Γιατί είναι λευκή η φυσική. Γιατί το χιόνι είναι λευκό, αν και μια μεμονωμένη νιφάδα χιονιού είναι διαφανής; Είναι δυνατόν να φάμε χιόνι

Μαρίνα Σκερίνα
Ερευνητικό έργο "Γιατί είναι το χιόνι λευκό;"

Το έργο ολοκληρώθηκε από κοινού με το παιδί.

Εισαγωγή

Ήρθε ο χειμώνας. Έξω έκανε κρύο. Όλη η γη, όλα τα δέντρα, ήταν καλυμμένα με μια λευκή χνουδωτή κουβέρτα. Πέφτουν λευκές νιφάδες χιονιού, ξαπλωμένες στο έδαφος, στις στέγες των σπιτιών, στα δέντρα, στους ανθρώπους. Οι νιφάδες χιονιού μοιάζουν με λευκά αστέρια. Πέφτουν αθόρυβα στο έδαφος.

Μου αρέσει πολύ να κοιτάζω νιφάδες χιονιού. Είναι πολύ όμορφα. Σαν δαντέλα, όλα διαφορετικά. Μερικές φορές κολλάνε μεταξύ τους και πέφτουν στο έδαφος σε μεγάλες νιφάδες. Μερικές φορές ένας κρύος άνεμος σπάει τα λευκά αστέρια, μετατρέποντάς τα σε λεπτή χιονόσκονη, και μετά είναι πολύ δύσκολο να τα δεις.

Ένα πρωί ξύπνησα και κοίταξα έξω από το παράθυρο. Είδα ότι τα πάντα γύρω: το έδαφος, τα δέντρα, οι στέγες των σπιτιών, έγιναν άσπρα. Ήταν το πρώτο χιόνι. Σκέφτηκα: «Γιατί είναι άσπρο το χιόνι;» Και αποφάσισα να διερευνήσω αυτό το πρόβλημα.

Αυτό το πρόβλημα μας επέτρεψε να διατυπώσουμε το ερευνητικό θέμα: "Γιατί είναι το χιόνι λευκό;"

Έχοντας αποφασίσει για το θέμα, έθεσα έναν στόχο: να μελετήσω και να πραγματοποιήσω πειράματα για να απαντήσω στην ερώτηση "Γιατί είναι λευκό το χιόνι;"

Για να επιτευχθεί αυτός ο στόχος, πρέπει να επιλυθούν οι ακόλουθες εργασίες:

1. Μελετήστε βιβλιογραφία που μιλάει για το χιόνι.

2. Αποδείξτε πειραματικά «Γιατί το χιόνι είναι λευκό;»

3. Συνοψίστε τις γνώσεις που αποκτήθηκαν.

Αντικείμενο μελέτης:χιόνι.

Αντικείμενο μελέτης:σύνθεση χιονιού

Υπόθεση:Ας υποθέσουμε ότι το λευκό χρώμα του χιονιού οφείλεται στην ανάκλαση του φωτός.

Ερευνητικές μέθοδοι:

1. Μελέτη βιβλιογραφίας για το θέμα

2. Παρατήρηση του ερευνητικού αντικειμένου

3. Διεξαγωγή πειραμάτων

4. Ανάλυση των αποτελεσμάτων και των συμπερασμάτων από τη μελέτη

Κεφάλαιο Ι. Θεωρητική αιτιολόγηση πειραματικής εργασίας.

1.1 Τι είναι το χιόνι;

Τι είναι το χιόνι; Είναι πολύ, πολλές όμορφες νιφάδες χιονιού. πέφτουν και πέφτουν από ύψος στο έδαφος, σε δέντρα, στις στέγες των σπιτιών - καθαρά, εύθραυστα, αστραφτερά. Και μετά έπεσε - αυτό το καταπληκτικό χιόνι. Ξάπλωσε με «υπέροχα χαλιά» και σκέπασε το έδαφος με ένα λευκό σάβανο. Το χιόνι που έπεσε γέμισε όλες τις τρύπες και τα χαντάκια, ισοπέδωσε τους λόφους - μεταμόρφωσε εντελώς την πεδιάδα. Το δάσος έχει αλλάξει ακόμα περισσότερο. Το χιόνι σκορπίστηκε σε άσπρες συστάδες κατά μήκος των κλαδιών των δέντρων, σκέπασε τα φύλλα και τα κλαδιά που είχαν πέσει στο έδαφος με μια λευκή κουβέρτα και εγκαταστάθηκε σε υψηλές χιονοστιβάδες στους θάμνους. Αποκάλυψε σε ένα προσεκτικό μάτι πολλά μυστικά της δασικής ζωής - όλα όσα συνέβησαν αποτυπώθηκαν στο κάλυμμα του χιονιού, αφήνοντας ίχνη στο χιόνι.

Βρήκα τη σημασία της λέξης «χιόνι» στο «Σύγχρονο επεξηγηματικό λεξικό" Το χιόνι είναι σκληρό κατακρήμνιση, που αποτελείται από μικρούς κρυστάλλους πάγου που πέφτουν από τα σύννεφα σε θερμοκρασίες κάτω από 0C. Το χιόνι σχηματίζεται όταν παγώνουν οι υδρατμοί στην ατμόσφαιρα. Μικροί κρύσταλλοι εμφανίζονται πρώτα. Ακολουθώντας τα ρεύματα αέρα, κινούνται προς όλες τις κατευθύνσεις. Σταδιακά, οι κρύσταλλοι «κολλάνε» μεταξύ τους μέχρι να γίνουν εκατό ή περισσότεροι από αυτούς. Όταν το μέγεθος των παγωμένων πλακών πάγου αποδεικνύεται αρκετά μεγάλο, αρχίζουν να βυθίζονται στο έδαφος. Ονομάζουμε αυτές τις συσσωρεύσεις από πέτρες πάγου νιφάδες χιονιού.

