Ойындар

Неліктен снежинкалар балалар үшін әртүрлі. Неліктен снежинкалардың пішіні әртүрлі? Снежинкалардың көптеген түрлерінің пайда болуының қызықты себептері осындай.

Құрметті оқырмандар, сәлем! Бізде жаңа, жақсы, өте қызықты жоба бар. Біздің бәріміз аспаннан қолғапта немесе жылы алақанда, кейде аузымызға түсіп жатқан кішкентай ақ парашюттерді ұстадық! Бірақ бұл өрнекті мұз кристалдары қайдан келеді және сіз қандай қар түйіршіктері бар екенін білесіз бе?

Сабақ жоспары:

Қар түйіршіктері қалай пайда болады?

Қар түйіршіктері табиғатта су буының арқасында болады. Жазда судың жиналуынан жаңбыр жауады, бірақ қыста суық ауа судың ұсақ тамшыларын қатып қалады және нәтижесінде қар жауады.

Бұл нәзік ғажайып қалай пайда болады? Әрбір өрнекті кристалды дәннің басы оның ортасы – өзегі арқылы беріледі, ол бұлттан шыққан кез келген шаң түйір болуы мүмкін. Бұл шаң түйіршіктері бұлттардың арасынан қозғала отырып, оған белгілі бір пішін беретін мөлдір мұз кристалдарына айналады. Бірте-бірте көптеген кристалдардың желімделгені сонша, шаңның салмағы оны жерге батырады.

Егер сіз аспаннан түскен қар бүршіктерінің өрнектерін мұқият зерттесеңіз, олардың ешқайсысы екіншісіне ұқсамайтынын оңай байқауға болады.

Қызықты фактілер! Кәдімгі қар ұшқынының салмағы шамамен 1 миллиграмм, сирек 2 немесе 3. Бірақ большухандықтардың көпшілігі 1944 жылы Мәскеуде құлаған. Сіз оларды қар бүршіктері деп те атай алмайсыз. Алақан көлеміндей, олар түйеқұс қауырсындарына көбірек ұқсайтын.

Қар түйіршіктері неге әртүрлі?

Неліктен мұз кристалдары әртүрлі пішіндегі аспаннан түседі деген сұрақ ғалымдарды әрқашан қызықтырды. Олардың құрылымы туралы бірінші ойланған неміс астрономы Кеплер болды. Неліктен бесбұрышты немесе жетібұрышты қар түйіршіктері аспаннан түспегеніне таң қалды.

Француз математигі Декарт алдымен мұз кристалдарының қандай болатынын егжей-тегжейлі айтып, оларды топтарға бөлді. Оның шығармаларында сирек формалар айтылады.

Микроскопты ойлап тапқан кезде ағылшын физигі Гук табиғат ғажайыптарының барлық қайталанбас күрделі үлгілерін көрсететін қар ұшқындарының графикалық суреттерін жариялады.

Ресейлік фотограф Сигсон тіпті екі жүзге жуық түрлі қар түйіршіктерін де суретке түсіріп үлгерген. Бірақ американдық Bentley фотосуреттің нағыз қар пионері болды, ол өмірінде 5000 сурет түсірді, оның 2500-і «Қар кристалдары» кітабына енген.

Жапон физигі Накая зертханада қар түйіршіктерін өсіруді үйренді. Оларды ақындықпен көктен келген хаттар деп атаған.

Әр ел ғалымдарының еңбектерінің нәтижесінде белгілі болды

табиғатта алты қырлыдан басқа қар түйіршіктері жоқ,
түрі мұз кристалы туатын ортаға байланысты,
пішінге әсер ететін факторлардың ішінде ауа температурасы мен ылғалдылығы,
қарапайым үлгілер өте ылғалды емес ауада пайда болады,
ылғалдылық пен ауа температурасының пайызы неғұрлым жоғары болса, снежинкалар соғұрлым күрделі және әдемі болып шығады.
арқалықтар арасындағы бұрыш 60 немесе 120 градус болуы мүмкін.

Қызықты фактілер! Суға түскен қар ұшқыны қатты дыбыс шығарады. Адам, әрине, оны естімейді, бірақ ғалымдар айтқандай, мұндай шу балықтар үшін өте жағымсыз.

