У зимы много символов, которые при одном взгляде на них напоминают нам ясные холодные деньки, солнце, искрящееся на сугробах, залихватские игры и забавы на свежем морозном воздухе, а ещё ледяные узоры на стекле.
Каких только шедевров не увидишь на внутренней поверхности окна, когда на улице мороз! Люди с развитым воображением, да и простые наблюдатели, видят зимние расписные пейзажи и орнаменты, которые могут покрывать всю поверхность стекла или вкрадываться с уголков, обрамляя вид из окна. Тут и еловые ветви, и снежные равнины, и заросли папоротника, и сосновые леса, и чего только еще не привидится завороженному зрителю зимнего узорного творения.
На самом деле, вся эта красотища – естественное проявление физических явлений. Основной участник процесса – вода, известное всем сочетание двух элементов, водорода и кислорода (Н2О), которая знаменита тем, что может принимать три своих ипостаси: твердое, жидкое и газообразное, в пределах внешней среды с незначительным, в общехимическом понятии, изменением температуры от 0 до 100 градусов.
Когда в воздухе присутствует влажность, а температура опускается ниже нуля, влага постепенно конденсируется на охлажденных плоскостях. Сразу вспоминается, как в жару призывно потеют всевозможные бутылочки, охлаждаемые в холодильниках. Когда температура выше 0, водяной пар перевоплощается в жидкость, а вот когда ниже, пропуская жидкое состояние, становится льдом, точнее крохотными его кристаллами. Когда в помещении тепло, любая влага, оказавшаяся вблизи оконного стекла, за которым студено, превращается в микроледышки, попадая на выстуженную поверхность. С этим все понятно, но откуда же такие неповторимые и разнообразные узоры?
Каждое стекло не идеально чисто: оно хранит частички пыли, мелкие царапинки, отпечатки прикосновений, всевозможные «следы» воздействия окружающей среды. Влага, которая попадает на стекло, тоже не является дистиллированной. Поэтому правильные кристаллы льда с шестью гранями, которые образуются в лабораториях, на стеклах появиться не могут. Кристаллики нарастают по краям микротрещин поверхности, вокруг пылинок и других включений. Пленка влаги, даже совсем тонкая, по законам физики стремится вниз, поэтому в нижней части стекла ледяные образования всегда плотнее, а вверху – более ажурные и узорные. Имеет значение и направление воздушных потоков у стеклянной поверхности. Пока воды не слишком много, завитушки более тонкие и нежные, при увеличении количества влаги, осевшей на стекле, кристаллы начинают нарастать не только на плоскости, но и в объеме, закрывая узор плотной белой пеленой.
Некоторым ученным даже пришла в голову мысль, что все мироздания природы подчиняется идентичным законам, т.е. то, как образуются химические кристаллы, по тем же принципам образуются и выстраиваются клетки живых организмов. Именно поэтому, некоторые настекольные узоры напоминают первозданные тропические леса. Ну что ж, ученным нельзя без полета фантазии, ведь это служило началом многим открытиям.
Остается только с некоторой грустью заметить, что современные стеклопакеты, которые гордятся своим постоянством температур, уже не дают возможности насладиться художественной росписью мороза. А ведь поговаривают, что наши знаменитые кружевницы из Воло
kinderbooks.ru
У зимы много символов, которые при одном взгляде на них напоминают нам ясные холодные деньки, солнце, искрящееся на сугробах, залихватские игры и забавы на свежем морозном воздухе, а ещё ледяные узоры на стекле.
Каких только шедевров не увидишь на внутренней поверхности окна, когда на улице мороз! Люди с развитым воображением, да и простые наблюдатели, видят зимние расписные пейзажи и орнаменты, которые могут покрывать всю поверхность стекла или вкрадываться с уголков, обрамляя вид из окна. Тут и еловые ветви, и снежные равнины, и заросли папоротника, и сосновые леса, и чего только еще не привидится завороженному зрителю зимнего узорного творения.
На самом деле, вся эта красотища – естественное проявление физических явлений. Основной участник процесса – вода, известное всем сочетание двух элементов, водорода и кислорода (Н2О), которая знаменита тем, что может принимать три своих ипостаси: твердое, жидкое и газообразное, в пределах внешней среды с незначительным, в общехимическом понятии, изменением температуры от 0 до 100 градусов.
Когда в воздухе присутствует влажность, а температура опускается ниже нуля, влага постепенно конденсируется на охлажденных плоскостях. Сразу вспоминается, как в жару призывно потеют всевозможные бутылочки, охлаждаемые в холодильниках. Когда температура выше 0, водяной пар перевоплощается в жидкость, а вот когда ниже, пропуская жидкое состояние, становится льдом, точнее крохотными его кристаллами. Когда в помещении тепло, любая влага, оказавшаяся вблизи оконного стекла, за которым студено, превращается в микроледышки, попадая на выстуженную поверхность. С этим все понятно, но откуда же такие неповторимые и разнообразные узоры?
Каждое стекло не идеально чисто: оно хранит частички пыли, мелкие царапинки, отпечатки прикосновений, всевозможные «следы» воздействия окружающей среды. Влага, которая попадает на стекло, тоже не является дистиллированной. Поэтому правильные кристаллы льда с шестью гранями, которые образуются в лабораториях, на стеклах появиться не могут. Кристаллики нарастают по краям микротрещин поверхности, вокруг пылинок и других включений. Пленка влаги, даже совсем тонкая, по законам физики стремится вниз, поэтому в нижней части стекла ледяные образования всегда плотнее, а вверху – более ажурные и узорные. Имеет значение и направление воздушных потоков у стеклянной поверхности. Пока воды не слишком много, завитушки более тонкие и нежные, при увеличении количества влаги, осевшей на стекле, кристаллы начинают нарастать не только на плоскости, но и в объеме, закрывая узор плотной белой пеленой.
Некоторым ученным даже пришла в голову мысль, что все мироздания природы подчиняется идентичным законам, т.е. то, как образуются химические кристаллы, по тем же принципам образуются и выстраиваются клетки живых организмов. Именно поэтому, некоторые настекольные узоры напоминают первозданные тропические леса. Ну что ж, ученным нельзя без полета фантазии, ведь это служило началом многим открытиям.
Остается только с некоторой грустью заметить, что современные стеклопакеты, которые гордятся своим постоянством температур, уже не дают возможности насладиться художественной росписью мороза. А ведь поговаривают, что наши знаменитые кружевницы из Вологды и Костромы брали сюжеты для своих необычайных кружев тонкой работы, поглядывая зимой на замерзшее окошко…
www.znaikak.ru
Скоро зима, в эти выходные грянут первые морозы... Нашла замечательные фото и описание вот тут (там полное описания, я же выложу лишь часть), о том, как и почему образуются морозные узоры на стёклах. Читаем и любуемся!
Почему морозные узоры столь разнообразны и неповторимы, почему они непохожи на идеальные кристаллы льда, имеющие форму правильных шестигранных призм?
Вырастить большой ледяной кристалл правильной геометрической формы достаточно трудно, так как для этого вода должна быть абсолютно чистой, неподвижной, а температура строго постоянной. Некое подобие таких кристаллов можно увидеть после первых заморозков на внутренней поверхности ледяной корочки в ведре с водой. На стекле идеальных условий для роста правильных кристаллов, разумеется, нет, зато существует превеликое множество различных случайных факторов, не благоприятствующих образованию правильных кристаллов.
