Введение.
Рассматривая различные снежинки, мы видим, что все они разные по форме, но любая из них представляет симметричное тело.
Симметричными мы называем тела, которые состоят из равных одинаковых частей. Элементами симметрии для нас являются плоскость симметрии (зеркальное отображение), ось симметрии (поворот вокруг оси, перпендикулярной к плоскости). Есть и еще оди элемент симметрии – центр симметрии.
Представьте себе зеркало, но не большое, а точечное: точку в которой все отображается как в зеркале. Вот эта точка и есть центр
Симметрии. При таком отображении отражение поворачивается не только справа налево, но и с лица на изнанку.
Снежинки являются кристаллами, а все кристаллы симметричны. Это значит, что в каждом кристаллическом многограннике можно найти плоскости симметрии, оси симметрии, центры симметрии и другие элементы симметрии так, чтобы совместились друг с другом одинаковые части многогранника.
И действительно симметричность это одно из основных свойств кристаллов. В течении долгих лет геометрия кристаллов казалась таинственной и неразрешимой загадкой. Симметричность кристаллов всегда привлекала внимание ученых. Уже в 79 г. нашего летоисчисления Плиний Старший упоминает о плоскогранности и прямобедренности кристаллов. Этот вывод и может считается первым обобщением геометрической кристаллографии.
ФОРМИРОВАНИЕ СНЕЖИНОК
В 1619 великий немецкий математик и астроном Йоган Кеплер обратил внимание на шестерную симметрию снежинок. Он попытался объяснить ее тем, что кристаллы построены из мельчайших одинаковых шариков, теснейшим образом присоединенных друг к другу (вокруг центрального шарика можно в плотную разложить только шесть таких же шариков). По пути намеченному Кеплером пошли в последствии Роберт Гук и М. В. Ломоносов. Они так же считали, что элементарные частицы кристаллов можно уподобить плотно упакованным шарикам. В наше время принцип плотнейших шаровых упаковок лежит в основе структурной кристаллографии, только сплошные шаровые частицы старинных авторов заменены сейчас атомами и ионами. Через 50 лет после Кеплера датский геолог, кристаллограф и анатом Николас Стенон впервые сформулировал основные понятия о формировании кристаллов: “Рост кристалла происходит не изнутри, как у растений, но путем наложения на внешние плоскости кристалламельчайших частиц, приносящихся извне некоторой жидкостью”. Эта идея о росте кристаллов в результате отложения на гранях все новых и новых слоев вещества сохранила свое значение и до сих пор. Для каждого данного вещества существует своя, присущая только ему идеальная форма его кристалла. Эта форма обладает свойством симметрии т. е. свойством кристаллов совмещаться с собой в различных положениях путем поворотов, отражений, параллельных переносов. Среди элементов симметрии различаются оси симметрии, плоскости симметрии, центр симметрии, зеркальные оси.
Внутреннее устройство кристалла представляется в виде пространственной решетки, в одинаковых ячейках которой, имеющих форму параллелепипедов, размещены по законам симметрии одинаковые мельчайшие частицы – молекулы, атомы, ионы и их группы.
Симметрия внешней формы кристалла является следствием его внутренней симметрии – упорядоченного взаимного расположения в пространстве атомов (молекул).
Закон постоянства двухгранных углов.
На протяжении многих столетий весьма медленно и постепенно накапливался материал, позволивший в конце XVIII в. открыть важнейший закон геометрической кристаллографии – закон постоянства двугранных углов. Этот закон связывается обычно с именем французского ученого Роме де Лиля, который в 1783г. опубликовал монографию, содержащую обильный материал по измерению углов природных кристаллов. Для каждого вещества (минерала), изученного им, оказалось справедливым положение, что углы между соответственными гранями во всех кристаллах одного и того же вещества являются постоянными.
Не следует думать, что до Роме де Лиля никто из ученых не занимался данной проблемой. История открытия закона постоянства углов прошла огромный, почти двухвековой путь, прежде чем этот закон был отчетливо сформулирован и обобщен для всех кристаллических веществ. Так, например, И. Кеплер уже в 1615г. указывал на сохранение углов в 60о между отдельными лучиками у снежинок.
Все кристаллы обладают тем свойством, что углы между соответственными гранями постоянны. Грани у отдельных кристаллов могут быть развиты по-разному: грани, наблюдающиеся на одних экземплярах, могут отсутствовать на других – но если мы будем измерять углы между соответственными гранями, то значения этих углов будут оставаться постоянными независимо от формы кристалла.
Однако, по мере совершенствования методики и повышения точности измерения кристаллов выяснилось, что закон постоянства углов оправдывается лишь приблизительно. В одном и том же кристалле углы между одинаковыми по типу гранями слегка отличаются друг от друга. У многих веществ отклонения двухгранных углов между соответственными гранями достигает 10 -20′, а в некоторых случаях и градуса.
ОТКЛОНЕНИЯ ОТ ЗАКОНА
Грани реального кристалла никогда не представляют собой идеальных плоских поверхностей. Нередко они бывают покрыты ямками или бугорками роста, в некоторых случаях грани представляют собой кривые поверхности, например у кристаллов алмаза. Иногда замечаются на гранях плоские участки, положение которых слегка отклонено от плоскости самой грани, на которой они развиваются. Эти участки называются в кристаллографии вицинальными гранями, или просто вициналями. Вицинали могут занимать большую часть плоскости нормальной грани, а иногда даже полностью заменить последнюю.
