Научниците идентификуваат две опции за формирање на снежни кристали. Во првиот случај, водената пареа што ја носи ветрот на многу голема надморска височина, каде што температурата е околу 40 ° C, може наеднаш да замрзне, формирајќи ледени кристали. Во долниот слој на облаците, каде што водата се замрзнува побавно, се создава кристал околу мала дамка прашина или честичка почва. Овој кристал, од кој има од 2 до 200 во една снегулка, има облик на шестоаголник, така што повеќето снегулки се шесткрака ѕвезда.
„Земја на снеговите“ - ова е поетското име со кое нејзините жители дојдоа за Тибет.
Обликот на снегулката зависи од многу фактори: температурата на околината, влажноста, притисокот. Сепак, постојат 7 главни типови на кристали: плочи (ако температурата во облакот е од -3 до 0 ° C), кристали во облик на ѕвезда, колони (од -8 до -5 ° C), игли, просторни дендрити, колони со врв и неправилни форми. Вреди да се одбележи дека ако снегулката се ротира додека паѓа, тогаш нејзината форма ќе биде совршено симетрична, но ако падне настрана или на некој друг начин, тогаш нема.
Ледените кристали се шестоаголни: тие не можат да се поврзат со агол - само со раб. Затоа, зраците од снегулката секогаш растат во шест насоки, а разгранувањето од зракот може да се протега само под агол од 60 или 120 °.
Од 2012 година, „Светскиот ден на снегот“ се слави во претпоследната недела од јануари. Ова беше иницирано од Меѓународната скијачка федерација.
Снегулките изгледаат бели поради воздухот што го содржат: светлината со различни фреквенции се рефлектира на рабовите помеѓу кристалите и се расфрла. Големината на обична снегулка е околу 5 mm во дијаметар, а нејзината маса е 0,004 g.
При снимањето на филмот „Александар Невски“, крцкањето на снегот се добиваше со цедење мешан шеќер и сол.
Се верува дека нема две слични снегулки. Ова за прв пат беше докажано во 1885 година, кога американскиот фармер Вилсон Бентли ја направи првата успешна фотографија од снегулка под микроскоп. На ова му посветил 46 години и направил повеќе од 5.000 фотографии, врз основа на кои била потврдена теоријата.
Ветерот дуваше и ги вртеше снегулките.
Децата вршат движења во согласност со текстот.
Ние сме снегулки, ние сме пени, не ни пречи да се вртиме. Ние сме балерини снегулки, Танцуваме дење и ноќе. Да застанеме сите заедно во круг - Излегува дека е снежна топка. Ги варосувавме дрвјата, ги покривавме покривите со долу, ја покривавме земјата со кадифе и ги спасивме од студот.
I. стр. - стапалата на ширината на рамената, рацете кренати слободно, рацете опуштени. Тресејќи ги рацете, свртете го телото налево, вратете се на i. n Истото - во друга насока. Децата се вртат наоколу, непречено движејќи ги рацете.
4. Лавиринт „Помогнете им на изгубените снегулки да се најдат едни со други“ (Сл. 28, додаток).
Погледнете ги снегулките нацртани на листовите горе и долу. Најдете ги истите.
Помогнете им на идентичните снегулки да се најдат едни со други. Започнете да цртате од врвот до дното.
5. Задача „Најдете партнер за снегулка“ (Сл. 29, додаток).
На децата им се даваат картички на кои се прикажани 4 различни снегулки и 2 идентични.
Најдете идентични снегулки и кажете каде се наоѓаат.
6. Задача „Направете снегулка“ (од геометриски форми).
Децата ја завршуваат задачата според упатствата на наставникот:
Ставете син круг во центарот на фланелграфот; Ставете бели триаголници на врвот, дното, десно, лево од кругот; помеѓу триаголниците има сини правоаголници; Користете стапчиња за јадење за да направите круг околу вашата фигура. Се покажа дека е снегулка.
Направете сами снегулка и кажете ни од кои геометриски форми се состои и каде се наоѓа секој детал.
7. Децата ја украсуваат групата со снегулки исечени за време на часот, откако претходно разговарале каде ќе ги постават.
8. Сумирајќи.
