Что такое снег с точки зрения физики

Во все века жила, затаена,
Надежда – вскрыть все таинства природы.

Каждый учитель физики хорошо знает, что по-гречески “физика” – это “наука о природе”. Но, к сожалению, мы обычно изучаем физику чаще всего в отрыве от природных явлений. Для подтверждения и демонстрации физических законов мы очень редко обращаемся к природе, чаще – к специально придуманным опытам, а также к примерам, взятым из техники.
Предлагаю урок, который поможет показать детям, что природа – это гигантская физическая лаборатория, которая наглядно демонстрирует условность разделения физики на отдельные самостоятельные разделы.
Такой урок можно провести в любом классе, только изменив задания. Занятие лучше провести зимой. Можно в классе, можно и на улице. Обычно урок проводится как обобщающий, и цели его: 1) формирование способности пользоваться многими естественнонаучными понятиями, конструировать в своем сознании целостную картину мира, понимать различные взаимосвязи в природе; 2) обучение ребенка умению чувствовать себя счастливым. Человек появляется на свет, чтобы быть счастливым.
Итак, перед вами, дорогие читатели, урок, а может, и серия уроков, которые помогают ребенку формировать способность быть счастливым.

Тема: “Тайна снега”.

Звучит музыка и стихотворение С.Г. Острового.

А я все гладил снег рукой,
А он все звездами отсвечивал,
На свете нет тоски такой,
Которой снег бы не излечивал.

Он весь как музыка. Он – весть.
Его безудержность бескрайна.
Ах, этот снег. Не зря в нем есть
Всегда какая-нибудь тайна.

На доске тема не записана, ребятам предоставляется возможность самим сформулировать ее. Каждый записывает свою формулировку: только тогда она будет ему близка, а значит – дорога. Кто-то пишет “Снежинка”, другие – “Моя снежинка”, “Снег”, “Зима”, “Очарование снега” и т.д.

Ученики уже многое знают о снеге и снежинках, и поэтому важно, чтобы они объединили свои знания из разных наук (ученики 10,11 классов знают больше, и поэтому информация будет более полной, а значит, и урок более научным, но в целом останется таким же).

Ребята пишут о том, что они знают, следующим образом: Я счастлив, что…

• знаю о снеге (снежинке) . (ребята могут написать о строении, агрегатном состоянии вещества, свойствах, образовании, стихах, песнях, сказках и т.д.);
• умею . (ребята могут написать: составить задачи о снежинке, проделать опыты со снегом, изобразить снежинку, лепить из снега фигуры, кататься на лыжах по снегу, скользить по льду, изобразить в театре снежинку, вырезать снежинки из бумаги и т.д.);
• наблюдаю . (ребята могут написать: падение снежинки, таяние снега, виды снежинок, уплотнение снега и т.д.);
• рисую . (ребята могут написать: снег, снежинки, снежный городок, Снежную королеву и т.д.);
• особенное мое.

Ученики отмечают свои знания, умения и навыки, анализируют свои достижения. Создается ситуация успеха. Ученик сам понимает, в чем он силен, над чем ему еще надо работать, но самое главное, чувствует, что знания и красота есть сила, позволяющая человеку выстраивать счастье. Ученикам нравится пункт 5: здесь они указывает особенное свое: написал стихотворение о снеге, снежинке, нарисовал картину, играл в театре роль снежинки, сфотографировал снег, снежинку, проделал опыты, построил снежные фигуры, горку. Важно, что ребенок вдруг осознает, что все вокруг него, с чем он ежедневно встречается, изучает наука физика. Она становится ему близкой. Происходит познание окружающего мира. Ребенок чувствует себя счастливым.

Ответы зачитывают по очереди. Важно, чтобы каждый ученик имел возможность показать свои знания, почувствовать себя уверенным. Многие читают стихи о снеге (можно договориться с учителем литературы, чтобы он дал задание подобрать и выучить их). У каждого в душе свой снег, и ребята читают то стихотворение, которое наиболее созвучно им.

Сегодня новый вид окрестность приняла,
Как быстрым манием чудесного жезла;
Лазурью светлою горят небес вершины,
Блестящей скатертью подернулись долины,
И ярким бисером усеяны поля.
На празднике зимы красуется земля
И нас приветствует живительной улыбкой,
Здесь снег, как легкий пух, повис на ели гибкой.

Как все бело! Глаза не различат,
Как тут смешался с цветом сливы снег.
Где снег? Где цвет?
И только аромат
Укажет людям: слива или нет.
Оно-но Такамура.
Морозное дыхание метели
Еще свежо, но улеглась метель.
Белеет снега мшистая постель,
В сугробах стынут траурные ели.

На окне, серебряном от инея,
За ночь хризантемы расцвели,
В верхних стеклах – небо ярко-синее
И застреха в снеговой пыли.

Всходит солнце, бодрое от холода
Золотится отблеском окно.
Утро тихо, радостно и молодо.
Белым снегом все запорошено.

Под голубыми небесами
Великолепными коврами,
Блестя на солнце, снег лежит;
Прозрачный лес один чернеет,
И ель сквозь иней зеленеет,
И речка подо льдом блестит.

Когда выслушаны ответы каждого, учитель просит составить план, по нему ребята будут изучать снег. Каждый предлагает свои разделы, и в результате общих усилий получается план:

1. Определение.
2. Причины образования.
3. Состав, внутреннее строение.
4. Физические законы, по которым живет снежинка (снег).
5. Свойства снежинки, снега.
6. Опыты.
7. Применение.
8. Задачи со снегом (снежинкой).
9. Красота снега.

После этого все вместе рассматриваем каждый пункт, причем во многом это делают ребята сами или с помощью учителя.

И снег, и лед изучает одна и та же наука – гляциология. Об образовании снежинок из мелких ледяных кристалликов в облаках ученики знают из других уроков. А дальше можно объяснить, что во время очень сильных морозов ледяные кристаллики выпадают в виде “алмазной пыли” – на земле образуется слой очень пушистого снега, состоящего из тоненьких ледяных иголочек. Обычно же в процессе своего движения внутри ледяного облака ледяные кристаллы растут за счет непосредственного перехода водяного пара в твердую фазу. В зависимости от внешних условий ледяные шестигранники усиленно растут вдоль своей оси, и тогда образуются снежинки вытянутой формы – снежинки-столбики, снежинки-иглы. В других условиях шестигранники растут преимущественно в направлениях, перпендикулярных их оси, образуются снежинки в виде шестиугольных звездочек. (Здесь уместно показать кадры из диафильма “Твердые тела. Деформация тел”, рисунок из учебника физики 10 кл. Мякишева Г.Я. на стр. 193 и гексогональную кристаллическую решетку). При определенных условиях (без ветра) падающие снежинки сцепляются друг с другом, образуя огромные снежные хлопья, они могут достигать в диаметре более 10 см.

