स्नो व्हाइट भौतिकी क्यों है? बर्फ़ सफ़ेद क्यों होती है, हालाँकि बर्फ़ का एक टुकड़ा पारदर्शी होता है? क्या बर्फ खाना संभव है

मरीना शकेरीना
अनुसंधान परियोजना "बर्फ सफेद क्यों होती है?"

प्रोजेक्ट बच्चे के साथ संयुक्त रूप से पूरा किया गया।

परिचय

जाड़ा आया। बाहर ठंड हो गयी. सारी पृथ्वी, सारे पेड़-पौधे, एक सफ़ेद रोएँदार कम्बल से ढँके हुए थे। सफेद बर्फ के टुकड़े गिर रहे हैं, जमीन पर, घरों की छतों पर, पेड़ों पर, लोगों पर पड़े हुए हैं। बर्फ के टुकड़े सफेद सितारों की तरह दिखते हैं। वे चुपचाप ज़मीन पर गिर पड़ते हैं।

मुझे बर्फ के टुकड़े देखना बहुत पसंद है। वे बहुत सुंदर हैं। लेस की तरह, सभी अलग-अलग। कभी-कभी वे आपस में चिपक जाते हैं और बड़े टुकड़ों में जमीन पर गिर जाते हैं। कभी-कभी ठंडी हवा सफेद तारों को तोड़कर महीन बर्फ की धूल में बदल देती है और फिर उन्हें देखना बहुत मुश्किल होता है।

एक सुबह मैं उठा और खिड़की से बाहर देखा। मैंने देखा कि चारों ओर सब कुछ: ज़मीन, पेड़, घरों की छतें, सफ़ेद हो गईं। यह पहली बर्फ थी. मैंने सोचा: "बर्फ सफ़ेद क्यों होती है?" और मैंने इस समस्या की जांच करने का निर्णय लिया।

इस समस्या ने हमें शोध विषय तैयार करने की अनुमति दी: "बर्फ सफेद क्यों होती है?"

विषय पर निर्णय लेने के बाद, मैंने एक लक्ष्य निर्धारित किया: "बर्फ सफेद क्यों होती है?" प्रश्न का उत्तर देने के लिए अध्ययन और प्रयोग करना।

इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए निम्नलिखित कार्यों को हल करने की आवश्यकता है:

1. बर्फ के बारे में बात करने वाले साहित्य का अध्ययन करें।

2. प्रयोगात्मक रूप से साबित करें "बर्फ सफेद क्यों होती है?"

3. प्राप्त ज्ञान का सारांश प्रस्तुत करें।

अध्ययन का उद्देश्य:बर्फ़।

अध्ययन का विषय:बर्फ की संरचना

परिकल्पना:आइए मान लें कि बर्फ का सफेद रंग प्रकाश के परावर्तन के कारण है।

तलाश पद्दतियाँ:

1. विषय पर साहित्य का अध्ययन

2. शोध वस्तु का अवलोकन

3. प्रयोगों का संचालन करना

4. अध्ययन के परिणामों और निष्कर्षों का विश्लेषण

अध्याय I. प्रायोगिक कार्य का सैद्धांतिक औचित्य।

1.1 बर्फ क्या है?

बर्फ क्या है? यह बहुत है, ढेर सारे सुंदर बर्फ के टुकड़े; वे ऊंचाई से जमीन पर, पेड़ों पर, घरों की छतों पर गिरते और गिरते हैं - साफ, नाजुक, चमकदार। और फिर गिरी - यह अद्भुत बर्फ़। वह "शानदार कालीन" बिछाकर जमीन पर सफेद कफन से ढक गया। गिरी हुई बर्फ ने सभी छिद्रों और खाइयों को भर दिया, पहाड़ियों को समतल कर दिया - मैदान को पूरी तरह से बदल दिया। जंगल और भी बदल गया है. बर्फ पेड़ों की शाखाओं पर सफेद गुच्छों में बिखरी हुई थी, जमीन पर गिरी हुई पत्तियों और टहनियों को एक सफेद कंबल से ढक दिया, और झाड़ियों में ऊंचे बर्फ के टुकड़ों में बस गई। उन्होंने वन जीवन के कई रहस्यों को ध्यान से देखा - जो कुछ भी हुआ वह बर्फ के आवरण पर अंकित हो गया, बर्फ में निशान छोड़ गया।

मुझे "बर्फ" शब्द का अर्थ "आधुनिक" में मिला व्याख्यात्मक शब्दकोश" बर्फ कठिन है वर्षण, जिसमें 0C से नीचे के तापमान पर बादलों से गिरने वाले छोटे बर्फ के क्रिस्टल होते हैं। बर्फ तब बनती है जब वायुमंडल में जलवाष्प जम जाती है। सबसे पहले छोटे क्रिस्टल दिखाई देते हैं। वायु धाराओं का अनुसरण करते हुए, वे सभी दिशाओं में चलते हैं। धीरे-धीरे, क्रिस्टल एक-दूसरे से तब तक "चिपके" रहते हैं जब तक कि उनकी संख्या सौ या उससे अधिक न हो जाए। जब जमी हुई बर्फ का आकार काफी बड़ा हो जाता है, तो वे जमीन पर डूबने लगते हैं। बर्फ के इन संचयों को हम बर्फ के टुकड़े कहते हैं।

1.2 बर्फ के टुकड़े कहाँ से आते हैं?