Стекло замерзает, когда его сторона, обращенная в помещение, охлаждается до отрицательной температуры. Эта сторона обычно имеет сеть мелких царапин и множество следов от капель и насекомых, а также покрыта частицами пыли и грязи, которые попадают на стекло из воздуха. Кроме того, переохлажденная водяная пленка, покрывающая стекло с внутренней стороны, скорее всего, содержит многочисленные примеси и посторонние включения. Все эти факторы служат центрами начала построения ледяных образований и сказываются на направлениях роста ледяных кристаллов. Полноценные кристаллы льда не могут образоваться на поверхности стекла, так как лед свободно нарастает практически только в двух направлениях, а третье измерение для него ограничено толщиной водяной пленки, покрывающей стекло.Кандидат технических наук В. БЕЛЯНИН.
Морозные узоры, появляющиеся в жилище человека, во многих отношениях интереснее снежинок. И хотя они весьма просты по химическому составу, узоры эти отличаются большим разнообразием, своеобразной структурой и часто напоминают формы организмов или их частей. Немцы называют такие узоры "айсблюмен", то есть ледяные цветы. И в самом деле, среди них часты древовидные образования и волокнистые структуры.
Наш выдающийся биолог К.А.Тимирязев указывал на сходство густо заросшего разнообразными растительными формами клочка земли с фантастическими ландшафтами, которые мороз рисует на окнах: "Во втором случае мы увидим те же травчатые узоры, напоминающие листья папоротника или пальмы, то же бесконечное разнообразие самых причудливых форм... Картины сходные, но как различен строй мыслей, вызываемых той и другой".
Сходство морозных узоров друг с другом подмечено и физиками и ботаниками, однако ни те, ни другие много над этим не размышляли. Объяснение тому на первый взгляд простое. Физики так завалены своей потрясающе трудной и вместе с тем плодотворной работой, что им некогда заниматься такими пустяками, как морозные узоры, а ботаников это не касается: ведь это же не растения, а только образования, случайно сходные с ними. "Ничья земля", на которую никто не претендует...
Но можно указать и на гораздо более глубокие причины такого равнодушия ученых к красоте и правильности морозных узоров - надо лишь добавить к наблюдениям размышления. Перед нами - случай сходства совершенно различных образований. Чем вообще может объясняться сходство?
Первое основание для сходства - просто случай: облака принимают иногда фигуры людей, коней, одна скала в Крыму чрезвычайно сходна с бюстом Екатерины II в профиль и т. п. В старину любили гадать, выливая в холодную воду расплавленный воск или олово, и по образовавшимся фигурам судить о будущем.
Второе основание - история. Большое сходство в расположении костей и других частей организма современная сравнительная анатомия объясняет тем, что очень внешне несходные организмы, например, лошадь и летучая мышь, имели чрезвычайно сходных или даже тождественных предков.
Третье основание - приспособление: форма тела дельфина и акулы в общем сходна, так как она отвечает задаче обтекаемости, позволяющей достигнуть возможно большей скорости; даже современные подводные лодки не достигли скорости некоторых рыб.
Четвертое основание: влияние внешних условий, то, что можно назвать экологическим основанием. Это - чисто пассивное приспособление к окружающим условиям, подобно тому как жидкость, налитая в рюмку, принимает форму полости рюмки. По сравнению с сердцем, легкими, почками печень не имеет своей формы: она просто заполняет промежутки между остальными органами.
Пятое основание: миметизм, то есть сходство организма, например некоторых мух, жуков или бабочек, с другим организмом - пчелой, осой, - защищенным своей ядовитостью. Это тоже входит в экологическое сходство в широком смысле слова, но "среда" здесь является другим организмом.
Шестое основание: химический состав.
И, наконец, седьмое, вероятно, самое обширное и разнородное основание: математические и физические законы роста и строения тел.
Какое же основание можно привести для сходства морозных узоров и частей организмов? Сразу надо отвергнуть случайное сходство. Мы не удивляемся, если видим облако, похожее, скажем, на лошадь, но что бы мы сказали, если бы увидели в облаках целый табун лошадей? А в морозных узорах мы как раз и наблюдаем на одном стекле целые табуны сходных образований. Естественно, отпадают и основания второе, третье и пятое. Отпадает и шестое, так как химический состав во всех узорах — вода, почти химически чистая, ибо узор осаждается из водяных паров, а между химическим составом воды и растений сходство только то, что в растениях много воды.
Остаются только два - четвертое и седьмое основания. Но и влиянием внешних условий трудно объяснить разнообразие узоров: ведь очень часто на двух соседних стеклах - самые разнообразные рисунки и даже на одном стекле могут быть разные образования. Остается, следовательно, седьмое: законы образования твердых тел из пара, то есть частные случаи законов кристаллизации.
Очевидно, что физики обращали так мало внимания на ледяные узоры не потому, что это считали пустяками (для истинного ученого нет пустяков в природе), а потому, что еще не наступил момент для нарождения нефедоровской кристаллографии.
Седьмое основание сходства, игнорируемое в биологии (его вытеснило второе - историческое обоснование), все больше и больше привлекает к себе внимание, и тогда мы и на ледяные узоры можем посмотреть совсем иными глазами.
Сейчас мы начинаем понимать, что есть, видимо, законы, управляющие образованием форм в биологии, и некоторые из них сходны с законами, управляющими образованием форм на некоторых уровнях неорганического мира.
Своеобразные формы симметрии давно обращали внимание ученых у ряда низших организмов (радиолярии, губки и другие). Сходство узоров и листьев приобретает глубокий смысл и побуждает нас пытаться раскрыть эти неизвестные законы вместе с физиками и математиками.
В заключение - несколько слов по вопросу, о котором серьезные биологи предпочитают не разговаривать, - о красоте. Ледяные узоры очень красивы и, я слыхал, служат даже образцом для наших северных кружевниц.
А что такое красота? Одно из самых загадочных явлений природы. И как в законах строения и развития природных тел мы имеем разные уровни, так есть они и в прекрасном.
И на самом высшем уровне, может быть, находятся абстрактнейшие математические теории и высшие музыкальные творения гениальных композиторов. Не всем дано подняться на эти вершины, но, как в капле воды отражается солнце, так некоторый намек на высшую красоту мы можем постичь, внимательно рассматривая такое скромное явление природы, как ледяные узоры на стеклах. Мудро сказано в Талмуде: "Чтобы познать невидимое, смотри внимательнее на видимое".
rumanna.ru
Городской конкурс исследовательских, творческих и проектных работ учащихся начальных классов
Морозные узоры на стекле
Потапова Мария, 2 «Б» класс, МБОУ «СОШ№47», г.Троицк
Кистанова Мария Михайловна, учитель начальных классов, МБОУ «СОШ№47»
г. Троицк, 2013
Содержание
Введение
Основная часть
Заключение
Список литературы
Приложение
Введение
В эту зиму было очень холодно, а особенно холодно было по ночам. И вот настало морозное утро. Проснувшись, я посмотрела в окно: «Светит ли солнышко?». А окно было таким нарядным и блестящим, как новогодняя елка. На стекле я увидела удивительный рисунок. Сверкала длинная пушистая еловая ветка, покрытая блестящими снежинками. Я спросила маму: «Как появился на окне снежный узор?» Она ответила, что его нарисовал Мороз. А как нарисовал? Чем нарисовал? Мороз за окном, а узор появился в квартире. Почему? Мне об этом захотелось узнать. Это и послужило выбором для моего исследования.
Объект исследования: снежные узоры на стекле.
Цель исследования: выяснить, почему зимой на окнах часто появляются причудливые снежные узоры.
Задачи:
изучить дополнительную литературу и отобрать интересные сведения, о том - как появляются снежные узоры на окнах;
выяснить, почему снежные узоры бывают разные по форме;
наблюдать за появлением и исчезновением снежных узоров на окнах;
представить убедительные доказательства, что снежные узоры на окнах появляются не случайно;
сделать выводы и обобщить результат наблюдений.
Мы, также, предположим, что по форме снежных узоров можно предсказывать погоду.
Основная часть
Как появляются снежные узоры на окнах?
