Abstrakt lekce kruhu „Sníh, led a jejich vlastnosti. Proč je sníh bílý, i když je jednotlivá sněhová vločka průhledná? Propouští sníh sluneční světlo?
Otázka, proč je sníh bílý, zná každý člověk od dětství. Ale ne všechny děti a dokonce i dospělí znají správnou odpověď, proč jsou malé sněhové vločky přesně a ne modré nebo zelené. Každý ví, že sníh je zmrzlá voda, nebo spíše led. Ale protože led je průhledný a schopný propouštět světlo skrz sebe, proč jsou závěje, které pokrývají zem, daleko od průhlednosti, ale mají velmi výraznou barvu?
V minulých staletích, kdy neexistovaly tak pokročilé technologie ke studiu všech přírodních procesů, se vědci potýkali s otázkou, proč je sníh bílý. Odpověď však nebyla nalezena. Teprve když se vyjasnil celý proces vytváření sněhu od samého začátku až do konce, objevily se nějaké dohady o „sněhově bílé pokrývce“.
Vše začíná tím, že pod vlivem teplého slunečního záření se voda z řek, jezer a moří mění v páru a stoupá vysoko do atmosférických vrstev, kde převládá permafrost. Pára, která má vlastnosti kapalné vody, díky vysoké teplotě pod nulou začne tuhnout a přemění se v ledové krystaly. Jedná se o sněhové vločky, které jsou připraveny spadnout po čase na zem. Z větší části na místech, kde je teplo, padají ledové kry ve formě mokrých srážek, které se roztály ve vzduchu.
Jak vzniká sníh, je nyní jasné, ale proč, když spadne na zem, najednou zbělá?
Otázka je na místě, protože sněhové vločky skutečně stále ve vzduchu mají stejné vlastnosti prostupu světla skrz sebe jako led. Na jednu věc by se ale nemělo zapomínat: okraje čoček jsou umístěny v chaotických úhlech, což náhodně láme sluneční světlo a ony ho nepohlcují, ale předávají dál. A když se sněhové vločky shromáždí do „sněhově bílé pokrývky“, paprsky slunce, lámající se od jedné sněhové vločky ke druhé, procházejí celým krytem. Mnoho paprsků se odráží v našich očích, a proto často při pohledu na sníh musíte mžourat. Sluneční světlo je příliš jasné na to, aby jej nechráněné oči vnímaly.
Není však zcela správné klást si otázku, proč je sníh bílý, protože ne vždy je „čistý“. Tak ho lidé vidí, jen když na něj dopadají sluneční paprsky. Například při západu slunce může zrůžovět a ve světle žluté lucerny může být stejně jako při zatažené obloze lehce našedlý.
Změny barvy sněhu jsou možné i ve vrstvách vzduchu, kdy sněhové vločky teprve začínají „padat k zemi“. Například různý pyl ze stromů a květin, prach z vyprahlé země stoupá a setkává se se sněhovými zrnky vzdušné proudy. Pokud takový sníh nestihne roztát a zůstane malým krytem, bude jeho barva určitě s různými odstíny. Za těchto podmínek je nevhodné ptát se, proč je sníh bílý.
Sněhové vločky však nejsou jen ledové kry letící náhodně dolů, které se z neznámých důvodů rozhodly zahalit zemi „bílým závojem“.
Hlavní vlastností sněhu je chránit zemi před chladem tím, že ji přikryje silnou přikrývkou. Ano, zdálo by se paradoxní zahřát a udržet úrodu a půdu před mrazem, ale je to tak. Má špatnou tepelnou vodivost, což mu umožňuje zadržovat teplo vycházející ze země a vytvářet „tepelný polštář“. Není divu, že si obyvatelé stavěli iglú extrémní sever. Led, stejně jako sníh, dobře udržuje teplo a vytváří jedinečné příznivé podmínky pro život.
Neztrácejte ze zřetele skutečnost, že velikost sněhových vloček závisí na povětrnostních podmínkách mimo okno. Pokud je dostatečně chladno, pak jsou ledové kry malé, téměř nepostřehnutelné. A pokud svítí slunce a vzduch není tak studený, může velikost sněhové vločky dosáhnout několika centimetrů. V roce 1944 tedy v Moskvě vypadla deseticentimetrová „zrnka ledu“.
Když je Rus požádán, aby si představil zimu, první věc, kterou ve své představě uvidí, je sníh, sněhově bílá pokrývka, která zahalila vše kolem. Jsme tak zvyklí na barvu sněhu, že ani nepřemýšlíme o tom, proč sníh bílá barva.