बर्फ का टुकड़ा एक जमे हुए पानी का क्रिस्टल है जो छह-नुकीले बहुफलक के आकार का होता है।

जलवाष्प जमीन से काफी ऊपर उठती है। शीर्ष पर यह बहुत ठंडा है और इससे बर्फ के क्रिस्टल बनते हैं। वे बहुत छोटे हैं. ये अभी तक बर्फ के टुकड़े नहीं हैं। जैसे-जैसे वे नीचे गिरते हैं, क्रिस्टल तेजी से आकार में बढ़ते जाते हैं। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि हवा में बहुत अधिक मात्रा में जलवाष्प होता है, जो उनकी सतह पर जम जाता है और जम जाता है। इस प्रकार बर्फ का एक क्रिस्टलीय टुकड़ा एक सुंदर, नाजुक बर्फ का टुकड़ा बन जाता है।

वहाँ बहुत सारे बर्फ के टुकड़े हैं और वे सभी अलग-अलग हैं - एक भी समान नहीं है।

अब तक दर्ज किए गए सबसे बड़े बर्फ के टुकड़े का व्यास 12 सेमी था। आमतौर पर, बर्फ के टुकड़े का व्यास लगभग 5 मिमी और वजन 0.004 ग्राम होता है।

बर्फ के टुकड़े बनाने वाले क्रिस्टल का एक निश्चित आकार होता है। यह या तो छह-बिंदु वाला तारा है या षट्भुज के आकार की एक पतली प्लेट है। तथ्य यह है कि मुख्य जल क्रिस्टल में विमान में एक नियमित षट्भुज का आकार होता है।

1885 में, अमेरिकी किसान विल्सन बेंटले ने माइक्रोस्कोप के तहत बर्फ के टुकड़े की पहली सफल तस्वीर ली। उन्होंने 46 वर्षों तक ऐसा किया और 5,000 से अधिक अद्वितीय तस्वीरें लीं। उनके काम के आधार पर, यह साबित हुआ कि कोई भी दो बर्फ के टुकड़े एक जैसे नहीं होते।

पर अलग-अलग तापमानविभिन्न आकृतियों के क्रिस्टल बनते हैं

सबसे खूबसूरत बर्फ के टुकड़े वहां गिरते हैं जहां जलवायु अधिक कठोर होती है - उदाहरण के लिए, उत्तर में।

निर्भर करना मौसम की स्थितिअलग-अलग जगहों पर "उनकी" बर्फ़ गिरती है।

बर्फ के टुकड़ों के बड़े टुकड़ों के निर्माण के लिए पूर्ण शांति आवश्यक है; बर्फ के टुकड़े जितनी लंबी यात्रा करेंगे, उतना ही अधिक वे टकराएंगे और एक-दूसरे से चिपकेंगे।

कम तापमान पर और तेज हवाबर्फ के टुकड़े हवा में टकराते हैं, उखड़ जाते हैं और टुकड़ों के रूप में जमीन पर गिर जाते हैं - "हीरे की धूल"।

1.3 बर्फ के टुकड़ों का वर्गीकरण।

प्रिज्म- इसमें 6-गोनल प्लेट और 6-गोनल क्रॉस-सेक्शन वाले पतले कॉलम दोनों हैं। प्रिज्म आकार में छोटे होते हैं और नग्न आंखों से लगभग अदृश्य होते हैं। प्रिज्म के किनारों को अक्सर विभिन्न जटिल पैटर्न से सजाया जाता है।

सुइयों- बर्फ के पतले और लंबे क्रिस्टल, ये लगभग -5 डिग्री के तापमान पर बनते हैं।

जांच करने पर वे छोटे हल्के बालों की तरह दिखते हैं।

डेन्ड्राइट- या पेड़ की तरह, स्पष्ट शाखाओं वाली पतली किरणें होती हैं। अधिकतर ये बड़े क्रिस्टल होते हैं और इन्हें नग्न आंखों से देखा जा सकता है। अधिकतम आकारडेंड्राइट 30 सेमी व्यास तक पहुंच सकता है।

12-नुकीले बर्फ के टुकड़े- कभी-कभी प्लेटों को एक दूसरे के सापेक्ष 30 डिग्री तक घुमाए जाने पर युक्तियों वाले स्तंभ बन जाते हैं। जब प्रत्येक प्लेट से किरणें निकलती हैं तो 12 किरणों वाला एक क्रिस्टल प्राप्त होता है।

खोखले पोस्ट- कभी-कभी हेक्सागोनल क्रॉस-सेक्शन वाले स्तंभों के अंदर गुहाएं बन जाती हैं। दिलचस्प बात यह है कि गुहाओं का आकार क्रिस्टल के केंद्र के सापेक्ष सममित है। ज़रूरी उच्च आवर्धनआधे छोटे बर्फ के टुकड़े देखने के लिए।

फ़र्न जैसे डेंड्राइट- यह प्रकार सबसे बड़े में से एक है। तारे के आकार के डेंड्राइट की शाखाएं पतली और बहुत बार-बार बढ़ती हैं, जिसके परिणामस्वरूप बर्फ का टुकड़ा फर्न जैसा दिखने लगता है।

अनियमित आकार के क्रिस्टल- बर्फ के क्रिस्टल अक्सर छोटे, विषम और एक दूसरे से जुड़े हुए होते हैं। सुंदर सममित क्रिस्टल प्राप्त करने के लिए, आपको कई मौसम परिस्थितियों के सफल संयोजन की आवश्यकता होती है।

त्रिकोणीय क्रिस्टल- ऐसे बर्फ के टुकड़े लगभग -2 डिग्री के तापमान पर बनते हैं। वास्तव में, ये षट्कोणीय प्रिज्म हैं, जिनकी कुछ भुजाएँ दूसरों की तुलना में बहुत छोटी हैं। लेकिन इनके किनारों पर किरणें उग सकती हैं।

बुलेट सॉकेट- कभी-कभी जब क्रिस्टल बनते हैं, तो वे एक साथ बढ़ सकते हैं और यादृच्छिक दिशाओं में बढ़ सकते हैं। ऐसी संरचनाएं गोलियों के समान आसानी से अलग-अलग क्रिस्टल में टूट जाती हैं। इसलिए असामान्य नाम.