Падение снежинки происходит благодаря силе тяжести, действующей на нее со стороны Земли. Это падение нельзя назвать свободным, так как масса снежинки очень мала (около 10 -3 г), и потоки воздуха подхватывают ее, кружат, относят в сторону, поднимают вверх. Как у
С.Т. Аксакова “Падение снега”:

“Я всегда любил смотреть на тихое падение снега. Чтобы вполне насладиться этой картиной, я вышел в поле, и чудное зрелище представилось глазам моим: все безграничное пространство вокруг меня представляло снежный поток, будто небеса разверзлись, рассыпались снежным пухом и наполнили весь воздух движением и поразительной тишиной. ”

или у Ю. Куранова:

“Как опускаются на сугроб снежинки? Почти невидимо. Ты просто чувствуешь, что в воздухе снегопад. А снежинки, они садятся в сугробы как неприметные тончайшие звуки, возникшие прямо из воздуха. Над изгибами снежинки поют. И голоса их явственно слышатся, их задумчивое звучание.

Как будто музыка ложится на поля,
Идет в леса, стоит над хуторами,
Где русаки, ушами шевеля,
К утру теребят сено под стогами.

Как будто музыка стоит в березняках,
Кого-то ждет, кому-то сладко верит,
И в голубых сугробистых кустах
Внимают ей взволнованные звери.

Снегопад стеною закрывает дали, все ближние неслышные предметы. Зато слышно, как он сам шелестит и как стелется, стелется, стелется.

Зима в дремучий сон погружена,
Зима молчит, зима покою рада,
Когда звучит, как пенье, тишина,
В сиреневом круженье снегопада.”

Порхающую в воздухе снежинку подстерегают две опасности. Во-первых, она может растаять, оказавшись в более теплых воздушных слоях. Во-вторых, во время полета происходит постепенное испарение снежинки, усиливающееся в ветреную погоду и при уменьшении относительной влажности (здесь можно повторить процесс испарения и понятие относительной влажности). Чем мельче снежинка, тем быстрее она испаряется. Таким образом, выпадение снежинок из облака не обязательно заканчивается снегопадом: бывает, снежинки испаряются, не достигнув поверхности земли. В ветреную погоду (испарение сильнее) часто выпадают мелкие снежинки почти круглой формы – снежная крупа. В горах расстояние от облаков до земли значительно меньше, чем на равнинной местности. А чем меньше это расстояние, тем меньше (при прочих равных условиях) вероятность того, что снежинка растает или испарится. Именно поэтому в горных районах выпадает значительно больше снега.

Рассматривая состав и внутреннее строение снега, важно подчеркнуть, что молекулы воды, льда, снега и водяного пара одинаковы. В 8 классе хорошо вспомнить, что лед, как кристаллическое тело, имеет постоянную температуру плавления и кристаллизации, т.к. при переходе вещества из твердого состояния в жидкое подводимое тепло тратится на разрушение кристаллической решетки. Обязательно начертить график плавления и кристаллизации люда. Хорошо вспомнить формулы плавления и кристаллизации. В старших классах можно решить более сложные задачи на теплообмен с участием льда.

Интересной является работа по определению плотности снега. Ученикам на столы раздают снег, весы, разновесы, мензурки и просят определить плотность снега. Можно спросить: почему в справочнике есть плотность железа 7870 кг/м 3 и других веществ, а плотности снега нет. Оказывается, потому, что “снег снегу рознь”. Показываем только что выпавший снег и слежалый (можно определить их плотность). Сразу после выпадения в теплую погоду снег имеет плотность 30–60 кг/м 3 (пусть переведут в г/см 3 ). Плотность свежего снега, выпавшего во время метели, в несколько раз выше: 100–200 кг/м 3 . У слежавшегося снега плотность возрастает до 300 кг/м 3 , а у снега, подвергавшегося длительное время действию ветра, она достигает 400–500 кг/м 3 .

В зависимости от температуры, влажности воздуха, силы ветра существенно изменяются, наряду с плотностью, и другие свойства снега. Это хорошо знают лыжники, подбирающие в соответствии с погодой тот или иной тип мази для лыж. По мере уплотнения снега уменьшается его способность отражать свет (снег утрачивает свою первоначальную белизну), ухудшаются его теплоизоляционные свойства (снег начинает лучше проводить теплоту).

Почему снег плохо проводит теплоту (можно повторить и виды теплопередачи, особенно теплопроводность, хорошие и плохие проводники тепла)? Падающие в тихую погоду снежинки ложатся на холодную земную поверхность, возникает довольно рыхлая “постройка”, пронизанная воздушными промежутками. Рыхлость ее как раз и объясняет, почему так низка плотность свежевыпавшего снега и почему он так плохо проводит тепло: в таком снеге очень много воздуха.

Плохую теплопроводность снега использует природа, чтобы защитить зимой все живое от холода. Обратимся к литературе.

И. Соколов-Микитов “Снежные теплички”.

“Не желаете ли полюбоваться на снежные теплички? – глаза профессора-ботаника радостно смеются. Лежа на снегу, большим ботаническим ножом он осторожно вскрывает прозрачную ледяную пластинку, образовавшуюся над углублением в снегу, в котором виднелись живые зеленые побеги.
– Посмотрите, как ладно устроено. И прозрачное ледяное стекло, пропускающее живительные солнечные лучи, и мягкая теплая подстилка. Настоящий миниатюрный парничок, крошечная снежная тепличка.
Я опускаюсь рядом с профессором на снег. Под тончайшей хрустально-прозрачною коркою льда видно в снегу распустившее растение с пушистыми, свернутыми в трубку зелеными ростками. Термометр в снежной тепличке, показал положительную температуру”.

Ю. Качаев “Дом под колпаком”.

“Удобнее всех устроились муравьи. Каждый муравейник накрыт прочным ледяным куполом. Мороз сам позаботился о том, чтобы муравьям было тепло и уютно. Ночью дожди промочили лишь самый верхний слой муравейника, а утром заморозок выстроил над ним прозрачный ледяной колпак, на который можно стать ногами, и он только спружинит, но не сломается. А через несколько дней выпадет белый легкий снег и укроет муравейник шубой теплее заячьего меха”.

Интересно обсудить вопрос, почему снег задерживается на ветвях деревьев. Предлагается проделать опыт: насыпать песок на ветку дерева без листьев. Он на ней практически не задерживается и почти целиком просыпается вниз с ветки. А снег может накапливаться на голых ветвях, образуя подчас такие тяжелые шапки, что обламываются ветки. Снежные наросты на деревьях образуются при снегопаде в тихую погоду, когда температура воздуха близка к 0 о С. В этих условиях довольно интенсивно идут разнообразные процессы внутри снега: подтаивание и замерзание, испарение и кристаллизация. Именно они приводят к образованию связей между упавшими снежинками и поверхностью ветки, а также между самими снежинками. Первые снежинки подтаивают и примерзают к ветвям, образуя на них тонкую наледь. Следующие снежинки примерзают уже к этой наледи. Так постепенно на ветвях нарастают большие снежные шапки.

Хорошо представить, что вместе с писателем М.М. Пришвиным мы гуляем по лесу.

“Снежная пороша. В лесу очень тихо и так тепло, что только вот не тает. Деревья окружены снегом, ели повесили громадные тяжелые лапы, березы склонились, и некоторые даже согнулись макушками до самой земли и стали кружевными арками. Ель царствует со своей верхней мутовкой, а береза плачет. В лесной снежной тишине фигуры из снега стали так выразительны, что странно становится: “Отчего, думаешь, они ничего не скажут друг другу, разве только меня заметили и стесняются?” И когда полетел снег, то казалось, будто слышишь шепот снежинок, как разговор между странными фигурами. Снежинки (шестигранные звездочки), летящие с неба, падая на сучки, на ветки деревьев, обнимая каждый изгиб, засыпая каждую лапку, трудятся, чтобы все округлить. Выпала пороша. На охоте начал снимать лесные фигуры. Веточка тончайшими своими пальчиками держала большой пышный ком. В полдень фигуры начали падать, сшибать одна другую: деревья играли в снежки. ”

Говоря о свойствах снега, важно ответить на вопрос: почему свежевыпавший снег белый?