Лекција 11. „Жителите на зимската шума“ Содржина на програмата:
1. Развијте ја детската активна употреба на просторни термини (зад, напред, итн.).
2. Зајакнете го разбирањето на децата за нејасноста на сликите.
3. Развијте логично размислување, меморија.
Опрема:материјал за демонстрација - магнетна табла со цртежи на дрвја (летни и зимски верзии), слики во боја на диви животни; цртежи со „Тангра“; ливчиња - картички со задачи; матрици од диви животни, дрвја, листови хартија, моливи, ножици, хартиени квадрати за задачата „Танграм“.
Работа со вокабулар:диви животни, волк, зајак, лисица, мечка, елен, еж, дувло, дупка.
Напредок на часот.
Наставникот ги повикува децата да се натпреваруваат.
Внимание! Внимание! Натпреварот започнува! Кој може да именува најмногу шумски звуци?
Реј, тој победник!
Децата именуваат животни (волк, лисица, зајак итн.). Во тоа време, наставникот поставува слики од именуваните животни на магнетна табла со зелени дрвја. Победникот се одредува, а тој како најдобар стручњак ја добива следната задача. Ако детето не може да се справи, другите му помагаат.
Кое од овие животни нема да го сретнеме во зимската шума? (Мечката спие, ежот спие, зајакот
станува ги бели. П.)
На магнетната табла зелените дрвја се менуваат во зимски и се отстрануваат непотребните животни.
1. Задача „Најди кој се крие во зимската шума? (Сл. 30, додаток).
Децата се поканети да ја погледнат илустрацијата, да ги најдат и именуваат сите животни прикажани на неа.
Зошто на сликата се видливи само делови од животните? Кажи ми каде се кријат.
Што има пред нив?
2. Лавиринт „Најди каде е чија е трагата“.
Снег падна во шумата. Животните кои трчаат низ снегот оставаат многу траги. Сите траги се менуваат
демнеше.
На децата им се даваат картички со слики од животни: лисица, зајак, врана - и нивните траги. Од секој ѕвер до неговиот следејќи ја патекатазаплеткана линија, линиите се мешаат една со друга.
3. Момент за физичко образование. Игра на отворено „Зајачиња“.
Децата вршат соодветни движења.
Зајаците скокаат:
Скок, скок, скок...
Да за белиот снег
Сквотирање - слушање,
Дали доаѓа волк?
Тие газеа со нозете,
Тие плескаа со рацете,
Се наведна надесно, налево
И се вратија назад.
Тоа е тајната на здравјето!
Здраво на сите мои пријатели!
4. Задача „Ставете ги животинските матрици како што велам јас. Кажи ми кое од животните е и каде е“.
5. Наставникот им чита песна од В. Левановски на децата:
Што е трка од сто метри до зајак? Како стрела, косо лета! Ова е она што значи тренинг со тренер на лисици.
За што зборува оваа песна? (Лисицата сака да го фати зајакот.)
Лисицата секогаш сака да го фати зајачето, но ретко успева. Зошто мислиш? (Зајакот трча брзо.)
Тој не само што знае да трча брзо - тој знае и да ги збуни своите патеки. Зајачето никогаш не трча по права патека, трча меѓу дрвја и грмушки и тоа ја збунува лисицата.
Лавиринт „Помогнете му на зајачето да трча до неговата дупка“ (Сл. 31, додаток).
Кажи ми како одеше зајачето.
6. Задача „Танграм“.
Исечете го квадратот по линиите и од добиените фигури направете лустери според шемата“ (Сл.
32, прил.).
7. Сумирање.
Лекција 12. „Посета на бајка“ Содржина на програмата:
1. Подобрете ја способноста на децата да се движат во микропросторот.
2. Подобрете ја способноста на децата да ја одредуваат и вербално да ја означат насоката на движење.
3. Развијте фини моторни вештини на рацете.
Опрема:материјал за демонстрација - две картички со слики од фантастични животни; ливчиња - картички за задачи, едноставни моливи.
Работа со вокабулар:бајка, магија, фикција, фантазија, Баба Јага, жаба принцеза, Иван Царевич.
Напредок на часот.