1.4 बर्फ सफेद क्यों होती है?

जब एक रूसी व्यक्ति से सर्दियों की कल्पना करने के लिए कहा जाता है, तो पहली चीज़ जो वह अपनी कल्पना में देखता है वह बर्फ है, एक बर्फ-सफेद आवरण जो चारों ओर सब कुछ ढकता है। हम बर्फ के रंग के इतने आदी हो गए हैं कि हम यह भी नहीं सोचते कि बर्फ क्यों है। सफ़ेद. यह पता चला है कि हमारे द्वारा देखे जाने वाले सभी रंग निर्भर करते हैं सूरज की किरणें. काली वस्तुएँ सूर्य के प्रकाश को पूरी तरह से अवशोषित कर लेती हैं, यही कारण है कि हम उन्हें काला समझते हैं। और अगर कोई वस्तु सूर्य की किरण को पूरी तरह से परावर्तित कर दे तो उसका रंग हमें सफेद दिखाई देगा।

बर्फ जमा हुआ पानी है, और जैसा कि हम जानते हैं, बर्फ रंगहीन होती है। बर्फ सफेद क्यों होती है? इंटरनेट और बच्चों के विश्वकोश "एवरीथिंग अबाउट एवरीथिंग" से मुझे पता चला कि बर्फ के टुकड़े 95% हवा हैं। बर्फ के टुकड़ों के क्रिस्टल चिकने नहीं होते, बल्कि किनारे वाले होते हैं। इन क्रिस्टलों के चेहरों से प्रकाश का परावर्तन बर्फ को सफेद बनाता है। बर्फ रंगहीन रहती है क्योंकि यह सूर्य के प्रकाश की पूरी किरण को इसके माध्यम से प्रसारित करती है। और प्रत्येक बर्फ़ का टुकड़ा अपने माध्यम से सारा प्रकाश संचारित करेगा और उसका कोई रंग भी नहीं होगा। लेकिन बर्फ के टुकड़े आमतौर पर यादृच्छिक गति में एक दूसरे के ऊपर गिरते हैं। और पहले से ही एक साथ वे अपारदर्शी, लेकिन सफेद हो जाते हैं। यह समझने के लिए कि बर्फ सफेद क्यों होती है, यह सूर्य की किरणों को परावर्तित क्यों करती है, हमें बर्फ की संरचना को देखने की जरूरत है। बर्फ बर्फ के टुकड़ों से बनती है, और बर्फ के टुकड़े बड़ी संख्या में क्रिस्टल से बनते हैं। ये क्रिस्टल चिकने नहीं होते, बल्कि किनारे वाले होते हैं। यह हमारे प्रश्न का उत्तर है कि बर्फ सफेद क्यों होती है? किनारों से ही सूर्य का प्रकाश परावर्तित होता है। वायुमंडल में पानी भाप है, जम जाता है और पारदर्शी क्रिस्टल बन जाते हैं। वायु की गति के कारण क्रिस्टल स्वतंत्र रूप से ऊपर-नीचे गति करते हैं। इस अराजक गति में, क्रिस्टल एक दूसरे से जुड़ते हैं। और जब, अंततः, बहुत सारे क्रिस्टल एक साथ इकट्ठा हो जाते हैं, तो वे बर्फ के टुकड़ों के रूप में जमीन पर गिरने लगते हैं जिनसे हम परिचित हैं। इससे पता चलता है कि बर्फ का रंग सफेद है, क्योंकि यह जिस सूर्य की रोशनी को परावर्तित करती है वह सफेद है। सोचिए, अगर सूरज की एक किरण हरी या पीली हो जाए तो बर्फ का रंग भी वैसा ही होगा। निश्चित रूप से, कई लोगों ने देखा है कि सूर्योदय या सूर्यास्त के दौरान, हमें ऐसा लगता है कि सूरज की किरणें गुलाबी हो जाती हैं, और इस समय बर्फ हमें गुलाबी दिखाई देती है।

रोचक तथ्य:

#1: क्या आप जानते हैं कि बर्फ हमेशा सफेद नहीं होती? दुनिया के कई क्षेत्रों में लोगों ने इसे लाल, हरा, नीला और यहां तक ​​कि काले रंग में भी देखा है! रंगों की इस विविधता का कारण हवा में मौजूद छोटे बैक्टीरिया, कवक और धूल हैं और जब वे पृथ्वी की सतह पर गिरते हैं तो बर्फ के टुकड़ों द्वारा अवशोषित हो जाते हैं।

अध्याय I पर निष्कर्ष

1. मैंने सीखा कि बर्फ ठोस वर्षा है जिसमें छोटे-छोटे बर्फ के क्रिस्टल होते हैं।

2. प्रत्येक बर्फ का टुकड़ा बर्फ के छोटे टुकड़ों का एक संग्रह है।

3. बर्फ बर्फ के टुकड़ों से बनती है, और बर्फ के टुकड़े भारी संख्या में क्रिस्टल से बनते हैं।

दूसरा अध्याय। प्रायोगिक कार्य का संगठन

समस्या पर "बर्फ सफ़ेद क्यों होती है?"

