Дослідницька робота - крижані візерунки на вікнах, соціальна мережа працівників освіти

Який це майстер
на скла завдав,
І листя, і трави,
і заросли троянд?

1. Красів сніговий візерунок на вікнах ...
Крижані візерунки на вікнах представляють собою рідкісне по красі видовище. Химерні і вигадливі візерунки малює мороз на шибках. Неможливо відвести очей від цих хитромудрих витівок неперевершеного майстра. На одному вікні візерунки нагадують витіюваті мережива, на іншому - прекрасні

палаци і замки, на третьому - дивовижний зимовий ліс. Кожен візерунок неповторний і унікальний. Ці дивовижні картини можна розглядати і розглядати, і кожен раз бачити щось нове. Вони завжди казкові і чарівні. І кожен, милуючись ними, фантазує щось своє. Коли я задивляюся на зимові візерунки на вікнах, згадую казку про Снігову Королеву і уявляю, що це вона дихає на скла будинків, покриваючи їх витонченими кристалами, пір'ям снігових птахів, пелюстками сліпуче білих квітів і іншими чудовими пейзажами зими. А як ці візерунки починають виблискувати, блищати і іскритися на сонці! Серце завмирає від захоплення.

Взагалі-то візерунків дуже багато. Візерунки листя, візерунки дерев, візерунки хмар, візерунки квітів, навіть візерунки каменів це дуже красива і зачаровує поезія природи. Зимові візерунки оточують нас всюди, просто ми їх не помічаємо. Увечері нічого не було, а вранці-просто очей не відірвати від вікна. якісь ялинки, і казкові особи, і різні чарівні чудовиська. Чим далі вдивляєшся в малюнки, тим більше дивуєшся майстерності невідомого художника, якого звуть Мороз. Важко повірити, що все це намальовано без допомоги людських рук. Віконні візерунки мене цікавили завжди.

За ніч сильно похолодало. Ранок настав морозний, ясне. Я прокинувся, глянув на вікно і відразу ж побачив, що на стеклах з'явилися якісь дивні малюнки. Снопи сонячних променів вривалися через вікно в мою кімнату. Ці веселі зайчики грали на стінах, на стелі, різнокольоровими вогниками запалювали снігові візерунки на склі. Ось виблискує довга периста гілку, схожа на лист папороті, або ж якийсь незвичайний квітка, немов за помахом чарівної палички розпустилася за ніч па склі.

2. Як утворюється морозний візерунок?

Гарний сніжний візерунок на вікнах і в блиску ранкового сонця, і в густій ​​синяві зимових сутінків.
В один з вечорів біля вогника я запитав дідуся, чому з'являються на вікнах снігові візерунки. І він сказав мені, що їх малює сам Мороз Іванович! А як? І чим він малює?
Уявіть собі, водою! Прозорим водяною парою, який, як ми вже добре з вами знаємо, завжди є в повітрі. Є він і в кімнаті. І між подвійними рамами вікон - всюди! Теплі пари води осідають на холодних стеклах вікон і перетворюються в кристали льоду, так само як сніжинки в небесній височині. Таких крижаних кристалів багато, вони з'єднуються один з одним. Для того щоб почалася кристалізація, першим крижані кристали потрібно на чомусь осісти. Нехай це буде порошинка. Або слід від ганчірки, якою протирали вікна. Крижинки групуються на нерівностях, на ледь помітних подряпинах на стеклах, і поступово виростає крижаної сад на вікні з надзвичайними кольорами, блискучими в променях зимового сонця!

3. Кристалізація води на склі.

Характер кристалізації води на склі багато в чому залежить від умов охолодження. Я провів спостереження протягом місяця і зробив такий висновок: при охолодженні від 0 до - 6 ° C на поверхні віконного скла відкладається однорідний шар непрозорого, пухкого льоду. А якщо відбувається зниження температури. то крижаних кристалів багато і малюнок візерунків виходить чіткими.

Серед багатьох видів морозних візерунків частіше за інших зустрічаються дендрити (деревовидні освіти) і тріхіти (волокнисті форми). Характер кристалізації води на склі багато в чому залежить від умов охолодження. При охолодженні від 0 до - 6 ° C і невеликий початкової пружності водяної пари на поверхні віконного скла відкладається однорідний шар непрозорого, пухкого льоду. Для початкової освіти тонкого шару такого льоду в якості запалів кристалізації відому роль можуть грати дефекти структури поверхні, подряпини. Однак в ході подальшого розвитку процесу ці впливи повністю перекриваються загальною картиною осадження льоду по всій охолоджується поверхні. Якщо охолодження поверхні віконного скла починається при плюсовій температурі і більш високій відносній вологості і в процесі охолодження проходиться точка роси, то на охолоджується поверхні спочатку відкладається плівка води, яка вже при негативних температурах закрісталлізовивается у вигляді дендритів. Найчастіше дендритная кристалізація починається з нижньої частини віконного скла, де внаслідок дії сили тяжіння накопичується більша кількість води. Розміри дендритних кристалів залежать від наявного для їх утворення матеріалу. У нижній частині вікна, де плівка води товщі, дендрити зазвичай мають великі розміри У міру переходу до верхньої частини вікна розміри дендритів зменшуються, В разі рівномірної зволоженості скла розміри дендритів приблизно однакові. Подальше охолодження сприяє відкладенню між дендритами, а потім і на дендритах тонких шарів пухнастого льоду. Швидкі і значні за величиною переохолодження дають дрібномасштабними дендритну кристалізацію. При нестачі вологи на склі порушується суцільний характер кристалізації: дендрити ростуть острівцями, їх форми менш різко виражені, а розміри зменшені в порівнянні з нормальними умовами. Тріхіти утворюються у гострих країв подряпин на поверхні охолоджуючого твердого тіла. При цьому спочатку кристали утворюють вузькі паралельні смужки інею, вироджуються при подальшому охолодженні в досить щільні крижані волокна, які виходять від основного стебла. У більшості випадків як основне волокно, так і прилеглі до нього тонкі смужки інею злегка зігнуті. При осадженні льоду поблизу охолоджується поверхні відзначаються коливання температури величиною до 0,5 ° C, що вказує на існування в цій області відчутною конвекції.

