Identyczne płatki śniegu występują w przyrodzie. W wyjątkowych przypadkach. Po raz pierwszy zostało to odnotowane przez specjalistów Centrum Narodowe Badania atmosferyczne w USA w 1988 r.
Zdjęcie: pixabay.com
Badacz Nancy Rycerz w swojej pracy „No Two Alike?” udowodnił, że identyczne płatki śniegu można znaleźć w przyrodzie.
Knight doszedł do tego wniosku po eksperymentalnym uzyskaniu identycznych płatków śniegu w warunkach laboratoryjnych. Udowodniła swoją teorię matematycznie, poprzez teorię prawdopodobieństwa. Wyprowadziła 100 charakterystycznych cech płatków śniegu, z których można ocenić, że istnieje od 10 do 158 potęgi różnych wariantów płatków śniegu. I chociaż wynikowa liczba jest nieskończenie duża, nie wyklucza to możliwości zbiegu płatków śniegu, mówi Knight.
Jednocześnie wg Profesor fizyki na Uniwersytecie Kalifornijskim Kenneth Libbrecht, zewnętrznie identyczne płatki śniegu mają różnice w swojej strukturze wewnętrznej, a mianowicie w sieci krystalicznej. Dlatego nie można powiedzieć, że w zasadzie można znaleźć całkowicie identyczne płatki śniegu pod względem kształtu i budowy atomowej.
Jak powstają płatki śniegu i dlaczego mają różne kształty?
Proces powstawania płatków śniegu polega na sublimacji kryształów z fazy gazowej z pominięciem stanu ciekłego. Kiedy tworzy się płatek śniegu, cząsteczki wody rosną chaotycznie od momentu powstania początkowego kryształu. W ten sposób płatek śniegu rośnie w sposób nieuporządkowany.
Rozwój płatków śniegu zależy od warunków zewnętrznych, takich jak temperatura i wilgotność. W zależności od tych i innych warunków, za każdym razem nakładają się na siebie nowe warstwy cząsteczek, tworząc nowy mundur płatki śniegu.
Wszystkie płatki śniegu mają sześć boków, ponieważ gdy cząsteczki wody zamarzają, układają się w specjalnej kolejności, tworząc sześciokątną figurę geometryczną.
O wzroście płatka śniegu decyduje temperatura powietrza, w której doszło do jego powstania. Im niższa temperatura, tym mniejszy będzie płatek śniegu.
Kierunki wzrostu płatków śniegu wynikają z faktu, że kryształki lodu są sześciokątne. Dwóch kryształów nie można połączyć kątem; zawsze są połączone ze sobą krawędzią. Dlatego promienie zawsze rosną w sześciu kierunkach, a „gałąź” może wystawać z promienia tylko pod kątem 60 lub 120 stopni.
Naukowcy identyfikują dwie możliwości powstawania kryształków śniegu. W pierwszym przypadku para wodna przenoszona przez wiatr na bardzo dużą wysokość, gdzie temperatura wynosi około 40°C, może nagle zamarznąć, tworząc kryształki lodu. W dolnej warstwie chmur, gdzie woda zamarza wolniej, wokół małej plamki kurzu lub cząsteczki gleby tworzy się kryształ. Kryształ ten, którego w jednym płatku śniegu jest od 2 do 200, ma kształt sześciokąta, dlatego większość płatków śniegu to gwiazda sześcioramienna.
„Kraina Śniegu” – tak poetycka nazwa wymyślili dla Tybetu jego mieszkańcy.
Kształt płatka śniegu zależy od wielu czynników: temperatury otoczenia, wilgotności, ciśnienia. Istnieje jednak 7 głównych rodzajów kryształów: płytki (jeśli temperatura w chmurze wynosi od -3 do 0°C), kryształy w kształcie gwiazdy, kolumny (od -8 do -5°C), igły, dendryty przestrzenne, kolumny z końcówką i nieregularnymi kształtami. Warto zauważyć, że jeśli płatek śniegu obraca się podczas spadania, to jego kształt będzie idealnie symetryczny, ale jeśli spadnie na bok lub w inny sposób, to tak się nie stanie.
Kryształki lodu są sześciokątne: nie można ich połączyć pod kątem - tylko krawędzią. Dlatego promienie płatka śniegu zawsze rozchodzą się w sześciu kierunkach, a rozgałęzienie promienia może rozciągać się tylko pod kątem 60 lub 120°.
Od 2012 roku w przedostatnią niedzielę stycznia obchodzony jest „Światowy Dzień Śniegu”. Zostało to zainicjowane przez Międzynarodową Federację Narciarską.
Płatki śniegu wydają się białe ze względu na zawarte w nich powietrze: światło o różnych częstotliwościach odbija się na krawędziach pomiędzy kryształami i jest rozpraszane. Rozmiar zwykłego płatka śniegu wynosi około 5 mm średnicy, a jego masa wynosi 0,004 g.