1.2 Από πού προέρχονται οι νιφάδες χιονιού;

Η νιφάδα χιονιού είναι ένας παγωμένος κρύσταλλος νερού σε σχήμα εξάκτινου πολύεδρου.

Οι υδρατμοί ανεβαίνουν ψηλά πάνω από το έδαφος. Είναι πολύ κρύο στην κορυφή και σχηματίζονται κρύσταλλοι πάγου από αυτό. Είναι πολύ μικρά. Αυτά δεν είναι ακόμη νιφάδες χιονιού. Καθώς πέφτουν, οι κρύσταλλοι αυξάνονται γρήγορα σε μέγεθος. Αυτό συμβαίνει επειδή υπάρχουν πολλοί υδρατμοί στον αέρα, οι οποίοι κατακάθονται στην επιφάνειά τους και παγώνουν. Έτσι ένα κρυστάλλινο κομμάτι πάγου γίνεται μια όμορφη, λεπτή νιφάδα χιονιού.

Υπάρχουν τόσες πολλές νιφάδες χιονιού και είναι όλες διαφορετικές - ούτε μία δεν είναι ίδια.

Η μεγαλύτερη νιφάδα χιονιού που έχει καταγραφεί ποτέ είχε διάμετρο 12 εκ. Τυπικά, οι νιφάδες χιονιού έχουν διάμετρο περίπου 5 mm και ζυγίζουν 0,004 g.

Οι κρύσταλλοι που αποτελούν τις νιφάδες χιονιού έχουν ένα συγκεκριμένο σχήμα. Αυτό είναι είτε ένα εξάκτινο αστέρι είτε μια λεπτή πλάκα σε σχήμα εξάγωνου. Το γεγονός είναι ότι ο κύριος κρύσταλλος νερού έχει το σχήμα ενός κανονικού εξαγώνου στο επίπεδο.

Το 1885, ο Αμερικανός αγρότης Wilson Bentley τράβηξε την πρώτη επιτυχημένη φωτογραφία μιας νιφάδας χιονιού κάτω από ένα μικροσκόπιο. Αυτό το έκανε για 46 χρόνια και τράβηξε περισσότερες από 5.000 μοναδικές φωτογραφίες. Με βάση τη δουλειά του, αποδείχθηκε ότι δεν υπάρχουν δύο νιφάδες χιονιού όμοιες.

Στο διαφορετικές θερμοκρασίεςσχηματίζονται κρύσταλλοι διαφόρων σχημάτων

Οι πιο όμορφες νιφάδες χιονιού πέφτουν όπου το κλίμα είναι πιο σκληρό - για παράδειγμα, στα βόρεια.

Εξαρτάται από καιρικές συνθήκεςΤο «δικό τους» χιόνι πέφτει σε διάφορα μέρη.

Για τον σχηματισμό μεγάλων νιφάδων νιφάδων χιονιού, απαιτείται απόλυτη ηρεμία· όσο περισσότερο ταξιδεύουν οι νιφάδες χιονιού, τόσο περισσότερο συγκρούονται και προσκολλώνται μεταξύ τους.

Σε χαμηλές θερμοκρασίες και δυνατός άνεμοςνιφάδες χιονιού συγκρούονται στον αέρα, θρυμματίζονται και πέφτουν στο έδαφος με τη μορφή θραυσμάτων - «διαμαντοσκόνης».

1.3 Ταξινόμηση νιφάδων χιονιού.

Πρίσματα- υπάρχουν και 6-γωνικές πλάκες και λεπτές κολώνες με 6-γωνική διατομή. Τα πρίσματα είναι μικροσκοπικά σε μέγεθος και σχεδόν αόρατα με γυμνό μάτι. Οι άκρες του πρίσματος είναι συχνά διακοσμημένες με διάφορα πολύπλοκα σχέδια.

Βελόνες- λεπτοί και μακριές κρύσταλλοι χιονιού, σχηματίζονται σε θερμοκρασία περίπου -5 βαθμών.

Όταν εξετάζονται, μοιάζουν με μικρές ελαφριές τρίχες.

Δενδρίτες- ή σαν δέντρο, έχουν έντονες διακλαδισμένες λεπτές ακτίνες. Τις περισσότερες φορές πρόκειται για μεγάλους κρυστάλλους και φαίνονται με γυμνό μάτι. Μέγιστο μέγεθοςΟ δενδρίτης μπορεί να φτάσει τα 30 cm σε διάμετρο.

Νιφάδες χιονιού 12 άκρων- μερικές φορές σχηματίζονται στήλες με άκρες με τις πλάκες να περιστρέφονται μεταξύ τους κατά 30 μοίρες. Όταν αναπτύσσονται ακτίνες από κάθε πλάκα, λαμβάνεται ένας κρύσταλλος με 12 ακτίνες.

Κούφιες αναρτήσεις- μερικές φορές σχηματίζονται κοιλότητες μέσα σε στήλες με εξαγωνική διατομή. Είναι ενδιαφέρον ότι το σχήμα των κοιλοτήτων είναι συμμετρικό σε σχέση με το κέντρο του κρυστάλλου. Απαραίτητη υψηλή μεγέθυνσηνα δεις τις μισές μικρές νιφάδες χιονιού.

Δενδρίτες που μοιάζουν με φτέρες- αυτός ο τύπος είναι ένας από τους μεγαλύτερους. Τα κλαδιά των δενδριτών σε σχήμα αστεριού γίνονται λεπτά και πολύ συχνά, με αποτέλεσμα η νιφάδα χιονιού να αρχίζει να μοιάζει με φτέρη.