Рускиот народ собра многу прекрасни бајки во својата колекција. Кои? („Гуски и лебеди“, „Принцезата жаба“ итн.) Зошто луѓето пишуваат бајки? (Детски одговори.)
Луѓето составуваат бајки за да им ги кажат на своите деца, да ги научат да гледаат добро и зло. Не за џабе во бајките злото се казнува и доброто победува. Бајката учи на мудрост и дека добрината раѓа добрина за возврат. Човекот мора да плати за своите грешки, постапки, желби, а само добрината и љубовта ќе го направат животот посреќен. Ништо не е невозможно за бајка, со еден збор или гест во неа оживуваат предмети и животни и се случуваат чудесни трансформации. Денес се случуваат и чуда, добивме писмо од Баба Јага.
Наставникот го чита писмото: „Па, момци! Забавувајте се во вашиот живот градинка? Пејте, танцувајте! Вие живеете заедно! Но, толку ми е досадно сам во шумата! И решив да ти изигравам и ги маѓепсав сите задачи! Ако одлучиш, браво, ако не одлучиш, ќе ги магија сите! Твојата Баба Јага“.
1. Задача „Именувајте ги животните“.
Наставникот им покажува на децата две картички, од кои секоја прикажува две маѓепсани животни. Секој од нив се состои од два дела кои не одговараат еден на друг. Од децата се бара да кажат кои животни ги препознаваат на сликите. (Змија и елен, крава и лав.)
2. Задача „Именувајте ги животните и кажете ми во кој дел од листот се нацртани“.
На децата им е прикажана слика на која се нацртани делови од животинско тело (од свиња -
уши и муцка, од петел - шепи и опашка, од зајак - уши, од мачка - мустаќи и уши).
3. Момент за физичко образование.Игра на отворено.
Децата си играат со Баба Јага.
Баба Јага, коскената нога, падна од шпоретот, ја скрши ногата, отиде во градината, стигна до портата.
Баба Јага ги фаќа чекорите со децата. Секој што ќе добие удар со метла (или рака) замрзнува. Играта завршува кога сите деца се замрзнуваат.
4. Задача „Заврши ја шумата“ (сл. 35, додаток).
Децата добиваат поединечни картички, ги пополнуваат деталите што недостасуваат, а потоа кажуваат како се наоѓаат.
5. Задача „Поврзете ги точките по редослед“ (сл. 33, додаток).
Од која бајка е овој предмет? ("Принцеза жаба".)
Во која насока лета стрелката? Нацртајте стрелка што лета нагоре, надесно, надолу, итн.
6. Задача „Завршете ја втората половина од круната за Иван Царевич“.
На децата им се нудат картички со слика од половина круна. Децата објаснуваат како да нацртаат „заби“ на круната:
Прво го поместуваме моливот нагоре десно, па надолу надесно.
Потоа сами завршуваат со цртање на втората половина од круната.
7. Лавиринт „Помогнете му на Иван Царевич да стигне до мочуриштето“ (Сл. 34, додаток).
Секое дете го рецитира патот на Иван Царевич. Наставникот ги поттикнува децата за точни одговори.
8. Сумирајќи.
Лекција 13. „Работилница на татко Фрост“ Содржина на програмата:
1. Подобрете ја способноста на децата да се движат во микропросторот (на лист хартија, на табла).
2. Научете самостојно да поставувате предмети во именуваните насоки на микропросторот, вербално да ја означите локацијата на предметите.
3. Научете ги децата да ја одредуваат насоката и локацијата на предметите лоцирани на значително растојание од нив.
4. Развијте фини моторни вештини на рацете. Развијте имагинација и внимание.
Опрема:демонстративен материјал - цртање на елка на магнетна табла;
цртање со примерок од декорација на новогодишна елка, цртање „Дедо Мраз со вреќи со подароци“; ливчиња - картички со задачи; едноставни моливи, обоени моливи, ножици.
Работа со вокабулар:Нова година, Божиќ, елка, подароци, Дедо Мраз, Снежана, чуда, украси за елка, венци.
Напредок на часот.