Podczas tworzenia muzyki do filmu „Aleksander Newski” skrzypienie śniegu uzyskano poprzez wyciśnięcie mieszanki cukru i soli.
Uważa się, że nie ma dwóch takich samych płatków śniegu. Po raz pierwszy zostało to udowodnione w 1885 r., kiedy amerykański rolnik Wilson Bentley wykonał pierwszą udaną fotografię płatka śniegu pod mikroskopem. Poświęcił temu 46 lat i wykonał ponad 5000 zdjęć, na podstawie których potwierdzono teorię.
Maria Evgenievna Eflatova
Cel gry: rozwój percepcji wzrokowej, nauka składania całego obrazu z części; rozwijać myślenie, mowę, wzbogacać słownictwo.
Na potrzeby gry wycięliśmy kilka płatki śniegu o różnych kształtach(starsze dzieci mogą to zrobić same, przyklejamy gotowe płatki śniegu na karton i wysuszyć pod ciśnieniem (aby zdjęcia były równe) Następnie pocięliśmy zdjęcia na kilka części (w zależności od wieku i umiejętności dziecka)
Postęp gry:
Spójrz na obraz płatki śniegu, powiedz nam, że są takie same żadnych płatków śniegu. Następnie zwróć uwagę na „zepsute” płatki śniegu„Słuchaj, spanikowałem silny wiatr, płatki śniegu kręciło się i pękało. Zbierajmy” płatki śniegu"Zaproś dziecko, aby odnalazło brakującą połówkę. Połącz ze sobą obie części - powinny połączyć się w całość. Pozwól dziecku odnaleźć i dodać wszystkie pary kart. Po zabawie możesz zagraj w latające płatki śniegu, kręćcie się, dmuchajcie na siebie.
Publikacje na ten temat:
„Pomóż pingwinom sortować płatki śniegu” Aby nauczyć dziecko rozróżniania kolorów lub utrwalić wiedzę o kolorach, potrzebne są różne.
Wakacje Nowy Rok najbardziej ulubione święto dzieci i wielu dorosłych. Dzieci z radością przygotowują się na spotkanie Świętego Mikołaja. Uczyć się.
Zrobiłam płatki śniegu w ilości 200 sztuk, wycięłam je z papieru drukarskiego w trzech kolorach, identycznych, z kwadratów o boku 10 cm, połączonych po 5 sztuk.
Zima. Zima to trzy długie zimowe miesiące: śnieżny grudzień, mroźny słoneczny styczeń i luty zły z śnieżycami. Zimowa natura załadowany.
Mam taki cudowny, jasny i łatwy do wykonania płatek śniegu. Składa się z kilku płatków śniegu o różnych rozmiarach.
Opowieści o płatkach śniegu.„Magiczny zimowy cud”. Tańczą płatki śniegu: Lecą i wirują, W mroźny dzień srebrzą się w słońcu. Sukienki ażurowe, szale rzeźbione. Magiczny.
Nadeszła długo wyczekiwana zima. Urok pierwszego śniegu. Już niedługo Nowy Rok i Święta Bożego Narodzenia. Białe płatki śniegu wirowały w powietrzu. Chciałbym.
Niewiele pozostało do jasne wakacje- Nowy Rok, co oznacza, że noworoczna kreatywność trwa pełną parą. Tyle ciekawych.
Pionierem badań nad „teorią śniegu” był młody rolnik Wilson Alison Bentley, nazywany „płatkiem śniegu”. Od dzieciństwa pociągał go niezwykły kształt kryształów spadających z nieba. W jego rodzinne miasto W Jerycho, na północy Stanów Zjednoczonych, opady śniegu były częstym zjawiskiem i młody Wilson spędzał dużo czasu na świeżym powietrzu, przyglądając się płatkom śniegu.
Bentley Whislona „Płatki śniegu”.
Bentley przystosował aparat do mikroskopu, który dostał od matki na 15. urodziny i próbował uchwycić płatki śniegu. Ale udoskonalenie technologii zajęło prawie pięć lat - dopiero 15 stycznia 1885 roku uzyskano pierwszy wyraźny obraz.
W ciągu swojego życia Wilson sfotografował 5000 różnych płatków śniegu. Nigdy nie przestał zachwycać się pięknem tych miniaturowych dzieł natury. Aby uzyskać swoje arcydzieła, Bentley pracował w ujemnych temperaturach, umieszczając każdy kompletny płatek śniegu na czarnym tle.
Praca Wilsona została wysoko oceniona zarówno przez naukowców, jak i artystów. Często był zapraszany na wykłady o godz konferencje naukowe lub wystawiać fotografie w galeriach sztuki. Niestety, Bentley zmarł w wieku 65 lat na zapalenie płuc, nigdy nie udowadniając, że nie ma dwóch takich samych płatków śniegu.