Κρύσταλλοι ακανόνιστου σχήματος- οι κρύσταλλοι χιονιού είναι συχνά μικροί, ασύμμετροι και συγχωνευμένοι μεταξύ τους. Για να αποκτήσετε όμορφους συμμετρικούς κρυστάλλους, χρειάζεστε έναν επιτυχημένο συνδυασμό πολλών καιρικών συνθηκών.

Τριγωνικοί κρύσταλλοι- τέτοιες νιφάδες χιονιού σχηματίζονται σε θερμοκρασία περίπου -2 βαθμών. Στην πραγματικότητα, πρόκειται για εξαγωνικά πρίσματα, μερικές από τις πλευρές των οποίων είναι πολύ πιο κοντές από άλλες. Αλλά οι ακτίνες μπορούν να αναπτυχθούν στις άκρες αυτών.

Υποδοχές σφαιρών- μερικές φορές όταν σχηματίζονται κρύσταλλοι, μπορούν να αναπτυχθούν μαζί και να αναπτυχθούν σε τυχαίες κατευθύνσεις. Τέτοιοι σχηματισμοί σπάνε εύκολα σε μεμονωμένους κρυστάλλους, παρόμοιους με τις σφαίρες. Εξ ου και το ασυνήθιστο όνομα.

1.4 Γιατί είναι λευκό το χιόνι;

Όταν ένας Ρώσος καλείται να φανταστεί τον χειμώνα, το πρώτο πράγμα που βλέπει στη φαντασία του είναι το χιόνι, ένα κατάλευκο κάλυμμα που καλύπτει τα πάντα γύρω. Είμαστε τόσο συνηθισμένοι στο χρώμα του χιονιού που δεν σκεφτόμαστε καν γιατί υπάρχει χιόνι. άσπρο. Αποδεικνύεται ότι όλα τα χρώματα που αντιλαμβανόμαστε εξαρτώνται από ακτίνες ηλίου. Τα μαύρα αντικείμενα απορροφούν πλήρως το ηλιακό φως, γι' αυτό και τα αντιλαμβανόμαστε ως μαύρα. Και αν ένα αντικείμενο αντανακλά εντελώς μια ακτίνα ήλιου, τότε το χρώμα θα μας φαίνεται λευκό.

Το χιόνι είναι παγωμένο νερό, και όπως γνωρίζουμε, ο πάγος είναι άχρωμος. Γιατί το χιόνι είναι λευκό; Από το Διαδίκτυο και την παιδική εγκυκλοπαίδεια "Όλα για τα πάντα", έμαθα ότι οι νιφάδες χιονιού είναι κατά 95% αέρας. Οι κρύσταλλοι των νιφάδων χιονιού δεν είναι λείες, αλλά έχουν άκρες. Η αντανάκλαση του φωτός από τις όψεις αυτών των κρυστάλλων κάνει το χιόνι λευκό. Ο πάγος παραμένει άχρωμος επειδή μεταδίδει όλη την ακτίνα του ηλιακού φωτός μέσω αυτού. Και κάθε νιφάδα χιονιού θα μετέδιδε όλο το φως μέσα της και επίσης δεν θα είχε χρώμα. Αλλά οι νιφάδες χιονιού συνήθως πέφτουν η μία πάνω στην άλλη σε τυχαία κίνηση. Και ήδη μαζί γίνονται αδιαφανή, αλλά λευκά. Για να καταλάβουμε γιατί το χιόνι είναι λευκό, γιατί αντανακλά τις ακτίνες του ήλιου, πρέπει να δούμε τη σύνθεση του χιονιού. Το χιόνι σχηματίζεται από νιφάδες χιονιού και οι νιφάδες χιονιού σχηματίζονται από έναν τεράστιο αριθμό κρυστάλλων. Αυτοί οι κρύσταλλοι δεν είναι λείες, αλλά έχουν άκρες. Αυτή είναι η απάντηση στην ερώτησή μας, γιατί το χιόνι είναι λευκό; Από τις άκρες αντανακλάται το φως του ήλιου. Το νερό στην ατμόσφαιρα είναι ατμός, παγώνει και σχηματίζονται διάφανοι κρύσταλλοι. Λόγω της κίνησης του αέρα, οι κρύσταλλοι κινούνται ελεύθερα πάνω-κάτω. Σε αυτή τη χαοτική κίνηση, οι κρύσταλλοι συνδέονται μεταξύ τους. Και όταν, τελικά, συγκεντρωθούν πάρα πολλοί κρύσταλλοι, τότε αρχίζουν να πέφτουν στο έδαφος με τη μορφή νιφάδων χιονιού που είναι γνωστές σε εμάς. Αποδεικνύεται ότι το χρώμα του χιονιού είναι λευκό, επειδή το φως του ήλιου που αντανακλά είναι λευκό. Σκεφτείτε αν μια ηλιοφάνεια γινόταν πράσινη ή κίτρινη, τότε το χρώμα του χιονιού θα ήταν το ίδιο. Σίγουρα, πολλοί έχουν παρατηρήσει ότι κατά την ανατολή ή τη δύση του ηλίου, μας φαίνεται ότι οι ακτίνες του ήλιου γίνονται ροζ, έτσι αυτή τη στιγμή το χιόνι μας φαίνεται ροζ.

Ενδιαφέροντα γεγονότα:

#1: Γνωρίζατε ότι το χιόνι δεν είναι πάντα λευκό; Σε πολλές περιοχές του κόσμου, οι άνθρωποι το έχουν δει σε κόκκινο, πράσινο, μπλε ακόμα και μαύρο! Ο λόγος για αυτή την ποικιλία χρωμάτων είναι τα μικροσκοπικά βακτήρια, οι μύκητες και η σκόνη που περιέχονται στον αέρα και απορροφώνται από τις νιφάδες χιονιού καθώς πέφτουν στην επιφάνεια της γης.

Συμπέρασμα για το Κεφάλαιο Ι

1. Έμαθα ότι το χιόνι είναι μια συμπαγής βροχόπτωση που αποτελείται από μικρούς κρυστάλλους πάγου.