Енді сіз снежинкалардың қайдан шыққанын және олардың неге ерекшеленетінін білесіз. Барлық мұз кристалдары шартты түрде жеті қарапайым топқа бөлінді және олардың шартты атаулары берілді.

Пластина

Ең қарапайым, жұқа және тегіс. Оның кристалды бөліктерге бөлетін көптеген жиектері бар.

Баған

Қуыс алтыбұрышты қарындашқа ұқсайтын бұл қар түйіршіктері барлық пішіндердің ең көп таралғаны. Ол доғал немесе ұштары ұштары болуы мүмкін.

Ұшы бар баған

Бұл түр, егер кәдімгі баған белгілі бір жағдайларға түссе, кристалл өзінің өсу бағытын өзгертіп, ұштарында бірте-бірте пластинаға айналатын болса, алынады. Мысалы, бұл желдің әсерінен басқа температуралық аймаққа көшу кезінде орын алады.

Ине

Бұл жіңішке және ұзын болып өскен бағаналы қардың бір түрі. Олардың ішінде қуыс бар, бірақ кейде ұштарында бұтақтар түрінде ашылады.

Жұлдыздар

Бұл үлгіде біз таңдандыратын әдемі тармақталған силуэт бар. Оның алты абсолютті симметриялы негізгі сәулелері және көптеген әртүрлі тармақтары бар. Олардың өлшемі шамамен 5 миллиметр және әдетте тегіс.

Кеңістіктік дендриттер

Таңғажайып өрнекті кристалдар әртүрлі басқа түрлердің комбинациясы арқасында көлемді алынады.

Дұрыс емес снежинкалар

Иә, бізге қарай жолда бұтақтарын бүлдіріп немесе мүлде сындырып алған бүлінген өкілдер де бар мұндай топ. Мұндай мүгедек снежинкалар әдетте қатты желде алынады, олардың көпшілігі дымқыл қарда болады.

Әртүрлі жағдайда әртүрлі пішіндер алынады деп айтқанымыз есіңізде ме? Солай,

жұлдыздар әдетте -5 градусқа дейінгі температурада шығарылады,
бірақ инелер -5-тен -10-ға дейін,
күрделі дендриттер үшін температура кем дегенде -10 және кемінде -20 градус болуы керек,
бірақ әртүрлі өлшемдегі тақталар мен бағаналар -35 ауада да қалыптасады.

Қызықты фактілер! Дүние жүзі тұрғындарының жартысы қар бүршіктерін ешқашан көрмеген деп есептеледі. Бірақ олардың солтүстікке келуге немесе Хоккайдо аралындағы Жапониядағы әлемдегі жалғыз қар бүршіктері мұражайына баруға мүмкіндігі бар.

Міне, бүгін бізге осындай қызықты жоба. Бізге жиі келіңіз, әлемде сіз айта алатын қызықты нәрселер әлі де көп!

Айтпақшы, біз көптеген қызықты нәрселер туралы айттық. Мысалы, күзде жапырақтар неге сарыға айналады. біз қысқы халық белгілерімен таныстық, шар найзағайы туралы көбірек білдік.
Евгения Климкович.

Кішкентай снежинкалардан артық салмақсыз ештеңе жоқ сияқты: егер ол сіздің қолыңызға түссе, сіз оны сезбейсіз. Жұқа «тор» ауада ілулі тұрғандай көрінеді және олардың бәрі құлап жатыр, құлап жатыр - жүздеген, миллиондаған, миллиардтаған... Бірнеше сағатта үлкен кеңістіктер үлпілдек «көрпемен» жабылады. Қар жауған кезде сіз қардың табиғаты туралы сирек ойлайсыз, тіпті қар бүршіктері туралы жиі ойлайсыз. (Үйге асығыңыз - жылы жерде!) Бірақ бұл белгілі болды - бұл бір-бірімен байланысқан мұз кристалдарының күрделі құрылымы. Қар ұшқындарын «жинақтаудың» көптеген нұсқалары бар - әзірге біз екі бірдейсін таба алмадық ...