Многие, если не все, кристаллы более или менее легко раскалываются по некоторым строго определенным плоскостям. Это явление называется спайностью и свидетельствует о том, что механические свойства кристаллов анизотропны т. е. не одинаковы по разным направлениям.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Симметрия проявляется в многообразных структурах и явлениях неорганического мира и живой природы. В мир неживой природы очарование симметрии вносят кристаллы. Каждая снежинка – это маленький кристалл замерзшей воды. Форма снежинок может быть очень разнообразной, но все они обладают симметрией – поворотной симметрией 6-го порядка и, кроме того, зеркальной симметрией. . Характерная особенность того или иного вещества состоит в постоянстве углов между соответственными гранями и ребрами для всех образов кристаллов одного и того же вещества.
Что же касается формы граней, числа граней и ребер и величины снежинок, то они могут значительно отличаться друг от друга, в зависимости от высоты с которой они падают.
Список используемой литературы.
1. “Кристаллы”, М. П. Шаскольская, Москва “наука”, 1978г.
2. “Очерки о свойствах кристаллов”, М. П. Шаскольская, Москва “наука”, 1978г.
3. “Симметрия в природе”, И. И. Шафрановский, Ленинград “недра”, 1985г.
4. “Кристаллохимия”, Г. Б. Бокий, Москва “наука”, 1971г.
5. “Живой кристалл”, Я. Е. Гегузин, Москва “наука”, 1981г.
6. “Очерки о диффузии в кристаллах”, Я. Е. Гегузин, Москва “наука”, 1974г.
(Пока оценок нет)
Другие сочинения:
- Сегодня, когда я вышла из дома, я остановилась на крыльце, оглядываясь. Весь двор был как будто бы заворожен. Белым пушистым одеялом была покрыта вся земля, все деревья. Они как будто заснули, укутавшись в белые пуховички и слушая звонкую прелюдию снежинок. Read More ......
- Есть тонкие властительные связи Меж контуром и запахом цветка Так бриллиант невидим нам, пока Под гранями не оживет в алмазе. Так образы изменчивых фантазий, Бегущие, как в небе облака, Окаменев, живут потом века В отточенной и завершенной фразе. И я Read More ......
- Важнейшая особенность “Пушкинского дома” – интертекстуальность. Здесь цитата на цитате сидит и цитатой погоняет. В романе использовано множество литературных источников, классика расширяет пространство жизни обыденной. Под знаком Пушкина рассматривает Битов современного русского интеллигента – “бедного всадника” перед лицом жизни-рока. Лева Read More ......
- Михаил Врубель – талантливый и очень сложный художник. Он интересовался творчеством Лермонтова, его духовным миром, выраженным в лирике поэта. Врубель всю творческую жизнь “решал” трагедию идеального человека, сильной личности, достойной пера классика. Ему были близки ушедшие идеалы романтиков, поэтому картина Read More ......
- Люди давно подметили, что дом человека – не только его крепость, но и его зеркало. Любой дом несет на себе отпечаток личности его владельца. Н. В. Гоголь до предела довел эту черту в “Мертвых душах”, и сходство стало почти гротескным, Read More ...... Н. А. Заболоцкий был сторонником натурфилософии. Согласно этому направлению философской мысли природа не разделяется на живую и неживую. В этой связи одинаково значимыми в ней являются и растения, и животные, и камни. Человек, умирая, тоже становится частью природного мира. Стихотворение Read More ......
Симметрия всегда была меткой совершенства и красоты в классических греческих иллюстрациях и эстетике. Естественная симметрия природы, в частности, была предметом исследования философов, астрономов, математиков, художников, архитекторов и физиков, таких как Леонардо Да Винчи. Мы видим это совершенство ежесекундно, хотя и не всегда замечаем. Вот 10 красивых примеров симметрии, частью которой являемся и мы сами.
Брокколи Романеско
Этот вид капусты известен своей фрактальной симметрией. Это сложный образец, где объект сформирован в одной и то же геометрической фигуре. В этом случае вся брокколи составлена из одной и той же логарифмической спирали. Брокколи Романеско не только красива, но также и очень полезна, богата каротиноидами, витаминами C и K, а по вкусу подобна цветной капусте.
Медовые соты
На протяжении тысяч лет пчелы инстинктивно производили шестиугольники идеальной формы. Многие ученые верят, что пчелы производят соты в этой форме, чтобы сохранить большую часть меда при использовании наименьшего количества воска. Другие не так уверены и полагают, что это - естественное формирование, а воск образуется, когда пчелы создают свое жилище.
Подсолнухи
Эти дети солнца имеют сразу две формы симметрии – радиальная симметрия, и числовая симметрия последовательности Фибоначчи. Последовательность Фибоначчи проявляется в числе спиралей из семян цветка.
Раковина Наутилуса
Еще одна естественная последовательность Фибоначчи проявляется в раковине Наутилуса. Оболочка Наутилуса растет по “спирали Fibonacci” в пропорциональной форме, что позволяет наутилусу внутри сохранять одну и ту же форму на всей продолжительность жизни.
Животные
Животные, как и люди, симметричны с двух сторон. Это означает, что есть осевая линия, где они могут быть разделены на две идентичных половины.
Паутина паука
Пауки создают совершенные круговые сети. Сеть паутины состоит из равно отдаленных радиальных уровней, которые распространяются из центра по спирали, переплетаясь друг с другом при максимальной прочностью.
Круги на полях.
Круги на полях происходят вовсе не "естественно", однако это довольно удивительно симметрия, которой могут достигнуть люди. Многие полагали, что круги на полях являются результатом посещения НЛО, но в итоге оказалось, что это дело рук человека. Круги на полях демонстрируют различные формы симметрии, включая спирали Фибоначчи и фракталы.
Снежинки
Вам определенно понадобится микроскоп, чтобы засвидетельствовать красивую радиальную симметрию в этих миниатюрных шестисторонних кристаллах. Эта симметрия сформирована в процессе кристаллизации в молекулах воды, которые формируют снежинку. Когда молекулы воды замерзают, они создают водородные связи с гексагональными формами.
