела диаметр в 12 см. Обычно же снежинки имеют около 5 мм в диаметре при массе 0,004 г.

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.

При разной температуре образуются кристаллы различной формы

Самые красивые снежинки выпадают там, где климат суровее - к примеру, на севере.

В зависимости от погодных условий в разных местах выпадает «свой» снег.

Для формирования крупных хлопьев снежинок необходимо полнейшее безветрие, чем дольше снежинки путешествуют, тем больше сталкиваются и сцепляются между собой.

При низкой температуре и сильном ветре снежинки сталкиваются в воздухе, крошатся и падают на землю в виде обломков – «алмазной пыли».

1.3 Классификация снежинок.

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.

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.

Кристаллы неправильной формы — снежные кристаллы зачастую бывают маленькими, несимметричными и сросшимися друг с другом. Чтобы получились красивые симметричные кристаллы, нужно чтобы было удачное стечение многих погодных обстоятельств.

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.

Пулеобразные розетки — иногда при образовании кристаллов они могут срастаться и увеличиваться в случайных направлениях. Такие образования легко разламываются на отдельные кристаллы, похожие на пули. Отсюда и такое необычное название.

1.4 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 узнала, 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:

№1: 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.

Вывод по I Главе

1. Я узнала, что снег – это твёрдые атмосферные осадки, состоящие из мелких кристалликов льда.

2. Каждая снежинка – это совокупность маленьких льдинок.

3. Снег образуется из снежинок, а снежинки - из огромного количества кристаллов.

Глава II. Организация опытно – экспериментальной работы

по проблеме «Почему снег белый?»

Из своих наблюдений, изучая литературу, я узнала о том, что любая снежинка имеет форму шестиконечной звездочки. Вне зависимости от формы снежинок, они все белого цвета. И снег белый-белый, а если светит солнце, то он становится ослепительно белым. Почему? Снежинка состоит из кристалликов льда и воздуха, свет, попадая на лучики снежинки, отражается от них, рассеивается и воспринимается нами как белый. А когда на кристаллики попадает солнечный луч, то он отражается от него и слепит наши глаза.

Я решила провести опыты, чтобы доказать, что снег действительно белый.

2.1 Проведение опытов для ответа на вопрос «Почему снег белый?»

Как я проводила опыты

Опыт №1

Я положила снег на красный картон, сравнила его с белым листом бумаги. Вывод: Снег белого цвета.

Опыт №2

Я взяла прозрачный полиэтиленовый пакет. Нарезала его на мелкие кусочки. Каждый кусочек – это «снежинка». Сложила все кусочки в прозрачный стакан. Они расположились по-разному.

Результат: «снег» в стакане белого цвета.

Опыт №3

Налила воду в стакан и поставила в морозильную камеру. Вода превратилась в прозрачный лёд. Мама разбила лёд на мелкие кусочки. Он стал белым.

Заключение

Кусочки полиэтиленового пакета и кусочки льда по отдельности прозрачные. Свет проходит через них и не отражается. Когда кусочки пакета и лежат хаотично (по-разному, они отражают свет в разных направлениях.

Вывод

Снег белый, потому что каждая снежинка отражает свет в разные стороны. Научным языком – «свет рассеивается». От этого снег белый.