Яркий снег слепит глаза людей,
Белый снег, он серебра белей,
Он своей поспорит белизной
С мягкой ватой, с рисовой мукой.

Так писал о снеге китайский поэт Лю Дабай.

Свежевыпавший снег отражает более 90% падающих на него солнечных лучей. Для объяснения столь высокой отражающей способности снега надо обратиться к явлению полного внутреннего отражения света. Повторив это явление, хорошо ответить на вопросы: Почему снег со временем темнеет? Почему зимой холодно? Как слепить снежок с точки зрения физики?

При рассмотрении вопроса о механизме образования сосульки ребята повторяют явление поверхностного натяжения.

Большой интерес у ребят вызывают опыты со снегом:

• слепить прочный снежок и объяснить физику происходящих при этом процессов;
• изучение свойств снега;
• наблюдение превращений снега в воду;
• определение плотности снега;
• снежная лавина на нашем столе.

Интересны для ребят и демонстрационные опыты: 1) замерзание пресной воды и раствора соли; 2) снежное одеяло; 3) демонстрация явления режеляции.

Как же человек использует снег для решения различных практических задач?

1. Снегомелиорация. Снег на полях необходим, во-первых, как источник влаги и, во-вторых, как своеобразная шуба, защищающая от морозов посевы озимых культур, корневые системы многолетних трав, а также живые сообщества в почвенно-растительном слое. Снегомелиорация решает важные задачи: задержание снега на полях, обеспечение равномерного снежного покрова, предотвращение стока талых вод весной. В жизни это создание полезащитных лесных полос, а также механизированное снегозадержание (снегопахание) и уплотнение снега.

2. Снег как строительный материал. Он широко используется в холодных районах Земли, где большую часть года длится зима с устойчивым и толстым снежным покровом. Снег применяется как основа фундаментов различных построек, как материал для возведения стен, куполов, тех или иных строительных конструкций и, наконец, как среда, в которой прорывают траншеи, шахты, устраивают жилые и складские помещения.

С давних лет эскимосы Аляски строят свои жилища (иглу) из снежных кирпичей. Сегодня из плотных снежных блоков сооружают разнообразные постройки и даже ангары для вертолетов. Известно, что снег хорошо сопротивляется сжатию. Поэтому в “снежной архитектуре” широко применяют своды и купола – ведь составляющие их блоки всегда сжаты.

Отдельно следует сказать об использовании снега в качестве покрытия дорог и взлетно-посадочных полос. В Швеции, например, каждую зиму создают более 30 тысяч километров дешевых снежно-ледяных дорог. С помощью специальных виброуплотнителей доводят плотность снежного покрытия до 500 кг/м 3 .

Даже простое перечисление различных применений снега и льда в нашей жизни заняло бы много времени. Можно дать ученикам задание подготовить доклады о таких глобальных проблемах, как “Снег и климат”, “Ледники и обводнение пустынь”, “Развитие зимних видов спорта”, “Использование снега для контроля загрязненности атмосферы”.

На этом уроке детям предлагается решить “снежные или ледяные” задачи или лучше, если они сами составят их, сдадут заранее, и в классе появится сборник таких “снежных” задач.

В 7-м классе ребята придумывают задачи простые:

1) определить силу тяжести, действующую на снежинку, зная ее массу;

2) определить работу силы тяжести при падении снежинки с высоты 1 км и т.д.

В 8-м классе можно определить количество теплоты, которое требуется для того, чтобы растопить лед определенной массы.

Интерес у ребят вызывают задачи с необычной информацией. Например:

1. Общая площадь плавучих льдов вокруг Антарктиды равна примерно 20 млн.км 2 . В теплый период она сокращается до 2,5 млн.км 2 . Толщина плавучих льдов составляет в среднем 1,5 м. Определить, какое количество теплоты потребовалось для того , чтобы расплавить льды при 0 0 С.

2. Крупный айсберг плоской формы в заливе Мелвилл вблизи берегов Гренландии имеет длину более километра, ширину – 0,5 км, а высоту надводной части 20 м. Какова масса льда, содержащаяся в айсберге? Определить массу всего айсберга (надводной и подводной части).

Сообщаем, что в ледниках сосредоточено до 75% всех земных запасов пресной воды.

Чтобы ребенок почувствовал себя более счастливым, важно показать красоту снега. Любуясь снегом, мы обычно не задумываемся о том, насколько он прекрасен. Заснеженный лес, как правило, приглашает нас в сказку.

Снег и сказка. У них есть одна удивительная общая черта. И сказка, и снег говорят нам о чудесных превращениях. Золушка становится красавицей, великан – маленькой мышью, лягушка – Василисой Прекрасной. Выпал снег – и унылое черное поле превращается, как по волшебству, в великолепный белый ковер, сверкающий на солнце, преображаются лесные чащи, в белые одежды наряжаются ели. Да и сам снег! Что может быть более непостоянным, более изменчивым? Вот он есть – и вдруг, подобно сказочной Снегурочке, он исчезает, тает. Сейчас он белый и пышный, а завтра серый и мокрый. Или иначе – вчера он был пушистым и мягким, а теперь стал твердым и плотным. Полежит еще некоторое время – и превратится в лед. Он родился над землей в виде почти невесомых снежинок, но вот теперь прошло какое-то время – и он поплыл по реке льдинами, пополз с высоких гор ледниками, закачался на волнах океанов айсбергами.

Изменчивость снега (льда) почти таинственна. Она интересна для физиков и не менее привлекательна для поэтов и писателей, композиторов и художников. С.Г. Островой как-то сказал, что снег завораживает, притягивает к себе, подобно какому-то волшебному магниту.

Когда падают снежинки, у человека возникает ощущение радости и счастья, а еще, наверное, происходит очищение души.

Много произведений посвятил снегу М.М. Пришвин. “Как хорошо в предрассветный час полуодетому прямо с постели открыть дверь, выйти во тьму, захватить пригоршню пушистого, только что вылетевшего из облаков снега, потереть им лицо, шею и вернуться в теплый дом: какой у снега в этот утренний час бывает аромат”.

Красота снега вдохновляла и художников. Это видно на картинах А. Куинджи “Пятна лунного света в лесу. Зима”, “Солнечные пятна на инее”, “Зима. Пятна света на крышах хат”, “Закат в лесу”: В. Сурикова “Взятие снежного городка”, И. Грабаря “Февральская лазурь”, “Снежные сугробы”, “Белая зима”. (Хорошо показать эти картины).

И конечно, здорово, если прозвучит “музыка снега”, а в это время каждый изобразит свой зимний пейзаж на рисунке красками.

