Исследовательская работа по курсу внеурочной деятельности «Юные экологи» «Загадка зимы снежинка»

Исследовательская работа по курсу внеурочной деятельности

«Юные экологи»

«Загадка зимы - снежинка»

Выполнила работу

обучающаяся 3 класса

Михайлова Алёна

Руководитель: Кожемякина

Татьяна Алексеевна

Содержание работы:

1.Введение…………………………………………………………………. 3 - 4

-объект исследования;

- предмет исследования;

- гипотеза;

- цели и задачи работы;

-методы исследования

2. Основная часть.………………………………………………………… 5 - 10

        2.1. Тайна рождения снежинок …………………………………….. 5 - 6

2.2. Какие существуют формы снежинок? ………………………… 6 - 7

2.3. История изучения снежинок …………………………………... 7 - 8

2.4.Интересные факты из жизни снежинок………………………… 8 - 9

2.5. Почему снег скрипит? ………………………………………….. 9 - 10

 3.Заключение……………………………………………………………… 10 - 11

 4. Используемые источники ……………………………………………. 12

 5. Приложение…………………………………………………………..... 13 - 21

Введение

 Выпал  первый снег. Белым пушистым одеялом покрылась вся земля. Падают белые снежинки, ложатся на землю, на крыши домов, на деревья, на людей. Снежинки похожи на белые звёздочки. Они тихо опускаются  на землю.

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

        Однажды меня заинтересовали вопросы: «Как же образуются снежинки? Почему все снежинки разные? Кто изучал снежинки? Почему  снег в морозную погоду скрипит под ногами?» И я решила найти на них ответы.

  Я поставила перед собой цель: собрать и изучить информацию о снежинках.

Объект моего исследования: неживая природа.

 Предмет исследования: снежинки.

Гипотеза: Я считаю, что снежинка образуется из замерзшей капельки воды или пара, и решила это проверить.

Цель работы: -  собрать и изучить информацию о снежинках;

выяснить, является ли снежинка замерзшей капелькой воды.

Для достижения поставленной цели я предположила решить следующие задачи: 

- узнать, как образуются снежинки;

- узнать, какой формы бывают  снежинки и есть ли среди них одинаковые;

- узнать, какие исследования проводились по изучению снежинок;

- узнать интересные факты из жизни снежинок;

- узнать, почему снег скрипит;

- обобщить полученные знания в виде презентации.

Методы исследования:

- поиск  информации в литературе и Интернете;

- опыты по образованию снежинок;

- наблюдение за формой снежинок;

- наблюдение за скрипом снега;

- обобщение полученных данных.

2.1.Тайна рождения снежинок

Итак, я решила узнать, можно ли путём замораживания капельки воды получить снежинку.

Опыт  первый. Я поймала несколько снежинок на  блюдце и принесла их в дом - они растаяли и превратились в маленькие капельки воды. Значит, снежинки можно получить из капелек воды? Я  поставила  блюдце с капельками воды в морозильник, но, когда капельки замёрзли, то на их месте образовались льдинки. (Приложение 1)

Вывод: Значит снежинки — это не просто замерзшие капельки воды. Я узнала из энциклопедии, что  снежинки образуются в облаках из маленьких ледяных кристалликов. Зимой они опускаются до самой земли и покрывают её снегом. Очень долгое время ученые не могли объяснить это странное явление.

Раньше думали так, как и я, что снег-это замерзшие капельки воды. Что идет он из тех же туч, что и дождь. И вот, наконец, была разгадана тайна рождения снежинок, и тогда узнали, что снег никогда не родится из капелек воды. Капельки воды могут стать только  градинками или  комочками льда, который идет иногда летом вместе с дождем или во время грозы. Но капельки воды никогда не превращаются в снежинки. Всё бывает совсем по-другому.