Галактика Млечный Путь
Земля не единственное место, которое придерживаются естественной симметрии и математики. Галактика Млечного пути - поразительный пример зеркальной симметрии и составлена из двух главных рукавов, известных как Персей и Щит Центавра. У каждого из этих рукавов есть логарифмическая спираль, подобная оболочке наутилуса, с последовательностью Фибоначчи, которая начинается в центре галактики и расширяется.
Лунно-Солнечная симметрия
Солнце намного больше, чем луна, фактически в четыреста раз больше. Тем не менее, явления солнечного затмения происходят каждые пять лет, когда лунный диск полностью перекрывает солнечный свет. Симметрия происходит, потому что Солнце в четыреста раз дальше от Земли, чем Луна.
По сути, симметрия заложена в самой природе. Математическое и логарифмическое совершенство создает красоту вокруг и внутри нас.
МБОУ «Горковская средняя общеобразовательная школа»
Петрова В.В.,
учитель математики
С.Горки 2016 год
Урок на тему: «Симметрия»
Цели:
1.Образовательные:
углубить знания о симметрии, сформировать понятие об осевой симметрии;
через понятие «симметрия» раскрыть связь математики с живой природой, искусством, литературой, техникой.
2.Развивающие:
развивать пространственное воображение учащихся, геометрическое мышление, интерес к предмету, познавательную и творческую деятельность учащихся, математическую речь, обогащать словарный запас учащихся;
учить учащихся учиться математике, самостоятельно добывать знания, побуждать к любознательности;
развивать мыслительные операции (умение анализировать, сравнивать, обобщать, систематизировать);
развивать внимание, наблюдательность.
3.Воспитательные:
воспитывать у учащихся дисциплинированность, ответственное отношение к учебному труду, умение к совместной деятельности.
Оборудование: 1) Мультимедиа проектор, 2)презентация «Симметрия», 3)спички или счётные палочки, 4) карточки для физ.минутки, 5) лист бумаги, краски, кисть (каждому учащемуся), 6) буквы, вырезанные из бумаги.
Ход урока.
Орг. момент.
Мозговой штурм.
Как вы знаете, наука геометрия зародилась в глубокой древности. Строя жилища и храмы, украшая их орнаментами, размечая землю, измеряя расстояния и площади, человек применял свои знания о форме, размерах и взаимном расположении предметов, он использовал свои геометрические знания, полученные из наблюдений и опытов. Почти все великие учёные древности и средних веков были выдающимися геометрами. Древнегреческий философ Платон, проводивший беседы со своими учениками, одним из девизов своей школы провозгласил: «Не знающие геометрию не допускаются!». Было это примерно 2400 лет назад. Из геометрии вышла наука, которая называется математикой. Мы начнём своё занятие с нескольких практических задач.
Запишите сегодняшнее число и оставьте место для темы урока.
Задача 1. Сложите 7 спичек так, чтобы образовалось 3 треугольника (сторона каждого треугольника должна быть равной длине спички).
Задача 2. Начертите квадрат. Разделите его на 4 равные части разными способами.
Задача 3. Нарисуйте прямоугольник. Разместите 12 точек в нём так, чтобы у каждой стороны прямоугольника было по 4 точки.
Задача 4. Графический диктант: Отступите по 3 клеточки сверху и слева и поставьте точку. 1 клеточку вправо, 1-вверх, 1-вправо, 3-вниз, 1-влево, 1-вверх, 1 влево,1-вверх. Отступите 2 клеточки вправо и начертите зеркало. Постройте изображение в зеркале. Кто знает, какую картинку мы получили?
Симметричную.
Все решения проверяются у доски.
Новый материал.
С явлением симметрии мы встречаемся повседневно. Удивляемся и восхищаемся, рассматривая крохотную снежинку, стрекозу с прозрачными крыльями или изящный цветок, а может и красивую машину или величественную фигуру самолёта или ракеты. Используя красоту и гармонию природы, человек создал многое в мире симметрии своими руками: купола церквей, архитектурные здания, самолёты, корабли и т.д. Об этих и многих других предметах мы можем сказать, что они красивы. И в основе их красоты лежит симметрия. Но симметрия-это не только красота. Симметричность формы нужна рыбе, чтобы плыть, птице, чтобы летать. Поэтому мы можем сделать вывод, что симметрия в природе неспроста: она ещё и полезна, т.е. целесообразна. В природе красивое всегда целесообразно, а целесообразное всегда красиво. Симметрия проявляется обычно в форме и цвете. Есть симметрия и в музыке, и в поэзии, и даже в буквах и цифрах. Посмотрите, перед вами вырезанные из бумаги некоторые буквы. Симметрия- рождает из них новые буквы. (Демонстрируются буквы А, Г-Т, К-Ж-Л, З, М. Н, Ф-Р и т.д.)
IV Практическая работа.
А теперь мы с вами используем один из способов построения симметричной картинки. Возьмите лист бумаги и капните (мазните) на него в указанном месте краской. Сложите лист пополам, прогладьте ладошкой и разверните. Что у вас получилось?
Капля отпечаталась на другой стороне.
Измерьте расстояния от линии сгиба до каждой картинки. Что вы можете сказать?
Расстояния по разную сторону от неё одинаковы.
Вы получили симметричную картинку. При этом линия сгиба является осью симметрии. Этот вид симметрии так и называется–осевая симметрия. Подобный приём иногда используют в своём творчестве художники. Если удачно «накапать» краской, то можно получить довольно красивые картинки.
V . Домашнее задание.
Попытайтесь создать свой шедевр в стиле «симметризма» на рисунке «Летом в симметричном лесу». Можете нарисовать от руки или в среде «Живая геометрия» и покажите на рисунке ось симметрии каждого объекта (цветов, деревьев, птиц и т.д.)