Содержание учебного материала и форма, в какой он преподносится учащимся, должны быть такими, чтобы у ребят сформировалось целостное видение мира и понимание места и роли человека в этом мире. Осмысление мира хорошо осуществить на основе обращения к диалектике симметрии и асимметрии, теория которой описана профессором Л.В. Тарасовым. Симметрия связана с сохранением, общим, закономерным. С асимметрией связаны изменение, частное, случайное.

С точки зрения симметрии снег, лед, все снежинки состоят из одинаковых молекул, обладают гексогональной решеткой, имеют общие свойства: цвет, температуру плавления, отражательную способность, низкую теплопроводность, – подчиняются общим законам: молекулы взаимодействуют друг с другом, на снег и снежинки действует сила тяжести, отражаются более 90% падающих солнечных лучей.

Можно предложить учащимся самим найти и другие доказательства симметрии.

С точки зрения асимметрии каждая снежинка уникальна. Вы никогда не найдете в природе двух одинаковых. Снег постоянно изменяется: меняется его плотность, он со временем темнеет, может исчезнуть. И опять можно предложить детям самим найти доказательства асимметрии.

Важно отметить, что именно сочетание симметрии и асимметрии определяет гармонию мира, его красоту.

Закончилась серия уроков о снеге. Главное, чтобы ребята увидели, что даже обычные природные явления, над которыми они не задумываются, имеют интересные физические объяснения. Может быть, раньше многие ученики не обращали внимания на снег, лед, снежинки. Слишком уж все это привычно. Теперь у них появится интерес к этому удивительному явлению природы. А главное, сам предмет физики станет казаться более увлекательным. В учебнике почти ничего нет о природе. И очень многие “скучные” явления, такие, как теплопроводность, свободное падение, плавление, полное внутреннее отражение, испарение, поверхностное натяжение, кристаллизация, режеляция, становятся более близкими, понятными, интересными, если они выступают как явления, объясняющие природу. Конечно, удобнее при изучении физики раскладывать явления природы по четырем привычным “полочкам” – механика, теплота. Электричество, оптика. Но Природе нет до этого дела. Она вокруг нас, а физика – только средство для изучения природы.

. Невозмутимый строй во всем,
Созвучье полное в природе.

В природе существуют такие явления, как роса, дождь, иней, снег. Они происходят в разные сезоны и из года в год повторяются благодаря круговороту воды. Как образуется иней, роса, снег и дождь, читайте в статье.

Образование росы

Водяной пар, содержащийся в воздухе, охлаждается. Его конденсат осаждается на поверхность земли каплями воды, это и есть роса. Почему образуется роса? Она возникает преимущественно в ночное время суток. Это происходит потому, что земная поверхность в это время охлаждается более интенсивно, так как солнце уже зашло. Его лучи не обогревают землю, и она остывает. Образуется конденсат – капельки воды, которые называются росой.

Как образуется роса? С точки зрения физики это объясняется так. Если температура воздуха разная, то количественный состав молекул воды тоже отличается. Это определение влажности. Когда температура понижается, влаги в воздухе становится меньше. Ее избытки конденсируются на поверхностях, которые холоднее воздуха. Так происходит образование росы.

Как образуется роса? Благоприятным условием для ее образования является ясное без облаков небо и наличие поверхностей, отдающих накопленное за световой день тепло, таких как листья деревьев и трава. Вот почему на них ранним утром человек видит капельки воды.

Образование росы по интенсивности различается. Это зависит от региона. В районах с тропическим климатом роса образуется чаще всего, так как воздух данной местности содержит водяной пар в больших количествах. Как образуется роса? Ее образование происходит тогда, кода воздух имеет положительную температуру. Только при таких условиях водяной пар может конденсироваться и превращаться в капельки воды. Как образуется роса, иней? Если температура воздуха будет отрицательной, пар мгновенно переходит в состояние твердого вещества, образуется иней. Это очень красивое явление природы, особенно если за ним наблюдать в лесу.

Что такое дождь в понимании древних людей?

Об этом удивительном явлении природы в далеком прошлом пели песни, слагали легенды. Древние люди называли дождь слезами, падающими с неба, силой жизни. А с другой стороны, дождь считали небесной карой, которая могла затопить весь мир. Человеку всегда было интересно, как образуется дождь, снег, роса. Самой распространенной и популярной на то время была теория, по которой образование дождя объяснялось божественным происхождением.

Образование дождя в природе

Как образуется роса, выяснили. А вот как дождь, давайте рассмотрим. Выпадение осадков в виде дождя происходит тогда, когда водяной пар поднимается нагретым воздухом вверх, до самых облаков, где температура воздуха отрицательная. Облака образуют тучи. Капли воды выпадают из них на землю. Дождь является составной частью очень важного природного процесса, который называется круговоротом воды.

В природе постоянно происходит испарение воды с разных поверхностей, которыми являются водоемы, растения или почва. В атмосферу попадает пар, который переносится мощными потоками теплого воздуха вверх, к облакам, из которых образуются тучи.

Как образуется роса, дождь? Роса возникает за счет разницы положительных температур. Образование дождя происходит по-другому. В облаках пар превращается в маленькие кристаллики льда. Вес пара за счет них повышается, и кристаллы начинают падать вниз, так как в облаках удерживаться не могут. При падении на их пути встречается снова теплый воздух, благодаря чему кристаллы преобразуются в капли воды и падают на земли, это и есть дождь.

У капелек воды одинаковая форма, но разные размеры. Дождевые капли круглые, диаметр самых маленьких достигает полмиллиметра, самых больших – шесть. Капли меньше самых маленьких по размеру называются моросью, а крупные, ударяясь о землю, разбиваются.

В разных регионах дожди имеют разную интенсивность. На ее степень оказывают влияние температурные факторы, влажность воздуха и то, с какой скоростью перемещаются потоки воздуха. Если климат характеризуется постоянными высокими температурами, прогревание земной поверхности происходит сильней и намного быстрей. За счет этого водяной пар поднимается вверх нагретым воздухом более мощного потока и быстрей по времени. Поэтому дожди в теплом климате интенсивней и чаще.

Что такое иней?

Он представляет собой слой очень тонкого льда, который покрывает земную поверхность, а также все предметы, расположенные на ней. Это происходит при условии, что температура воздуха будет минусовой. К благоприятным условиям появления инея относится ветер слабой мощности и отсутствие на небе облаков в большом количестве.

Образование инея

Этот процесс происходит тогда, когда между температурой воздуха и поверхностями, на которых появляется иней, имеется разница, даже если она совсем незначительная. Водяной пар тут же оседает, кристаллизуется и покрывает все поверхности. Причем вода фазу жидкого состояния пропускает, из газообразного переходит сразу в твердое.

С учетом законов физики образование инея объясняется так. Когда ночи становятся холодные, а температура воздуха опускается ниже точки замерзания воды, то вода кристаллизуется, то есть из нее получается лед. Так образуется иней.

Как образуется роса, иней, дождь? Обязательным условием для появления росы и дождя является наличие положительных температур воздуха, а для инея – отрицательных. Образование инея происходит на любых поверхностях, но на предметах с шероховатой поверхностью и низкой теплопроводностью, например на земле, деревьях, быстрее.

Этому процессу способствует слабый ветер, так как из-за перемещения воздуха приток жидкости увеличивается. Важно, чтобы не было сильного ветра, иначе воздух будет перемещаться слишком быстро, а это создает помехи в процессе образования инея, то есть процесс кристаллизации не успевает завершиться.