Зимой, когда на улице усиливаются морозы, то на оконных стеклах часто образуются снежные узоры.
Морозные узоры на оконных стеклах - это, по сути, то же самое, что и иней, который образуется на земле и на ветвях деревьев. Способ образования инея и этих узоров одинаков.
Если воздух охлаждается, то в нем снижается содержание влаги. Морозные узоры на стекле и иголки инея образуются в том случае, если влажный воздух охлаждается до точки замерзания воды, то есть до 0°С. При этой температуре избыток влаги, содержащийся во влажном воздухе, на холодных поверхностях превращается в тонкий, почти не видимый слой воды. Морозу этого хватает, чтобы нарисовать свои чудесные рисунки. Ночью он насылает холод, вода замерзает. Если бы воды было много, получился бы лед, как на речке. А так как воды совсем немножко, она превращается в ледяные кристаллы. Из них и складывается узор на стекле. Мотив и композицию затейливых картинок, кроме влажности и температуры, определяет само стекло, его состав, чистота поверхности.
Какие бывают морозные узоры?
Почему же кристаллики льда образуют такие причудливые формы? Виной тому неровности и царапинки на поверхности стекла. На них ледяные кристаллики образуются в первую очередь. Кристаллики осаждаются один за другим, друг на друга - и получаются удивительные неповторимые узоры. Помимо неровностей стекла, в "рисовании" узоров участвуют частички пыли на поверхности стекла и воздушные потоки.
Льдинки группируются на неровностях, на еле заметных царапинах на стеклах, и постепенно вырастает ледяной сад на окне с необычайными цветами, сверкающими в лучах зимнего солнца. Получается такая красота, что ни в сказке сказать, ни пером описать. Настоящие цветы! Кстати, в Германии морозные узоры на стекле так и называют – «ледяные цветы».
Среди разнообразия морозных узоров наиболее часто можно встретить древовидные структуры - их называют дендритами и волокнистые формы - трихиты.
1. Дендриты (древовидные образования). Если охлаждение стекла начинается при положительной температуре и высокой влажности, то образовавшаяся на нем пленка воды при понижении температуры окружающей среды начинает кристаллизоваться.
Вначале узор появляется в нижней части окна, там, где под действием силы тяжести накапливается больше воды. Здесь за счет большего количества влаги дендриты более выражены, чем в верхней части стекла. При дальнейшем похолодании дендриты обрастают более мелкими отростками и зазубринами льда. Такие узоры часто образуются зимой на стеклах автобусов и даже в нашем школьном кабинете.
2. Трихиты (волокнистые формы).Трихиты образуются у острых краев царапин на поверхности охлаждающегося стекла. При этом вначале кристаллы образуют узкие параллельные полоски инея, которые при дальнейшем охлаждении превращаются в достаточно плотные ледяные волокна, исходящие от основного стебля. В большинстве случаев, как основное волокно, так и прилегающие к нему тонкие полоски инея слегка изогнуты. Такие узоры встречаются в моей комнате на окне, на веранде и даже на стеклах папиной машины.
Мои наблюдения за причудливыми узорами
Мои наблюдения начались в январе 2013 года. На стекле причудливо сверкали на солнце ледяные узоры, которые нарисовал на окне мороз.
Трудно поверить, что все это нарисовано без помощи человеческих рук. Меня заинтересовали такие узоры. Невозможно отвести глаз от этой красоты. Чем дальше всматриваешься в рисунки, тем больше удивляешься мастерству неизвестного художника, которого зовут Мороз. Эти изумительные картины можно рассматривать и рассматривать, и каждый раз видеть что-то новое. Тут волшебное дерево, там павлиний хвост, длинная ветвь пальмы, пушистая ель. Вот распустился чудесный цветок. А на другом окне сказочные звери.
Особенно красиво, когда на окно падает солнечный луч, тогда вся картинка сверкает. Наблюдая за снежными узорами, я заметила, что они цветные: то голубые в пасмурную погоду, то желтые на солнце, то розовые и лиловые – на закате. В вечернее время, когда за окном становится совсем темно и стекло выглядит черным, морозные узоры сверкают, как звезды.
Пожалуй, не встретишь человека, которому не приходилось, любоваться зимой тончайшими ледяными узорами на оконных стеклах. Поэтому я решила выяснить у одноклассников, наблюдали ли они снежные узоры и интересно ли им узнать, как они появляются. Сначала я прочитала стихотворение «Ледяные цветы».
Выяснила, о каких цветах идет речь в стихотворении. Затем предложила анкету. В анкетировании приняли участие 21 ученик.
Анкета
1. Наблюдал (а) ли ты когда-нибудь морозные узоры на окне?
2. Если наблюдал (а), то, в какое время года?
3. Мороз рисует одинаковые узоры или нет?
4. На что они похожи?
5. Попробуй нарисовать такие же узоры.
6. Хотел (а) ли бы ты узнать, как появляются морозные узоры на стекле?
По результатам анкет сделала вывод: все дети наблюдали морозные узоры на окнах. Знают, что такие волшебные узоры бывают только зимой и могут быть самыми разными, похожими на веточки деревьев, на лес, на листья, на цветы, на перья. В анкете я предложила детям побывать Морозом Ивановичем, и пусть они не волшебники, но у них тоже получились прекрасные ледяные узоры. А самое главное, что все одноклассники хотят узнать, как появляются морозные узоры на стекле. Значит, свой проект я написала не зря. Думаю, что и другим детям тоже будет интересно узнать об этом.
На всех ли окнах появляются морозные узоры?
Оказывается, нет. Наблюдая за узорами, я выяснила, что узоры не появляются на окне, если открыта форточка. В этом случае температура воздуха в комнате у стекла понижается, став такой же, как и температура самого стекла. При качественной заделке стёкол, узоры на стекле тоже не появляются, т.к. нет перепада температур. Также узоры не проявляются на евроокнах.
Народные приметы
Давным-давно по морозным узорам люди определяли погоду: если веточки узоров были направлены вниз - погода будет снежной и пасмурной, а если вверх – ясной и солнечной.
4февраля на замерзших окнах красивые морозные узоры – быть морозу еще долго, а если даже при морозе в этот день окна запотели, можно надеяться на потепление.
Мы специально обратили внимание на окна в этот день. Узоров на моем окне в спальне не было. И, если мы вспомним температуру февраля, а она была нехолодная, то можно сделать вывод, что по наличию или отсутствию морозных узоров на окне можно предсказывать погоду. Таким образом, наши предположения подтвердились.
Искусственные узоры
Каждый знает, что узоры на стекле недолговечны – начинает пригревать солнышко и морозные узоры становятся менее четкими, расплываются и стекают струйками воды вниз по стеклу. Они исчезают безвозвратно.
А можно ли сделать такие узоры самому? Я нашла ответ на этот вопрос в энциклопедии забавных игрушек. Делается эта ледяная красота достаточно несложно. Для этого нам понадобятся миска, кисточка, 1 стакан воды и 2 стакана сахара. Смешиваем воду и сахар до получения однородной кашицы. И с помощью кисточки или специально заготовленных шаблонов приступаем к рисованию на стекле. Тематика рисунков может быть любой - что подскажет фантазия. А когда узоры будут готовы, остается лишь дождаться зимнего солнышка, - и кристаллики заблестят и заискрятся морозным светом. Совсем как на окне…..
Заключение
Цель, которую я ставила перед собой, достигнута. Я выяснила, почему зимой на окнах часто появляются причудливые снежные узоры.
Сделала следующие выводы:
Морозные рисунки на стекле – это большие кристаллы льда, растущие из водяного пара на границе тепла и холода;
Вид узора на поверхности стекла зависит от температуры внутри помещения и снаружи, влажности воздуха в помещении, толщины стекла и загрязненности его поверхности;
Под воздействием солнечных лучей морозные узоры исчезают.