साहित्य का अध्ययन करते समय अपने अवलोकनों से मुझे पता चला कि किसी भी बर्फ के टुकड़े का आकार छह-बिंदु वाले तारे जैसा होता है। बर्फ के टुकड़ों के आकार के बावजूद, वे सभी सफेद हैं। और बर्फ सफेद है, सफेद है, और अगर सूरज चमक रहा है, तो यह चमकदार सफेद हो जाता है। क्यों? बर्फ के टुकड़े में बर्फ के क्रिस्टल होते हैं और बर्फ के टुकड़े की किरणों पर पड़ने वाली रोशनी उनसे परावर्तित होती है, बिखरती है और हमें सफेद दिखाई देती है। और जब सूर्य की किरण क्रिस्टल से टकराती है, तो वह उससे परावर्तित हो जाती है और हमारी आँखों को अंधा कर देती है।

मैंने यह साबित करने के लिए प्रयोग करने का निर्णय लिया कि बर्फ वास्तव में सफेद है।

2.1 "बर्फ सफेद क्यों होती है?" प्रश्न का उत्तर देने के लिए प्रयोग करना।

मैंने प्रयोग कैसे किये

अनुभव क्रमांक 1

मैंने लाल कार्डबोर्ड पर बर्फ लगाई और उसकी तुलना कागज की एक सफेद शीट से की। निष्कर्ष: बर्फ सफेद होती है.

अनुभव क्रमांक 2

मैंने एक पारदर्शी प्लास्टिक बैग लिया। मैंने इसे छोटे-छोटे टुकड़ों में काटा. प्रत्येक टुकड़ा एक "बर्फ का टुकड़ा" है। मैंने सभी टुकड़ों को एक पारदर्शी गिलास में डाल दिया। उन्हें अलग-अलग तरीके से तैनात किया गया था.

परिणाम: एक सफेद गिलास में "बर्फ"।

अनुभव क्रमांक 3

मैंने एक गिलास में पानी डाला और फ्रीजर में रख दिया। पानी पारदर्शी बर्फ में बदल गया। माँ ने बर्फ को छोटे-छोटे टुकड़ों में तोड़ दिया। वह सफेद हो गया.

निष्कर्ष

टुकड़े प्लास्टिक बैगऔर बर्फ के टुकड़े व्यक्तिगत रूप से पारदर्शी होते हैं। प्रकाश उनसे होकर गुजरता है और परावर्तित नहीं होता। जब पैकेज के टुकड़े अव्यवस्थित रूप से (अलग-अलग तरीकों से) पड़े होते हैं, तो वे प्रकाश को प्रतिबिंबित करते हैं अलग-अलग दिशाएँ.

निष्कर्ष

बर्फ सफेद होती है क्योंकि प्रत्येक बर्फ का टुकड़ा अलग-अलग दिशाओं में प्रकाश को परावर्तित करता है। वैज्ञानिक भाषा में - "प्रकाश बिखरा हुआ है।" इससे बर्फ सफेद हो जाती है।

बर्फ सफेद क्यों होती है, इस सवाल से हर व्यक्ति बचपन से परिचित है। लेकिन सभी बच्चे और यहाँ तक कि वयस्क भी सही उत्तर नहीं जानते कि बर्फ के छोटे टुकड़े नीले या हरे क्यों होते हैं। हर कोई जानता है कि बर्फ जमा हुआ पानी है, या यूं कहें कि बर्फ है। लेकिन चूँकि बर्फ पारदर्शी है और इसके माध्यम से प्रकाश संचारित करने में सक्षम है, तो ज़मीन को ढकने वाली बर्फ़ के बहाव अपारदर्शी होने के बजाय बहुत विशिष्ट रंग वाले क्यों होते हैं?

पिछली शताब्दियों में, जब ऐसी कोई उन्नत तकनीक नहीं थी जिससे हर चीज़ का अध्ययन करना संभव हो सके प्राकृतिक प्रक्रियाएँवैज्ञानिक इस सवाल से जूझ रहे हैं कि बर्फ सफेद क्यों होती है। हालाँकि, इसका उत्तर कभी नहीं मिला। केवल जब बर्फ बनाने की पूरी प्रक्रिया शुरू से अंत तक स्पष्ट हो गई, तो "बर्फ-सफेद आवरण" के बारे में कुछ अनुमान सामने आए।

यह सब इस तथ्य से शुरू होता है कि गर्म सूरज की रोशनी के प्रभाव में, नदियों, झीलों और समुद्रों का पानी भाप में बदल जाता है और वायुमंडलीय परतों में ऊपर उठता है, जहां permafrost. बदले में, भाप में गुण होते हैं तरल जल, उच्च शून्य तापमान के कारण यह जमने लगता है और बर्फ के क्रिस्टल में बदल जाता है। ये बर्फ के टुकड़े हैं जो समय के साथ जमीन पर गिरने के लिए तैयार रहते हैं। अधिकांश भाग में, उन स्थानों पर जहां गर्मी होती है, बर्फ के टुकड़े गीली वर्षा के रूप में गिरते हैं, हवा में रहते हुए पिघलते हैं।

बर्फ कैसे बनती है यह अब स्पष्ट है, लेकिन जब यह जमीन पर गिरती है तो अचानक सफेद क्यों हो जाती है?

