प्रोजेक्ट कार्य "क्या कोई समान बर्फ के टुकड़े हैं।" बर्फ के टुकड़े एक जैसे क्यों नहीं होते?

"स्नो थ्योरी" के अध्ययन के प्रणेता युवा किसान विल्सन एलिसन बेंटले थे, जिनका उपनाम "स्नोफ्लेक" था। बचपन से ही वह आकाश से गिरने वाले क्रिस्टल के असामान्य आकार से आकर्षित थे। उसके में गृहनगरउत्तरी संयुक्त राज्य अमेरिका में जेरिको में, बर्फबारी एक नियमित घटना थी, और युवा विल्सन बर्फ के टुकड़ों का अध्ययन करने के लिए बाहर बहुत समय बिताते थे।

व्हिसलॉन "स्नोफ्लेक्स" बेंटले

बेंटले ने एक कैमरे को उस माइक्रोस्कोप के अनुरूप बनाया जो उसकी मां ने उसे उसके 15वें जन्मदिन पर दिया था और बर्फ के टुकड़ों को कैद करने की कोशिश की। लेकिन तकनीक को सुधारने में लगभग पांच साल लग गए - केवल 15 जनवरी, 1885 को पहली स्पष्ट छवि प्राप्त हुई।

अपने जीवन के दौरान, विल्सन ने 5,000 अलग-अलग बर्फ के टुकड़ों की तस्वीरें खींचीं। वह प्रकृति की इन लघु कृतियों की सुंदरता की प्रशंसा करना कभी नहीं छोड़ते थे। अपनी उत्कृष्ट कृतियों को प्राप्त करने के लिए, बेंटले ने साथ काम किया शून्य से नीचे तापमान, पाए गए प्रत्येक पूरे बर्फ के टुकड़े को एक काली पृष्ठभूमि पर रखें।

विल्सन के काम की वैज्ञानिकों और कलाकारों दोनों ने बहुत प्रशंसा की है। उन्हें अक्सर वैज्ञानिक सम्मेलनों में बोलने या कला दीर्घाओं में तस्वीरें प्रदर्शित करने के लिए आमंत्रित किया जाता था। दुर्भाग्य से, बेंटले की 65 वर्ष की आयु में निमोनिया से मृत्यु हो गई, बिना यह साबित किए समान बर्फ के टुकड़ेनहीं होता.

"स्नो थ्योरी" बैटन को सौ साल बाद नेशनल सेंटर फॉर एटमॉस्फेरिक रिसर्च की शोधकर्ता नैन्सी नाइट ने उठाया था। 1988 में प्रकाशित एक पेपर में, उन्होंने विपरीत कथन को साबित किया - समान बर्फ के टुकड़े मौजूद हो सकते हैं और होने भी चाहिए!

डॉ. नाइट ने प्रयोगशाला में बर्फ के टुकड़े बनाने की प्रक्रिया को पुन: प्रस्तुत करने का प्रयास किया। ऐसा करने के लिए, उसने कई पानी के क्रिस्टल उगाए, उन्हें सुपरकूलिंग और सुपरसैचुरेशन की समान प्रक्रियाओं के अधीन किया। अपने प्रयोगों के परिणामस्वरूप, वह बर्फ के टुकड़े प्राप्त करने में सफल रही जो एक दूसरे के बिल्कुल समान थे।

आगे के क्षेत्र अवलोकन और प्रयोगात्मक त्रुटियों के प्रसंस्करण ने नैन्सी नाइट को यह दावा करने की अनुमति दी कि समान बर्फ के टुकड़े की घटना संभव है और केवल संभाव्यता के सिद्धांत द्वारा निर्धारित की जाती है। आकाशीय क्रिस्टलों की एक तुलनात्मक सूची संकलित करने के बाद, नाइट ने निष्कर्ष निकाला कि बर्फ के टुकड़ों में अंतर के 100 संकेत होते हैं। तो विकल्पों की कुल संख्या उपस्थिति 100 है! वे। लगभग 10 से 158वीं शक्ति तक।

परिणामी संख्या ब्रह्मांड में परमाणुओं की संख्या से दोगुनी बड़ी है! लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि संयोग पूरी तरह से असंभव हैं, डॉ. नाइट ने अपने काम में निष्कर्ष निकाला है।