Мои наблюдения подтверждают гипотезу о том, что по форме снежных узоров можно предсказывать погоду.
При изучении этой темы я пользовалась материалами Интернета, статьей журнала «Квант» «О морозных узорах и царапинах на стекле».
Приложение
infourok.ru
Бюджетное общеобразовательное учреждение
«Тарская средняя общеобразовательная школа № 5»
Тарского муниципального района Омской области
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА
НА ТЕМУ:
Выполнила: Бабич Анастасия,
обучающаяся 1 «А» класса
Руководитель:
учитель начальных классов
Маликова Ю.В.
Тара, 2016
СОДЕРЖАНИЕ
Введение………..……. 4
Глава 1. Теоретические основы изучения данной темы ……..
1.1 Почему появляются узоры на окне?........ 5
1.2 Почему узоры не на всех окнах?...
1.3 Почему не на всех окнах одинаково красивые узоры?.........
Глава 2. Практическая часть …………………………… 5
2.1 Мои способы создания красивого узора на окне…
Заключение………………………….. 6
Литература………………………. 7
Приложение………………….
Введение
В один из январских дней, когда у нас были каникулы, я решила посмотреть на уличный градусник в кухне, чтобы узнать, какая температура на улице. На оконном стекле я обнаружила морозный рисунок необыкновенной красоты! Я спросили маму: «Как появился на окне морозный узор?» Она ответила, что его нарисовал Дедушка Мороз. А как нарисовал? Дедушка Мороз за окном, а узор появился в доме. Почему? Мне об этом захотелось узнать. Такие же красивые морозные узоры я увидела в комнате моего брата. А вот в зале и в маминой спальне на окнах этих узоров не было. Неужели Дед Мороз выбирает окна, чтобы показать нам своё мастерство? А ещё мы с мамой заметили, что на одних окнах узоры очень красивые и причудливые, а на других попроще. Опять возник вопрос: почему? Все эти вопросы не оставляли нас в покое, поэтому и послужили выбором для нашего исследования.
Актуальность: в холодную погоду на окнах можно заметить замечательные морозные узоры. А как появляются причудливые морозные узоры? Почему узоры можно встретить не на всех окнах? Эта тайна природы заинтересовала меня и мою маму, поэтому наша работа является актуальной и познавательной.
Это надо соединить в одно!!!!
Цель: выяснить, почему появляются морозные узоры на окнах.
Объект исследования: морозные узоры на окнах.
Предмет исследования: условия появления морозных узоров на окнах.
Задачи:
1. Изучить дополнительную литературу и отобрать интересные сведения о том, как появляются снежные узоры на окнах;
2. Доказать путём исследований, что снежные узоры на окнах появляются не случайно;
3. Сделать выводы и обобщить результат своих наблюдений. Получить ответ на наш вопрос: «Откуда появляются причудливые морозные узоры на окнах?».
Гипотеза: Предположим, узоры на окнах появляются в мороз.
Методы:
Глава 1. Теоретические основы изучения данной темы.
1.1 Почему появляются узоры на окне?
Чтобы ответить на все вопросы, которые стояли перед нами, мы решили обратиться к научной литературе. Из книг Зубковой Н. М. «Пять тысяч – где. Семь тысяч - как, сто тысяч - почему.», электронного учебника «Большая энциклопедия 2010» мы нашли научный ответ. «Зимой воздух около оконных стекол сильно охлаждается и часть водяных паров из него оседают на холодные стекла в виде кристалликов льда. Затем эти кристаллики начинают ветвиться и разрастаться, «рисуя» на стекле снежные (морозные) узоры.
Для того чтобы началась кристаллизация, первым ледяным кристалликам нужно на чем-то осесть. Пусть это будет пылинка. Или след от тряпки, которой протирали окна. Льдинки группируются на неровностях, на еле заметных царапинах на стеклах, и постепенно вырисовывается необыкновенно красивая картина, сверкающая в лучах зимнего солнца». Невозможно отвести глаз от этих замысловатых художеств непревзойденного мастера. Каждый узор неповторим и уникален. Сердце замирает от восхищения. Значит, это не добрый Дед мороз расписывает нам стёкла в холодную погоду, а сама природа.
1.2 Почему узоры не на всех окнах?
Наблюдая за окнами, мы опять натолкнулись на такой вопрос: «Почему не на всех окнах образуются морозные узоры?». Мы опять обратились к литературным источникам. Оказывается, что узоры не образуются на современных пластиковых окнах (т. к. они защищены стеклопакетами) и если открыта форточка. В этом случае температура воздуха в комнате у стекла понижается, став такой же, как и температура самого стекла. При качественной заделке стёкол, узоры на стекле тоже не появляются, т. к. нет перепада температур. Вот почему в зале и маминой спальне нет морозных узоров. Так мы нашли ответ и на второй вопрос.
1.3 Почему не на всех окнах одинаково красивые узоры?
При наблюдении за морозными узорами на окнах мы заметили, что на одних узоры очень красивые, причудливые, а на других - нет. Почему не на всех окнах одинаково красивые узоры? (Прил. 1, рис.
Оказывается, учеными было установлено, что разновидность кружевной росписи на окнах весьма многообразна – их количество достигает несколько миллионов. Виной тому неровности и царапины на стекле. На них кристаллы образуются в первую очередь, они оседают один за другим, друг на друга и получаются неповторимые узоры. А уж если снежинки посыплются с неба и пристанут к этому узору, то получится настоящая красота. Помимо неровностей стекла, в «рисовании» узоров участвуют частички пыли, воздушные потоки. Вот и ответ на третий наш вопрос.
Глава 2. Практическая часть
2.1 Мои способы создания красивого узора на окне.
Следующий вопрос, на который мы захотели найти ответ, заключался в следующем. А мы, своими руками, можем создать такие красивые узоры?
Для проведения эксперимента мне потребовалась мисочка с горячей водой, окно на балконе, кисточки разной толщины, очень холодная погода.
Выйдя вечером на балкон, кисточкой мы нанесли водный узор на предварительно протертое окно (поверхность должна быть сухой).
Делать это нужно очень быстро. Проводить кисточкой несколько раз по одному месту, пока вода не застыла, не стоит! Мы оставили всё это художество на ночь и проверили утром. И… о чудо! Если бы мы не знали, что это делали мы, то подумали бы, что это сделал Дед Мороз. Получились красивые морозные узоры!
Заключение
Цель, которую я ставила перед собой, достигнута. Моя гипотеза подтверждается, и я сделала следующие выводы:
1. Морозные рисунки на стекле – это большие кристаллы льда, растущие из водяного пара на границе тепла и холода.
2. Морозные узоры на стёклах не образуются, если температура воздуха у стекла понижается, став такой же, как и температура самого стекла.
3. Вид узора на поверхности стекла зависит от повреждений и загрязненности его поверхности.
Издавна людям известны приметы, которые связаны с морозными узорами. Они начинают появляться к вечеру, когда происходит понижение температуры. Наблюдая за ними, мы разглядели, что некоторые веточки узоров стремятся ввысь, некоторые наклоняются. По рисунку веточек можно определить, какая будет погода.
Если веточки морозных узоров направлены круто вверх, то ночью будет сильный мороз.
Если веточки немного наклонились вниз, то ожидается ослабление морозов.
Если веточки сильно наклонились вниз, то скоро будет оттепель.
Литература
Зубкова Н. М. Пять тысяч – где. Семь тысяч - как, сто тысяч - почему. Опыты и эксперименты для детей от 5 до 9 лет-СПб. : Речь, 2008.-64с.
Интернет-источники: http://www.kakprosto.ru/kak-887811-pochemu-zimoy-uzory-na-oknah-takie-krasivye-poluchayutsya#ixzz3xexog0Os
3. Медведева Т. Познавательная деятельность старших дошкольников // Дошкольное воспитание №6, 2006.-41с.