Морозні малюнки на склі - це великі кристали льоду, що ростуть з водяної пари на кордоні тепла і холоду. Класифікація кристалів льоду: пластинки, зірчасті кристали. стовпці або колони. голки. просторові дендрити, стовпці з наконечниками і неправильні форми. І ще три види зледенілих опадів. дрібна снігова крупка, крижана крупа і град.

Тим же законам підкоряється і зростання інею, паморозі та візерунків на склі. Ці явища, як і сніжинки, утворюються при конденсації, молекула за молекулою - на землі, траві, деревах. Візерунки на вікні з'являються в мороз, коли на поверхні скла конденсується волога теплого повітря. А ось градини виходять при застиганні крапель води або коли в насичених водяною парою хмарах лід щільними шарами намерзає на зародки сніжинок. На градини можуть намерзати інші, вже сформувалися сніжинки, сплавляючись з ними, завдяки чому градини набувають химерних форм.

4. На що схожий морозний візерунок на вікнах.

Морозні візерунки відрізняються великою різноманітністю, своєрідною структурою і часто нагадують форми організмів або їх частин. І справді, серед них часті деревовидні освіти і волокнисті структури. Наш видатний біолог К.А.Тимирязев вказував на подібність густо зарослого різноманітними рослинними формами клаптика землі з фантастичними ландшафтами, які мороз малює на вікнах: «У другому випадку ми побачимо ті ж травчатие візерунки, що нагадують листя папороті або пальми, то ж нескінченну різноманітність самих химерних форм. Картини подібні, але як різний лад думок, що викликаються тієї та іншої ». Схожість з рослинами багатьох морозних візерунків дійсно дивовижне. Один з малюнків кваліфікований ботанік прийняв за фотографію будяків, в інших - очевидна схожість з листям пальми, кореневищем рослини та відходять від нього листям, подобою мохів та лишайників. Трапляються і візерунки, які складаються з ниток, часто з паралельними відростками.

Крижані візерунки дуже красиві і, я чув, служать навіть зразком для наших північних мереживниць. А що таке краса? Одне з найзагадковіших явищ природи. І як в законах будови і розвитку природних тел ми маємо різні рівні, так є вони і в прекрасному. І на найвищому рівні, може бути, знаходяться абстрактні математичні теорії та вищі музичні творіння геніальних композиторів. Не всім дано піднятися на ці вершини, але, як у краплі води відбивається сонце, так деякий натяк на вищу красу ми можемо осягнути, уважно розглядаючи таке скромне явище природи, як крижані візерунки на склі. Мудро сказано в Талмуді: «Щоб пізнати невидиме, дивись уважніше на видиме».

5. Мої способи створення красивого візерунка на вікнах

І також провів такий експеримент з мамою: залишили одне вікно брудним тобто НЕ витерли, а друге вікно вимили. З'ясували що, на брудних вікнах візерунки виходять гарніше ніж на чистих окнах.Із молекул, що скупчилися в крихітних подряпинах на склі, формується початковий кристал, з якого потім виростають хитромудрі візерунки. Якщо поглянути на цей кристал з дуже близької відстані, можна помітити безліч хімічних зв'язків, що відходять від точок його поверхні. Молекули водяної пари чіпляються за ці хімічні зв'язки, і кристали швидко ростуть. Структура хитромудрих розгалужень залежить від температури і вологості повітря, а також від ступеня гладкості та чистоти скла. Якщо повітря сухе, молекули води повільно конденсуються з повітря, групуючи в стійкі шестигранники. Шість прямих щодо гладких граней цих кристалів мають дуже мало вільних зв'язків, так що молекулам води майже нема за що зачепитися.
Візерунки у вигляді пір'я, як правило, формуються на чистих шибках, коли повітря насичене молекулами води. У цих умовах велика кількість молекул водяної пари бомбардують початковий кристал і стійкі шестигранники не встигають сформуватися. Молекули чіпляються за вільні зв'язку, що стирчать з опуклостей кристала, внаслідок чого ці опуклості збільшуються в розмірах ще швидше і в підсумку виростають у великі відгалуження, а опуклості на відгалуженнях, в свою чергу, перетворюються в мереживні листя.

Я провів другий експеримент. Насипав на віконне скло суху фарбу. На ранок побачив дуже красивий кольоровий візерунок. При проведенні експериментів я використовував вікно з одинарної рамою.

Моя гіпотеза підтверджується і я зробив такий висновок:

візерунки на вікні з'являються в мороз, коли на поверхні скла конденсується волога теплого повітря.

Схожість з рослинами багатьох морозних візерунків дійсно дивовижне. І в народі побутує повір'я: якщо побачимо травчатие візерунки - то приберемо багато сіна, якщо побачимо малюнок злакових рослин-то нині восени приберемо багато хліба.

«Якщо гілки снігових рослин піднімаються вгору по шибці - буде мороз, схилилися вниз - чекай до відлиги»;

«Великий іній взимку - до великому врожаю влітку»;

Якби не було зими, то ми б не змогли побачити красу, яку дарує нам це чудовий час року.