2. Κάθε νιφάδα χιονιού είναι μια συλλογή από μικρά κομμάτια πάγου.

3. Το χιόνι σχηματίζεται από νιφάδες χιονιού και οι νιφάδες χιονιού σχηματίζονται από έναν τεράστιο αριθμό κρυστάλλων.

Κεφάλαιο II. Οργάνωση πειραματικών εργασιών

σχετικά με το πρόβλημα "Γιατί είναι λευκό το χιόνι;"

Από τις παρατηρήσεις μου ενώ σπούδαζα λογοτεχνία, έμαθα ότι κάθε νιφάδα χιονιού έχει το σχήμα ενός εξάκτινου αστεριού. Ανεξάρτητα από το σχήμα των νιφάδων χιονιού, είναι όλες λευκές. Και το χιόνι είναι λευκό, λευκό, κι αν λάμπει ο ήλιος, γίνεται εκθαμβωτικό λευκό. Γιατί; Μια νιφάδα χιονιού αποτελείται από κρυστάλλους πάγου και αέρα· το φως που πέφτει στις ακτίνες μιας νιφάδας χιονιού αντανακλάται από αυτά, διασκορπίζεται και γίνεται αντιληπτό από εμάς ως λευκό. Και όταν μια ακτίνα ηλιακού φωτός χτυπά τους κρυστάλλους, αντανακλάται από αυτό και τυφλώνει τα μάτια μας.

Αποφάσισα να κάνω πειράματα για να αποδείξω ότι το χιόνι είναι πραγματικά λευκό.

2.1 Διεξαγωγή πειραμάτων για την απάντηση στην ερώτηση "Γιατί είναι λευκό το χιόνι;"

Πώς έκανα τα πειράματα

Εμπειρία Νο. 1

Έβαλα χιόνι σε κόκκινο χαρτόνι και το συνέκρινα με ένα λευκό φύλλο χαρτιού. Συμπέρασμα: Το χιόνι είναι λευκό.

Εμπειρία Νο 2

Πήρα μια διάφανη πλαστική σακούλα. Το έκοψα σε μικρά κομμάτια. Κάθε κομμάτι είναι μια «νιφάδα χιονιού». Βάζω όλα τα κομμάτια σε ένα διάφανο ποτήρι. Τοποθετήθηκαν διαφορετικά.

Αποτέλεσμα: «χιόνι» σε λευκό ποτήρι.

Εμπειρία Νο 3

Έριξα νερό σε ένα ποτήρι και το έβαλα στην κατάψυξη. Το νερό μετατράπηκε σε διαφανή πάγο. Η μαμά έσπασε τον πάγο σε μικρά κομμάτια. Άσπρισε.

συμπέρασμα

Κομμάτια πλαστική σακούλακαι τα κομμάτια πάγου είναι ξεχωριστά διαφανή. Το φως περνά μέσα από αυτά και δεν αντανακλάται. Όταν τα κομμάτια της συσκευασίας βρίσκονται χαοτικά (με διαφορετικούς τρόπους, αντανακλούν το φως μέσα διαφορετικές κατευθύνσεις.

συμπέρασμα

Το χιόνι είναι λευκό γιατί κάθε νιφάδα χιονιού αντανακλά το φως σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Στην επιστημονική γλώσσα - "το φως είναι διασκορπισμένο". Αυτό κάνει το χιόνι λευκό.

Το ερώτημα γιατί το χιόνι είναι λευκό είναι γνωστό σε κάθε άτομο από την παιδική ηλικία. Αλλά δεν γνωρίζουν όλα τα παιδιά, ακόμη και οι ενήλικες, τη σωστή απάντηση γιατί οι μικρές νιφάδες χιονιού είναι μπλε ή πράσινες. Όλοι γνωρίζουν ότι το χιόνι είναι παγωμένο νερό, ή μάλλον πάγος. Επειδή όμως ο πάγος είναι διαφανής και ικανός να μεταδίδει φως μέσω αυτού, γιατί οι χιονοστιβάδες που καλύπτουν το έδαφος δεν είναι αδιαφανείς, αλλά έχουν ένα πολύ ξεχωριστό χρώμα;

Στους περασμένους αιώνες, όταν δεν υπήρχαν τόσο προηγμένες τεχνολογίες που να καθιστούσαν δυνατή τη μελέτη των πάντων φυσικές διαδικασίες, οι επιστήμονες έχουν παλέψει με το ερώτημα γιατί το χιόνι είναι λευκό. Ωστόσο, η απάντηση δεν βρέθηκε ποτέ. Μόνο όταν έγινε ξεκάθαρη όλη η διαδικασία δημιουργίας χιονιού από την αρχή μέχρι το τέλος, εμφανίστηκαν κάποιες εικασίες για το «χιονάτο κάλυμμα».

Όλα ξεκινούν από το γεγονός ότι υπό την επίδραση του θερμού ηλιακού φωτός, το νερό από τα ποτάμια, τις λίμνες και τις θάλασσες μετατρέπεται σε ατμό και ανεβαίνει ψηλά στα ατμοσφαιρικά στρώματα, όπου μόνιμος παγετός. Ο ατμός, με τη σειρά του, έχει τις ιδιότητες υγρό νερό, λόγω της υψηλής θερμοκρασίας υπό το μηδέν, αρχίζει να παγώνει και μετατρέπεται σε παγοκρυστάλλους. Πρόκειται για νιφάδες χιονιού που είναι έτοιμες να πέσουν στο έδαφος με την πάροδο του χρόνου. Ως επί το πλείστον, σε μέρη όπου έχει ζέστη, κομμάτια πάγου πέφτουν με τη μορφή υγρής βροχόπτωσης, λιώνοντας όσο είναι ακόμα στον αέρα.