4. Электронный учебник «Большая энциклопедия 2010»
Приложение
infourok.ru
Начну с вопроса. Действительно интересно, к как же появляются на окнах узоры? Неужели их рисует Дед Мороз? Да, так и есть - их рисует мороз. Только не Дед, а просто мороз - тот, от которого мерзнут щеки:)
 |
| Морозные узоры |
Спросите малыша, замечал ли он, что происходит с водяным паром, если он прикасается к холодной поверхности? Например, после горячего душа в ванной комнате? Думаю, он сразу вспомнит, как от пара покрываются малюсенькими капельками воды зеркало и металлические краны. Мы говорим: "зеркало запотело", а по-научному это звучит: "вода конденсируется на поверхности зеркала". А если бы наше зеркало было совсем холодным, с температурой, при которой вода замерзает (кстати, спросите малыша, какая это температура?), то вода на зеркале сразу бы замерзла и превратилась в лед.
Именно это и происходит, когда теплый воздух из комнаты, в котором всегда присутствует водяной пар, прикасается к стеклам на окнах, за которыми стоит морозная погода. В такую погоду стекла на окнах очень холодные, такие холодные, что пар превращается в лед.
 |
| В эту зиму у нас на окнах были узоры необыкновенной красоты! |
Но почему же тогда окно не просто покрывается корочкой льда, а превращается в волшебный ледяной лес?
Это зависит от тех условий, при которых происходит замерзание: от температуры воздуха, от количества в нем водяного пара, от наличия примесей в воздухе, от чистоты стекла и расположения на нем мельчайших царапинок и трещинок. Одинаковые условия дважды никогда не повторяются. Поэтому, как и снежинки, рисунки на окнах никогда не бывают одинаковыми. Каждый раз это новый волшебный лес, или туманное поле, или загадочные значки из пересекающихся черточек. Но ученые заметили, что при всем своем разнообразии, узоры можно отнести к какому-то одному из двух типов: дендриты и трихиты.
Слово трихиты произошло от греческого "волос". Это кристаллы, имеющие изогнутую форму. Кроме льда такой способ образования кристалла характерен например, для вулканического стекла.А слово дендриты произошло от греческого "дендрон" - дерево.Ну-ка, пусть малыш вспомнит, какие еще есть слова с этой основой? Может он бывал в дендропарке? Таком парке, где деревья высажены по определенному признаку? Или, может, он помнит что дендритами называют ветвящиеся отростки нервных клеток? Или когда-нибудь видел на минералах узоры-веточки, образованные кристаллами, которые тоже называют дендритами?
Посмотрите на картинку - где какой дендрит?
| Такие разные дендриты |
Предлагаю вам самим попробовать определить, к какому типу относятся морозные узоры, которые мы фотографировали в течении этой зимы?
А вот это, помните, мы пускали мыльные пузыри на морозе? Процесс замерзания мыльной пленки идентичен образованию морозных узоров на стекле. |
| Морозные узоры на мыльных пузырях |
ДЕЛАЕМ МОРОЗНЫЕ УЗОРЫ САМИ!
Для этого нам понадобится: • 1/4 стакана холодной воды, • 5 г сухого желатина, • кусок стекла • холодильник с морозилкой.Ход эксперимента:В стакан с водой высыпаем желатин и ждем, пока он набухнет.После нагреваем стакан на водяной бане до температуры примерно 50 градусов до тех пор, пока кристаллики желатина полностью не растворятся.Немного остудив раствор (он должен стать комнатной температуры) выливаем его тонким слоем на кусок стекла и ставим в морозилку.Через один-два дня стекло нужно вынуть, дать высохнуть конденсату, и можно любоваться получившимися морозными узорами!
 |
| Морозные узоры из желатина |
Надеюсь, Марина теперь будет знать, кто рисует морозные узоры на стеклах :)
В "Клубе почемучек" есть и другие выпуски на зимнюю тему:
Почему снег блестит?, Почему снег белый?, Почему сосульки всегда растут вниз?, Почему ветер воет?, Мыльные пузыри на морозе, Почему белый медведь не мерзнет?, Почему животные впадают в спячку?, Почему когда идет снег, на улице теплеет?, Почему семена и ягоды остаются висеть на деревьях всю зиму?, Опыты и эксперименты со льдом, Игры и игрушки из льда, Зимний огород, Ледяной гербарий. А в следующий раз мы будем выяснять, почему на молоке образуется пенка?А теперь переходим ко второй части нашего занятия - розыгрышу приза.
В качестве приза в этот раз будет шаблоны любого моего лэпбука на выбор. Участниками розыгрыша станут все вопросы, которые мне прислали с момента прошлого розыгрыша. Независимо от того, сделала я на них ответ или нет, они будут участвовать в случайном выборе с помощью программы рандомайз.
Вот их перечень:
1. Откуда у людей имена?
5. Почему на часах 12 делений?
6. Как первый человек получил свое имя?
7. Как пчелы делают мед?
8. Откуда на молоке пенка?
9. Зачем нужны деньги?
10. Как появляется туман?
11. В чем отличие "раритета" от "антиквариата"
12. Зачем нужна зима?
13. Как ученые узнали, какого цвета динозавры?
14. Почему снег идет разных размеров?
Выиграл номер 12!!!!!
Это вопрос о том, зачем нужна зима, который мне прислали мама Юлия и ее сын Игнат! Жду от счастливчиков письма с название лэпбука, который им больше всего понравится. Все их можно увидеть ТУТ.Подписаться на новости Клуба можно прямо тут, заполнив форму рассылки. После этого вам на почту будут приходить ссылки на новые выпуски "Клуба почемучек" и сообщения о розыгрышах призов.
www.tavika.ru
Прогресс лишил жителей крупных городов возможности любоваться морозными узорами
Поэтесса из Тюрингии Евгения Марлитт однажды написала прекрасное стихотворение о цветах, расцветающих зимними ночами на окнах. Где же теперь эти волшебные морозные узоры? Сейчас их не увидишь на кухонном окне, только если на даче. К этому привело утепление домов, пишет газета Tagesspiegel.
Раньше десятиградусный мороз на улице отделяло от двадцатиградусного тепла в помещении всего одно тонкое стекло. Температура этого стекла с его внутренней стороны была примерно минус один градус. Когда вечером прекращали топить печь, она опускалась еще ниже. На нем замерзали капельки воды. Они образовывали кристаллы вокруг мелких частиц грязи на стекле. Затем кристаллы росли, предпочитая углы и края, и разветвлялись. Так возникали ледяные цветы, ни один из которых не был похож на другой.
Влага поступала из воздуха в комнате. Когда воздух охлаждается, содержание влаги в нем уменьшается. Поэтому при падении температуры вода осаждается на поверхностях: как иней на стеклах автомобиля или кухонном окне.
На двойном стеклопакете не могут возникнуть морозные узоры, говорит Вернер Вери, метеоролог из Свободного университета Берлина. "Наружный холод уже не достигает внутренних стекол". При минус 10 на улице и плюс 20 в помещении внутренняя поверхность той стороны двойного стекла, которая находится в комнате, превышает восемь градусов. При использовании специальных теплозащитных стекол она выше еще на пять градусов.
"Вот и исчезли великолепные картины", - писала Евгения Марлитт. Но мы не должны слишком горевать об этом.
По материалам: NEWSru
МОРОЗНЫЕ УЗОРЫ НА ОКНАХ
(Наблюдения и размышления биолога)
А.А.Любищев, д.б.н.
