Проект «Ледяные цветы»

• 23 мая 2011

Конкурс «Детский исследовательский проект»

Номинация «Окружающий мир»

В новогоднюю ночь произошло чудо! За ночь сильно похолодало. Настало морозное утро. Проснувшись, я посмотрела в окно: «Светит ли солнышко?». А окно было таким нарядным и блестящим, как новогодняя елка. На стекле я у видела удивительный рисунок. Сверкала длинная пушистая еловая ветка, покрытая блестящими снежинками. Я спросила маму: «Как появился на окне снежный узор?» Она ответила, что его нарисовал Дедушка Мороз. А как нарисовал? Чем нарисовал? Дедушка 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.

Гипотеза: предположим, что по форме снежных узоров можно предсказывать погоду.

Как появляются снежные узоры на окнах?

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 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».

Какие бывают морозные узоры?

Оказывается, у снежных узоров есть конкретные названия: дендриты и 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 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. Такие узоры встречаются в моей комнате на окне, на веранде и даже на стеклах папиной машины.

Когда образуются дивные картины из ледяных кристаллов?

Зимой, когда на улице усиливаются морозы, то на оконных стеклах часто образуются снежные узоры. Это Дед Мороз тайно ночью с помощью прозрачного пера разрисовывает нам окна. На самом же деле при резком похолодании температура окон становится ниже температуры воздуха в помещении. На них и оседают теплые пары воды, находящиеся во влажном воздухе в комнате. На стеклах появляется 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 структура, теплопроводность, теплоёмкость, чистота поверхности. В ледяных узорах, можно увидеть большинство форм, которые могут принимать снежные кристаллы.

Народные приметы

Давным-давно по морозным узорам люди определяли погоду:

• если веточки узоров были направлены вниз - погода будет снежной и пасмурной;
• если вверх – ясной и солнечной.

Так же согласно народным приметам, прямые рисунки предвещают ещё большие холода, косые – оттепели, а более замысловатые узоры – к снегопаду.

Мои наблюдения за причудливыми узорами

Мои наблюдения начались в январе 2011 года. В новогоднюю ночь произошло чудо! За ночь сильно похолодало. Настало морозное утро. Проснувшись, я посмотрела в окно. 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 этих замысловатых художеств непревзойденного мастера. Чем дальше вглядываешься 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. Я попыталась подражать Морозу, изобразила узоры сама.

Интересные узоры я наблюдала и на окнах папиной машины. Стекло как бы покрывается шубой из ледяных иголок. Едем, стекла заморожены, папе не нравится, а мне красивейшая картина рисуется на стекле – витиеватые загогулинки как зимние феи, танцующие свой ледяной танец. Я пробую своим теплым дыханием «продышать» в ледяных иголках окошечко для наблюдения, но очень быстро это окошко вновь зарастает льдом. И на нашу веранду Мороз Иванович забрался. Узоры похожи на диковинные цветы с другой планеты.

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. Я провела анкетирование.

Сначала я прочитала стихотворение Ю. Марцинкявичюса «Ледяные цветы».

Не дождавшись тепла,
Среди зимнего дня,
Распустились цветы,
На окне у меня.

Подошел я к цветам,
Стала мокрой щека,
Оттого что окна
Я коснулся слегка.

Подошел я к цветам,
Но не пахли они...
Для чего ж они выросли,
В зимние дни?

Выяснила, о каких цветах идет речь в стихотворении. Затем предложила анкету. В анкетировании приняли участие 22 ученика.

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.

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. Для начала мы с мамой приготовили коллоидный раствор: в четверть стакана холодной воды добавили 5 г сухого желатина и дали ему хорошо набухнуть. Нагрели воду до 50 градусов на водяной бане и проследили, чтобы желатин полностью растворился. (На таком студне можно сохранить ледяные узоры.) Еще теплый раствор вылили на кусок стекла и сразу поставили в морозилку. (Вода будет кристаллизоваться, как на окнах зимой.) Через три дня достали и дали оттаять желатину. На нем остался четкий рисунок ледяных кристаллов.

Анализ наблюдений и выводы

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.

Мои наблюдения подтверждают гипотезу о том, что по форме снежных узоров можно предсказывать погоду.

Приложение: Презентация к работе.

Автор: Колосова Виктория, учащаяся 1 «А» класса МОУ «Седельниковская СОШ №1» села Седельникова Омской области. Руководитель проекта: Коршукова Татьяна Викторовна, учитель 1 квалификационной категории МОУ «Седельниковская СОШ №1» села Седельникова Омской области. Педагогический стаж 24 года.