Кристаллики инея имеют разную форму, по которой определяют температуру окружающей среды, конечно, в общих чертах. Если кристаллы имеют форму игл с тупыми концами, значит, на улице сильный мороз. Кристаллы в виде призм с шестью углами оповещают, что сильного мороза нет. Если кристаллы инея появились при средней температуре зимнего дня, то их форма напоминает пластинки.

Что такое инеевые цветы?

Это форма инея, которая получила название из-за узоров, которые создает иней при оседании на поверхности. Узоры имеют форму листьев и цветов. Это происходит тогда, когда период с положительными температурами продолжается долгое время – осенью и характеризуется теплой почвой и резкими похолоданиями. Узоры вероятнее увидеть на почве, свободной от растительности и мусора. Значительно реже они появляются на поверхностях других предметов или объектов, например на льду озера. Это связано с температурой воды, которая в водоеме выше.

В воздухе жилого помещения имеются молекулы воды. В морозный период любые окна гораздо холоднее стен. Теплый воздух отдает свою влагу холодному окну, которая капельками воды оседает на его поверхность и остается там. В сильные морозы капельки воды кристаллизуются. На окне образуются разнообразные узоры, красота которых зависит от многих факторов, и прежде всего от структуры кристаллов. Также имеют значение направления воздушных потоков, царапины на поверхности стекла и мелкие частички пыли.

Интересный факт: никогда образование инея не происходит на ветках древесных и травянистых растений, а также на проводах. То, что осаждается на них, носит другое название.

Образование изморози

Она распространяется там, где не образуется иней, то есть на ветках деревьев, кустарников, на проводах и других тонких предметах, которые обладают способностью ветвиться. Ученые считают, что образование изморози является результатом замерзания пара, который содержится в воде.

Изморозь – это кристаллики льда, которые местом своего образования выбрали длинные тонкие предметы, а условиями образования – отрицательные температуры, слабый ветер, туман или густую дымку.

Образование снега

Выпадение снега происходит при температуре воздуха ниже двух градусов тепла, а его таяние — выше нуля градусов. Интересный факт: когда снег тает, в области его выпадения воздух становится холодней, то есть температура понижается. Процесс образования снега отличается простотой. Как образуется роса, иней, снег? Иней появляется в условиях положительных температур, а снег – отрицательных. В холодный период времени в облаках находятся замерзшие капли воды. Они имеют микроскопические размеры и притягиваются пылевыми частицами. Поскольку температура отрицательная, все это замерзает, происходит образование маленьких кристаллов льда, размеры которых не превышают десятой доли миллиметра. Масса кристаллов увеличивается во время падения за счет того, что конденсация пара не прекращается.

У образовавшихся кристаллов шесть концов. Между ними всегда правильные углы: шестьдесят или сто двадцать градусов. При падении кристаллы увеличиваются в размерах потому, что на их концах происходит образование новых кристалликов.

Это кристаллики льда различных видов, соединенные по несколько штук в структуру шестиугольной формы. У каждой снежинки всегда шесть сторон. Если температура низкая, происходит образование снежинок маленького размера и простой структуры. Если высокая — они формируются из множества кристаллов. Снежинки приобретают форму звезд, и их диаметр может достигать несколько единиц или десятков сантиметров.

Формы снежинок бывают разные, их насчитывается много. Но основными являются только девять. Это звезды, иглы и пластинки, столбики и запонки, пушинки, оледенелые и круповидные снежинки, ежи. Эти группы насчитывают около 50 видов, которые усложняют основную форму. Каждая крохотная снежинка на 95 процентов состоит из воздуха. Вот почему она очень медленно опускается на землю, скорость ее падения составляет 0,9 километра в час.

Что такое снег, как образуются снежинки? Почему снег скрипит под ногами

Снег — признак настоящей зимы. Он образуется при замерзании маленьких дождевых капель. Пушистый белый снег — настоящее чудо. Дети лепят из него снежных баб, играют им в снежки, а на северные народы строят из снега свои жилища. Толстый слой снега согревает землю. Он не подпускает к ней морозный воздух, и сохраняет в глубине почвы положительную температуру.

Что такое снег и как он образуется

Если говорить научным языком, то снег — это вид атмосферных осадков. Это означает, что снег падает с неба в виде замёрзшего дождя. Снег — холодный, белый и пушистый. Он состоит из отдельных снежинок, похожих на шестиконечные звёздочки. Интересно, а как образуется снег?

Первое условие для появления снега — это холод. Температура, при которой вода превращается в лёд — это 0ºC. Когда на улице становится холодно, вода в лужах и озёрах покрывается льдом (замерзает). В небе в это время замерзают дождевые тучи. Капли дождя в них превращаются в снег.

Второй способ образование снега по-научному называется испарение. Послушайте, как оно происходит. Если постирать бельё и повесить его на улицу зимой, мокрая простынь сначала замёрзнет и станет твёрдой. Через несколько дней простынь превратиться в мягкую сухую ткань. Что произошло? Сначала вода в простыне превратилась в лёд. Это произошло довольно быстро. Потом лёд стал испаряться: маленькие микроскопические льдинки отрывались от простыни и поднимались в небо. Эти льдинки были настолько маленькими, что глядя на сохнущую простынь, мы не заметили их полёта.

Почему идёт снег?

Много маленьких льдинок встречаются в небесной вышине. Там они собираются в снежную тучу. В туче снежинок настолько много, что они соединяются вместе по несколько штук. Из нескольких маленьких ледяных звёздочек получается большая снежинка, которая становится слишком тяжёлой и падает вниз. Так начинается снегопад.

Для того чтобы образовалась большая снежная туча, не достаточно одной мокрой простыни. Много малюсеньких льдинок поднимаются в небо от замёрзшего озера, лужи или реки. Там они собираются в большие снеговые тучи.

Ветер может перенести такую тучу далеко. Например, туда, где нет мороза. Благодаря ветру снег может пойти даже в тех местах, где озёра и реки ещё не замёрзли.

Как образуются снежинки?

Вы видели когда-нибудь снежинку под микроскопом? Она похожа на шестиконечную звезду. Каждый конец звёздочки состоит из белой ветки, на которой растут маленькие белые веточки.

Эти ветки по-научному называют кристаллами. Они пересекаются в середине снежной звёзды. Каждая снежинка начинает расти из центра — с того места, где снежные веточки пересекаются. Рост снежинки похож на рост дерева: из центра вырастает шесть стволов, на каждом из которых начинают расти ветви. Звёздочки могут иметь разные веточки (длинные или короткие, толстые или тонкие), но всегда в снежной звёздочке растёт только 6 больших веток.

Когда замерзает вода в реке или луже, получается лёд. Звёздочки во льду расположены плотно друг к другу. Когда замерзает туман или туча, звёздочки располагаются на некотором расстоянии друг от друга. Если звёздочек становится слишком много, они соединяются по несколько штук и падают вниз. Так снег высыпается из тучи и накрывает дороги, дома и поля. Падение снежинок взрослые называют снегопадом.

Почему снег скрипит под ногами?

Если на улице небольшой мороз (-2 или -3 ºС), то в выпавшем снеге есть много воды. Про такой снег говорят, что он «мокрый». Из мокрого снега легко лепить снежки и снежную бабу, строить «крепости».