VI . Физ.минутка. Я буду показывать вам геометрические фигуры, а вы должны догадаться сколько раз выполнять каждое упражнение (Приложение 1).
∆- столько разногою топнем;
-столькораз другою топнем;
◊-мы в ладоши громко хлопнем;
- мы наклонимся сейчас столько раз;
⌂- и подпрыгнем ровно столько;
Ай да счёт, игра и только!
VII . Символом симметрии считается строение и рисунок крыльев бабочки. Сейчас мы с вами посмотрим презентацию «Симметрия». (Приложение 1).
Итак, какая тема нашего сегодняшнего урока.
- Симметрия.
- Запишите.
- Кто может сказать, что такое симметрия? (ответы детей)
Давайте запишем: Симметрия-это соразмерность, одинаковость в расположении частей тела.
Назовите примеры симметричных тел.
VIII . Физминутка. Дадим зарядку и отдых нашим глазам.
1.Смотрим вправо- вверх; влево- вниз; влево-вверх; вправо-вниз (5 раз)
2. Вверх-вниз; вправо-влево (5 раз)
3. Вращение глазами (можно закрытыми) вправо-влево (по 5 раз)
4. Потёрли ладошки друг о друга и положили на глаза (не надавливая)
Работа за компьютером.
Пройдите к компьютерам, откройте прогоамму «Paint » и выполните задание.
Начертите равнобедренный треугольник. Вдоль его основания проведите ось симметрии. Начертите треугольник симметричный первому. Какую фигуру получили?
Начертите квадрат. Вдоль одной его стороны проведите ось симметрии. Начертите квадрат симметричный первому. Какую фигуру получили?
Начертите квадрат. На некотором расстоянии начертите ось симметрии. Начертите квадрат симметричный первому.
Нарисовать робота с помощью трёх фигур: квадрата, прямоугольника, треугольника и на рисунке показать все оси симметрии.
IX . Рефлексия
Ребята, есть такая притча: «Шел мудрец, а навстречу ему три человека, которые везли под горячим солнцем тележки с камнями для строительства храма. Мудрец остановился и задал каждому по вопросу. У первого он спросил: «Что ты делал целый день?». И тот с ухмылкой ответил, что целый день возил проклятые камни. У второго мудрец спросил: «А что ты делал целый день?». И тот ответил: «А я добросовестно выполнял свою работу». А третий улыбнулся, его лицо засветилось радостью и удовольствием: «А я принимал участие в строительстве храма».
Ребята, давайте мы тоже попробуем с вами оценить свою работу и покажем это с помощью смайликов.
Кто работал так, как первый человек? (т.е. без удовольствия)
Кто работал так, как второй человек? (т.е. добросовестно) 
А кто работал так, как третий человек? (т.е. с удовольствием, творчески)
Презентация на тему "Небесная геометрия" по геометрии в формате powerpoint. В презентации для школьников рассказывается о том, как происходит "рождение" снежинки, как форма снежинки зависит от внешних условий. Также в презентации содержится информация о том, кто и когда занимался изучением снежных кристаллов. Авторы презентации: Устинова Евгения, Лихачева Полина, Лапшина Екатерина.
Фрагменты из презентации
Цели и задачи
Цель: дать физическое и математическое обоснование разнообразия форм снежинок.
Задачи:
- изучить историю появления фотографий с изображениями снежинок;
- изучить процесс образования и роста снежинок;
- определить зависимость форм снежинок от внешних условий (температура, влажность воздуха);
- объяснить разнообразие форм снежинок с точки зрения симметрии.
Из истории изучения снежинок
- Уилсон Бентли (США) 15 января 1885 года сделал первый снимок снежного кристалла под микроскопом.За 47 лет Бентли составил коллекцию фотографий снежинок (более 5000), снятых под микроскопом.
- Сигсон (г.Рыбинск) нашел не худший способ фотографирования снежинок: снежинки надо помещать на тончайшей, почти паутинной, сетке из шелковинок, - тогда их можно снять во всех деталях, а сетку потом заретушировать.
- В 1933 году наблюдатель полярной станции на Земле Франца-Иосифа Касаткин получил более 300 снимков снежинок разнообразнейшей формы.
- В 1955 году А. Заморский разделил снежинки на 9 классов и 48 видов. Это – пластинки, звёзды, ежи, столбики, пушинки, запонки, призмы, групповые.
- Кеннет Либрехт (Калифорния) составил полный справочник снежинок.
Иоганн Кеплер
- отметил, что все снежинки имеют 6 граней и одну ось симметрии;
- проанализировал симметрию снежинок.
Рождение кристалла
Шарик из пылинки и молекулы воды растет, принимая форму шестигранной призмы.
Заключение
- Существуют снежные кристаллы 48 видов, разбитые на 9 классов.
- Величина, форма и узор снежинок зависят от температуры и влажности.
- Внутренне строение снежного кристалла определяет его внешний облик.
- Все снежинки имеют 6 граней и одну ось симметрии.
- Сечение кристалла, перпендикулярное оси симметрии, имеет шестиугольную форму.
И все-таки, загадка осталась для нас загадкой:почему в природе так часто встречаются гексагональные формы?
Тема: «Снежинки – крылья ангелов, упавшие с небес…»
Место выполнения работы: МОУ СОШ №9, 3 класс , Иркутская область , г. Усть-Кут
Научный руководитель:
1.Введение.
2.Снежинки – крылья ангелов, упавшие с небес:
· История изучения снежинок;
· Условия рождения снежинок;
· Геометрия снежинки;
· Виды снежинок;
· Физика снега.
3.Занимательно и познавательно о снеге и снежинке.
· Знаете ли вы, что…;
· Снежные сказки;
· Снегурочка – девочка из снега;
· «Фонарь для любования снегом»;
· Экскурсия в музей снежинок.