Το πώς σχηματίζεται το χιόνι είναι πλέον σαφές, αλλά γιατί, όταν πέφτει στο έδαφος, γίνεται ξαφνικά λευκό;

Το ερώτημα είναι σχετικό, γιατί οι νιφάδες χιονιού, ενώ βρίσκονται ακόμα στον αέρα, έχουν τις ίδιες ιδιότητες να μεταδίδουν φως μέσω του εαυτού τους με τον πάγο. Αλλά ένα πράγμα δεν πρέπει να ξεχνάμε: οι άκρες των φακών βρίσκονται σε χαοτικές γωνίες, οι οποίες διαθλούν τυχαία το ηλιακό φως και δεν το απορροφούν, αλλά το μεταδίδουν περαιτέρω. Και όταν οι νιφάδες χιονιού συγκεντρώνονται σε μια «λευκή κουβέρτα», οι ακτίνες του ήλιου, που διαθλώνται από τη μια νιφάδα χιονιού στην άλλη, περνούν από ολόκληρο το κάλυμμα. Πολλές ακτίνες αντανακλώνται στα μάτια μας, γι' αυτό και συχνά όταν κοιτάς το χιόνι πρέπει να στραβοκοιτάζεις. ηλιακό φωςπολύ φωτεινό για να γίνει αντιληπτό από απροστάτευτα μάτια.

Αλλά δεν είναι απολύτως σωστό να τίθεται το ερώτημα γιατί το χιόνι είναι λευκό, γιατί δεν είναι πάντα «καθαρό». Οι άνθρωποι τον βλέπουν έτσι μόνο όταν οι ακτίνες του ήλιου πέφτουν πάνω του. Για παράδειγμα, κατά τη δύση του ηλίου μπορεί να γίνει ροζ και υπό το φως ενός κίτρινου φαναριού μπορεί να είναι ελαφρώς γκριζωπό, ακριβώς όπως σε συννεφιασμένο καιρό.

Αλλαγές στο χρώμα του χιονιού είναι επίσης δυνατές στα στρώματα του αέρα, όταν οι νιφάδες χιονιού μόλις αρχίζουν να «πέφτουν στο έδαφος». Για παράδειγμα, διάφορες γύρες από δέντρα και λουλούδια, σκόνη από ξηράανεβαίνει και συναντά κόκκους χιονιού στα ρεύματα αέρα. Εάν ένα τέτοιο χιόνι δεν έχει χρόνο να λιώσει και διατηρείται από ένα μικρό κάλυμμα, τότε το χρώμα του θα έχει σίγουρα διαφορετικές αποχρώσεις. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, το να ρωτάς γιατί το χιόνι είναι λευκό είναι ακατάλληλο.

Ωστόσο, οι νιφάδες χιονιού δεν είναι απλώς κομμάτια πάγου που πετούν χαοτικά προς τα κάτω, τα οποία για άγνωστους λόγους αποφάσισαν να καλύψουν το έδαφος με μια «λευκή κουβέρτα».

Οι κύριες ιδιότητες του χιονιού είναι να προστατεύει τη γη από το κρύο καλύπτοντάς την με μια χοντρή κουβέρτα. Ναι, ναι, θα φαινόταν παράδοξο να ζεσταθεί και να διατηρηθεί η καλλιέργεια και το έδαφος από το πάγωμα, αλλά είναι αλήθεια. Έχει κακή θερμική αγωγιμότητα, επιτρέποντάς του να περιέχει θερμότητα που διαφεύγει από το έδαφος και να δημιουργεί ένα «θερμικό μαξιλάρι». Δεν είναι τυχαίο ότι τα ιγκλού κατασκευάστηκαν από κατοίκους του απώτατου βορρά. Ο πάγος, όπως το χιόνι, διατηρεί καλά τη θερμότητα, δημιουργώντας μοναδικές ευνοϊκές συνθήκες για τη ζωή.

Δεν πρέπει να χάσετε το γεγονός ότι το μέγεθος των νιφάδων χιονιού εξαρτάται από τις καιρικές συνθήκες έξω από το παράθυρο. Εάν είναι αρκετά κρύο, οι νιφάδες πάγου είναι μικρές, σχεδόν αόρατες. Αλλά αν ο ήλιος λάμπει και ο αέρας δεν είναι τόσο κρύος, τότε το μέγεθος μιας νιφάδας χιονιού μπορεί να φτάσει αρκετά εκατοστά. Έτσι, το 1944, «κόκκοι πάγου» δέκα εκατοστών έπεσαν στη Μόσχα.

Όταν σκέφτεται κανείς τον χειμώνα, πάντα φαντάζεται μια λευκή σαν το χιόνι κουβέρτα που τυλίγει τα πάντα γύρω, αλλά σπάνια σκέφτεται κανείς γιατί είναι λευκό.

Σε θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν, σταγονίδια νερού στην ατμόσφαιρα παγώνουν και μετατρέπονται σε πάγο, πέφτοντας στο έδαφος ως χιόνι. Ο πάγος είναι νερό σε στερεή κατάσταση και ο ίδιος είναι διαφανής. Τότε γιατί είναι λευκό το χιόνι;

Οι νιφάδες χιονιού επίσης δεν έχουν χρώμα, αλλά αν τις δεις με μεγεθυντικό φακό, θα παρατηρήσεις ότι μοιάζουν με κρύσταλλα, που θυμίζουν κανονικό εξάγωνο με άκρες στο σχήμα τους. Κατά τη διάρκεια μιας χιονόπτωσης, είναι οι άκρες των νιφάδων χιονιού που αντανακλούν τις ακτίνες φωτός που δίνουν στο χιόνι το λευκό χρώμα που έχουμε συνηθίσει.