Когда мороз становится сильнее (температура воздуха опускается до -5 или -10 ºC), снег замерзает сильнее и становится сухим. Из сухого снега не получается слепить снеговика, но зато он громко скрипит под ногами. Почему сухой снег скрипит?

Каждая снежинка похожа на маленькую звёздочку. Если мы наступаем на снег, веточки в ледяных снежинках ломаются. Так при разламывании многих снежинок образуется хруст и скрип.

Снег скрипит при любом надавливании:

• если на него наступили;
• проехали на лыжах;
• прокатились на санках.

Снег перестаёт скрипеть только тогда, когда становиться почти тепло (температура воздуха приближается к 0ºC). Или тогда, когда его сильно укатали (так происходит на горках, где снег укатывается и превращается в лёд).

Когда снег скрипит очень громко?

Снег может скрипеть громче или тише. Когда скрип снега становиться очень громким?

Это происходит при сильном морозе. Например, на крайнем севере при -50ºC хруст снега становится таким громким, что его слышно на соседней улице.

При потеплении, когда температура воздуха приближается к 0ºC, хруст исчезает совсем. Снежинки становятся мягкими, на их ледяных веточках появляются капли воды, которая не даёт ледяным звёздочкам скрипеть.

Это интересно

Ученые проводят любопытные эксперименты с замержшей водой. Оказывается, вода нас слышит и реагирует по разному на ласковые и грубые слова. Именно об этом следующее видео.

Что такое снег с точки зрения физики

Присутствующий всегда в атмосфере водяной пар постепенно поднимается и образует облака. В верхних слоях атмосферы очень холодно. Крохотные капли воды, находящиеся в облаках, притягиваются к частичкам пыли и замерзают. Образованные кристаллы льда сначала обладают крайне небольшими размерами — не более 1/10 мм в диаметре, причем имеют форму правильного шестиугольника.

На вершины этих кристалликов внутри облака впоследствии осаждаются новые кристаллы, причем это происходит непрерывно. Возникают более крупные и тяжелые образования — снежинки. Когда снежинка становится тяжелее, чем воздух, она падает на землю и в холодный период года не успевает растаять при полете. Именно поэтому идет снег.

Снежинки всегда имеют виды звезд с шестью лучами. Их формы бесконечно разнообразны. Невозможно найти две одинаковые снежинки. Однако углы между соседними их лучами всегда составляют 60°, что объясняется строением молекулы воды: кристалл льда имеет форму правильного шестиугольника. Самые распространенные формы кристаллов — пластинки, звездочки, иглы и столбцы с наконечником.

ЛЮБОПЫТНЫЕ ФАКТЫ

Самая большая снежинка была найдена в далеком 1887 г. в США в одном из городов штата Монтана. Ее диаметр составлял примерно 38 см, а вес — несколько граммов. Однажды в Швейцарии выпал черный снег, а в США — зеленый. На Южном полюсе Земли — в Антарктиде — встречается снег розового и фиолетового оттенков. Такой цвет снегу придают обитающие в нем микроорганизмы.

ЕСТЬ ЛИ СНЕГ НА ДРУГИХ НЕБЕСНЫХ ОБЪЕКТАХ?

Снег на Марсе существует (обычный и из сухого льда, то есть замерзшего углекислого газа). На спутнике Сатурна Титане снежный покров состоит из превратившегося в лед газа метана, а на спутнике Нептуна Тритоне снег представляет собой смесь нескольких замерзших газов. Космический зонд New Horizons в 2015 г. обнаружил на Плутоне участки с водяным льдом.

Атмосферные осадки: что это и как образуются. Роса, иней, дождь и снег как образуются с точки зрения физики

Мир вокруг нас удивителен. Погрязнув в рутине повседневной жизни, мы слишком редко замечаем это. Однако не знать, как образуются роса, иней, дождь и снег, просто стыдно, потому что ответ на этот вопрос знают даже школьники.

Как образуется роса с точки зрения физики?

Образование капелек воды по утрам на траве и растениях долгое время волновало ученых. Этим вопросом занимался еще Аристотель. Однако представления ученых об этом природном явлении вплоть до XVIII века было ошибочным. Рассматривая, как образуются роса, иней, дождь и снег, исследователи считали, что это происходит примерно одинаково. Однако современная наука говорит нам, что это далеко не так. Для того чтобы разобраться, как же образуется роса, нужно сначала узнать кое-что о воздухе. И эта важная деталь состоит в том, что в нем содержится некоторое количество влаги. Причем в теплом воздухе ее больше, чем в холодном. Поэтому летом мы и можем наблюдать на листочках растений и траве росу. Воздух соприкасается с холодной поверхностью, что приводит к конденсации некоторой доли содержащейся в нем влаги. Причем температура поверхности должна быть ниже определенной величины. Ее называют «точкой росы». Она зависит от давления и некоторых других параметров.

Роса или нет?

В домашних условиях можно провести, например, такой опыт. Необходимо налить воду в стакан или металлический сосуд. Затем нужно добавить туда лед. Однако роса образуется не сразу, а только тогда, когда сосуд остынет до определенной температуры. Точно так и в природе. Влажный воздух соприкасается с холодной поверхностью, что приводит к образованию капелек росы. Земля и тропинки остывают значительно меньше, чем растения, поэтому на них ее не найти. Но не все, что мы наблюдаем утром на листьях и траве, является росой. Основная часть влаги выделяется самими растениями. Этот процесс начинается днем для того, чтобы защитить растения от жарких солнечных лучей. В некоторых районах Земли росы выпадает настолько много, что ее используют для водопоя животных.

Это еще один вид осадков. На вопрос о том, как образуется иней, физика дает следующий ответ: в процессе десублимации газообразное вещество (в данном случае водяной пар) переходит в твердое состояние. Как мы уже говорили, в воздухе изначально присутствует влага. Деревья покрылись инеем вследствие того, что при оттепели происходит ее испарение, а потом, когда температура падает, все замерзает. Самым подходящим местом для образования красивых узоров является шероховатая поверхность с низкой проводимостью тепла, например, деревянная лавочка или открытая почва. Иней обычно появляется ночью, когда есть легкий ветерок. Он способствует тому, что влага во время испарения соприкасается с различными поверхностями. Чересчур ветреная погода, напротив, препятствует появлению иголочек инея.

Как образуется снег с точки зрения физики?

Без этого атмосферного осадка трудно представить зиму в средних широтах. Рассказывая, как образуются роса, иней, дождь и снег, нужно понимать, что последний представляет собой кристаллики льда. Они получаются в результате замерзания водяного пара. В облаках содержатся капли воды. Когда при низких температурах они замерзают, то образуются мелкие кристаллики льда. Во время падения они под воздействием ветра «склеиваются» друг с другом. Это и объясняет красивую форму снежинок. Каждая из них всегда имеет шесть лучей. Углы между ними могут равняться 60 или 120 градусам. Такая точность связана с особенностями конструкции молекулы воды. Двух одинаковых снежинок не бывает. Хруст, который мы слышим под ногами, проходя по заснеженным тропинкам, происходит из-за разлома кристаллов, из которых состоят хлопья этого атмосферного осадка.

С чем связан цвет снега?