· «Праздник летнего снегопада»
4. Маленькое чудо своими руками.
· Снежинка в формате 3D;
· Квиллинг.
· Как вырезать красивую снежинку;
5. Заключение.
Введение.
«Природа так обо всем
Позаботилась, что повсюду
Ты находишь, чему учиться».
Леонардо Да Винчи
Снег - великое чудо природы. Легенда о самом первом снеге рассказывает, что Восставшие ангелы в момент падения теряли свои белоснежные крылья, которые покрыли землю белым блестящим ковром. Так появился снег, и наступила первая зима.
Когда снег идет, это зрелище никого не оставляет равнодушным. Кого – то идущий снег радует, дарит приподнятое настроение, на других, напротив, навевает печаль и грусть. Благодаря снегу мы каждый год любуемся сказочными зимними пейзажами, но любим снег не только за это. Запасы снега влияют на урожай, на уровень воды в реках. Из снега строят зимние дороги и даже аэродромы. Но об этой полезной роли снега мы даже не задумываемся. Снег для нас прежде всего СКАЗКА. Вы заметили, что разные чудовища, мифические и сказочные, могут жить где угодно, а вот в снегу человек их не поселил? Зато снег навеял человеку великое множество сказок.
Самое удивительное в снежинках то, что ни одна из них не повторяет другую. Астроном Иоганн Кеплер в своем трактате «Новогодний дар. О шестиугольных снежинках» объяснил форму кристаллов волей божьей. Если вы живете в холодных краях, знаете о зиме не понаслышке, то у вас есть как минимум один повод гордиться этим: в отличие от жителей жарких стран вы можете любоваться снежинками в естественных условиях. Поверьте, рассматривать снежинки очень интересно хотя бы потому, что еще ни разу на землю не упало двух одинаковых.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
· Ознакомиться с условиями рождения снежинок;
· Рассмотреть разделение снежинок по форме;
· Познакомиться с геометрией и физикой снежинок;
· Изучить мифы, загадки, пословицы и поговорки о снеге;
· Рассмотреть возможность создания необычных снежинок из бумаги.
ДАННАЯ РАБОТА МОЖЕТ ИСПОЛЬЗОВАТЬСЯ:
· В качестве дополнительного материала на уроках «Окружающего мира» в 3 классе;
· На уроках наглядной геометрии;
· В качестве материала для сообщений;
· На дополнительных и факультативных занятиях для младших школьников.
«Снежинки - крылья ангелов, упавшие с небес…»
История изучения снежинок.
Трудно сказать, когда человек впервые залюбовался этим чудом природы. Формы снежинок необыкновенно разнообразны – их вариаций более пяти тысяч.
Год | Личность | Что наблюдал |
Архиепископ Олаф Магнус из шведского города Упсала | Впервые наблюдал снежинки невооруженным глазом. |
|
Иоганн Кеплер, немецкий астроном и математик.
| ||
Французский математик Рене Декарт | Написал «Этюд о форме снежинок», наблюдал 12-лучевую снежинку |
|
17 век | Роберт Гук | Сделал вывод о шестиконечной симметрии в геометрии снежинок |
17 век | Донат Розетти, итальянский священник и математик | Первым классифицировал снежинки |
17 век | Уильям Скорсби, английский китобой | первым описал снежные кристаллы в форме шестигранных пирамид, столбиков и их комбинаций |
Феодальный правитель Страны восходящего солнца Тосицура Онаками Дои | составил 97 рисунков «снежных цветков». |
|
Уилсон Бентли, американский фермер По прозвищу «Снежинка»
| Получил первую удачную фотографию снежинки под микроскопом |
|
Николай Васильевич Каульбарс, член Русского Географического Общества | Впервые зарисовал и описал снежинку необычной формы
|
|
Укихиро Ногая
| Провел классификацию, создал музей ледяных кристаллов
|
|
Ученые Университета в Токио
| Начали выращивание искусственного снега для Олимпиады в Саппоро
|
|
Международная комиссия по снегу и льду
| Приняла классификацию снежинок
|
|
Астроном Кеннет Либбнехт |
Условия рождения снежинок.
Снежинки развиваются из мелких ледяных кристалликов, имеющих форму шестигранников. Во время очень сильных морозов (при температуре ниже 30 градусов) ледяные кристаллики выпадают в виде «алмазной пыли» – в этом случае на поверхности земли образуется слой очень пушистого снега, состоящего из тоненьких ледяных иголочек. Обычно же в процессе своего движения внутри ледяного облака ледяные кристаллики растут за счет непосредственного перехода водяного пара в лед. Как именно происходит этот рост, зависит от внешних условий, в частности от температуры и влажности воздуха, как показано на рисунке:
В одних условиях ледяные шестигранники усиленно растут вдоль своей оси, и тогда образуются снежинки вытянутой формы – снежинки-столбики, снежинки-иглы . В других условиях шестигранники растут преимущественно в направлениях, перпендикулярных к их оси, и тогда образуються снежинки в виде шестиугольных пластинок или шестиугольных звездочек . К падающей снежинке может примерзнуть капелька воды – в результате образуется снежинка неправильной формы. Мы видим, таким образом, что распространённое мнение о том что будто снежинки имеют вид шестиугольных звездочек, является ошибочным. Перемещаясь вверх-вниз, они попадают в слой воздуха с переохлажденными капельками воды. Здесь будущая снежинка начинает интенсивно увеличиваться в размерах. При этом выпуклые участки снежинки растут быстрее. Так, из первоначально шестигранной пластинки вырастает шестилучевая звездочка. Сталкиваясь на своем пути с переохлажденными капельками, снежинка упрощается по форме. Если столкнется с крупной каплей, может превратиться в маленькую градинку.
Геометрия снежинки.