Аспанда кристалды қар ұшқыны қалықтады.
Достар жақын жерде ұшады - бұлттарда қорқынышты емес.
Ол жалғыз қар ұшқыны, ал миллиондар қар,
Ал аспанның биіктігінен - жылдам жүгіру.
Ұшу аспанда жағымды, бірақ көп ұзамай жерде
Олар балалардың қуанышы үшін қар үйінділеріне айналады! ..
Хрусталь снежинка - ол жалғыз болғанда!
Олег ЕСИН

Туылу жұмбағы

Кәдімгі су қалай қатып, көптеген симметриялы шілтер пішіндерін жасайды? Қар түйіршіктері неге сонша әдемі көрінетінін түсіну үшін бір қар кристалының өмір тарихына назар аударайық.
Бұлттарда әрқашан мұз немесе бөгде шаң бөлшектері болады. Олар сондай-ақ снежинканың кішкентай өзегі үшін негіз болады. Хаотикалық қозғалатын су буының молекулалары салқындайды және жылдамдығын жоғалтып, «қонуға құмар». Ал содан кейін бір түйір шаң! Кристалдардың арқасында ол өрнектерге толы болып, «ұсқынсыз үйректен әдемі аққуға» - кристалды қар ұшқынына айналады.

Заң бұзушылар

Әрбір қар ұшқыны ерекше. Сонау 17 ғасырда философ-математик Р.Декарт бұл жаратылыстар раушан гүлдеріне, лалагүлдерге, алты тістері бар дөңгелектерге ұқсайтынын жазған. Оны әсіресе «қар ұшқынының ортасындағы кішкентай ақ нүкте, оның айналасын сызу үшін пайдаланылған циркуль аяғының ізі сияқты» таң қалдырды. Ұлы астроном И.Кеплер қар түйіршіктерінің пішінін Құдайдың қалауымен түсіндірді ... Қалай болғанда да, бұл керемет емес пе ?! Нағыз сиқыр!
Сиқыр - бұл сиқыр, бірақ мұндай әртүрлі қар бүршіктерін қалай алуға болады? Кейбір жағдайларда «мұз» ось бойымен қарқынды өсіп, ұзартылған бағандар мен инелер түзеді, ал басқаларында олар оське перпендикуляр өсуді қалайды, ақырында тақталар немесе жұлдыздарды көрсетеді. Барлығы қарапайым және түсінікті сияқты.
Дегенмен, бір жұмбақ бар - снежинкалардың құрылымының құпиясы. Физикалық заңдарға сәйкес, қатаң тәртіп орнаған жерде хаосқа орын болмайды. Және керісінше. Тек осы жаратылыстар дүниеге келген кезде, тәртіп пен хаос қандай да бір түрде бірге өмір сүреді.
Қатты дене не кристал түрінде (атомдар реттелген) немесе аморфты күйде (кездейсоқ тор түзеді) болуы керек екені белгілі. Қар түйіршіктері, керісінше, барлық заңдарды бұзады: оларда оттегі атомдары (және кейінірек су молекулалары) сапта тұрған сарбаздар сияқты қатаң орындарда орналасқан тор бар, ал сутегі атомдары ретсіз. Бірақ, оттегі атомдарын біріктіріп, сутегі «трамптары» тегіс жиектерді құрайды және ... тұрақты алтыбұрышты призмалар туады.
Жас қар бүршіктері ешқашан бесбұрышты немесе жетібұрышты болмайды. Табиғат өз шедеврлерін жасайтын таңғажайып математикалық дәлдікке таңдануды ешқашан тоқтатпаймын. Керемет! Зергерлер демалуда...
Дегенмен, ерте ме, кеш пе, қар түйіршіктері салмақ ала бастайды: әр бетке жаңа су молекулалары тартылып, соққылар пайда болады - бұзушылықтар пайда болады. Бұлттармен саяхаттаған кезде қар бүршіктері тез өседі: бетінен бір қалың сәуле пайда болады, ал түйнектерден бұтақтар шығады. Егер барлық алты бет бірдей жағдайда болса, «егіз» сәулелер пайда болады.