Στο έδαφος, η κάλυψη χιονιού είναι ένα σύμπλεγμα νιφάδων χιονιού που βρίσκονται πολύ κοντά η μία στην άλλη με χαοτικό τρόπο. Μαζί αντανακλούν το φως με μεγαλύτερη δύναμη, έτσι ακόμα και τη νύχτα, όταν η επιφάνεια δεν φωτίζεται από τον ήλιο, βλέπουμε το χιόνι σαν λευκό. Η πηγή των ακτίνων φωτός τη νύχτα είναι το φεγγάρι, τα αστέρια και τα φανάρια.

Ωστόσο, ο λόγος για τη «λευκότητα» του χιονιού δεν έγκειται μόνο στην ικανότητα των άκρων των κρυστάλλων πάγου να αντανακλούν το φως που πέφτει πάνω τους, αλλά και στην καθαρότητα της επιφάνειάς τους. Το θέμα είναι ότι καμία νιφάδα χιονιού δεν μπορεί να είναι απόλυτα διαφανής. Στην ατμόσφαιρα, τα σταγονίδια νερού αναμιγνύονται με διάφορα σωματίδια (σκόνη, βιομηχανικές εκπομπές και άλλους ρύπους), τα οποία είναι ικανά να απορροφούν τις μη ανακλώμενες ακτίνες φωτός.

Γιατί λάμπει το χιόνι;

Σε αυτή την περίπτωση, ισχύει ο γνωστός νόμος: η γωνία πρόσπτωσης είναι ίση με τη γωνία ανάκλασης. Δισεκατομμύρια μικροκρυστάλλοι, σε σχήμα κανονικού εξαγώνου, απορροφούν τις ακτίνες του ήλιου, τις διαθλούν και στη συνέχεια τις αντανακλούν σε διαφορετικές κατευθύνσεις και σε διαφορετικές γωνίες, όπως " ΑΚΤΙΝΕΣ του ΗΛΙΟΥ" Γι' αυτό βλέπουμε πώς οι νιφάδες χιονιού αστράφτουν και λαμπυρίζουν στον ήλιο.

Γιατί οι νιφάδες χιονιού τσακίζουν και τρίζουν κάτω από τα πόδια;

Καθώς περπατάτε στο χιόνι, μπορείτε συχνά να ακούσετε τσούξιμο ή τρίξιμο κάτω από τα πόδια σας. Αυτός ο ήχος παράγεται επειδή οι κρύσταλλοι της νιφάδας χιονιού τρίβονται μεταξύ τους υπό μηχανική πίεση και σπάνε. Ωστόσο, αυτό το φαινόμενο δεν μπορεί πάντα να παρατηρηθεί, αλλά μόνο σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία αέρα.

Το γεγονός είναι ότι το χιόνι τρίζει μόνο σε θερμοκρασίες από 2 έως 20 βαθμούς κάτω από το μηδέν και σε διαφορετικά εύρη θερμοκρασίας το τρίξιμο και το τσούξιμο συνοδεύονται από έναν ειδικό ήχο. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι σε σοβαρό παγετό οι κρύσταλλοι των νιφάδων χιονιού γίνονται πιο πυκνοί και ισχυρότεροι και σε θερμοκρασίες 0 ° C και άνω, το κάλυμμα χιονιού χάνει τη δύναμή του και αρχίζει να λιώνει.

Στην πραγματικότητα, ακόμη και το σπάσιμο μιας μικρής νιφάδας χιονιού συνοδεύεται από ήχο. Αλλά αυτός ο ήχος είναι τόσο αδύναμος που τα ανθρώπινα όργανα ακοής απλά δεν τον αντιλαμβάνονται. Καθώς σπάνε τρισεκατομμύρια νιφάδες χιονιού, ο ήχος γίνεται πολύ πιο δυνατός και ένα άτομο ακούει καθαρά το χαρακτηριστικό τρίξιμο του χιονιού.

Το γεγονός είναι ότι κάθε νιφάδα χιονιού αποτελείται από σωματίδια πάγου, δηλ. πολλούς κρυστάλλους πάγου. Κάθε τέτοιος κρύσταλλος έχει άκρες (όπως κόσμημα). Το φως του ήλιου αντανακλάται από τις άκρες των κρυστάλλων, κάνοντας το χιόνι λευκό.

Αλλά μπορείτε να ρωτήσετε, πώς σχηματίζονται οι νιφάδες χιονιού; Πολύ απλό. Τα σωματίδια του νερού που ανεβαίνουν προς τα πάνω με τη μορφή ατμού παγώνουν στην ατμόσφαιρα, μετατρέπονται σε διαυγείς και διαυγείς κρυστάλλους. Αυτοί οι κρύσταλλοι πετούν πάνω-κάτω, υπακούοντας στην κίνηση του αέρα. Κινούμενοι τυχαία στην ατμόσφαιρα, οι κρύσταλλοι συγκρούονται μεταξύ τους και σχηματίζουν νιφάδες χιονιού.

Επίσης, άλλα μικρά σωματίδια αέρα (για παράδειγμα, σκόνη ή χώμα που σηκώνεται από το έδαφος από τον άνεμο) μπαίνουν σε νιφάδες χιονιού. Σταδιακά, οι νιφάδες χιονιού γίνονται πιο βαριές και, υπό τη δύναμη της βαρύτητας, πέφτουν στο έδαφος με τη μορφή χιονιού. Κάθε νιφάδα χιονιού μπορεί να περιέχει από 2 έως 200 κρυστάλλους!