Batulę „teorii śniegu” przejęła sto lat później Nancy Knight, badaczka z Narodowego Centrum Badań Atmosferycznych. W artykule opublikowanym w 1988 roku udowodniła coś przeciwnego – identyczne płatki śniegu mogą i powinny istnieć!
Doktor Knight próbował odtworzyć w laboratorium proces budowania płatków śniegu. Aby to zrobić, wyhodowała kilka kryształów wody, poddając je tym samym procesom przechłodzenia i przesycenia. W wyniku swoich eksperymentów udało jej się uzyskać płatki śniegu, które były absolutnie identyczne.
Dalsze obserwacje terenowe i przetwarzanie błędów eksperymentalnych pozwoliły Nancy Knight stwierdzić, że występowanie identycznych płatków śniegu jest możliwe i przesądza jedynie teoria prawdopodobieństwa. Po sporządzeniu katalogu porównawczego niebieskich kryształów Knight doszedł do wniosku, że płatki śniegu różnią się między sobą 100 znakami. Więc, całkowity opcje wygląd jest 100! te. prawie 10 do potęgi 158.
Otrzymana liczba jest dwukrotnie większa niż liczba atomów we Wszechświecie! Nie oznacza to jednak, że zbiegi okoliczności są całkowicie niemożliwe, podsumowuje w swojej pracy dr Knight.
A teraz - nowe badania nad „teorią śniegu”. Niedawno profesor fizyki Uniwersytetu Kalifornijskiego Kenneth Libbrecht ogłosił wyniki wieloletnich badań swojej grupy naukowej. „Jeśli zobaczysz dwa identyczne płatki śniegu, nadal są różne!” – mówi profesor.
Libbrecht udowodnił, że w składzie cząsteczek śniegu na mniej więcej pięćset atomów tlenu o masie 16 g/mol przypada jeden atom o masie 18 g/mol. Struktura wiązań cząsteczki z takim atomem jest taka, że sugeruje niezliczoną ilość możliwości połączeń w obrębie sieci krystalicznej. Innymi słowy, jeśli dwa płatki śniegu naprawdę wyglądają tak samo, to ich tożsamość nadal wymaga weryfikacji na poziomie mikroskopowym.
Badanie właściwości śniegu (a w szczególności płatków śniegu) nie jest dziecinnie proste. Wiedza o naturze śniegu i chmur śnieżnych jest bardzo ważna w badaniu zmian klimatycznych. A niektóre niezwykłe i niezbadane właściwości lodu mogą znaleźć praktyczne zastosowanie.
Znane każdemu uczniowi twierdzenie, że nie ma dwóch takich samych płatków śniegu, było wielokrotnie kwestionowane. Jednak wyjątkowe badania przeprowadzone na Kalifornijskim Uniwersytecie Technologicznym pozwoliły dokończyć tę prawdziwie noworoczną kwestię.
Śnieg powstaje, gdy mikroskopijne kropelki wody w chmurach są przyciągane do cząstek pyłu i zamarzają.
Pojawiające się kryształki lodu, początkowo nie przekraczające średnicy 0,1 mm, opadają i rosną w wyniku kondensacji na nich wilgoci z powietrza. W ten sposób powstają sześcioramienne formy krystaliczne.
Ze względu na strukturę cząsteczek wody między promieniami kryształu możliwe są kąty wynoszące zaledwie 60° i 120°. Główny kryształ wody ma na płaszczyźnie kształt regularnego sześciokąta. Następnie na wierzchołkach takiego sześciokąta osadza się nowe kryształy, osadza się na nich nowe kryształy i w ten sposób uzyskuje się różne kształty gwiazd płatków śniegu.
Profesor fizyki Uniwersytetu Kalifornijskiego Kenneth Libbrecht ogłosił wyniki wieloletnich badań swojej grupy badawczej. „Jeśli zobaczysz dwa identyczne płatki śniegu, nadal są różne!” – mówi profesor.
Libbrecht udowodnił, że w składzie cząsteczek śniegu na mniej więcej pięćset atomów tlenu o masie 16 g/mol przypada jeden atom o masie 18 g/mol.
Struktura wiązań cząsteczki z takim atomem jest taka, że sugeruje niezliczoną ilość możliwości połączeń w obrębie sieci krystalicznej.
Innymi słowy, jeśli dwa płatki śniegu naprawdę wyglądają tak samo, to ich tożsamość nadal wymaga weryfikacji na poziomie mikroskopowym.
Badanie właściwości śniegu (a w szczególności płatków śniegu) nie jest dziecinnie proste. Wiedza o naturze śniegu i chmur śnieżnych jest bardzo ważna w badaniu zmian klimatycznych.