प्रश्न प्रासंगिक है, क्योंकि बर्फ के टुकड़े, हवा में रहते हुए भी, बर्फ के समान ही प्रकाश संचारित करने के गुण रखते हैं। लेकिन एक बात नहीं भूलनी चाहिए: लेंस के किनारे अराजक कोणों पर स्थित होते हैं, जो बेतरतीब ढंग से सूर्य के प्रकाश को अपवर्तित करते हैं, और वे इसे अवशोषित नहीं करते हैं, बल्कि इसे आगे संचारित करते हैं। और जब बर्फ के टुकड़े एक "बर्फ-सफेद कंबल" में इकट्ठे होते हैं, तो सूरज की किरणें, एक बर्फ के टुकड़े से दूसरे बर्फ के टुकड़े तक अपवर्तित होकर, पूरे आवरण से होकर गुजरती हैं। कई किरणें हमारी आंखों में प्रतिबिंबित होती हैं, यही वजह है कि अक्सर जब आप बर्फ को देखते हैं तो आपको तिरछी नजरें झुकानी पड़ती हैं। सूरज की रोशनीइतना चमकीला कि असुरक्षित आँखों से न देखा जा सके।

लेकिन यह सवाल पूछना पूरी तरह से सही नहीं है कि बर्फ सफेद क्यों होती है, क्योंकि यह हमेशा "साफ" नहीं होती है। लोग उन्हें ऐसे ही तभी देखते हैं जब सूरज की किरणें उन पर पड़ती हैं. उदाहरण के लिए, सूर्यास्त के समय यह गुलाबी रंग में बदल सकता है, और पीले लालटेन की रोशनी में यह थोड़ा भूरा हो सकता है, जैसे बादल के मौसम में।

बर्फ के रंग में परिवर्तन हवा की परतों में भी संभव है, जब बर्फ के टुकड़े "जमीन पर गिरना" शुरू कर रहे हों। उदाहरण के लिए, पेड़ों और फूलों से विभिन्न पराग, धूल से शुष्क भूमिऊपर उठता है और वायु धाराओं में बर्फ के कणों से मिलता है। यदि ऐसी बर्फ को पिघलने का समय न मिले और उसे एक छोटे से आवरण द्वारा संरक्षित किया जाए, तो उसके रंग में निश्चित रूप से अलग-अलग रंग होंगे। इन परिस्थितियों में, यह पूछना कि बर्फ सफेद क्यों है, अनुचित है।

हालाँकि, बर्फ के टुकड़े केवल नीचे की ओर अव्यवस्थित रूप से उड़ने वाले बर्फ के टुकड़े नहीं हैं, जिन्होंने अज्ञात कारणों से जमीन को "सफेद कंबल" से ढकने का फैसला किया।

बर्फ का मुख्य गुण पृथ्वी को मोटे कंबल से ढककर ठंड से बचाना है। हां, हां, फसल और मिट्टी को गर्म करने और ठंड से बचाने के लिए यह विरोधाभासी प्रतीत होगा, लेकिन यह सच है। इसमें खराब तापीय चालकता है, जो इसे जमीन से निकलने वाली गर्मी को रोकने और "थर्मल कुशन" बनाने की अनुमति देती है। यह अकारण नहीं है कि इग्लू सुदूर उत्तर के निवासियों द्वारा बनाए गए थे। बर्फ, बर्फ की तरह, गर्मी को अच्छी तरह से बरकरार रखती है, जिससे जीवन के लिए अद्वितीय अनुकूल परिस्थितियां बनती हैं।

आपको इस तथ्य को नजरअंदाज नहीं करना चाहिए कि बर्फ के टुकड़े का आकार खिड़की के बाहर मौसम की स्थिति पर निर्भर करता है। यदि यह पर्याप्त ठंडा है, तो बर्फ के टुकड़े छोटे, लगभग अदृश्य होते हैं। लेकिन अगर सूरज चमक रहा है और हवा इतनी ठंडी नहीं है, तो बर्फ के टुकड़े का आकार कई सेंटीमीटर तक पहुंच सकता है। तो, 1944 में, मास्को में दस सेंटीमीटर "बर्फ के कण" गिरे।

सर्दियों के बारे में सोचते समय, व्यक्ति हमेशा एक बर्फ-सफेद कंबल की कल्पना करता है जो चारों ओर सब कुछ ढक लेता है, लेकिन शायद ही कोई इस बारे में सोचता है कि यह सफेद क्यों है।

शून्य से नीचे के तापमान पर, वायुमंडल में पानी की बूंदें जम जाती हैं और बर्फ में बदल जाती हैं, बर्फ के रूप में जमीन पर गिरती हैं। बर्फ ठोस अवस्था में पानी है और स्वयं पारदर्शी है। तो फिर बर्फ सफेद क्यों होती है?