Опыт второй: Я подумала: «А нельзя ли получить снежинки из пара?» В морозный день я вынесла во двор ведро с горячей водой и поставила его возле металлической изгороди, подержала над ведром цветок и веточку сухой травы, но вместо снежинок на изгороди, на лепестках розы, на травинке образовались кристаллики снега. (Приложение 2)

Вывод: из пара образуются кристаллики снега, но не снежинки.

Из Интернета я узнала, что ученые изучили образование снежинок. Водяной пар с поверхности морей и океанов поднимается очень высоко над землей (около 4000 метров), где царит сильный холод. Здесь из водяных паров образуются крохотные льдинки – кристаллики. Первоначальная форма кристаллика – шестигранная пластинка. Это еще не снежинки, которые падают на землю, они еще очень малы. Но, опускаясь, снежинка проходит через более теплые и более влажные слои воздуха. К шестиугольной пластинке присоединяются другие кристаллики более простой или, наоборот, более причудливой формы. Наверное, такие, какие получились из моего пара: в виде иголочек, столбиков, крестиков, ежиков, запонок, крупинок. Все кристаллики присоединяются в строгом порядке, под одинаковым углом, на одинаковом расстоянии. Так льдинка-кристаллик становится красивой нежной снежинкой.(Приложение 3)

2.2.Какие существуют формы снежинок ?

Опыт третий.  Как же выглядят снежинки? Я взяла  лупу и в снежную, морозную погоду отправилась рассматривать снежинки. Сделать это было трудно, снежинки слипались и таяли. Но всё же я увидела, что они были все совершенно разные и все шестиконечные. Сколько я ни пыталась найти одинаковые снежинки, у меня ничего не получилось.

Подтверждение своих наблюдений я нашла в энциклопедии и Интернете. Существуют тысячи видов снежинок. Основная их форма – шестиугольная. На землю они опускаются уже в виде звездочек. Если нет ветра и сильного мороза, то они сохраняют свою форму. Сильный и холодный ветер мешает им быть такими красивыми. Снежинки начинают падать из тучки тогда, когда температура воздуха ниже нуля градусов по Цельсию.

Значит снежинка - это мельчайший ледяной кристалл. Ее образование начинается с роста  маленького кристалла, а форма зависит от того, какие грани этого кристалла растут быстрее.

Ученые фотографируют снежинки через микроскоп, используют подсветки. Известно более 5000 различных форм. Ученые объединили все снежинки в группы или классы. Всего 10 классов - это звездочки, пластинки, столбики, иглы, град, пушинка, еж и т.д. (Приложение 5)

Вывод: Среди  множества снежинок, выпадающих зимой, не бывает двух совершенно одинаковых. В то же время, какой бы формы ни была  снежинка, каждая из них шестигранная или шестилучевая. Почему?