Әуе вальсі

Қар түйіршіктері өсіп, олар, көптеген «бұлт балалары» әкелерінің үйінде қысылып қалғанда, олар «батыл қызығушылықпен» өз бақыттарын сынап көруді шешеді - жерге әуе саяхатына баруды, бұл тек шартты түрде болуы мүмкін. құлау деп аталады. К.Балмонт қар ұшқынының ұшуын түрлі-түсті сипаттап берді: «Жел астында ол дірілдейді, жоғары ұшады, оның үстінде жеңіл тербеледі, оны қастерлейді».
Ауа ағындары жеңіл «үлпілдектерді» алып, оларды жағына апарады, жоғары көтереді, би құйынында айналады - «снежинкалар, күлкі сияқты, ұшқанда билейді ...» А.Твардовскийдің әнін шырқайды. :

Біз ақ қар түйіршігіміз
Біз ұшамыз, ұшамыз, ұшамыз.
Жолдар мен жолдар
Біз бәрін ұнтақтаймыз.
Бақшаны айналамыз
Қыстың суық күнінде
Ал біз сенің жаныңда тыныш отырамыз
Біз сияқты.
Біз далада билейміз
Біз дөңгелек биімізді жүргіземіз.
Қайда, біз өзімізді білмейміз,
Жел бізді апарады.

Ал, бір қарағанда, «... Оларға ештеңе де қарамайды! - Кружевы бар жеңіл көйлектерде, жалаңаш иықпен ... «Бірақ бұл мүлдем дұрыс емес!

Пішінді жоғалту

Ауада ұшқан қар бүршіктеріне қауіп төніп тұр. Жылы «шеттерде» олар еріп, жаңбырға немесе дәнді дақылдарға айналады. Сонымен қатар, олардың жауы - булану, әсіресе желде және ауа ылғалдылығы төмен. Қар ұшқыны неғұрлым аз болса, соғұрлым ол тез ериді: өткір ұштары тегістеледі, шілтер дөңес жоғалады. Ол неғұрлым ұзақ құласа, соғұрлым ол дөңгелектенеді.
Жел тыныш болған кезде, қар түйіршіктері бір-біріне үлкен үлпектерге жабысады - айналатын «табақшалар». Ал кейде қатты аяз кезінде (-30°С-тан төмен) мұз кристалдары «қатып қалады», қатты жел олардың нәзік сәулелерін аяусыз сындырады немесе олар сынып, бір-бірімен соқтығысады және жерге « гауһар шаңы» - жұқа мұз инелерінен өте үлпілдек қар.
«Әуе доп ханшайымдарының» аз ғана бөлігі жерге апатсыз жетеді - қауіпсіз және сау. Алайда, олардың адам танымастай өзгерген құрбылары да асимметриялы болса да, қар бүршіктері. Және олар міндетті түрде алтыбұрышты жұлдызшалар болуы керек деген пікір қате. Жаңа туғандар - иә, бірақ жылуды, желді және суды танитын «тәжірибесі барлар» бұрынғы сұлулығын жоғалтады. Олардың пішіндері енді соншалықты әдемі және дұрыс емес, бірақ олар әлі де әртүрлі.

Тұтас ғылым

Табиғатта қайталануы жоқ құбылысты жіктеу қиын. Барлық снежинкалар әртүрлі және оларды бөлу негізінен жеке қалау мәселесі болып табылады. Ғалымдар ұзақ уақыт бойы микроскоппен қар ұшқынын суретке түсіре алмады.
Алғаш рет мұны 1885 жылы «Қар ұшқыны» лақап аты бар американдық У.Бентли жасады. 46 жыл ішінде ол 5 мыңнан астам бірегей фотосуреттер жинағын жасап, бірде-бір абсолютті бірдей қар түйіршіктерінің бірде-бір жұбы жоқ екенін дәлелдеді. Оларды зерттеу ғылымға айналды және 1951 жылы Қар және мұз жөніндегі халықаралық комиссия мұз кристалдарының классификациясын қабылдады, оған қар түйіршіктерінің жеті негізгі түрі және мұзды жауын-шашынның үш түрі (ұсақ қар түйіршіктері, мұз түйіршіктері және бұршақ) кіреді.
Дегенмен, өзімізді снежинкалармен таныстыру уақыты келді - біз олардың сиқыры мен бірегейлігін бірнеше рет айтқанбыз.