Они так хорошо всем известны и так обычны, что на них почти не обращают внимания и, хотя часто они очень красивы, даже принимают меры, чтобы эти узоры не появлялись на окнах. Несравненно более изучены снежинки — о них писал еще великий Кеплер в начале XVII века. Изданы даже атласы снежинок, лучший из них — это поразительная коллекция снимков, сделанных за сорок лет метеорологом-любителем.
Но морозные узоры, появляющиеся в жилище человека, во многих отношениях интереснее снежинок. И хотя они весьма просты по химическому составу, узоры эти отличаются большим разнообразием, своеобразной структурой и часто напоминают формы организмов или их частей. Немцы называют такие узоры «айсблюмен», то есть ледяные цветы. И в самом деле, среди них часты древовидные образования и волокнистые структуры. Наш выдающийся биолог К.А.Тимирязев указывал на сходство густо заросшего разнообразными растительными формами клочка земли с фантастическими ландшафтами, которые мороз рисует на окнах: «Во втором случае мы увидим те же травчатые узоры, напоминающие листья папоротника или пальмы, то же бесконечное разнообразие самых причудливых форм... Картины сходные, но как различен строй мыслей, вызываемых той и другой». Сходство с растениями многих морозных узоров действительно удивительное. Один из рисунков квалифицированный ботаник принял за фотографию чертополоха, в других — очевидное сходство с деталью классического коринфского капителя, листьями пальмы, корневищем растения с отходящими от него листьями, подобием мхов и лишайников. Попадаются и узоры, состоящие из нитей, часто с параллельными отростками.
Сходство морозных узоров друг с другом подмечено и физиками и ботаниками, однако ни те, ни другие много над этим не размышляли. Объяснение тому на первый взгляд простое. Физики так завалены своей потрясающе трудной и вместе с тем плодотворной работой, что им некогда заниматься такими пустяками, как морозные узоры, а ботаников это не касается: ведь это же не растения, а только образования, случайно сходные с ними. «Ничья земля», на которую никто не претендует...
Но можно указать и на гораздо более глубокие причины такого равнодушия ученых к красоте и правильности морозных узоров — надо лишь, как советовал наш знаменитый биолог К. Э. Бэр, добавить к наблюдениям размышления.Перед нами — случай сходства совершенно различных образований. Чем вообще может объясняться сходство?Первое основание для сходства — просто случай: облака принимают иногда фигуры людей, коней, одна скала в Крыму чрезвычайно сходна с бюстом Екатерины II в профиль и т. п. В старину любили гадать, выливая в холодную воду расплавленный воск или олово, и по образовавшимся фигурам судить о будущем.Второе основание — история. Большое сходство в расположении костей и других частей организма современная сравнительная анатомия объясняет тем, что очень внешне несходные организмы, например, лошадь и летучая мышь, имели чрезвычайно сходных или даже тождественных предков.Третье основание — приспособление: форма тела дельфина и акулы в общем сходна, так как она отвечает задаче обтекаемости, позволяющей достигнуть возможно большей скорости; даже современные подводные лодки не достигли скорости некоторых рыб.Четвертое основание: влияние внешних условий, то, что можно назвать экологическим основанием. Это — чисто пассивное приспособление к окружающим условиям, подобно тому как жидкость, налитая в рюмку, принимает форму полости рюмки. По сравнению с сердцем, легкими, почками печень не имеет своей формы: она просто заполняет промежутки между остальными органами.Пятое основание: миметизм, то есть сходство организма, например некоторых мух, жуков или бабочек, с другим организмом — пчелой, осой,—защищенным своей ядовитостью. Это тоже входит в экологическое сходство в широком смысле слова, но «среда» здесь является другим организмом.
Шестое основание: химический состав.
И, наконец, седьмое, вероятно, самое обширное и разнородное основание: математические и физические законы роста и строения тел.
Какое же основание можно привести для сходства морозных узоров и частей организмов? Сразу надо отвергнуть случайное сходство. Мы не удивляемся, если видим облако, похожее, скажем, на лошадь, но что бы мы сказали, если бы увидели в облаках целый табун лошадей? А в морозных узорах мы как раз и наблюдаем на одном стекле целые табуны сходных образований. Естественно, отпадают и основания второе, третье и пятое. Отпадает и шестое, так как химический состав во всех узорах — вода, почти химически чистая, ибо узор осаждается из водяных паров, а между химическим составом воды и растений сходство только то, что в растениях много воды.Остаются только два — четвертое и седьмое основания. Но и влиянием внешних условий трудно объяснить разнообразие узоров: ведь очень часто на двух соседних стеклах—самые разнообразные рисунки и даже на одном стекле могут быть разные образования. Остается, следовательно, седьмое: законы образования твердых тел из пара, то есть частные случаи законов кристаллизации.
И вот тут-то мы начинаем понимать, почему физики до сих пор не удосужились как следует заняться этими узорами. Ответ на это нам дает история кристаллографии и минералогии. Разнообразие естественных кристаллов давно поражало ученых, но даже великие умы терялись в этом калейдоскопе форм. Знаменитый Бюффон в конце XVIII столетия выражал мысль, что формы кристаллизации более разнообразны, чем какой-то другой признак, отличающий минералы. Естественно, признавая такое разнообразие, зависящее, конечно, от внешних условий, ученые типа Бюффона не могли построить рациональную классификацию кристаллов. Но современники и соотечественники Бюффона — Роме де Лиль и особенно Гаюи — считали, что главное — не внешние условия, а структура и геометрия, и одно это предположение уже привело к открытию некоторых точных законов. Но в начале XIX века выдающийся шведский химик Берцелиус выдвинул положение, что минералогия есть просто часть химии и никакой иной научной базы, кроме химической, иметь не может. Возникла полемика с Гаюи, отстаивавшим геометрический подход. Противники не примирились, но в конце XIX века геометрическая линия Гаюи завершилась одним из величайших триумфов математического естествознания — построением в 189! году строго рациональной систематики кристаллов Е.С.Федоровым и А.Шенфлисом. Оказалось, что есть всего 7 систем. 32 класса и 230 возможных комбинации симметрии и за пределы этой системы ни один из кристаллов выйти не может. Но те ученые, которых интересовала химия, а не геометрия, не остались в накладе. Ведь новая система продолжает принцип Гаюи: все кристаллы состоят из одинаковых элементов, полностью заполняющих пространство. Именно эта идея и была развита Федоровым в учении о стереоэдрах — многогранниках, заполняющих пространство, и параллелоэдрах — частный случай стереоэдров. заполняющих пространство при параллельном перенесении. Он даже нашел новые параллелоэдры. не известные ранее, которые и названы по справедливости «телами Федорова».
Метод Федорова, находясь в полном согласии с химическими представлениями, шире химнн, так как основан на чисто геометрических постулатах, могущих иметь приложение и за пределами химии. Но значит ли, что подход к систематике минералов Федорова является единственным, что он исчерпывает всю кристаллографию и минералогию? Конечно, нет. Уже в XX веке другой наш выдающийся ученый, А.Е.Ферсман, превосходно зная и, конечно, восхищаясь геометрической классификацией, сделал попытку внести исторический элемент в классификацию минералов, исходя из гипотез, связанных с очагами их новообразования.
Hу, а как Бюффон, как экологическое направление — объяснение разнообразия внешними условиями? Вовсе сдано в архив? Тоже нет. Сейчас разрабатывается теория, стремящаяся объяснить, почему из огромного разнообразия мыслимых форм кристаллов в одних случаях мы имеем для того же вещества одни формы, в других — другие. Как в генетике организмов особенности образовавшегося организма (фенотип) являются равнодействующей генотипа (наследственная основа) и внешней среды, так и в образовании кристаллов влияние внешней среды имеет огромное значение. Я видел коллекцию кристаллов гипса, собранных в окрестностях Ульяновска моим другом К. А, Кабановым. При одинаковости химического состава — огромное разнообразие, конечно, в рамках системы Федорова. Константин Андреевич Кабанов связывал это разнообразие с условиями образования кристаллов и говорил мне, что по характеру кристалла уже можно догадаться об этих условиях.