बर्फ के टुकड़ों का भी कोई रंग नहीं होता है, लेकिन यदि आप उन्हें एक आवर्धक कांच के माध्यम से देखते हैं, तो आप देखेंगे कि वे क्रिस्टल की तरह दिखते हैं, उनके आकार में किनारों के साथ एक नियमित षट्भुज की याद दिलाते हैं। बर्फबारी के दौरान, यह बर्फ के टुकड़ों के किनारे हैं जो प्रकाश किरणों को प्रतिबिंबित करते हैं जो बर्फ को वह सफेद रंग देते हैं जिसके हम आदी हैं।

जमीन पर, बर्फ का आवरण बर्फ के टुकड़ों का एक समूह है जो अव्यवस्थित तरीके से एक दूसरे के बहुत करीब स्थित है। साथ में वे प्रकाश को अधिक ताकत से परावर्तित करते हैं, इसलिए रात में भी, जब सतह सूर्य से प्रकाशित नहीं होती है, तो हमें बर्फ सफेद दिखाई देती है। रात्रि में प्रकाश किरणों का स्रोत चाँद, तारे और लालटेन हैं।

हालाँकि, बर्फ के आवरण की "सफेदी" का कारण न केवल बर्फ के क्रिस्टल के किनारों की उन पर पड़ने वाली रोशनी को प्रतिबिंबित करने की क्षमता में है, बल्कि उनकी सतह की सफाई में भी है। मुद्दा यह है कि कोई भी बर्फ का टुकड़ा पूरी तरह से पारदर्शी नहीं हो सकता। वायुमंडल में, पानी की बूंदें विभिन्न कणों (धूल, औद्योगिक उत्सर्जन और अन्य प्रदूषक) के साथ मिश्रित होती हैं, जो गैर-परावर्तित प्रकाश किरणों को अवशोषित करने में सक्षम होती हैं।

बर्फ क्यों चमकती है?

इस मामले में, प्रसिद्ध कानून लागू होता है: आपतन कोण प्रतिबिंब के कोण के बराबर होता है। नियमित षट्भुज के आकार के अरबों माइक्रोक्रिस्टल, सूर्य की किरणों को अवशोषित करते हैं, उन्हें अपवर्तित करते हैं, और फिर उन्हें अलग-अलग दिशाओं और अलग-अलग कोणों पर प्रतिबिंबित करते हैं, जैसे " सूर्य की किरणें" इसीलिए हम देखते हैं कि बर्फ के टुकड़े धूप में कैसे चमकते और झिलमिलाते हैं।

बर्फ के टुकड़े पैरों के नीचे क्यों सिकुड़ते और चीख़ते हैं?

बर्फ में चलते समय, आप अक्सर अपने पैरों के नीचे खड़खड़ाहट या चरमराहट सुन सकते हैं। यह ध्वनि इसलिए उत्पन्न होती है क्योंकि बर्फ के टुकड़े के क्रिस्टल यांत्रिक दबाव के तहत एक-दूसरे से रगड़ते हैं और टूट जाते हैं। हालाँकि, इस घटना को हमेशा नहीं देखा जा सकता है, लेकिन केवल एक निश्चित हवा के तापमान पर।

तथ्य यह है कि बर्फ केवल शून्य से 2 से 20 डिग्री नीचे के तापमान पर चरमराती है, और विभिन्न तापमान श्रेणियों में चरमराहट और क्रंचिंग एक विशेष ध्वनि के साथ होती है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि गंभीर ठंढ में बर्फ के टुकड़े के क्रिस्टल सघन और मजबूत हो जाते हैं, और 0 डिग्री सेल्सियस और उससे ऊपर के तापमान पर, बर्फ का आवरण अपनी ताकत खो देता है और पिघलना शुरू कर देता है।

वास्तव में, एक छोटे बर्फ के टुकड़े के टूटने पर भी ध्वनि उत्पन्न होती है। लेकिन यह ध्वनि इतनी कमजोर होती है कि मानव श्रवण अंग इसे समझ ही नहीं पाते। जैसे ही खरबों बर्फ के टुकड़े टूटते हैं, ध्वनि बहुत तेज हो जाती है और एक व्यक्ति बर्फ की विशिष्ट दरार को स्पष्ट रूप से सुनता है।

तथ्य यह है कि प्रत्येक बर्फ के टुकड़े में बर्फ के कण होते हैं, अर्थात। बहुत सारे बर्फ के क्रिस्टल. ऐसे प्रत्येक क्रिस्टल में किनारे (जैसे) होते हैं जीईएम). सूर्य की रोशनी क्रिस्टल के किनारों से परावर्तित होती है, जिससे बर्फ सफेद हो जाती है।

लेकिन आप पूछ सकते हैं कि बर्फ के टुकड़े कैसे बनते हैं? बहुत सरल। पानी के कण जो भाप के रूप में ऊपर की ओर उठते हैं, वायुमंडल में जम जाते हैं और साफ एवं स्पष्ट क्रिस्टल में बदल जाते हैं। ये क्रिस्टल हवा की गति का पालन करते हुए ऊपर और नीचे उड़ते हैं। वायुमंडल में बेतरतीब ढंग से घूमते हुए, क्रिस्टल एक दूसरे से टकराते हैं और बर्फ के टुकड़े बनाते हैं।

इसके अलावा, अन्य छोटे वायु कण (उदाहरण के लिए, हवा द्वारा जमीन से उठाई गई धूल या मिट्टी) बर्फ के टुकड़ों में मिल जाते हैं। धीरे-धीरे, बर्फ के टुकड़े भारी हो जाते हैं और गुरुत्वाकर्षण बल के तहत बर्फ के रूप में जमीन पर गिरते हैं। प्रत्येक बर्फ के टुकड़े में 2 से 200 क्रिस्टल तक हो सकते हैं!