0 " style="border-collapse:collapse;border:none">
«Звездочка»
«Столбик»
«Пластинка»
«Треугольник»
«Плоские»
«Иглы»
«Пространственные кристаллы»
«Папоротникообразные дендриты»
«Двенадцатилучевая Звезда»
Физика снега.
Наступите на пушистый снег в морозный день. Слышите? Это звук мириад ломающихся кристаллов. Чем ниже температура, тем тверже и хрупче снежинки, и тем сильнее хруст под ногами. Сможете определить температуру на слух по звуку ломающихся снежинок?
Ведь каждой температуре соответствует своя тональность скрипа.
Несмотря на то, что снежинки бывают маленькими, к концу зимы масса снежного покрова северного полушария планеты достигает 13 500 млрд. тонн. Снег отражает в космос до 90% солнечного света.
Мы привыкли видеть белый снег. А белый ли он? Дело в том, что сложная форма льдинок сильно преломляет свет. В результате снег отражает белый солнечный свет.
Впрочем, бывают случаи, когда другой цвет снега ярко выражен для человеческого глаза. Так, например, в арктических и горных регионах обычным явлением считается розовый или красный снег, окрашиваемый водорослями , живущими между его кристаллами.
Известны случаи, когда с неба падал голубой, зеленый, серый или черный снег. Так, на Рождество 1969 года на 16 000 квадратных миль территории Швеции выпал черный снег. Скорее всего, это произошло в результате выбросов промышленных отходов в воздух.
В 1955 году около Даны, штат Калифорния, выпал фосфоресцирующий зеленый снег. Некоторые жители решились попробовать его хлопья и вскоре скончались, руки тех, кто рискнул лишь взять его в руки, покрылись сыпью, сопровождавшейся сильным зудом. Это явление до сих пор создает споры о происхождении снега. Пока же считается, что ядовитые осадки явились результатом атомных испытаний в штате Невада.
Влажный снег в горах образует мокрые лавины, обладающие огромной разрушительной силой и цементирующим действием. Лавины причиняют массу неудобств людям, срываясь с гор в самый неподходящий момент. Обычно лавины образуются на склонах крутизной 25-45°, (однако известны сходы лавин со склонов крутизной 15-18°). На более крутых склонах снег не накапливается в больших количествах и скатывается небольшими дозами по мере накопления. Угрозу представляют любые лавины, даже объёмом всего в несколько кубических метров
30 апреля" href="/text/category/30_aprelya/" rel="bookmark">30 апреля 1944 года в Москве. Пойманные на ладонь, они закрывали её почти всю целиком и напоминали красивые страусиные перья. Учёные объяснили это явление так: из района Земли Франца - Иосифа спустилась волна холодного воздуха, температура понизилась, в облаках началось образование снежинок. Но упасть на землю снежинки сразу не могли: их задерживали в воздухе восходящие с нагретой земли тёплые потоки. Снежинки плавали в воздушных слоях и слипались вместе, образуя большие хлопья. Земля к вечеру остыла, восходящие струи воздуха ослабли, и пошёл удивительный снегопад.
Бульдозер" href="/text/category/bulmzdozer/" rel="bookmark">бульдозера .
Известно, что ещё в воздухе снежинки непрерывно изменяются. В зависимости oт погодных условий в разных местах выпадает „свой“ снег. В Прибалтике и в центральных областях, например, часто идёт снег в виде крупных, сложной формы разветвлённых снежинок, иногда мохнатых хлопьев.
Снег скользкий потому, что при давлении и трении полозьев саней или лыж поверхностные частички снежного покрова тают, появляющаяся при этом плёнка воды служит как бы смазкой. Поэтому „скользкость“ зависит от температуры снега и от скорости перемещения. Самая большая снежинка была зафиксирована 28 января 1887 года в США в штате Монтана. Она составляла в диаметре 38 см.
Занимательно и познавательно о снеге и снежинках.
Знаете ли вы, что…
1. Снежинка - один из самых фантастических примеров самоорганизации материи из простого в сложное.
2. Самое удивительное в снежинках то, что ни одна из них не повторяет другую. Астроном Иоганн Кеплер в своем трактате «Новогодний дар. О шестиугольных снежинках» объяснил форму кристаллов волей божьей.
3. Снежинки абсолютно прозрачны. Они только кажутся нам белыми из-за преломления света на краях кристаллов.
4. В японском городе Кага открыт Музей снега и льда, выполненный в виде трех шестигранных зданий.
6. Снежинки состоят на 95% из воздуха, что обуславливает низкую плотность и сравнительно медленную скорость падения (0,9 км/ч).
7.Снег можно есть. Правда, энергозатраты на поедание снега во много раз больше его калорийности.
8. Более половины населения земного шара никогда не видело снега, разве только на фотографиях.
9. Оказывается, лед неодинаково холоден. Есть очень холодный лед, с температурой около минус 60 градусов, это лед некоторых антарктических ледников. Намного теплее лед гренландских ледников. Его температура равна примерно минус 28 градусам. Совсем "теплые льды" (с температурой около 0 градусов) лежат на вершинах Альп и Скандинавских гор.
10. Слой в один сантиметр слежавшегося за зиму снега дает 25-35 кубометров воды на 1 га.
11. Количество воды, "законсервированной" в ледниках земного шара, в 50 раз меньше, чем вся масса океанских вод, и в 7 раз больше вод суши. Если бы ледники совсем растаяли, то уровень мирового океана повысился бы на 800 метров.
12. Два-три айсберга средней величины содержат в себе массу воды, равную годовому стоку Волги (годовой сток Волги - 252 кубических километра).
13. Бывают черные айсберги. Первое сообщение в печати о них появилось в 1773 г. Черный цвет айсбергов вызван деятельностью вулканов - лёд покрыт толстым слоем вулканической пыли, которая не смывается даже морской водой.