Танысайық!

Мен – қар ұшқыны, табиғаттың әсем де таңғажайып туындысымын. Маған керемет өлеңдер арнауы бекер емес. К.Балмонттың мен туралы қалай жазғанын тыңдаңыз: «Жеңіл үлпілдек, ақ қар ұшқыны, қандай таза, қандай батыл!» Бұл мен туралы! Бірақ мен жалғыз емеспін. Біз көппіз.
Ең әдемілері жұқа (қалыңдығы 0,1 мм ғана) жұлдызды кристалдар немесе дендриттер (мен де осы топқа кіремін). Біздің ағаш тәрізді, ашық, тармақталған денеміз (диаметрі 5 мм және одан да көп) алты симметриялы негізгі бұтақтардан және көптеген бұтақтардан тұрады - қалауыңыз бойынша.
Біздің ең жақын туыстарымыз рекордтың апалары. Олар да біз сияқты жалпақ әрі жұқа. Дегенмен, олар бізден сұлулық жағынан төмен: көптеген мұз қабырғалары өз денелерінің пышақтарын секторларға бөледі - ештеңе де жоқ, бірақ біздегідей рақым жоқ!
Тіпті аз болсақ та, әпкелерім екеуміз шедеврміз. Қар түйіршіктерінің басқа түрлеріне қарағанда көзді көбірек тартатын біз – пластинкалы қар ұшқындары. Ал біздің туыстарымыздың ең көп бөлігі - бағандар немесе бағандар. Бұл алтыбұрыштар мен қарындаштар түріндегі кристалдардың пішіні, қақпақтары бар, ұштары бар ...
Би құйынында басқа температура аймағына ұшып бара жатқан бағандар өздерінің «бағдарын» өзгертеді - олар тақталарға айналады. Және олар қазірдің өзінде кеңестері бар хабарламалар (немесе бағандар) деп аталады.
Бағаналы кристалдардың арасында кейбір «тездетілген» үлгілер ұзын және жұқа болып өседі. Олар инелер деп аталады. Кейде олардың ішінде қуыстар қалады, ал ұштары бұтақтарға бөлінеді.
Біздің кейбір «жалпақ және бағаналы» туыстарымыз «отбасыларда» - көлемді құрылымдарда тұруды шешеді. Айтпақшы, өте қызықты күрделі жаратылыстар алынады - кеңістіктік дендриттер: кристалдар, бірге өсіп, өздерінің даралығын сақтайды - әрбір бұтақ өз жазықтығында орналасқан.
Көптеген қиындықтар «снежинка-балериналарға» түседі: жылы немесе қатты желде олар бұтақтарын жоғалтады, сындырады. Әдетте дымқыл қарда мұндай «мүгедек» көп болады. Бұл дұрыс емес пішінді кристалдар.

Түрлі-түсті қар

Қардың таза ақ емес, аздап көгергені бұрыннан белгілі. Оған бір метрдей тесік жасаңыз. Шұңқырдың шетіне жақын қардағы жарық сарғыштау, тереңірек - сарғыш-жасыл, көкшіл-жасыл және ең соңында ашық көк болып көрінеді. Аспанның шағылысуының оған еш қатысы жоқ. Ал бұлтты ауа-райында және картон түтігін пайдаланған кезде - ештеңе өзгермейді. Неліктен көк пайда болады?
Снежинкалардың мұзы мөлдір, ал күн сәулесі олардың көптеген беттеріне шағылысып, шашырап, қызыл және сары сәулелерді жоғалтады, тек көкшіл-жасыл, көк немесе ашық көк түстерді сақтайды - кристалдың қалыңдығына байланысты. Бірақ снежинкалар көп болған кезде, ақ массаның әсері пайда болады.
Әртүрлі аймақтарда - «өзінің» қары, ерекше пішіні мен түсі. Арктикалық аймақтарда сіз қызғылт немесе қызыл қарды көре аласыз - бұл түс кристалдар арасында өмір сүретін балдырлардың арқасында алады. Көгілдір, жасыл, сұр, тіпті қара қар жауған жағдайлар белгілі болды (шамасы, атмосфераның күйе және өнеркәсіптік ластануынан).