Наставникот им чита на децата песна од Ју Капотов:
На нашата елка има смешни играчки: Смешни ежињаи смешни жаби, смешни мечки, смешни елени, смешни моржови и смешни фоки! Малку сме смешни и во маски. На Дедо Мраз му треба да бидеме смешни, да бидеме среќни, да се слуша смеа, бидејќи денес е среќен празник за сите.
Кој празник доаѓа наскоро? (Нова година.) Сите се подготвуваме за празникот, шиеме новогодишна
Изработуваме костими, подготвуваме подароци за пријателите и семејството, украсуваме новогодишни елки и нашите домови. Подготовка за
празник и Дедо Мраз. Денес ќе одиме во работилницата на Дедо Мраз и исто така
ќе му помогнеме.
1. Задача.
Како се украсува елката? Каде се наоѓаат конусите, знамињата и топките на дрвото? Дополнете ги венците и украсете го врвот на дрвото.
Нацртајте го под дрвото подарокот што сакате да го добиете за Нова Година (сл. 36, додаток).
2. Задача „Направете играчки“ (сл. 37, додаток).
На децата им е прикажан примерок од топка украсена со украс од геометриски форми (наизменични триаголници, кругови итн.). Се делат картички со слика на топка и знаме.
Направете свој дизајн на топка од геометриски форми.
Нацртајте снегулка на знамето.
Обојте и исечете.
3. Момент за физичко образование.На музиката „Во шумата се роди новогодишна елка“, децата танцуваат во круг и ги прикажуваат хероите на песната.
4. Задача „Закачете ја играчката на елката каде што ви кажувам“.
Од детето се бара да ги „закачи“ играчките што ги направил на елка сместена на магнетна табла, следејќи ги усните упатства на другите деца. Сите деца ја завршуваат задачата.
5. Задача.
На децата им се даваат картички со слики од точки нумерирани од 1 до 10. Ако ги поврзете точките, добивате ѕвезда.
Поврзете ги точките по редослед. Исечете го тоа што го имате.
Најдете место на дрвото за предметот што го добивте. Кажете ни каде ја закачивте ѕвездата.
6. Задача „Помогнете му на Дедо Мраз да ја најде играчката што недостасува“.
На децата им е прикажан цртеж на кој е прикажан Дедо Мраз и две торби со подароци. На едната кеса има нацртани пет играчки, на другата се нацртани четири слични играчки, една играчка недостасува. Играчка (вистински предмет), слична на исчезнатата, се наоѓа во групата на значително растојание од децата (3 - 4 метри).
Која играчка недостасува? Најдете ја оваа играчка во групата и кажете ни каде е
лоциран.
7. Задача „Прекрасна торба“.
Дедо Мраз побара да им се заблагодари на децата за нивната работа и испрати вреќа со подароци.
Погодивте - вашиот подарок (подароци - воздушни балони, молив, бонбони, итн.).
8. Сумирајќи.
Лекција 14. - „Зимска забава“ Содржина на програмата:
1. Подобрете ја способноста на децата да се движат во микропросторот (на табла, лист).
2. Научете да ја опишувате локацијата на објектот користејќи просторни термини
(блиску, блиску, итн.).
3. Научете да ги моделирате наједноставните просторни односи користејќи чипови.
4. Подобрете ја способноста на децата да се движат во дадена насока, одржувајте и менувајте ја насоката на движење.
5. Развијте внимание и око.
Опрема:демонстративен материјал - слика на парцела „Зимска забава“, карта на шумата; ливчиња - картички со задачи; дијаграми на маршрути, моливи, листови хартија, чипови.
Работа со вокабулар:забава, зимски спортови, хокеј, лизгање, скијање, санкање, алпско скијање, снежни топки.
Премести часови.
Наставникот ги поканува децата да слушаат снимка од песната „Да немаше зима“ (напишана од Ју. Ентин, музика од Е. Крилатов).
Да нема зима по градовите и селата, никогаш немаше да ги знаеме овие среќни денови...
За какви среќни денови зборува оваа песна? ( ЗА зимски деновикога можеш да играш
на улица.) Што играат децата кога одат во зима? (Уметничко лизгање, скијање, санкање,
играјте снежни топки итн.)
1. Задача.
На таблата има заплетска слика „Зимска забава“.