Proč je sníh bílý
Všechny barvy, které vnímáme, jsou závislé na paprscích slunce. Černé předměty zcela pohlcují sluneční světlo, a proto je vnímáme jako černé. A pokud objekt zcela odráží paprsek slunce, pak se nám barva jeví jako bílá.
Co je to přesně sníh? Toto je zmrzlá voda, šestihranné kusy ledu. Voda a led jsou bezbarvé. Proč je tedy sníh bílý? Led zůstává bezbarvý, protože jím prochází celý sluneční paprsek. A každá sněhová vločka by prošla skrz sebe všechno světlo a také by neměla žádnou barvu. Sněhové vločky ale obvykle padají na sebe v nepravidelném pohybu. A již společně se stávají neprůhlednými, ale bílými.
Abychom pochopili, proč je sníh bílý, proč odráží sluneční paprsky, musíme se podívat na složení sněhu. Sníh se tvoří ze sněhových vloček a sněhové vločky se tvoří z obrovského množství krystalů. Tyto krystaly nejsou hladké, ale s hranami. To je odpověď na naši otázku, proč je sníh bílý. Právě od okrajů se odráží sluneční světlo.
Voda v atmosféře je pára, zamrzá a tvoří se průhledné krystaly. Z pohybu vzduchu se krystaly volně pohybují nahoru a dolů.V tomto chaotickém pohybu jsou krystaly navzájem spojeny. A když se konečně sejde příliš mnoho krystalů, začnou padat k zemi již v podobě nám známých sněhových vloček.
Ukazuje se, že barva sněhu je bílá, protože světlo slunce, které odráží, je také bílé. Představte si, že kdyby se paprsek slunce změnil na zelenou nebo žlutou, pak by barva sněhu byla stejná. Jistě si mnozí všimli, že při východu nebo západu slunce se nám zdá, že paprsky slunce zrůžoví a sníh se nám v tuto chvíli zdá růžový.
Je tam jiná barva sněhu
Kdo může dát kladnou odpověď na tuto absurdní otázku?! Nezavrhujte tento nápad hned. V podstatě se také stalo, že napadl barevný sníh. Například kdysi Charles Darwin popsal jeden takový případ. Stalo se to při jedné z jeho výprav. Při pohledu na kopyta mul viděl C. Darwin, že jsou pokryty červenými skvrnami. Stalo se to, když mezci procházeli padlým sněhem. Ukázalo se, že červený sníh vznikl z přítomnosti červeného pylu ve vzduchu v době, kdy začal padat sníh.
Faktem je, že každá sněhová vločka se skládá z ledových částic, tzn. mnoho ledových krystalů. Každý takový krystal má fazety (jako drahokam). Sluneční světlo se odráží od ploch krystalů a mění sníh na bílou.
Ale ptáte se, jak se tvoří sněhové vločky? Velmi jednoduché. Částice vody, které stoupají ve formě páry, zamrzají v atmosféře a mění se v průhledné a čisté krystaly. Tyto krystaly létají nahoru a dolů a podřizují se pohybu vzduchu. Krystaly, které se náhodně pohybují v atmosféře, na sebe narážejí a tvoří sněhové vločky.
Ostatní také padají do sněhových vloček malé částice vzduch (například prach nebo půda, která se zvedla ze země pomocí větru). Postupně sněhové vločky ztěžknou a pod vlivem gravitace padají k zemi v podobě sněhu. Každá sněhová vločka může obsahovat 2 až 200 krystalů!
Nejzajímavější je ale tvar sněhových krystalů. Nezbytně mají tvar šesticípé hvězdy nebo tvar šestiúhelníku (i když se někdy najdou i krystaly jiných tvarů). Navíc každá ze šesti tváří je úplně stejná jako ostatní, jako dvojčata. A navzdory skutečnosti, že krystaly, které tvoří sněhové vločky, jsou si navzájem tak podobné, v přírodě je téměř nemožné najít dvě stejné sněhové vločky. Každý z nich je jedinečný a jedinečný svým designem a tvarem. Zkuste sami pečlivě zvážit pár sněhových vloček a uvidíte, že je to pravda!
Za prvé. Sněhové vločky jsou z 95 % vzduch. Proto padají velmi pomalu, rychlostí 0,9 km/h.
Druhý. Proč je sníh bílý? Už jen proto, že sníh má ve své struktuře vzduch. V tomto případě se všechny možné paprsky světla jednoduše odrazí od hranice ledových krystalků se vzduchem a rozptýlí se.
Třetí. V historii byly doby, kdy napadl sníh jiné barvy. Například ve Švýcarsku v roce 1969 napadl černý sníh, právě v době Vánoc, a v roce 1955 napadl zelený sníh v Kalifornii.