Ол да біз сияқты қартайып барады

Бірақ жұлдыздар, инелер, бағаналар түріндегі жаңа бос қарға оралайық ... Көптеген қар түйіршіктері құм түйірлері сияқты емес: тірі тіршілік иелері сияқты, олар бірге болғаннан кейін, олар бірден белсенді түрде әрекеттесе бастайды: булану, олардың өткір бұрыштары тегістеледі. Артық бу қатты (немесе сұйық) күйге айналады. Қар түйіршіктерінің ортасында мұз жиналады. Кішкентай кристалдар жоғалады, үлкендері үлкейіп, бірегейлігін жоғалтады. Мұз көпірлері пайда болады. Қарлы «үйде» ауа азайып барады, қар нығыздалады, қатаяды, сығымдалған мұз түйіршіктерінен тығыздалған, содан кейін нығыздалған және ең соңында фирн - тығыз ірі түйіршікті қарға айналады.
Бұл процестер кез келген «ұзақ» қар жамылғысында байқалады. Олар еріген кезде тездетіліп, жел әсер етеді. Ал егер қар түйіршіктері дәндер түрінде түсіп, қалың қарды құраса, онда оның «қартаюы» тездейді ...
«Қар айналады, қар жауады - қар! Қар! Қар! .. «Аязды күндегі жаңа қар әрқашан аяқ астындағы көңілді қытырлақпен бірге жүреді. Бұл кристалдардың сынған дыбысынан басқа ештеңе емес. Біз бір сынған қар ұшқынының дыбысын қабылдай алмаймыз, бірақ сансыз ұсақталған кристалдар өте айқын сықырлайды.
Бұл нәзік аспан сұлулығын қолғаппен ұстауға тырысыңыз және оны дұрыстап көріңіз. Мұның сиқыр, нағыз ғажайып екенін өзіңіз көресіз! Және оның кереметіне таң қалдырыңыз!

Цифрлар мен фактілер:

Жер шары халқының жартысынан астамы ешқашан нағыз қарды көрмеген.
1 м3 қарда 350 миллион қар түйіршіктері бар, ал бүкіл жер бетінде - 10-нан 24 градусқа дейін. Қар ұшқынының салмағы небәрі 1 мг шамасында, сирек 2-3 мг. Дегенмен, миллиардтаған дерлік салмағы жоқ қар түйіршіктері біріктірілгенде, тіпті Жердің айналу жылдамдығына әсер етуі мүмкін. Айтпақшы, қыстың соңына қарай планетадағы қар жамылғысының массасы 13 500 миллиард тоннаға жетеді.
Неміс метеорологтары Германияға жыл сайын бірнеше септилиондар (24 нөлдік сан) қар түйіршіктері түсетінін есептей алды, олардың арасында тіпті екі бірдейсі де жоқ.
Қар түйіршіктерінің көпшілігінің диаметрі шамамен 5 мм. Дегенмен ерекше жағдайлар бар. 1944 жылы 30 сәуірде Мәскеуде таңғажайып қар жауды - түйеқұс қауырсындарына ұқсайтын пальма көлеміндегі снежинкалар. Ресми түрде тіркелген «рекордшының» шеңбері 12 см болатын.
Ақ қарға ... ауа береді екен (95 пайыз). Бос және үлпілдек қар ауа көпіршіктерімен қаныққан, олардың қабырғаларынан жарық шағылысады. Ауаның болуы қар мен қардың өте төмен тығыздығына және олардың баяу түсу жылдамдығына (0,9 км/сағ) ықпал етеді.
Жапон ғалымы Н.Укичиро қарды «құпия иероглифтермен жазылған аспаннан келген хат» деп атаған. Ол бірінші болып қар бүршіктерінің классификациясын жасады. Хоккайдо аралындағы әлемдегі жалғыз қар бүршіктері мұражайы оның есімімен аталады.

Бірегей және қайталанбайтын қар бүршіктері ғалымдарды әр уақытта қызықтырды, ал олардың кейбіреулері бүкіл өмірін мұз кристалдарын зерттеуге арнады.