Еще в большей степени условия образования сказываются на снежинках, богатство форм которых поражало всех наблюдателей. Здесь уже нарушен основной постулат: заполнение пространства. Лучи снежинок могут торчать в стороны, и на каждом луче получаются дополнительные отростки, совсем не вытекающие из гексагональной (шестилучевой) симметрии. Но вся снежинка, как правило, подчинена шестилучевой симметрии: это почти единственное, что осталось от рациональной систематики кристаллов.
Переходя же к ледяным узорам, мы видим, что всякий след шестилучевой симметрии и вовсе исчезает. Классификация Е.С.Федорова к ледяным узорам не приложима, так как здесь совершенно не действует основной постулат Федорова: заполнение пространства элементами данного тела. Нет федоровских форм симметрии, а имеется все-таки какая-то новая симметрия, свойственная самому телу, а не внесенная извне, как в калейдоскопе. Ледяные узоры — не калейдоскопические фигуры.
Видимо, мыслима какая-то новая кристаллография, которую с полным правом, по образцу неевклидовой геометрии, можно назвать «нефедоровской» и которая должна быть построена на своих постулатах, возможно, весьма общих с постулатами, лежащими в основе некоторых форм биологической симметрии. Я думаю поэтому, что физики обращали так мало внимания на ледяные узоры не потому, что это считали пустяками (для истинного ученого нет пустяков в природе), а потому, что еще не наступил момент для нарождения нефедоровской кристаллографии.
Развитие биологии убедило ученых, что есть в природе законы, ограничивающие многообразие форм и регулирующие развитие. Я упомяну прежде всего закон гомологических рядов незабвенного Николая Ивановича Вавилова и учение о номогенезе, развитое Львом Семеновичем Бергом. Седьмое основание сходства, игнорируемое в биологии (его вытеснило второе — историческое обоснование), все больше и больше привлекает к себе внимание, и тогда мы и на ледяные узоры можем посмотреть совсем иными глазами. Сейчас мы начинаем понимать, что есть, видимо, законы, управляющие образованием форм в биологии, и некоторые из них сходны с законами, управляющими образованием форм на некоторых уровнях неорганического мира. Своеобразные формы симметрии давно обращали внимание ученых у ряда низших организмов (радиолярии, губки и другие). Сходство узоров и листьев приобретает глубокий смысл и побуждает нас пытаться раскрыть эти неизвестные законы вместе с физиками и математиками.
В заключение — несколько слов по вопросу, о котором серьезные биологи предпочитают не разговаривать, — о красоте. Ледяные узоры очень красивы и, я слыхал, служат даже образцом для наших северных кружевниц. А что такое красота? Одно из самых загадочных явлений природы. И как в законах строения и развития природных тел мы имеем разные уровни, так есть они и в прекрасном. И на самом высшем уровне, может быть, находятся абстрактнейшие математические теории и высшие музыкальные творения гениальных композиторов. Не всем дано подняться на эти вершины, но, как в капле воды отражается солнце, так некоторый намек на высшую красоту мы можем постичь, внимательно рассматривая такое скромное явление природы, как ледяные узоры на стеклах. Мудро сказано в Талмуде: «Чтобы познать невидимое, смотри внимательнее на видимое».
Вспомним и нашего Гоголя, высоко ценившего писателя, «дерзнувшего вызвать наружу все, что ежеминутно перед очами и чего не зрят равнодушные очи».
Какие узоры рисует мороз?
Автор текста Эмилия Анатольевна Мендельсон - ведущий климатолог Отдела автоматизированной обработки гидрометеорологической информации и Татьяна Ивановна Майорова - ведущий климатолог Отдела автоматизированной обработки гидрометеорологической информации.
Пейзаж тропического лета
Рисует стужа на окне,
Зачем ей розы? Видно это
Зима тоскует о весне. (Д. Кедрин)
Зима у нас длится долго. В природе господствует двухцветная зимняя графика: белое и чёрное. Но нельзя сказать, что нет в это время года ничего красивого, необыкновенного. А зимние, морозные узоры, которые создаёт природа? Это и причудливые рисунки на стёклах, иней на деревьях, инеевые цветы на замерзающих реках и озёрах, сибирская или полярная изморозь, и звёздная пороша - лють.
Происхождение их в основном связано с кристаллизацией переохлаждённых капель воды, тумана, мороси. Общность их происхождения роднит, делает похожими, но конкретные условия образования: влажность воздуха, перепады температуры, подстилающей поверхности, направление и скорость ветра никогда не бывают одинаковыми, отсюда - непохожесть.
При достаточно влажном воздухе в тихую морозную погоду на ветвях и деревьях, на проводах и других предметах появляется изморозь - или отложение ледяных кристаллов. Они выглядят необыкновенно красиво и придают лесу, парку поразительную нарядность, жаль только, что под прямыми лучами солнца с усилением ветра они начинают быстро исчезать. Этот белый наряд чаще всего называют инеем, но, как считает учёный и известный популяризатор гидрометеорологических знаний М. Софер, это - неверно.
Иней никогда не образуется на тонких, ветвистых предметах. А изморозь, наоборот, осаждается главным образом на проводах, на вертикальных или наклонных ветках кустов и деревьев. Иней – или очень мелкие кристаллики, похожие на крошечные снежинки, чаще всего ложится в холодные ясные и тихие ночи на ещё не покрытую снегом рыхлую почву или на шероховатые стены домов, на скамейки. Образуются красивые белые пятна с причудливыми узорами, художник-мороз рисует свои пальмы и хризантемы, а слабый ветерок помогает более быстрому росту кристалликов.
Аналогичное происхождение имеют и морозные узоры в домах на стёклах окон, особенно в сельской местности, где преобладает печное отопление. Охлаждённое ниже 0°C стекло осаждает на внутренней стороне влагу более тёплого окружающего воздуха. Водяной пар, сублимируясь, выращивает отдельно стоящие кристаллики. При потеплении бархатный налёт сливается, рисунок пропадает. Мотив и композицию затейливых картинок, кроме влажности и температуры, определяет само стекло, его структура, теплопроводность, теплоёмкость, чистота поверхности. Согласно народным приметам, прямые рисунки предвещают ещё большие холода, косые – оттепели, а более замысловатые узоры – к снегопаду.
Приходилось ли Вам наблюдать за хрустальными инеевыми цветами в момент замерзания рек и озёр? А природа этих морозных букетов такова: они возникают из пара, пробивающегося от воды, через капиллярные трещины кроющего льда. При резком понижении температуры, водяной пар застывает, отлагаясь в виде ледяных кристаллов из которых и состоят причудливые цветы.
Что касается процесса образования изморози, то он сложен и во многом ещё не ясен. Многолетние наблюдения показывают, что изморозь образуется в результате сублимации водяного пара и состоит из кристалликов льда, нарастающих главным образом на тонких длинных предметах с наветренной стороны при слабом ветре и температуре ниже -15°C. Различают изморозь кристаллическую и зернистую. Для образования обоих видов изморози кроме минусовой температуры необходимо ещё одно условие – туман или густая дымка, то есть достаточное количество водяного пара в воздухе. Чем ниже температура, тем более нежной и ажурной бывает изморозь. Её ещё называют "сибирской" или "полярной".
Иногда в зимние дни, когда на небе после ненастья уже нет ни туч, ни даже лёгких облаков, в воздухе кружатся отдельные искры-хрусталики, шестигранные звёздочки, иглистые, чистые, удивительно правильной формы. И так весь день может сыпаться звёздная пороша. В народе раньше говорили: "лють летит".