2.3.История изучения снежинок

Мне стало интересно: а как люди изучали снежинки, ведь их даже трудно просто рассмотреть, потому что они быстро тают. Из Интернета я узнала, что этот феномен является той многовековой тайной, раскрыть которую помог в наши дни процесс компьютерного моделирования.
Впервые попытался приблизиться к разгадке немецкий астроном и математик Иоганн Кеплер, написавший в одном из своих трактатов, что все снежинки имеют шесть граней и одну ось симметрии. Великий учёный связывал такое строение с характером расположения частиц. Его предположения были положены в основу науки кристаллографии.
Другой философ и математик, француз Рене Декарт в 1635 году занялся изучением и описанием снежинок, наблюдая их невооруженным глазом. Учёный описывал их строение как похожее на розы, лилии и механические шестеренки с шестью зубьями. Также Декарт был первым, кто увидел и описал снежинку с двенадцатью лучиками. До сих пор считается, что двенадцатиконечная снежинка является большой редкостью, доподлинно не- известно, при каких условиях происходит её образование.
В 1665 году английский естествоиспытатель Роберт Гук занимался изучением снежинок уже под микроскопом. Он оставил науке большое количество зарисовок. Ну, а первые фотографические снимки были сделаны американским фермером Уилсоном Бентли. Этот человек с детства увлекался строением снежинок, и когда у него появилась возможность, посвятил себя их фотографированию. Чтобы получить первые снимки, он потратил два года. Сконструированный Бентли фотоаппарат представлял собой гибрид фотокамеры и микроскопа. Интересно, что поначалу эти снимки не считали подлинными, однако несколькими годами позже они были признаны и успешно используются в качестве иллюстраций к различным научным статьям. В 1931 году Бентли издал книгу «Снежные кристаллы», которая содержала более 2500 фотографий. (Приложение 6)
Но скрупулёзнее всех к изучению вопроса подошли японцы. Профессор университета в Хоккайдо Укихиро Накайя занялся в 1932 году выращиванием искусственных снежинок, что, в свою очередь, позволило ему создать первую классификацию снежных кристаллов, а также определить зависимость формы и размера этих образований от температуры и влажности окружающего воздуха. Им была создана классификация, содержащая 41 индивидуальный тип. В городе Кага, что расположен на западе острова Хонсю, находится «Музей снега и льда», носящий имя учёного. (Приложение7). Там хранится машина для производства искусственных снежинок. Многими годами позже, в 1996, метеорологами Магано и Сю Ли были описаны уже 80 типов.

2.4. Интересные факты из жизни снежинок

Сколько же весит снежинка? Если она упадет вам на ладонь, вы ее даже не почувствуете. Из Интернета я узнала , что обычная снежинка весит около миллиграмма (очень редко 2-3 миллиграмма). Но миллиарды "невесомых" снежинок способны повлиять даже на скорость вращения Земли. Только в августе, в период наименьшей заснеженности Земли, когда снегом бывает покрыто 8,7% всей поверхности планеты, снежный покров весит 7400 миллиардов тонн. А к концу зимы в северном полушарии масса сезонного снега достигает 13 500 миллиардов тонн.
Но снег оказывает влияние на Землю не только своим весом. Снежный покров отражает в космос почти 90% лучистой энергии Солнца. Свободная от снега суша отражает только 10, максимум 20%.

По своим размерам снежинки бывают разные. Известны случаи, когда на землю падали и крупные снежинки, размер которых просто поразителен. Самые большие снежинки упали 4 декабря 1892 года в Саксонии. Их диаметр достигал 12 см. Но самая крупная снежинка была засвидетельствована 28 января 1887 г. во время снегопада в Форт-Кео, Монтана, США, она имела диаметр в 15 дюймов (около 38 см).

Снежинки состоят на 95% из воздуха, что обуславливает низкую плотность и сравнительно медленную скорость падения (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.

2.5. Почему снег скрипит?

Так же меня заинтересовал вопрос: почему снег под ногами скрипит? И я решила найти на него ответ.

Опыт четвёртый.  В  морозный день я прошла по снегу и послушала, как он скрипит под ногами .Я догадалась, что когда мороз усиливается, то снег под ногами начинает поскрипывать. А при сильном морозе он скрипит намного сильней. Почему? Я заметила, что  громкость скрипа снега меняется от температуры воздуха: чем крепче мороз, тем  громче скрип. Из Интернета я узнала, что скрип снега  - это  звук от раздавливаемых под нашим весом снежинок. Это потрескивают и поскрипывают маленькие лучи снежинок, которые ломаются под ногами. Я взяла одну снежинку и сжала её, но ничего не услышала. Потом я взяла горсть снега и сжала его в руках. Я услышала хруст. Почему? Каждая  снежинка так мала, что когда она ломается, то услышать этот звук мы не можем. Но когда миллионы и миллиарды кристалликов начинают ломаться, мы слышим скрип.