Дети любят задавать разные вопросы об окружающем мире. Со временем люди перестают удивляться всему вокруг. Однако, отвечая на вопрос «как образуются роса, иней, дождь и снег», нельзя не заинтересоваться, почему последний кажется нам именно белым, ведь вода является прозрачной. И здесь на помощь приходит физика. Нас окружает электромагнитное излучение, большая часть волн которого недоступна невооруженному человеческому глазу. Солнечные лучи содержат видимый спектр, то есть семь основных цветов: фиолетовый, синий, голубой, зеленый, желтый, оранжевый и красный. Если слить их вместе, то получится. белый. Если предмет поглощает световые волны, то мы видим его черным. Если же он их полностью отражает, то прозрачным. Например, так происходит со льдом или водой. Апельсин является оранжевым, потому что он поглощает все цвета, кроме этого. Снег отражает весь видимый спектр. Поэтому он видится нам белым, как и солнечный свет. Вода и лед имеют более гладкую структуру, поэтому кажутся прозрачными. Рассматривая, как образуется снег, с точки зрения физики, можно понять, что по своей структуре он состоит из множества кристалликов воды, каждый из которых отражает свет под разным углом.

Почему идет дождь?

Объяснить это атмосферное явление с точки зрения физики достаточно легко. Сам процесс похож на образование снега, с той лишь разницей, что дождь идет при более высокой температуре воздуха. Водяной пар испаряется и несется к облакам. На высоте температура воздуха гораздо ниже. Поэтому пар превращается в ледяные кристаллики. Затем падает под действием силы земного притяжения. Во время полета кристаллики попадают под воздействие теплого воздуха и размораживаются. Когда они достигают поверхности земли, они уже являют собой капли воды. Их и называют дождем. Под воздействием ветровых потоков тучи могут переноситься на значительные расстояния. Иногда они преодолевают тысячи километров. Если в пути тучи сталкиваются друг с другом, то они объединяются. Когда их масса становится слишком высокой, начинает идти дождь. Интересно, что капли имеют идентичную форму. Они различаются только размером. Бывают капли, которые достигают даже шести миллиметров в диаметре. При столкновении с землей они разбиваются, создавая множество мелких. Больше всего дождей можно наблюдать в регионах с жарким тропическим климатом.

Из-за чего потеют окна?

Существует несколько вариантов появления конденсата. Например, он может появляться исключительно утром или только в зимнее время года. Отдельно нужно рассматривать ситуацию, когда вода скапливается на подоконнике. Или потеет окно в одной комнате, а в других этого не происходит. Появление конденсата идентично по своей природе процессу образования росы, который мы обсудили в начале статьи.

Проектная работа обучающегося «Образование инея, дождя, снега» (физика 8 класс)

Данная работа содержит материал об образовании осадков, их разновидностей, и об образовании красивых физических явлений, как иней, изморозь, роса. В работе раскрываются причины образования ледяного дождя, который все чаще стал появляться в средней полосе России, Раскрываются причины образования града и размеров градин. Работа может быть использована на уроках физики, как презентация, привнесет немного эстетики, напомнит о красоте нашего мира, но и об опасности.

Просмотр содержимого документа
«Проектная работа обучающегося «Образование инея, дождя, снега» (физика 8 класс) »

Как образуется роса, иней, дождь и снег

МБОУ Шерекинская СОШ

Кисляк Галина Викторовна

• В разделе физики 8 класса мы изучали, что вещество бывает в 3 агрегатных состояниях: жидком, твердом, газообразном. Особый интерес в этом отношении представляет вода. При температуре ниже 0⁰с – это лед; выше 100⁰с – водяной пар. Одно состояние переходит в другое при плавном увеличении (уменьшении) температуры. Но что из себя представляет снег, иней, роса, которые вдохновляют поэтов, художников своей красотой? Как появляется ледяной дождь, не так давно появившийся в наших краях? Какие причины преобразовывают воду в столь разные формы? С точки зрения физики все эти преобразования происходят путем испарения воды и конденсации водяного пара. Мне захотелось подробнее рассмотреть эти явления.

• Выяснить от чего когда и как появляются в природе разные явления: снег, дождь, ледяной дождь, роса, изморозь; каковы причины возникновения столь разных природных явлений с точки зрения физики.

• Актуальностью данной темы считаю расширение знаний об окружающем мире, явлениях природы, физической составляющей этих явлений.

Природа необычайно разнообразна, она поистине неисчерпаема. Изучение физики природных явлений имеет, прежде всего, огромную познавательную ценность.

Природа- эта гигантская физическая лаборатория.

Постигая физику явлений природы, мы учимся видеть красоту в физике. Ведь по-гречески «физика»- это «наука о природе».

В работе рассказывается о таких красивых явлениях, как образование росы, инея, дождя и снега.

• Образование росы, инея, дождя и снега — интересное географическое и физическое явление, которое с каждой точки зрения объясняется по-разному. Но для того чтобы лучше понять, что происходит в природе при этих явлениях, лучше обратиться к законам и формулам физики.

• В атмосфере всегда есть водяной пар. Это происходит из-за непрерывного испарения воды с поверхности океанов, морей, рек и озер. В разных местах влажность воздуха различна из-за различия в климате и распределения внутренних вод на поверхности воды. Например, над поверхностью экваториальных морей влажность очень высокая, а над пустынями очень низкая. Хотя водяного пара мало в воздухе, но именно этот пар определяет погодные условия. Кроме испарения важную роль играет процесс конденсации. В природе конденсация водяного пара происходит по-разному: может образоваться роса или иней, выпасть дождь или снег.

Как образуется роса

Роса — вид атмосферных осадков, образующиеся на поверхности земли, растениях, предметах, крышах зданий, автомобилях, других предметах..

В жаркий летний день с поверхности озер, рек, водоемов и растений происходит испарение воды. Ночью, температура падает и может достичь такого значения, при котором водяной пар становится насыщенным.

Такое значение называется точкой росы.

В это время насыщенный пар конденсирует и оседает на поверхность земли и на листьях растений. Поэтому росу мы можем увидеть только ранним утром, когда она еще не испарилась под действием солнечных лучей.

Как образуется роса

Выделение влаги из листьев растений также способствует образованию росы.

ИНЕЙ — тонкий снежный слой, образующийся благодаря испарениям на охлаждающейся поверхности в холодные ночи.

Образование инея похоже на образование росы, но отличие лишь в том, что роса появляется в жаркое время года, а иней — в холодное время, то есть зимой или поздней осенью. Во время оттепели влажность воздуха повышается. Если после этого температура станет меньше нуля по Цельсию, то сконденсировавшаяся вода будет замерзать и оседать на поверхности земли и растений. Иней, как и росу, можно наблюдать только утром из-за того, что ночью обычно холоднее, чем днем.

• Уникальность каждого из этих узоров объясняется различием структуры кристалликов льда. Так, при температуре ниже 15°C мороза кристаллики льда становятся похожими на тупоконечные иголочки, если мороз умеренный (от 5°C до 15°С), то частички инея напоминают пластинки, а при небольшом понижении температуры приобретают форму шестигранных призм. На разнообразие волшебных картинок, создаваемых инеем, влияет и наличие мельчайших частичек и пылинок, сколов и царапин на поверхности, а также в каком направлении движется воздух над этой поверхностью.