Од децата се бара да кажат што прават децата лоцирани во центарот на сликата (во центарот на сликата има лизгалиште, децата играат хокеј), потоа за оние деца кои се прикажани во горниот десен агол (на децата си играат снежни топки) - така е опишана целата слика.
2. Задача „Кажете што е нацртано во преден план, позадина и центар на сликата
„Зимска забава“
Сликата е конвенционално поделена на преден план, централен дели позадина. Наставникот разговара со децата што се наоѓа на секој дел од сликата. На пример: во преден план
децата се нацртани со санки, ќе се лизгаат по планината, во центарот на сликата има лизгалиште, на лизгалиштето момците играат хокеј итн.
3. Задача.
Поставете модел на сликата користејќи чипс: наредете ги чиповите на фланелграфот така
како децата се позиционирани на неа.
4. Момент за физичко образование. Игра на отворено „Снежни топки“.
Децата гужваат парче хартија во топка за да создадат „снежни топки“. „Снежната топка“ треба да ја погоди целта со пикадо или која било друга цел.
5. Задача „Опишете го вашиот пат“.
Наставникот ги повикува децата да замислат дека одат на скијање во шумата. И за да не се изгубат, тој ги запознава со картата на шумата (сл. 38, додаток) и на секој му дава свој дијаграм на патеката (сл. 39, додаток). Од децата се бара да нацртаат патека до основата во согласност со нивниот дијаграм на патека.
Потоа наставникот ги повикува децата наизменично да одат во истите насоки во групниот простор, притоа укажувајќи на насоката на движење во говорот.
6. Задача „Најди пар ракавици“ (сл. 40, додаток).
Мачорот Котофеј сака да си игра на снег, требаше да оди на прошетка, но не можеше да најде
еден пар за вашата ракавица. Помогнете му на Котофеј да најде две идентични ракавици. Кажи ми каде
тие се лоцирани.
7. Лавиринт „Изберете партнери според уметничко лизгање„(Сл. 41, додаток).
Потоа од децата се бара да се здружат во парови и да ја репродуцираат позата на пар скејтери.
8. Наставникот ги прашува децата загатки и зборува за зимската забава на децата.
сака повеќе од било што.
Итам напред како куршум, само мразот крцка, а светлата трепкаат! Кој ме носи? (Лезли.)
Зедов две дабови шипки, две железни тркачи и наполнив летви на решетките. Дај ми снег! Подготвен... (Сан.)
9. Сумирајќи.
Лекција 15. „Електрични апарати“ (апарати за домаќинство) Содржина на програмата:
1. Развијте ја просторната имагинација на децата: научете ги ментално да се замислуваат себеси
на местото што овој или оној објект го зазема во просторот.
2. Зајакнете ја способноста на децата да се движат во микропросторот (на лист хартија, на фланелграф).
3. Обучете ги визуелните функции - дискриминација, локализација и следење. Еднаш -
развиваат логично размислување и меморија.
Опрема:материјал за демонстрација - картички со слики од електрични апарати и предмети за домаќинството; картички кои прикажуваат кујна, бања, дневна соба, расадник, спална соба; ливчиња - картички со задачи, едноставни моливи, индивидуални фланелографи.
Работа со вокабулар:струја, електрични апарати, апарати за домаќинство, правосмукалка, електричен чајник, пегла, автоматска машина за перење, ТВ, магнетофон, компјутер.
Напредок на часот.
Наставникот го пали светлото и ги прашува децата што прави.
Кој знае зошто се пали сијалицата, што и помага да гори толку силно? (Електрична
stvo.) Дали е можно да се најде струја во природата? (Молња.) Молњата е електрична
знак празнење.
Наставникот ги прашува децата дали почувствувале благ звук на крцкање, а понекогаш дури и искри? (Да, кога се соблекувате, понекогаш работите „кликаат“.)
Ова е исто така струја. Понекогаш можете да го слушнете звукот на крцкање на синтетичка облека кога ќе ја соблечете. Понекогаш чешелот се лепи за косата и косата „се крева на врвот“. Работите, косата, нашето тело стануваат наелектризирани. Нашата група има и струја. Со кои знаци можете да го погодите присуството на електрична енергија? (Приклучоци, жици, светилки, магнетофон, итн.)