Čtvrtý. V Antarktidě a vysokých horách je sníh růžový, fialový, červený a žlutohnědý. To usnadňují tvorové, kteří žijí ve sněhu a nazývají se sněžné chlamydomonas.
Jedná se o nejmenší řasu, která akumuluje pigment astaxanthin. Narůžovělý nebo červený sníh - často se vyskytuje v horách na Kavkaze.
Pokud výtah horní vrstva, pak bude sníh dole bílý, obyčejný.
Řasy začnou měnit barvu, nebo spíše kvést, když teplota trochu stoupne. Pokud slunce zahřeje povrch sněhu, řasy, dříve znecitlivěné ve sněhu, ožijí, začnou aktivní život a rychle se hromadí pigmenty. Pokud roztopíte sníh, pak pod mikroskopem uvidíte, jak rychle se ve vodě unášejí červené částice – to je sněžná chlamydomonas.
Pátý. Když sněhová vločka spadne do vody, vydává vysokofrekvenční zvuk, který člověk nezachytí, ale podle vědců jej velmi nesnáší ryby.
Šestý. Sníh za normálních podmínek taje při 0 stupních Celsia. Značné množství sněhu se však může odpařit při teplotách pod nulou, čímž se obejde přeměna na kapalnou fázi. K tomuto procesu dochází, když sluneční paprsky spadnout do sněhu.
Sedmý. Sníh v zimě odráží až 90 % slunečních paprsků od zemského povrchu, směruje je zpět do vesmíru, čímž zabraňuje oteplování Země.
Osmý. Při sněžení v roce 1987 ve Fort Coy (Montana, USA) byla nalezena sněhová vločka - světový rekordman o průměru 38 cm.
Připravila Inna BAKANOVA
Při psaní článku byly použity materiály z knihy
Masaru Emoto "Poselství vody, tajné kódy ledových krystalů".
Tajemství zrození sněhových vloček
Jak se tvoří sněhové vločky? Proč mají sněhové vločky vždy správnou krystalovou strukturu? Na tyto otázky odpoví následující video.
Rád bych upozornil na skutečnost, že sněhové vločky se tvoří ve vysokých vrstvách atmosféry. Tam vysoko nad zemí vládne čistota a harmonie, neovlivňují je negativní lidské myšlenky, takže všechny sněhové vločky jsou krásné a jedinečné.
Přírodní úkazy se těší velkému zájmu dětí. Všechny maminky stojí před jednoduchými otázkami malých kutilů: Proč je sníh bílý a led průhledný? Podle logiky věci je sníh souborem stlačených sněhových vloček skládajících se z vody. Voda je sama o sobě průhledná, což znamená, že sníh by měl být také neviditelný. Všechno ale vypadá jinak. Při vyslovení slova sníh se okamžitě vynoří pojem sněhově bílá. Zvažte z hlediska fyziky, proč je sníh bílý.
Fyzická hádanka
Sněhová vločka se skládá z mikroskopických krystalů vody. Myslíme si jen, že závěj je bílá. Ostatně i duha je vícebarevná a to je jen optický klam. Sníh nám připadá bílý, když na něj svítí slunce. V závislosti na jasu světelné vlny může být barva sněhu:
- modrý;
- Šedá;
- modrý;
- Růžový.
Když je například venku zataženo, sníh se jeví šedý nebo modrý a při západu slunce růžový.
Je pravda, že sníh je bílý právě kvůli vlastnostem vody. transparentní - bílý sníh. Závěj sněhu jsou miliardy sněhových vloček, z nichž každá je krystalická sloučenina vody. Hlavní fyzikální vlastností vody je schopnost absorbovat červené a infračervené spektrální paprsky. Když paprsky procházejí krystaly, světlo ze slunce nepropouští teplé barvy spektra, ale procházejí studené. Proto se barva sněhu změní z modré na šedou.
Pokud nedojde ke ztrátě spektrálních barev, pak se barva sněhu jeví jako bílá.
Ale co led?
Led je také voda, jen v jiném stavu agregace. Pak je průhledný a ne bílý? Led je krystalická sloučenina. Krystal je vždy průhledný a je jedno, zda se jedná o led nebo krystalickou sůl. Ledový blok je také jen druh krystalu velká velikost. Udělejme mikroskopické vyšetření ledu.
Sněhová vločka pod mikroskopem ve světle je průhledná. To je způsobeno čistotou a nepřítomností nečistot a vzduchových bublin. Propustíme-li sluneční paprsky, led, jako sněhová vločka, bude také průhledný.