लेकिन सबसे दिलचस्प बात बर्फ के क्रिस्टल का आकार है। वे हमेशा छह-बिंदु वाले तारे या षट्भुज आकार की तरह दिखते हैं (हालांकि कभी-कभी अन्य आकृतियों के क्रिस्टल भी पाए जाते हैं)। इसके अलावा, छह चेहरों में से प्रत्येक का चेहरा बिल्कुल जुड़वाँ बहनों जैसा है। और इस तथ्य के बावजूद कि बर्फ के टुकड़े बनाने वाले क्रिस्टल एक-दूसरे के समान हैं, प्रकृति में दो समान बर्फ के टुकड़े ढूंढना लगभग असंभव है। उनमें से प्रत्येक अपने डिजाइन और आकार में अद्वितीय और अनोखा है। स्वयं कुछ बर्फ के टुकड़ों की सावधानीपूर्वक जांच करने का प्रयास करें, और आप देखेंगे कि यह बिल्कुल सच है!

पहला।बर्फ के टुकड़े 95% वायु हैं। इसीलिए वे बहुत धीमी गति से, 0.9 किमी/घंटा की गति से गिरते हैं।

दूसरा।बर्फ सफेद क्यों होती है? सिर्फ इसलिए कि बर्फ की संरचना में हवा होती है। इस मामले में, प्रकाश की सभी संभावित किरणें हवा के साथ बर्फ के क्रिस्टल की सीमा से परावर्तित होती हैं और बिखर जाती हैं।

तीसरा।इतिहास में ऐसे मामले सामने आए हैं जब एक अलग रंग की बर्फ गिरी। उदाहरण के लिए, 1969 में क्रिसमस के ठीक समय स्विट्जरलैंड में काली बर्फ गिरी और 1955 में कैलिफोर्निया में हरी बर्फ गिरी।

चौथा.अंटार्कटिका और ऊंचे पहाड़ों में गुलाबी, बैंगनी, लाल और पीले-भूरे रंग की बर्फ पाई जाती है। यह उन प्राणियों द्वारा सुगम होता है जो बर्फ में रहते हैं और क्लैमाइडोमोनस स्नो कहलाते हैं।

यह सबसे छोटा शैवाल है जो एस्टैक्सैन्थिन वर्णक जमा करता है। काकेशस पहाड़ों में अक्सर गुलाबी या लाल बर्फ पाई जा सकती है।

यदि आप उठाते हैं ऊपरी परत, तो नीचे की बर्फ सफेद, साधारण होगी।

तापमान थोड़ा बढ़ने पर शैवाल रंग बदलने लगते हैं, या यूं कहें कि खिलने लगते हैं। यदि सूर्य बर्फ की सतह को गर्म करता है, तो शैवाल, जो पहले बर्फ में सुन्न थे, जीवन में आते हैं, सक्रिय जीवन शुरू करते हैं, और जल्दी से रंगद्रव्य जमा करते हैं। यदि आप बर्फ पिघलाते हैं, तो माइक्रोस्कोप के नीचे आप देख सकते हैं कि लाल कण कितनी तेजी से पानी में इधर-उधर भागते हैं - यह बर्फ क्लैमाइडोमोनस है।

पांचवां.जब बर्फ का एक टुकड़ा पानी में गिरता है, तो यह एक उच्च-आवृत्ति ध्वनि उत्सर्जित करता है जिसे मनुष्य नहीं पकड़ पाते हैं, लेकिन, वैज्ञानिकों के अनुसार, मछली वास्तव में इसे पसंद नहीं करती है।

छठा.में बर्फ सामान्य स्थितियाँ 0 डिग्री सेल्सियस पर पिघल जाता है। हालाँकि, बर्फ की एक महत्वपूर्ण मात्रा तरल चरण में परिवर्तित हुए बिना उप-शून्य तापमान पर वाष्पित हो सकती है। यह प्रक्रिया तब होती है जब सूर्य की किरणें बर्फ से टकराती हैं।

सातवां.में सर्दी का समयहर साल, बर्फ पृथ्वी की सतह से सूर्य की 90% किरणों को परावर्तित करती है, और उन्हें वापस अंतरिक्ष में निर्देशित करती है, जिससे पृथ्वी को गर्म होने से रोका जाता है।

आठवां. 1987 में बर्फबारी के दौरान फोर्ट कॉय (मोंटाना, यूएसए) में 38 सेमी व्यास वाला विश्व रिकॉर्ड बर्फ का टुकड़ा पाया गया था।

इन्ना बाकानोवा द्वारा तैयार किया गया

इस लेख को लिखते समय पुस्तक से सामग्री का उपयोग किया गया

मसरू इमोटो "पानी से संदेश, बर्फ के क्रिस्टल के गुप्त कोड।"

बर्फ के टुकड़ों के जन्म का रहस्य

बर्फ के टुकड़े कैसे बनते हैं? बर्फ के टुकड़ों की क्रिस्टल संरचना हमेशा सही क्यों होती है? निम्नलिखित वीडियो इन सवालों का जवाब देगा।

मैं आपका ध्यान इस तथ्य की ओर आकर्षित करना चाहूंगा कि बर्फ के टुकड़े वायुमंडल की ऊंची परतों में बनते हैं। वहां, पृथ्वी से ऊपर, पवित्रता और सद्भाव का राज है, वे नकारात्मक मानवीय विचारों से प्रभावित नहीं होते हैं, इसलिए सभी बर्फ के टुकड़े सुंदर और अद्वितीय हैं।

क्या आपने कभी सोचा है कि बर्फ सफेद क्यों होती है? आख़िरकार, जब बर्फ पिघलती है, तो वह पानी में बदल जाती है, और पानी साफ़ होता है। बर्फ सफेद क्यों होती है?