Електричната енергија сега е достапна во секој дом. Ова е нашиот прв асистент. Сите електрични апарати работат со електрична енергија. Пред многу години луѓето не знаеја дека може да се користи струја. Човекот тешко се справува со секојдневните проблеми. Да се вратиме во времето неколку минути и да видиме како луѓето се снајдоа без струја.
Пионер на проучувањето на „теоријата за снег“ беше младиот фармер Вилсон Алисон Бентли, наречен „Снегулка“. Уште од детството, тој бил привлечен од необичната форма на кристали што паѓале од небото. Во неговиот роден град Ерихон во северниот дел на Соединетите Американски Држави, снежните врнежи беа редовна појава, а младиот Вилсон поминуваше многу време надвор проучувајќи ги снегулките.
Вислон „Снегулки“ Бентли
Бентли приспособи камера на микроскопот што му го подари мајка му за неговиот 15-ти роденден и се обиде да сними снегулки. Но, беа потребни речиси пет години за да се подобри технологијата - дури на 15 јануари 1885 година беше добиена првата јасна слика.
Во текот на својот живот, Вилсон фотографирал 5.000 различни снегулки. Тој никогаш не престана да се восхитува на убавината на овие минијатурни дела на природата. За да ги добие своите ремек-дела, Бентли работел на температури под нулата, поставувајќи ја секоја целосна снегулка на црна позадина.
Работата на Вилсон е високо пофалена и од научниците и од уметниците. Тој често беше поканет да зборува на научни конференцииили изложувајте фотографии во уметнички галерии. За жал, Бентли почина на 65-годишна возраст од пневмонија, никогаш не докажувајќи дека нема две слични снегулки.
Диригентската палка на „теоријата за снег“ ја зеде еден истражувач сто години подоцна Национален центарАтмосферско истражување Ненси Најт. Во трудот објавен во 1988 година, таа го докажа спротивното тврдење - идентични снегулки може и треба да постојат!
Д-р Најт се обиде да го репродуцира процесот на градење снегулки во лабораторија. За да го направите ова, таа израсна неколку водени кристали, подложувајќи ги на истите процеси на суперладење и презаситеност. Како резултат на нејзините експерименти, таа успеала да добие снегулки кои биле апсолутно идентични една со друга.
Понатамошните теренски набљудувања и обработката на експерименталните грешки и овозможија на Ненси Најт да тврди дека појавата на идентични снегулки е можна и дека е одредена само со теоријата на веројатност. Составувајќи компаративен каталог на небесни кристали, Најт заклучил дека снегулките имаат 100 знаци на разлика. Значи вкупниот број на опции изгледе 100! тие. речиси 10 до 158-та сила.
Добиениот број е двојно поголем од бројот на атоми во Универзумот! Но, тоа не значи дека случајноста се сосема невозможни, заклучува д-р Најт во својата работа.
И сега - ново истражување за „теоријата за снег“. Неодамна, професорот по физика на Универзитетот во Калифорнија, Кенет Либрехт, ги објави резултатите од долгогодишното истражување на неговата научна група. „Ако видите две идентични снегулки, тие сепак се различни! - вели професорот.
Либбрехт докажал дека во составот на молекулите на снегот, приближно на секои петстотини атоми на кислород со маса од 16 g/mol, има еден атом со маса од 18 g/mol. Структурата на врските на молекулата со таков атом е таква што сугерира безброј варијанти на врски внатре кристална решетка. Со други зборови, ако две снегулки навистина изгледаат исто, тогаш нивниот идентитет сè уште треба да се потврди на микроскопско ниво.
Проучувањето на својствата на снегот (и, особено, снегулките) не е детска игра. Познавањето на природата на снегот и снежните облаци е многу важно при истражување климатска промена. А некои од необичните и неистражени својства на мразот можат да најдат практична примена.
Дали некогаш сте ја слушнале фразата „оваа снегулка е посебна“, велат тие, бидејќи обично ги има многу и сите се убави, уникатни и хипнотизирачки ако погледнете внимателно. Старата поговорка вели дека нема две слични снегулки, но дали е тоа навистина точно? Како можете воопшто да го изјавите ова без да ги погледнете сите снегулки што паѓаат и паѓаат? Одеднаш, снегулката некаде во Москва не се разликува од снегулката некаде на Алпите.