Иней на стекле: видны пластинки льда

Изморозь — род инея, рыхлый снежный покров, образующийся из оседающих частиц влаги при морозе, тумане.

Она появляется в морозную туманную погоду на ветвях и сучьях деревьев, на проводах, на заборах.

Состоит из ледяных кристаллов с большим содержанием воздуха внутри.

Они выглядят чрезвычайно красиво, придают лесу, парку поразительную нарядность.

Образуются красивые белые пятна с причудливыми узорами тропических листьев или цветов. Слабый ветерок помогает более быстрому росту кристалликов

Изморозь нередко называют инеем, но это неправильно. Иней никогда не образуется на тонких ветвистых предметах, а изморозь, наоборот, осаждается главным образом на проводах, на вертикальных или наклонных ветках кустов и деревьев.

Снег — твёрдые атмосферные осадки, выпадающие из облаков в виде снежинок — снежных ледяных кристаллов, очень разнообразных по форме, но имеющих в основе шестиугольник.

Снег возникает, когда микроскопические капли воды в облаках притягиваются к пылевым частицам и замерзают. Появляющиеся при этом кристаллы льда, не превышающие поначалу 0,1 мм, падают вниз и растут в результате конденсации на них влаги из воздуха.

Из-за особой структуры молекул воды возможны углы лишь в 60° и 120°. Основной кристалл воды имеет в плоскости форму правильного шестиугольника. На вершинах такого шестиугольника затем осаждаются новые кристаллы, на них – новые, и так получаются те разнообразные формы звездочек – снежинок.

Белый цвет происходит от заключённого в снежинке воздуха. Свет всех возможных частот отражается на граничных поверхностях между кристаллами и воздухом и рассеивается. Снежинки, как и изморозь состоят на 95 % из воздуха, что обуславливает низкую плотность.

У снежинок сравнительно маленькая скорость падения. Около 0,9 км/ч. При падении в воду снежинка создаёт крайне высокий звук, практически неслышимый для человека, но неприятный для рыб.

Есть места, где снежинки исчезают, едва приблизившись к поверхности. Причины такого поведения остаются пока неизвестны.

Существует такое многообразие снежинок, что обычно считается, что не бывает даже двух одинаковых. Например, Кеннет Ли Брехт — автор самой большой и разнообразной коллекции снежинок говорит, что «Все снежинки разные, и их группировка (классификация) — это во многом вопрос личных предпочтений».

Простые снежинки, например призмы, образующиеся при низкой влажности, могут выглядеть одинаково, хотя на молекулярном уровне они отличаются. Сложные звёздчатые снежинки обладают уникальной, отличимой на глаз геометрической формой. И вариантов таких форм, по мнению физика Джона Нельсона из Университета Рицумеикан в Киото, больше, чем атомов в наблюдаемой Вселенной.

Самая крупная снежинка была засвидетельствована 28 января 1887 г. во время снегопада в Форт-Кео, Монтана, США, она имела диаметр около 38 см, (опубликовано в “Monthly Weather Review”),

Обычно же снежинки имеют около 5 мм в диаметре при массе 0,004 г.

Астроном Иоганн Кеплер в 1611 году издал научный трактат «О шестиугольных снежинках», в котором подверг чудеса природы рассмотрению со стороны жёсткой геометрии.

В 1635 году формой снежинок заинтересовался французский философ, математик и естествоиспытатель Рене Декарт, написавший этюд, включённый им впоследствии в «Опыт о метеорах»

В 1885 году, после множества проб и ошибок, американский фермер Бентли по прозвищу «Снежинка» получил первую удачную фотографию снежинки под микроскопом. Он занимался этим сорок шесть лет, сделав более 5000 уникальных снимков. На основе его работ было доказано, что не существует ни одной пары абсолютно одинаковых снежинок.

В 2001 году свои исследования в области снега начал профессор физики, астроном Кеннет Либбрехт из Калифорнийского технологического института. В лаборатории профессора Либбрехта снежинки выращиваются искусственно.

Как Образуется дождь

Вода в больших количествах испаряется с поверхности океанов, морей, рек и озер, пар поднимается на несколько километров вверх. Температура там достаточно низкая, и пар конденсируется и превращается в мельчайшие капли, которые как бы плавают в атмосфере. Огромное количество этих капелек образуют облако. Под действием воздушных потоков они переносятся на огромные расстояния, иногда преодолевая несколько тысяч километров. В процессе своего движения они сталкиваются между собой, превращаясь в более крупные капли. Когда они достаточно вырастут, то упадут на землю в виде дождя.

• «Ледяной дождь — твёрдые атмосферные осадки, выпадающие при отрицательной температуре воздуха (чаще всего 0…-10°, иногда до -15°) в виде твёрдых прозрачных шариков льда диаметром 1-3 мм. Внутри шариков находится незамёрзшая вода — падая на предметы, шарики разбиваются на скорлупки, вода вытекает и образуется гололёд.» Это явление наблюдается, когда слой теплого воздуха попадает между 2-мя слоями холодного. Теплая капля в холодном потоке успевает замерзнуть только снаружи.

• Град обычно выпадает в теплые времена года, когда грозовые облака наиболее мощные. Температура внутри таких облаков является достаточно низкой, а вода в них полностью очищенной (за счет процесса дистилляции) именно поэтому у воды происходит такой эффект как переохлаждение. В итоге капелька, которая превращается в ледышку начинает лететь вниз сквозь остальной поток переохлажденных капель, которые мгновенно превращаются в лед соприкоснувшись с падающей каплей, поэтому размер градины зависит от того, насколько туча является высокой.

• Сами градины могут быть совершенно разных форм, все зависит от положения во время полета вниз.
• 11 мая 1929 года в Индии выпал самый крупный град. Отдельные куски льда достигали 13см. в диаметре и весели 1 кг. Это наибольшие из зафиксированных размеров градин.

Физика и лирика

Бледнеет ночь… Туманов пелена

В лощинах и лугах становится белее,

Звучнее лес, безжизненней луна

И серебро росы на стеклах холоднее

«На деревь ях игольчатый иней, в серебре утонули дома.» (Т.Лаврева)

«Бегут куда-то белые дороги и легкий иней ветки серебрит.» (Бутримова)

«На сосне и на березе бахрома, белой пряжей их окутала зима» (Орлов)

… Великолепными коврами, блестя на солнце снег лежит…(А.С. Пушкин)

• Работая над данным проектом я прикоснулся к красоте природы,
• познакомился с замечательными свойствами воды, узнал, что кроме 3 основных состояний вода может быть перегретой, когда остается в жидком состоянии при t выше 100 градусов и переохлажденной – не замерзать при t ниже 0,-из такой воды образуются ледяной дождь и град,-
• узнал, что в основе природных явлений находятся физические законы,
• а такие факторы, как направление и сила ветра, перепады температур воздуха, давления, смешение воздушных потоков различных температур, высота облаков в сочетании с конденсацией и парообразованием воды преобразовывают ее в столь разные виды осадков, росы, инея, изморози.
• Красота природы, порожденная, отчасти законами физики вдохновляет поэтов и художников на создание бессмертных произведений.

1 Балашов М.М. О природе- М.: Просвещение, 1991

2 Перышкин А.В. Физика 8 кл.-М.: Дрофа, 2006

3 Тарасов Л.В. Физика в природе-М.: «Вербум-М»,2002