14. Почтовая служба США в октябре 2006 года выпустила 4 марки с изображением снежинок.
15. Есть люди, которые могут оценивать температуру воздуха по тому, как скрипит снег.
$ американские ученые потратили на выяснение того факта, что снежинки образуются непосредственно из пара, минуя стадию дождя.
17. Жители Норвегии, которые называют снеговиков «белыми троллями», не советуют разглядывать снежное создание ночью из-за занавески. А наткнёшься ночью на чужого снеговика - следует обойти его стороной.
18. Легенда о самом первом снеге - Восставшие ангелы в момент падения теряли свои белоснежные крылья, которые покрыли землю белым блестящим ковром. Так появился снег, и наступила первая зима.
«Снежные сказки»
https://pandia.ru/text/78/230/images/image042_2.jpg" alt="Картинка" align="left" width="193" height="125">Всем, конечно, знакомы сказки о снежных волшебниках. В русской народной сказке это Морозко, а в сказке Андерсена – Снежная Королева. Помните, какие они разные? Морозко - добрый и сердечный, и справедливый к тому же. Трудолюбивую девочку он щедро одарил, а ленивую да завистливую высмеял. Совсем иной предстает перед нами Снежная Королева из сказки Андерсена. В ее ледяном дворце холодно и неуютно, а разбрасываемые ею по свету льдинки вонзаются в человеческие сердца, и те становятся черствыми и злыми. Две сказки о властелинах снега – и такие они разные. Таким же разным может быть и сам снег. Когда снег идет, это зрелище никого не оставляет равнодушным. Кого – то идущий снег радует, дарит приподнятое настроение, на других, напротив, навевает печаль и грусть. Благодаря снегу мы каждый год любуемся сказочными зимними пейзажами, но любим снег не только за это. Запасы снега влияют на урожай, на уровень воды в реках. Из снега строят зимние дороги и даже аэродромы. Но о этой полезной роли снега мы даже не задумываемся. Снег для нас прежде всего СКАЗКА. Вы заметили, что разные чудовища, мифические и сказочные, могут жить где угодно, а вот в снегу человек их не поселил? Зато снег навеял человеку великое множество сказок. У снега и сказки есть одна общая черта. И сказки, и снег говорят нам о чудесных ПРЕВРАЩЕНИЯХ. Как Золушка превращается в принцессу, так и унылое черное поле под выпавшим снегом, как по волшебству, превращается в сверкающий на солнце великолепный ковер. Снег – один из удивительных феноменов природы. Его изменчивость почти таинственна.
Снегурочка – девочка из снега.
Снежная девушка, приходящая к нам под Новый год – явление уникальное. Ни в какой другой новогодней мифологии, кроме российской, нет женского персонажа! А между тем, мы сами мало что о ней знаем… Говорят, она слеплена из снега… И тает от любви. Так, по крайней мере, представил в 1873 г. Снегурочку писатель Александр Островский, которого смело можно считать приемным папой ледяной девушки.
Истинные же корни родства Снегурочки уходят в дохристианскую мифологию славян. В 
северных областях языческой Руси существовал обычай изготавливать идолов из снега и льда. И образ ожившей ледяной девочки частенько встречается в преданиях тех времен. Родителями Снегурочки оказались Мороз и Весна-Красна. Жила себе девушка одна-одинешенька, в темном холодном лесу, не показывая личика солнцу, тосковала и тянулась к людям. И однажды вышла к ним из чащи. По сказке Островского ледяная Снегурочка отличалась пугливостью и скромностью, но не было в ней и следа душевного холода. Но если ее сердце полюбит и станет горячим, погибнет Снегурочка! Она это знала и все-таки решилась: вымолила у матери-Весны способность страстно любить. Как она выглядела, продемонстрировали художники Васнецов, Врубель и Рерих. Именно благодаря их картинам мы узнали, что Снегурочка носит бледно-голубой кафтан и шапочку с опушкой, а иногда – кокошник. Такой ее впервые и увидели дети на праздничной елке 1937 года в Московском доме Союзов.
Снегурочка пришла к Деду Морозу не сразу. Хотя еще до революции фигурками снежной девушки украшали елки, девочки наряжались в костюмы Снегурочки. В советской России официально праздновать Новый год было разрешено только в 1935 году. По всей стране начали устанавливать елки и приглашать Деда Мороза. Но вот рядом с ним вдруг появилась помощница – милая скромная девушка с косой через плечо, одетая в голубую шубку. Сначала дочка, потом – неизвестно почему, – внучка. Первый совместный выход Деда Мороза и Снегурочки состоялся в 1937 году – с тех пор так и повелось. Снегурочка водит с детьми хороводы, передает Дедушке Морозу их просьбы, помогает раздавать подарки, поет песни и танцует вместе с птичками и зверюшками.
И Новый год не Новый год без славной помощницы главного волшебника страны.
«Юкими – тора» - «Фонарь для любования снегом»
https://pandia.ru/text/78/230/images/image045_2.jpg" alt="http://*****/public/news/5/1705/Museum-Nakaya-001_8.jpg" align="left" width="247" height="184 src=">
письмом с небес, написанным тайными иероглифами". Он первым создал классификацию снежинок. Именем Накая назван единственный в мире музей снежинок, расположенный на острове Хоккайдо.
«Праздник летнего снегопада»
5 августа" href="/text/category/5_avgusta/" rel="bookmark">5 августа в день праздника снега Марии во время мессы из-под купола на молящихся падают белые цветы. Метель из миллиона белых роз.
«Маленькое чудо своими руками». Мастер-класс по изготовлению снежинок.
Снежинка в формате 3D.
Для того, чтобы сделать одну снежинку , понадобятся: 6 квадратных листочков бумаги одинакового размера, ножницы, линейка, карандаш, скотч, степлер, нитка или другой материал для подвешивания снежинки.