За да го погледнеме ова прашање од научна гледна точка, треба да знаеме како се раѓа снегулката и колкава е веројатноста (или неверојатноста) да се родат две исти.
Снегулка снимена со конвенционален оптички микроскоп
Снегулката, во неговото јадро, е само молекули на вода кои се врзуваат заедно во одредена цврста конфигурација. Повеќето од овие конфигурации имаат некаква хексагонална симетрија; тоа е поврзано со тоа како молекулите на водата со нивните специфични агли на врска - кои се одредени од физиката на атом на кислород, два атоми на водород и електромагнетната сила - можат да се поврзат заедно. Наједноставниот микроскопски кристал на снег што може да се испита под микроскоп е со големина од еден милионити дел од метар (1 микрон) и може да биде со многу едноставна форма, на пример, хексагонална кристална плоча. Неговата ширина е приближно 10.000 атоми, а има и многу други слични.
Според Гинисовата книга на рекорди, Ненси Најт од Националниот центар за атмосферски истражувања неверојатно открила две идентични снегулки додека ги испитувала снежните кристали за време на снежна бура во Висконсин додека носела микроскоп. Но, кога претставниците потврдуваат две снегулки како идентични, тие можат само да значат дека снегулките се идентични со прецизноста на микроскопот; кога физиката бара две работи да бидат идентични, тие мора да бидат идентични внатре субатомска честичка. Што значи:
- ти требаат истите честички,
- во истите конфигурации
- со истите врски
- во два сосема различни макроскопски системи.
Ајде да видиме како ова може да се организира.
Една молекула на вода е еден атом на кислород и два атоми на водород поврзани еден со друг. Кога молекулите на замрзната вода се врзуваат заедно, секоја молекула добива четири други врзани молекули во близина: по една на секое од тетраедарните темиња над секоја индивидуална молекула. Ова предизвикува молекулите на водата да се преклопат во форма на решетка: хексагонална (или хексагонална) кристална решетка. Но, големите „коцки“ мраз, како оние што се наоѓаат во наоѓалиштата на кварцот, се исклучително ретки. Кога ќе ги погледнете најмалите размери и конфигурации, ќе откриете дека горните и долните рамнини на оваа решетка се спакувани и поврзани многу цврсто: имате „рамни рабови“ на две страни. Молекулите на преостанатите страни се поотворени, а дополнителни молекули на вода се врзуваат за нив послучајно. Особено, хексагоналните агли имаат најслаби врски, поради што забележуваме шесткратна симетрија во растот на кристалите.
и растот на снегулката, одредена конфигурација на леден кристал
Новите структури потоа растат во истите симетрични обрасци, зголемувајќи се во хексагонални асиметрии откако ќе достигнат одредена големина. Големите, сложени снежни кристали имаат стотици лесно препознатливи карактеристики кога се гледаат под микроскоп. Според Чарлс Најт од Националниот центар за атмосферски истражувања, стотици карактеристики се меѓу приближно 10 19 молекули на вода кои сочинуваат типична снегулка. За секоја од овие функции има милиони можни места каде што може да се формираат нови гранки. Колку такви нови карактеристики може да формира снегулка без да стане само уште една од многуте?
Секоја година, приближно 10 15 (квадрилиони) кубни метри снег паѓаат на земјата ширум светот, а секој кубен метар содржи околу неколку милијарди (10 9) индивидуални снегулки. Откако Земјата постои околу 4,5 милијарди години, низ историјата на планетата паднале 10 34 снегулки. И дали знаете, од статистичка гледна точка, колку посебни, уникатни, симетрични разгранувачки карактеристики може да има една снегулка и да очекува да има близнак во одреден момент од историјата на Земјата? Само пет. Додека вистинските, големи, природни снегулки обично имаат стотици од нив.