Вывод: скрип снега  - это  звук от раздавливаемых под нашим весом снежинок.(Приложение 8)

Заключение

        На основании проведенных   опытов и изученных материалов я сделала следующие выводы:

1)Моя гипотеза о том, что снежинка образуется из замёрзшей капельки воды или из пара, не подтвердилась. Теперь я знаю, что снежинка – это мельчайший ледяной кристалл. Водяные пары в морозном воздухе, поднимаясь высоко в небо с земли, превращаются  в ледяные кристаллики. В воздушном океане кристаллики сталкиваются друг с другом, соединяются – получается снежинка. Снежинки легче дождевых капель, поскольку состоят из кристаллов. Однако снежные хлопья не такие лёгкие, как кажутся. Если бы это было так, они не падали бы на землю, а оставались бы в облаках.

2)Какой бы формы ни были снежинки – лучей в них всегда ровно шесть.  Снежинка может быть только шестилучевой – таково строение кристаллов снега. В тихую погоду и температуре воздуха около 0 градусов снежинки могут соединяться в крупные хлопья .

3)Люди издавна интересовались «тайной» рождения снежинок, но до сих пор есть ещё немало нераскрытых вопросов, например, касающихся «поведения» снежинок.

4)Хотя снежинка и имеет очень маленький вес, но миллиарды «невесомых» снежинок могут повлиять на скорость вращения Земли.

5)Скрип снега  - это  звук от раздавливаемых под нашим весом снежинок.

Подводя итог выше сказанному, я составила «паспорт» снежинки:

Зная о снежинках удивительные факты, не только дети, но и взрослые смогут посмотреть на это чудесное явление совершенно другими глазами. Тем более россиянам следует ценить такую возможность, ведь по статистике больше половины населения Земли никогда в жизни не видело снега, а мы можем каждый день радоваться ему . Снежинки служат хорошую службу  человеку. Они очищают воздух от пыли и гари, и поэтому всегда легко дышится во время снегопада. Более того, снег отражает губительные спектры солнечных лучей, поэтому у северных народов отсутствуют многие болезни, которыми страдают южане.

 Мне очень понравилось проводить  своё исследование. Я узнала много интересного о снежинках. В ходе исследования мне встретились интересные материалы, и я составила презентацию.

Используемые источники:

Энциклопедия «Всё обо всём» -/ А. Ликум. Изд. : АСТ, 2001

Энциклопедия для детей. Том 3. География.- М.;изд.«Мир энциклопедий Аванта +»,2007

Большая советская энциклопедия.-М.,1976

Детская энциклопедия  «Я познаю мир».География.-М., 2005

http://www.kindermy.ru/forum/ 75-637-1

http://www.vopros – kak – I – pochemu.ru/kak - obrazuyutsa – snezhinki:/

http://klass883.ru/index.php?option=com_content &view

Приложение

Приложение 1

Опыт первый

Цель: можно ли получить снежинки, если заморозить капельки воды?

Вывод:Снег не родится из капелек воды. Капельки воды могут стать градинками, комочками льда, которые иногда идут летом вместе с дождём.

Приложение 2

Опыт второй

Цель: можно ли получить снежинки из пара?

Вывод: из водяных паров образуются кристаллики, но это ещё не снежинки

Приложение 3

Рождение снежинки

Приложение 4

Опыт третий

Цель: можно ли найти одинаковые снежинки?

Вывод: среди  множества снежинок, выпадающих зимой, не бывает двух совершенно одинаковых. В то же время, какой бы формы ни была  снежинка, каждая из них шестигранная или шестилучевая.

Приложение 5

Разнообразие снежинок

Приложение 5

Приложение 6

История изучения снежинок

Иоганн Кеплер Рене Декарт

Уилсон БентлиРоберт Гук

Приложение 7

Музей снега и льда имени Укихиро Накайя в Японии

Приложение 8

Опыт четвёртый

Цель:выяснить, почему снег скрипит?

Вывод: скрип снега  - это  звук от раздавливаемых под нашим весом снежинок.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/335480-issledovatelskaja-rabota-po-kursu-vneurochnoj