Ale závěj je spousta krystalických sněhových vloček, které odrážejí sluneční paprsky. Pokud by byl povrch sněhových vloček dokonale plochý, pak by byl sníh průhledný. Ale protože sněhové vločky padají náhodně do závěje, světlo se láme v různých úhlech. Tím získá závěj bílou barvu. Není divu, že se říká, že sníh jako by oslepoval bělostí. Odraz slunečního světla nás nutí mžourat proti jasně bílému sněhu.
Porovnáme-li obrovskou ledovou kry a závěj, pak paprsky procházejí ledem bez překážek a od sněhu se lámou. Pokud rozdrtíte ledový blok, zbělá, protože vodní krystaly nebudou stlačeny do jednoho celku.
Paprsky se budou lámat a odrážet. To vysvětluje fyzikální jev, sníh je bílý a led průhledný. Mimochodem, existují případy srážení barev. Vlivem chemických nečistot získá sníh pro naše oči neznámý odstín.
Přemýšleli jste někdy, proč je sníh bílý? Když totiž sníh roztaje, změní se ve vodu a voda je čistá. Proč je sníh bílý?
Něco málo o barvě
Různé věci mají různé barvy. Viditelné světlo ze Slunce nebo jakéhokoli jiného světelného zdroje se skládá z mnoha vlnových délek. Naše oči vnímají různé vlnové délky jako různé barvy.
Různé předměty mají různé barvy, protože jednotlivé částice (molekuly a atomy), které tvoří předmět, mají různé vibrační frekvence.
Když světlo interaguje s předmětem, vlnové délky, které předmět odráží nebo absorbuje, určují, jakou barvu vnímají naše oči. Když objekt odráží všechny vlnové délky světla ze Slunce, které jsou ve viditelném spektru, objekt se jeví jako bílý.
Když vidíme hasičské auto, je červené, protože barva, na kterou je namalováno, odráží určité vlnové délky v červené oblasti viditelného spektra a zbytek vlnových délek pohlcuje.
Když se podíváme na vodu, je průhledná. To znamená, že jím procházejí vlnové délky světla, místo aby se odrážely zpět do vašich očí.
Pokud se podíváte na samostatnou sněhovou vločku, je také téměř průhledná. Ale když vidíme sníh, tedy velkou koncentraci sněhových vloček, pak se všechno světlo odráží a neprojde jimi. A vidíme sníh v bílém.
Klíčovým faktorem je zde způsob interakce světla s množstvím složitých sněhových vloček a vzduchem, který tvoří sníh. Sněhové vločky mají složitý a rozmanitý tvar. Když světlo dopadne na sněhovou vločku (ledový krystal), narazí na ohyb a dopadne na další ledový krystal, potom na další a tak dále. Proces pokračuje, dokud se světlo neodráží od sněhu, místo aby jím procházelo přímo k zemi.
Pokud je ve sněhu bláto, část vln se pohltí a my toto bláto uvidíme. Pokud je ale sníh čerstvý, tak se většina světelných vln nakonec odrazí a uvidíme sněhově bílý sníh.
Možná jste si všimli, že někdy může mít sníh i namodralý nebo modrý nádech. Sníh je bílý, když je světlo odraženo ledovými krystalky jen málokrát, aniž by proniklo velmi hluboko do sněhu. Pokud se podíváme na malou hromádku sněhu, bude bílá, protože se odráží téměř všechno viditelné světlo.
Jiná situace je u světla, které se neodráží, ale proniká sněhem. Když toto světlo pronikne do sněhu, ledové krystalky rozptýlí velké množství světla. Čím hlouběji světlo proniká, tím dochází k většímu rozptylu.
Světlo vidíme z horních vrstev (cca do 1 cm), zatímco v spodní vrstvy světlo se rozptyluje a absorbuje. U světla, které proniká hlouběji, jsou delší vlnové délky, které existují na červeném konci světelného spektra, absorbovány, přičemž na modré straně spektra zůstávají kratší vlnové délky, které se odrážejí zpět a jsou pro nás viditelné.
Dá se říci, že modré světlo nejsnáze prochází ledem. Zde je důležité pochopit, že spektrální výběr je spojen s absorpcí, a nikoli s odrazem, jak se někdy myslí.
V tomto případě můžeme mluvit o sněhu jako o filtru, který projde nebo neprojde různými barvami. Pokud máme centimetrovou vrstvu sněhu, tak jí projde všechno světlo. Pokud je to metr a více, tak projde (rozptýlí se v něm) pouze modré světlo. Můžete nakreslit analogii s šálkem kávy. Když ho jen nalijeme, je světlý, čím víc, tím tmavší.