Дури и на ниво од еден милиметар во снегулката можете да видите несовршености кои тешко се дуплираат
И само на најсекојдневното ниво можете погрешно да видите две идентични снегулки. И ако сте подготвени да се фатите молекуларно ниво, ситуацијата ќе стане многу полоша. Вообичаено, кислородот има 8 протони и 8 неутрони, додека водородниот атом има 1 протон и 0 неутрони. Но, 1 од 500 атоми на кислород има 10 неутрони, 1 од 5000 атоми на водород има 1 неутрон, а не 0. Дури и ако формирате совршени шестоаголни снежни кристали, а во целата историја на планетата Земја биле избројани 10 34 снежни кристали, ќе биде доволно да се намали до големината на неколку илјади молекули (помалку од должината на видливата светлина) за да се најде уникатна структура каква што планетата никогаш не видела.
Но, ако ги игнорирате атомските и молекуларните разлики и го напуштите „природното“, имате шанса. Истражувач на снегулки Кенет Либрехт од Калифорнија Институт за технологијаразви техника за создавање вештачки „идентични близнаци“ од снегулки и ги фотографира со помош на специјален микроскоп наречен SnowMaster 9000.
Растејќи ги рамо до рамо во лабораторија, тој покажа дека е можно да се создадат две снегулки кои не се разликуваат.
Две речиси идентични снегулки одгледани во лабораторија во Калтек
За малку. Тие нема да се разликуваат за човек кој гледа со свои очи низ микроскоп, но нема да бидат идентични по вистината. Како идентични близнаци, тие ќе имаат многу разлики: тие ќе имаат различни молекуларни места за врзување, различни својства на разгранување и колку се поголеми, толку се поголеми разликите. Затоа овие снегулки се многу мали, но микроскопот е моќен: тие се послични кога се помалку сложени.
Две речиси идентични снегулки одгледувани во лабораторија во Калтек
Сепак, многу снегулки се слични едни на други. Но, ако барате навистина идентични снегулки на структурно, молекуларно или атомско ниво, природата никогаш нема да ви го даде тоа. Овој број на можности е голем не само за историјата на Земјата, туку и за историјата на Универзумот. Ако сакате да знаете колку планети ви се потребни за да добиете две идентични снегулки во текот на 13,8 милијарди годишната историја на универзумот, одговорот е од редот на 1000000000000000000000. Имајќи предвид дека има само 10 80 атоми во видливиот универзум, ова е крајно малку веројатно. Така да, снегулките се навистина уникатни. И тоа е благо кажано.
Тврдењето, познато на секој ученик, дека нема две слични снегулки, постојано беше доведено во прашање. Но, уникатното истражување на Калифорниецот Универзитетот за технологијаУспеавме да ги ставиме последните допири на ова навистина новогодишно прашање.
Снегот се формира кога микроскопските капки вода во облаците се привлекуваат од честичките прашина и се замрзнуваат.
Ледените кристали што се појавуваат, првично не поголеми од 0,1 mm во дијаметар, паѓаат и растат како резултат на кондензација на влагата од воздухот на нив. Ова создава шесткратни кристални форми.
Поради структурата на молекулите на водата, можни се агли од само 60° и 120° помеѓу зраците на кристалот. Главниот воден кристал има форма на правилен шестоаголник во рамнината. Нови кристали потоа се депонираат на темињата на таков шестоаголник, нови кристали се таложат на нив, и така резултатот е различни формиѕвезди од снегулка.
Професорот по физика на Универзитетот во Калифорнија, Кенет Либрехт, ги објави резултатите од долгогодишното истражување на неговата истражувачка група. „Ако видите две идентични снегулки, тие сепак се различни! - вели професорот.
Либбрехт докажал дека во составот на молекулите на снегот, приближно на секои петстотини атоми на кислород со маса од 16 g/mol, има еден атом со маса од 18 g/mol.
Структурата на врските на молекулата со таков атом е таква што сугерира безброј опции за поврзување во рамките на кристалната решетка.
Со други зборови, ако две снегулки навистина изгледаат исто, тогаш нивниот идентитет сè уште треба да се потврди на микроскопско ниво.
Проучувањето на својствата на снегот (и, особено, снегулките) не е детска игра. Знаењето за природата на снегот и снежните облаци е многу важно кога се проучуваат климатските промени.