Порядок работы:
Каждый кусочек бумаги сложите по диагонали и начертите на нём по линейке будущие прорези: | Прорезаем намеченные прорези и разворачиваем листочки бумаги: |
Начинаем скручивать трубочки для формирования снежинки из бумаги , заклеивая их скотчем | Следующую "рамку" будущей бумажной снежинки скручиваем уже в другую сторону. Стороны чередуем, получаем шесть блоков |
В каждой половинке снежинки из бумаги, которую мы делаем своими руками, будет по три таких блока, скреплённых степлером | Половинки снежинки скрепляем между собой, тоже степлером: |
Снежинки можно сделать разных цветов, фактур и размеров, варьировать можно и количество надрезов. Все зависит от Ваших запросов, интерьера и того количества бумаги, которого Вам не жалко потратить на его украшение. Красиво делать такие снежинки из цветной бумаги, можно воспользоваться и имеющейся фольгой или цветной плёнкой, а готовую снежинку можно покрыть лаком для волос с блёстками! | Вот такой получается результат:
|
Квиллинг.
Quilling (квиллинг), известный также как бумагокручение - искусство, которое практикуется с момента Ренессанса. Техника заключается в следующем: узкие полоски бумаги закручиваются в рулончики, придаются форме и склеиваются клеем.
Подобный вид творчества существовал в средневековой Европе. На пике своей популярности квилинг был популярен среди знатных дам, которые занимали им себя в часы досуга и произведения этого искусства часто публиковались в женских журналах того времени.
Для выполнения этих работ понадобится белая офисная бумага. Её нужно нарезать на полоски толщиной 5 мм по короткой стороне. Резать лучше канцелярским ножом по линейке по несколько листов сразу. Для небольшого количества можно нарезать и ножницами. Скручивать полоски можно разными инструментами. Можно использовать шило, специальный стержень с прорезями, зубочистку. Чтобы сделать снежинку (подвеску или аппликацию), нужно приготовить разнообразные формы из скрученных полос. Формы могут быть закрытые, т. е. склеенные и открытые, где клей не используется. Для аппликаций подходят и те, и другие. А для снежинки-подвески можно использовать только закрытые формы.
Схема работы:
Результаты тоже разнообразны:
https://pandia.ru/text/78/230/images/image053_0.jpg" alt="снежинка, техника квилинг" width="194" height="146">
Как вырезать красивую снежинку.
1. | 2. | 3. |
4.
| ||
|
|
|
| ||
|
|
|
|
|
|
Заключение.
Если вы живете в холодных краях, знаете о зиме не понаслышке, то у вас есть как минимум один повод гордиться этим: в отличие от жителей жарких стран вы можете любоваться снежинками в естественных условиях. И это совсем не так прозаично, как кажется, стоит лишь потеплее одеться и выйти на улицу, взяв с собой самое обыкновенное увеличительное стекло или лупу. Поверьте, рассматривать снежинки очень интересно хотя бы потому, что еще ни разу на землю не упало двух одинаковых.
И вообще советуем всю зиму носить в кармане пальто увеличительное стекло, потому что никогда не знаешь, когда с неба упадет самая красивая снежинка.
Откуда взялся снег? Легенда гласит, что восставшие ангелы в момент падения теряли свои белоснежные крылья. Так и появился снег. Вы знаете, что более половины населения земного шара никогда не видело снега? Или видела, но только на фотографиях. В языке эскимосов для наименования снега существует более 20 слов, в якутском языке - около 70. Большинство снежинок весит около миллиграмма. Но миллиарды снежинок способны повлиять на скорость вращения Земли. Когда белые воздушные красавицы опускаются на землю, начинается самое интересное. Под воздействием температуры, ветра, рельефа снежинки превращаются в самые разнообразные снеговые формы. Начинают кружить хороводы в снежных метелях, дружно воют в пурге, укутывают дома и дороги пушистыми непроходимыми сугробами. Поражаясь чрезвычайно сложной форме, идеальной симметрии и бесконечному разнообразию снежинок, люди издревле связывали их очертания с действием сверхъестественных сил или божественным промыслом.
Во время работы над проектом я узнал много нового и интересного и понял, что это далеко не все сведения о снеге и снежинках. Неисчерпаемы формы снежинок, значит, изучать их можно бесконечно, так же как и любоваться ими.
Использованная литература и источники ИНТЕРНЕТ:
1. Перельман задачи и опыты. Д.: ВАП, 1994.-547 с.
2. Физика в природе / : Кн. для учащихся. – М.: Просвещение, 199с.: ил.
3. Литературное чтение [Текст] : 3 кл. : Учебник. : В 2 ч. / . – 3-е изд. – М.: Академкнига/Учебник, 2009. – Ч 1: 192 ., 16 с репрод. : ил.
4. http://wsyachina. *****/physics/snow_2.html
5. http://upovara. info/forum/index. php? s=a5a460fa2cee1883b817b0a74c55d896&showtopic=1888
6. http://brembola. pereslavl. info/b7.htm
7. http://www. *****/snezhinka_iz_bumagi
8. http://go. *****/search? q=%D1%ED%E5%E3%20%E2%E8%EA%F2%EE%F0%E8%ED%E0
9. http://go. *****/search? q=%D1%ED%E5%E3%20%E2%20%F1%EA%E0%E7%EA%E0%F5%2C%20%EF%EE%F1%EB%EE%E2%E8%F6%E0%F5%2C%20%EF%EE%E3%EE%E2%EE%F0%EA%E0%F5%2C%20%EF%F0%E8%EC%E5%F2%E0%F5
10. http://news. *****/society/2254437
11. http://*****/archives/412
12. http://www. snowtale. *****/gallery. html