Αλλά το πιο ενδιαφέρον είναι το σχήμα των κρυστάλλων του χιονιού. Έχουν πάντα την όψη ενός εξάκτινου αστεριού ή ενός σχήματος εξαγώνου (αν και μερικές φορές συναντώνται κρύσταλλοι άλλων σχημάτων). Επιπλέον, καθένα από τα έξι πρόσωπα μοιάζει ακριβώς με τα άλλα, σαν δίδυμες αδερφές. Και παρά το γεγονός ότι οι κρύσταλλοι που αποτελούν τις νιφάδες χιονιού είναι τόσο όμοιοι μεταξύ τους, είναι σχεδόν αδύνατο να βρεθούν δύο πανομοιότυπες νιφάδες χιονιού στη φύση. Κάθε ένα από αυτά είναι μοναδικό και μοναδικό στο σχέδιο και το σχήμα του. Προσπαθήστε να εξετάσετε προσεκτικά μερικές νιφάδες χιονιού και θα δείτε ότι αυτό είναι απολύτως αλήθεια!

Πρώτα.Οι νιφάδες χιονιού είναι κατά 95% αέρας. Γι' αυτό πέφτουν πολύ αργά, με ταχύτητα 0,9 χλμ./ώρα.

Δεύτερος.Γιατί το χιόνι είναι λευκό; Ακριβώς επειδή το χιόνι έχει αέρα στη δομή του. Σε αυτή την περίπτωση, όλες οι πιθανές ακτίνες φωτός απλώς αντανακλώνται από το όριο των κρυστάλλων πάγου με τον αέρα και διασκορπίζονται.

Τρίτος.Υπήρξαν περιπτώσεις στην ιστορία που έπεσε χιόνι διαφορετικού χρώματος. Για παράδειγμα, μαύρο χιόνι έπεσε στην Ελβετία το 1969, ακριβώς την ώρα των Χριστουγέννων, και το 1955 έπεσε πράσινο χιόνι στην Καλιφόρνια.

Τέταρτος.Στην Ανταρκτική και στα ψηλά βουνά, συναντάται χιόνι σε ροζ, μοβ, κόκκινο και κιτρινωπό-καφέ χρώματα. Αυτό διευκολύνεται από πλάσματα που ζουν στο χιόνι και ονομάζονται χλαμυδομόνας χιόνι.

Αυτό είναι το μικρότερο φύκι που συσσωρεύει τη χρωστική ουσία ασταξανθίνη. Ροζ ή κόκκινο χιόνι μπορεί συχνά να βρεθεί στα βουνά του Καυκάσου.

Αν σηκώσεις ανώτερο στρώμα, τότε το χιόνι από κάτω θα είναι λευκό, συνηθισμένο.

Τα φύκια αρχίζουν να αλλάζουν χρώμα, ή μάλλον ανθίζουν, όταν η θερμοκρασία αυξάνεται ελαφρά. Εάν ο ήλιος θερμαίνει την επιφάνεια του χιονιού, τα φύκια, που προηγουμένως ήταν μουδιασμένα στο χιόνι, ζωντανεύουν, ξεκινούν μια ενεργή ζωή και συσσωρεύουν γρήγορα χρωστικές ουσίες. Εάν λιώσετε το χιόνι, τότε κάτω από ένα μικροσκόπιο μπορείτε να δείτε πόσο γρήγορα κόκκινα σωματίδια ορμούν γύρω στο νερό - αυτό είναι χλαμυδομονάδα χιονιού.

Πέμπτος.Όταν μια νιφάδα χιονιού πέφτει στο νερό, εκπέμπει έναν ήχο υψηλής συχνότητας που δεν συλλαμβάνεται από τους ανθρώπους, αλλά, σύμφωνα με τους επιστήμονες, στα ψάρια δεν αρέσει πραγματικά.

Εκτος.Χιόνι μέσα φυσιολογικές συνθήκεςλιώνει στους 0 βαθμούς Κελσίου. Ωστόσο, μια σημαντική ποσότητα χιονιού μπορεί να εξατμιστεί σε θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν χωρίς να μετατραπεί σε υγρή φάση. Αυτή η διαδικασία συμβαίνει όταν οι ακτίνες του ήλιου χτυπούν το χιόνι.

Εβδομος.ΣΕ χειμερινή ώρακάθε χρόνο, το χιόνι αντανακλά έως και το 90% των ακτίνων του ήλιου από την επιφάνεια της Γης, κατευθύνοντάς τις πίσω στο διάστημα, εμποδίζοντας έτσι τη θέρμανση της Γης.

Ογδοο.Κατά τη διάρκεια μιας χιονόπτωσης το 1987, βρέθηκε ένα παγκόσμιο ρεκόρ νιφάδας χιονιού με διάμετρο 38 cm στο Fort Coy (Μοντάνα, ΗΠΑ).

Προετοιμάστηκε από την Inna BAKANOVA

Κατά τη συγγραφή αυτού του άρθρου χρησιμοποιήθηκαν υλικά από το βιβλίο

Masaru Emoto "Μηνύματα από το νερό, μυστικοί κώδικες κρυστάλλων πάγου."

Τα μυστικά της γέννησης των νιφάδων χιονιού

Πώς σχηματίζονται οι νιφάδες χιονιού; Γιατί οι νιφάδες χιονιού έχουν πάντα τη σωστή κρυσταλλική δομή; Το παρακάτω βίντεο θα απαντήσει σε αυτές τις ερωτήσεις.

Θα ήθελα να επιστήσω την προσοχή σας στο γεγονός ότι οι νιφάδες χιονιού σχηματίζονται σε ψηλά στρώματα της ατμόσφαιρας. Εκεί, ψηλά πάνω από τη γη, βασιλεύει η αγνότητα και η αρμονία, δεν επηρεάζονται από αρνητικές ανθρώπινες σκέψεις, επομένως όλες οι νιφάδες χιονιού είναι όμορφες και μοναδικές.