***************************************************************************
"В 1965 года он занят разглядыванием морозных узоров на окнах. Он делает сотни фотографий этих узоров и наконец пишет статью «О морозных узорах на окнах». Его нисколько не смущает эта фельетонная тема, отличный повод для насмешек - морозные узоры на окнах, из которых отставной профессор пытается высосать науку. Что нового можно сказать об этом всем известном явлении? Кто не любовался мохнатыми зарослями, которые рисует мороз на стеклах? Каждый открывал странное сходство этих рисунков с растениями, папоротниками, травой, с древесным миром. Дело в том, что и картина эта, и человеческое удивление насчитывает уж сотню- другую лет, тираж наблюдений составляет миллионы, миллиарды раз, - так что вряд ли можно было увидеть тут что-то новое. Но в один прекрасный зимний день появляется человек, который смотрит на эти узоры, откуда никто никогда не смотрел. Не сходство обнаруживает он, а закономерность сходства. Он делает всего-навсего один шаг дальше, начинает оттуда, где все удовлетворенно останавливаются. Закономерность сходства, а значит - общие законы строения и гармонии в естественных системах. Их можно выразить математически. Юлий Анатольевич Шрейдер - один из исследователей творчества Любищева- пишет, что в этой статье Любищев выдвигает две новые отрасли науки: теорию сходства и теорию «симметричных форм, не заполняющих пространство». Морозные узоры вдруг нежданно-негаданно дополняют общую картину мира, которую создает Любишев. Он берет материал для нее отовсюду, из самых обыденных, примелькавшихся явлений, он открывает новый, более глубокий уровень понимания - и обычное становится необычным. Для настоящего ученого источником открытия могут быть вещи самые ничтожные. ""Физико-химическим гравированием можно назвать технологию создания на поверхности стекла узоров типа "мороз" или "изморозь". Методика основана на физико-химических процессах происходящих при взаимодействии стекла с компонентами костного или мездрового клея при его высыхании и затвердевании. Связи, возникающие между частицами стекла и клея оказываются более прочными, чем силы сцепления частиц стекла между собой. Вследствие этого, в клеевом слое при высыхании и затвердевании возникают механические напряжения, деформирующие его таким образом, что клей вырывает с поверхности стекла частицы, оставляя раковины различной формы, которые создают уникальный рисунок, напоминающий морозные узоры на заиндевевших зимой окнах."
**************************************************************************""
Морозные узоры" на стекле получают с помощью столярного клея. Для этого стеклу сначала придают матовость, обрабатывая песком вручную или пескоструйным аппаратом. На матовую поверхность наносят двух-трехмиллиметровый слой горячего крепкого раствора столярного клея. Высыхая, клей отрывает тонкую пленку стекла, которая легко снимается щеткой."
***************************************************************************
"Характер кристаллизации воды на стекле во многом зависит от условий охлаждения. При охлаждении от 0 до – 6°C и небольшой исходной упругости водяного пара на поверхности оконного стекла отлагается однородный слой непрозрачного, рыхлого льда. Для начального образования тонкого слоя такого льда в качестве затравок кристаллизации известную роль могут играть дефекты структуры поверхности, царапины. Однако в ходе дальнейшего развития процесса эти влияния полностью перекрываются общей картиной осаждения льда по всей охлаждающейся поверхности." -> http://otvet.mail.ru/question/10579015/"Если охлаждение поверхности оконного стекла начинается при положительной температуре и более высокой относительной влажности и в процессе охлаждения проходится точка росы, то на охлаждающейся поверхности сначала отлагается пленка воды, которая уже при отрицательных температурах закристаллизовывается в виде дендритов. Чаще дендритная кристаллизация начинается с нижней части оконного стекла, где вследствие действия силы тяжести накапливается большее количество воды. Размеры дендритных кристаллов зависят от имеющегося для их образования материала. В нижней части окна, где пленка воды толще, дендриты обычно имеют большие размеры По мере перехода к верхней части окна размеры дендритов уменьшаются. В случае равномерной увлажненности стекла размеры дендритов примерно одинаковы. Дальнейшее охлаждение способствует отложению между дендритами, а затем и на дендритах тонких слоев пушистого льда. Быстрые и значительные по величине переохлаждения дают мелкомасштабную дендритную кристаллизацию. При недостатке влаги на стекле нарушается сплошной характер кристаллизации: дендриты растут островками, их формы менее резко выражены, а размеры уменьшены в сравнении с нормальными условиями.Трихиты образуются у острых краев царапин на поверхности охлаждающегося твердого тела. При этом вначале кристаллы образуют узкие параллельные полоски инея, вырождающиеся при дальнейшем охлаждении в достаточно плотные ледяные волокна, исходящие от основного стебля. В большинстве случаев как основное волокно, так и прилегающие к нему тонкие полоски инея слегка изогнуты.При осаждении льда вблизи охлаждающейся поверхности отмечаются колебания температуры величиной до 0,5°C, что указывает на существование в этой области ощутимой конвекции.Известно, что крепкая серная кислота хорошо поглощает воду. Если между рамами окна поставить стаканчик с такой кислотой, основное количество водяного пара из пространства между стеклами поглотится ею, и отложения льда на окне при не очень сильных морозах происходить не будет. (Я, правда, ещё не встречала человека, последовавшего этому совету )Тщательная теплоизоляция внешнего оконного стекла в местах его соприкосновения с рамой не допускает сильного охлаждения прилежащего изнутри к стеклу слоя воздуха, что также не благоприятствует осаждению льда на внутренней стороне стекла. С помощью этих мер затрудняется образование морозных узоров на окнах и обеспечивается необходимая прозрачность оконных стекол в зимнее время."
ЛЕДЯНЫЕ УЗОРЫ
Иногда холодным утром замечаешь, что окна домов и машин покрыты морозным узором в форме листьев, папоротника и ветвей. Как это происходит?
Разукрашенные морозом окна спален по утрам - это уже дело прошлого благодаря центральному отоплению и изоляционным свойствам окон с двойным остеклением. Но если у Вас до сих пор окна с одинарным остеклением, тогда, проснувшись зимним утром, вместо улицы Вы увидите папоротникообразные узоры на стекле.
В морозную ночь оконное стекло очень быстро теряет тепло, охлаждая молекулы водяного пара в воздухе помещения возле окна. Температура молекул воды в воздухе может упасть ниже точки замерзания, но сами молекулы при этом не замерзнут. Однако при соприкосновении с холодным стеклом этот переохлажденный водяной пар мгновенно, минуя стадию воды, превращается в лед.
Из молекул, скопившихся в крошечных царапинах на стекле, формируется затравочный кристалл, из которого затем произрастают замысловатые узоры. Если взглянуть на этот кристалл с очень близкого расстояния, можно заметить множество химических связей, отходящих от точек его поверхности. Молекулы водяного пара цепляются за эти химические связи, и кристаллы быстро растут. Структура замысловатых разветвлений зависит от температуры и влажности воздуха, а также от степени гладкости и чистоты стекла. Если воздух сухой, молекулы воды медленно конденсируются из воздуха, группируясь в устойчивые шестигранники. Шесть прямых относительно гладких граней этих кристаллов имеют очень мало свободных связей, так что молекулам воды почти не за что зацепиться.
Узоры в виде перьев, как правило, формируются на чистых оконных стеклах, когда воздух насыщен молекулами воды. В этих условиях большое количество молекул водяного пара бомбардируют затравочный кристалл и устойчивые шестигранники не успевают сформироваться. Молекулы цепляются за свободные связи, торчащие из выпуклостей кристалла, вследствие чего эти выпуклости увеличиваются в размерах еще быстрее и в итоге вырастают в большие ответвления, а выпуклости на ответвлениях, в свою очередь, превращаются в кружевные листья.
tryknow.blogspot.com
|
|
|
|
|
|