रंग के बारे में थोड़ा

अलग-अलग चीजों के अलग-अलग रंग होते हैं। सूर्य या किसी अन्य प्रकाश स्रोत से दृश्यमान प्रकाश में कई तरंग दैर्ध्य होते हैं। हमारी आंखें अलग-अलग तरंग दैर्ध्य को अलग-अलग रंगों के रूप में देखती हैं।

अलग-अलग वस्तुओं के रंग अलग-अलग होते हैं क्योंकि वस्तु को बनाने वाले अलग-अलग कणों (अणु और परमाणु) की कंपन आवृत्तियाँ अलग-अलग होती हैं।

जब प्रकाश किसी वस्तु के साथ संपर्क करता है, तो वस्तु जिस तरंग दैर्ध्य को प्रतिबिंबित करती है या अवशोषित करती है, वह यह निर्धारित करती है कि हमारी आंखें किस रंग को देखती हैं। जब कोई वस्तु दृश्यमान स्पेक्ट्रम में सूर्य से प्रकाश की सभी तरंग दैर्ध्य को प्रतिबिंबित करती है, तो वस्तु सफेद दिखाई देती है।

जब हम एक फायर ट्रक देखते हैं, तो वह लाल होता है क्योंकि उस पर पेंट दृश्य स्पेक्ट्रम के लाल क्षेत्र में कुछ तरंग दैर्ध्य को प्रतिबिंबित करता है और अन्य तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करता है।

अगर हम पानी को देखें तो यह पारदर्शी है। इसका मतलब यह है कि प्रकाश की तरंग दैर्ध्य आपकी आंखों में वापस प्रतिबिंबित होने के बजाय इसके माध्यम से गुजरती है।

यदि आप एक अलग बर्फ के टुकड़े को देखें, तो यह भी लगभग पारदर्शी है। लेकिन जब हम बर्फ देखते हैं, यानी बर्फ के टुकड़ों की एक बड़ी सघनता, तो सारा प्रकाश परावर्तित हो जाता है और उनसे होकर नहीं गुजरता। और हम बर्फ को सफेद रंग में देखते हैं।

यहां मुख्य कारक वह तरीका है जिससे प्रकाश जटिल बर्फ के टुकड़ों और बर्फ बनाने वाली हवा के साथ संपर्क करता है। स्नोफ्लेक्स में एक जटिल और है विभिन्न आकार. जब प्रकाश एक बर्फ के टुकड़े (बर्फ के क्रिस्टल) से टकराता है, तो यह एक मोड़ से मिलता है और दूसरे बर्फ के क्रिस्टल से टकराता है, फिर दूसरे से, और इसी तरह। यह प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक कि प्रकाश सीधे बर्फ से होकर जमीन पर न जाकर परावर्तित हो जाता है।

यदि बर्फ में गंदगी है, तो कुछ तरंगें अवशोषित हो जाएंगी, और हमें यह गंदगी दिखाई देगी। लेकिन यदि बर्फ ताजी है, तो अधिकांश प्रकाश तरंगें अंततः परावर्तित हो जाएंगी और हमें बर्फ-सफेद बर्फ दिखाई देगी।

आपने देखा होगा कि कभी-कभी बर्फ का रंग नीला या नीला भी हो सकता है। बर्फ तब सफेद होती है जब प्रकाश बर्फ के क्रिस्टल से थोड़ा सा परावर्तित होता है एक बड़ी संख्या कीकई बार, बर्फ में बहुत गहराई तक घुसे बिना। यदि हम बर्फ के एक छोटे से ढेर को देखें तो वह सफेद दिखाई देगा क्योंकि लगभग सारा दृश्यमान प्रकाश परावर्तित होता है।

प्रकाश के लिए स्थिति अलग है जो परावर्तित नहीं होती है लेकिन बर्फ में प्रवेश कर जाती है। जब यह प्रकाश बर्फ में प्रवेश करता है, तो बर्फ के क्रिस्टल बड़ी मात्रा में प्रकाश बिखेरते हैं। प्रकाश जितनी गहराई तक प्रवेश करता है, उतना अधिक प्रकीर्णन होता है।

हम ऊपरी परतों (लगभग 1 सेमी तक) से प्रकाश देखते हैं, जबकि निचली परतों में प्रकाश बिखरा हुआ और अवशोषित होता है। गहराई तक प्रवेश करने वाले प्रकाश के लिए, प्रकाश स्पेक्ट्रम के लाल सिरे पर मौजूद लंबी तरंग दैर्ध्य अवशोषित हो जाती है, जिससे स्पेक्ट्रम के नीले सिरे पर छोटी तरंग दैर्ध्य रह जाती है जो हमारे देखने के लिए वापस परावर्तित हो जाती है।

यह कहा जा सकता है कि नीली रोशनी बर्फ के माध्यम से सबसे आसानी से यात्रा करती है। यहां यह समझना महत्वपूर्ण है कि वर्णक्रमीय चयन अवशोषण से जुड़ा है, प्रतिबिंब से नहीं, जैसा कि कभी-कभी सोचा जाता है।

इस मामले में, हम बर्फ के बारे में एक फिल्टर के रूप में बात कर सकते हैं जो विभिन्न रंगों को गुजरने की अनुमति देता है या नहीं देता है। यदि हमारे पास बर्फ की एक सेंटीमीटर परत है, तो सारी रोशनी उसमें से होकर गुजरती है। यदि यह एक मीटर या उससे अधिक है, तो केवल नीला प्रकाश ही इससे होकर गुजरेगा (इसमें बिखरेगा)। एक कप कॉफी के साथ एक सादृश्य बनाया जा सकता है। जब हम पहली बार इसे डालते हैं, तो यह हल्का होता है; जितना अधिक यह उतना गहरा हो जाता है।