Қардың құрылымы туралы алғаш ойлаған ғалымдардың бірі неміс математигі және астрономы болды Йоханнес Кеплер(1571-1630). 1611 жылы ол «Жаңа жылдық сыйлық немесе алтыбұрышты снежинкалар туралы» атты шағын трактатын шығарды, оны қар түйіршіктеріне арналған алғашқы ғылыми жұмыс деп атауға болады.

Қар жауа бастағанда, алғашқы қар түйіршіктері алтыбұрышты жұлдызға ұқсайтындықтан, оның қандай да бір себебі болуы керек. Өйткені бұл апат болса, неге бесбұрышты немесе жетібұрышты қар ұшқындары болмайды, алтыбұрышты қар ұшқындары неге үнемі құлап тұрады, тек соқтығысудан пішінін жоғалтпаса, көптікте бір-біріне жабыспай, сирек және бөлек түседі?

- Иоганнес Кеплер, Жаңа жылдық сыйлық немесе алтыбұрышты қар бүршіктері туралы, 1611 (аударған Ю.А. Данилов)

Рене Декарт(1596-1650) француз философы және математигі алғаш рет қар ұшқындарының пішінін егжей-тегжейлі сипаттады. Бір қызығы, мұз кристалдарының өте сирек кездесетін түрлері де, мысалы, тәжі бар бағандар Декарт жазбаларында айтылған.

Олар қалың қағаздың қалыңдығындай тегіс, өте тегіс және мөлдір кішкентай мұз тақталары болды ... алтыбұрыштарға тамаша бүктелген, олардың қабырғалары өте түзу және бұрыштары соншалықты тең болды ... бұл мүмкін емес. адамға осындай нәрсені жасау үшін.

- Рене Декарт, 1635 ж

Микроскоптың өнертабысы ағылшын физигіге мүмкіндік берді Роберт Гук(1635-1703) 1665 жылы «Микрограф» деп аталатын еңбегін жариялау, онда ғалым жаңа құралмен зерттей алатын барлық нәрселерді сипаттады. Басылымға қар кристалдарының күрделілігі мен күрделілігін алғаш рет көрсеткен снежинкалардың көптеген суреттері енгізілген.

Роберт Гуктың «Микрографиядан» суреті

Дәйексөз

Снежинкаларды микроскоппен зерттей келе, мен ... үлкейту неғұрлым күшті болса, соғұрлым олар асимметриялық болып көрінетінін байқадым. Бірақ бұл асимметрияны құлдырау кезіндегі балқу немесе зақымданумен байланыстыруға болады, бірақ Табиғаттағы ақауға емес.

- Роберт Гук, микрограф, 1665 ж

Алғашқы атақты снежинка фотографтарының бірі болды Андрей Андреевич Сигсон(1840-1907), Рыбинскіден келген орыс фотографы. Ол барлығы 200-ге жуық мұз кристалдарының әртүрлі формаларын суретке түсіре алды. Ол үшін фотограф арнайы технологияны қолданды: жібек жіптердің торында қар түйіршіктері ұсталды, содан кейін микроскоппен 15-24 есе үлкейтілді. Фотоға түсіру кезінде нәзік кристалдардың еріп кетпеуі үшін Сигсон қолдарын суытып, арнайы түтік арқылы тыныс алды.

Сигсонның қар бүршіктері

Снежинкаларды суретке түсірудің американдық пионері болды Уилсон Бентли(1865-1931). Ол өмір бойы қар ұшқындарының 5000-ға жуық суретін түсірген. Оның 2500-і 1931 жылы «Қар кристалдары» кітабында жарияланған.

Bentley Snowflakes, 1902 ж

Укихиро Накая(1900-1962), жапон физигі – мұз кристалдары туралы білімді жүйелеген тұңғыш ғалым. Накая қар бүршіктерін суретке түсіріп қана қоймай, оларды зертханада өсіруді де үйренді. Ғалымның зерттеулерінің нәтижесі 1954 жылы жарық көрген «Қар кристалдары: табиғи және жасанды» кітабы болды.

Қар кристалдары бізге көктен жіберілген хаттар.