Έχετε αναρωτηθεί ποτέ γιατί το χιόνι είναι λευκό; Εξάλλου, όταν το χιόνι λιώνει, μετατρέπεται σε νερό και το νερό είναι καθαρό. Γιατί το χιόνι είναι λευκό;

Λίγο για το χρώμα

Διαφορετικά πράγματα έχουν διαφορετικά χρώματα. Το ορατό φως από τον Ήλιο ή οποιαδήποτε άλλη πηγή φωτός αποτελείται από πολλά μήκη κύματος. Τα μάτια μας αντιλαμβάνονται τα διαφορετικά μήκη κύματος ως διαφορετικά χρώματα.

Διαφορετικά αντικείμενα έχουν διαφορετικά χρώματα επειδή τα μεμονωμένα σωματίδια (μόρια και άτομα) που αποτελούν το αντικείμενο έχουν διαφορετικές συχνότητες δόνησης.

Όταν το φως αλληλεπιδρά με ένα αντικείμενο, τα μήκη κύματος που ανακλά ή απορροφά το αντικείμενο καθορίζουν το χρώμα που αντιλαμβάνονται τα μάτια μας. Όταν ένα αντικείμενο αντανακλά όλα τα μήκη κύματος του φωτός από τον Ήλιο που βρίσκονται στο ορατό φάσμα, το αντικείμενο εμφανίζεται λευκό.

Όταν βλέπουμε ένα πυροσβεστικό όχημα, είναι κόκκινο γιατί η μπογιά πάνω του αντανακλά ορισμένα μήκη κύματος στην κόκκινη περιοχή του ορατού φάσματος και απορροφά άλλα μήκη κύματος.

Αν κοιτάξουμε το νερό, είναι διάφανο. Αυτό σημαίνει ότι τα μήκη κύματος του φωτός διέρχονται από αυτό αντί να αντανακλώνται πίσω στα μάτια σας.

Αν κοιτάξετε μια μεμονωμένη νιφάδα χιονιού, είναι επίσης σχεδόν διαφανής. Όταν όμως βλέπουμε χιόνι, δηλαδή μεγάλη συγκέντρωση νιφάδων χιονιού, τότε όλο το φως αντανακλάται και δεν περνά μέσα από αυτές. Και βλέπουμε χιόνι στα λευκά.

Ο βασικός παράγοντας εδώ είναι ο τρόπος με τον οποίο το φως αλληλεπιδρά με τη μάζα των πολύπλοκων νιφάδων χιονιού και του αέρα που συνθέτουν το χιόνι. Οι νιφάδες χιονιού έχουν ένα σύμπλεγμα και διάφορα σχήματα. Όταν το φως χτυπά μια νιφάδα χιονιού (κρύσταλλο πάγου), συναντά μια στροφή και χτυπά έναν άλλο κρύσταλλο πάγου, μετά σε έναν άλλο, και ούτω καθεξής. Η διαδικασία συνεχίζεται έως ότου το φως αντανακλάται από το χιόνι αντί να περνά κατευθείαν μέσα από αυτό στο έδαφος.

Εάν υπάρχει βρωμιά στο χιόνι, τότε μερικά από τα κύματα θα απορροφηθούν και θα δούμε αυτή τη βρωμιά. Αλλά αν το χιόνι είναι φρέσκο, τότε τα περισσότερα από τα φωτεινά κύματα θα αντανακληθούν τελικά και θα δούμε σαν το χιόνι χιόνι.

Ίσως έχετε παρατηρήσει ότι μερικές φορές το χιόνι μπορεί επίσης να έχει μια μπλε ή μπλε απόχρωση. Το χιόνι είναι λευκό όταν το φως αντανακλάται από κρυστάλλους πάγου μόνο ελαφρώς ένας μεγάλος αριθμός απόφορές, χωρίς να εισχωρήσει πολύ βαθιά στο χιόνι. Αν κοιτάξουμε ένα μικρό σωρό χιονιού, θα φαίνεται λευκό επειδή σχεδόν όλο το ορατό φως αντανακλάται.

Η κατάσταση είναι διαφορετική για το φως που δεν ανακλάται, αλλά διεισδύει στο χιόνι. Όταν αυτό το φως διαπερνά το χιόνι, οι κρύσταλλοι του πάγου διασκορπίζουν μεγάλη ποσότητα φωτός. Όσο πιο βαθιά διεισδύει το φως, τόσο περισσότερη διασπορά συμβαίνει.

Βλέπουμε φως από τα ανώτερα στρώματα (έως 1 cm περίπου), ενώ στα κάτω στρώματα το φως διασκορπίζεται και απορροφάται. Για το φως που διεισδύει βαθύτερα, απορροφώνται τα μεγαλύτερα μήκη κύματος που υπάρχουν στο κόκκινο άκρο του φάσματος φωτός, αφήνοντας μικρότερα μήκη κύματος στο μπλε άκρο του φάσματος που αντανακλώνται πίσω για να τα δούμε.

Μπορούμε να πούμε ότι το μπλε φως ταξιδεύει πιο εύκολα μέσα από τον πάγο. Είναι σημαντικό να καταλάβουμε εδώ ότι η φασματική επιλογή σχετίζεται με την απορρόφηση και όχι με την ανάκλαση, όπως πιστεύεται μερικές φορές.

Σε αυτή την περίπτωση, μπορούμε να μιλήσουμε για το χιόνι ως ένα φίλτρο που επιτρέπει ή δεν επιτρέπει να περάσουν διαφορετικά χρώματα. Αν έχουμε ένα εκατοστό στρώμα χιονιού, τότε όλο το φως περνά μέσα από αυτό. Εάν είναι ένα μέτρο ή περισσότερο, τότε μόνο μπλε φως θα περάσει μέσα από αυτό (διασκορπίζεται σε αυτό). Μια αναλογία μπορεί να γίνει με ένα φλιτζάνι καφέ. Όταν το ρίχνουμε για πρώτη φορά, είναι ελαφρύ· όσο περισσότερο, τόσο πιο σκούρο γίνεται.