- Укихиро Накая, деректі фильм«Қар кристалдары», 1939 ж

Сонымен, снежинкалар қалай пайда болады?

Қар бүршіктері теріс температурада ең кішкентай шаң бөлшектерінде мұз кристалдары түзілетін бұлттарда пайда болады. Содан кейін бұл кристалдарда жаңа кристалдар өседі және т.б. Су молекуласының құрылымы кристалдың алтыбұрышты пішінін анықтайды, оның сәулелері арасында тек 60 ° және 120 ° бұрыштар болуы мүмкін.

Уақыттың әр сәтінде қар ұшқыны өсетін жағдайлар кем дегенде минималды, бірақ әртүрлі болғандықтан, әрбір кристалдың бірегей пішіні бар. Сонымен қатар, бір қар ұшқынының барлық сәулелері өте ұқсас, өйткені олар өте ұқсас жағдайларда бір уақытта кристалданады.

Қар түйіршіктерінің неше түрі бар?

Кристалдардың бірегейлігіне қарамастан, олар әлі де классификацияға жүгінеді. Дегенмен, Калифорния технологиялық институтының американдық ғалымы Кеннет Либбрехттің пікірінше, бұл оңай жұмыс емес, өйткені бұл белгілі бір дәрежеде әр зерттеушінің талғамына байланысты. Либбрехттің өзі снежинкалардың 35 түрін шығарады; Укихиро Накая – 41 және 1966 жылы метеорологтар Магоно мен Ли ұсынған ең қиын классификация – қар кристалдарының 80 түрлі түрі.

Укихиро Накай бойынша классификация. У. Накая | Қар кристалдары: табиғи және жасанды (Гарвард университетінің баспасы, 1954)

Дегенмен, 1951 жылы Халықаралық ғылыми гидрология қауымдастығының Қар және мұз комиссиясы әзірлеген қарапайым классификация бар - қар кристалдарының тек 7 түрі және мұздатылған жауын-шашынның 3 түрі.

Қардың халықаралық классификациясы бойынша қар түйіршіктерінің кластары. А.К.Дюнин, Қар патшалығында, «Ғылым» баспасы,Новосибирск, 1983 ж

1. Пластиналар

Қар түйіршіктерінің ең қарапайымы – жалпақ алтыбұрышты призмалар.

Қар түйіршіктері бұлттағы өмірін кішкене шаңның айналасында мұз кристалы пайда болған кезде бастайды. Мұз кристалдары алтыбұрышты. Осыған байланысты көптеген қар түйіршіктері алты бұрышты жұлдызға ұқсайды.

Қар ұшқынының дәл қазіргі уақытта қалай өсетіні қар ұшқынының айналасындағы ағымдағы жағдайларға байланысты: ылғалдылық, температура, қысым, қар ұшқынының пішіні. Және бұл параметрлердегі ең аз өзгерістердің өзі снежинкалардың өсу бағытын өзгертуі мүмкін.

Шарттар үнемі өзгеріп отырады. Ал қар ұшқыны кейде ені бойынша өседі, кейін оның сәулелері өседі. Суық және құрғақ ауа-райында қар бүршіктері әдетте ені бойынша емес, биіктігі бойынша өседі және сіз біз үйреніп қалған таралатын жұлдыздарды емес, алтыбұрышты бағандарды аласыз.

Қар түйіршіктерінің өсу бағыттарының өзгеруі әрқашан мұз кристалдарының алтыбұрышты болуына байланысты. Екі кристалды бұрышпен байланыстыру мүмкін емес, олар әрқашан бір-бірімен бет арқылы байланысады. Сондықтан сәулелер әрқашан алты бағытта өседі, ал «бұтақ» сәулені тек 60 немесе 120 градус бұрышта қалдыра алады.

Әрбір снежинка өз өмірін жүргізетіндіктен және олардың барлығы үшін сыртқы жағдайлар кем дегенде минималды, бірақ әртүрлі болғандықтан, барлық снежинкалар әртүрлі. Ешқандай снежинкалар бірдей емес - олардың әрқайсысы ылғалдылық, қысым және температураның әртүрлі комбинациясынан өтеді.