और अब - "बर्फ सिद्धांत" पर नया शोध। हाल ही में, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के भौतिकी के प्रोफेसर केनेथ लिबब्रेक्ट ने अपने वैज्ञानिक समूह द्वारा कई वर्षों के शोध के परिणामों की घोषणा की। "यदि आप दो समान बर्फ के टुकड़े देखते हैं, तो वे अभी भी अलग हैं!" - प्रोफेसर कहते हैं।

लिबब्रेक्ट ने साबित किया कि बर्फ के अणुओं की संरचना में, 16 ग्राम/मोल द्रव्यमान वाले लगभग हर पांच सौ ऑक्सीजन परमाणुओं के लिए, 18 ग्राम/मोल द्रव्यमान वाला एक परमाणु होता है। ऐसे परमाणु के साथ एक अणु के बंधन की संरचना ऐसी होती है कि यह क्रिस्टल जाली के भीतर कनेक्शन के लिए असंख्य विकल्पों का सुझाव देती है। दूसरे शब्दों में, यदि दो बर्फ के टुकड़े वास्तव में एक जैसे दिखते हैं, तो उनकी पहचान को अभी भी सूक्ष्म स्तर पर सत्यापित करने की आवश्यकता है।

बर्फ (और, विशेष रूप से, बर्फ के टुकड़े) के गुणों का अध्ययन करना बच्चों का खेल नहीं है। जलवायु परिवर्तन का अध्ययन करते समय बर्फ और बर्फीले बादलों की प्रकृति के बारे में ज्ञान बहुत महत्वपूर्ण है। और बर्फ के कुछ असामान्य और अज्ञात गुणों का व्यावहारिक अनुप्रयोग हो सकता है।

MOBU "रुएम सेकेंडरी स्कूल"

"क्या बर्फ के टुकड़े एक जैसे हो सकते हैं"

(परियोजना)

द्वारा पूर्ण: अलीना पुगाचेवा,

दूसरी कक्षा का छात्र

प्रमुख: ज़खारोवा ए.एम.,

प्राथमिक स्कूल शिक्षक

रुएम गांव, 2013

मुझे बर्फ के टुकड़े गिरते हुए देखना बहुत पसंद है। मैं सोच रहा था, क्या सभी बर्फ के टुकड़े एक जैसे होते हैं? मैंने अपनी कक्षा के बच्चों से यह पूछने का निर्णय लिया कि वे इस बारे में क्या सोचते हैं।

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए मुझे अतिरिक्त वैज्ञानिक साहित्य देखना होगा, खोजना होगा अतिरिक्त सामग्रीइंटरनेट पर।

बहुत से लोग शायद जानते हैं कि प्रकृति में एक जैसे बर्फ के टुकड़ों का जोड़ा मिलना असंभव है, लेकिन वे एक-दूसरे से काफी मिलते-जुलते हो सकते हैं। यह घटना एक सदियों पुराना रहस्य है जिसे कंप्यूटर मॉडलिंग की प्रक्रिया ने हमारे दिनों में प्रकट करने में मदद की है।

पहली बार, जर्मन खगोलशास्त्री और गणितज्ञ जोहान्स केपलर ने अपने एक ग्रंथ में लिखकर समाधान के करीब पहुंचने की कोशिश की कि सभी बर्फ के टुकड़ों में छह चेहरे और समरूपता की एक धुरी होती है। महान वैज्ञानिक ने इस संरचना को कणों की व्यवस्था की प्रकृति से जोड़ा। उनकी धारणाओं ने क्रिस्टलोग्राफी के विज्ञान का आधार बनाया।

एक अन्य दार्शनिक और गणितज्ञ, फ्रांसीसी रेने डेसकार्टेस ने 1635 में बर्फ के टुकड़ों का अध्ययन और वर्णन करना शुरू किया, उन्हें नग्न आंखों से देखा। वैज्ञानिक ने उनकी संरचना को गुलाब, लिली और छह दांतों वाले यांत्रिक गियर के समान बताया। डेसकार्टेस 12 किरणों वाले बर्फ के टुकड़े को देखने और उसका वर्णन करने वाले पहले व्यक्ति भी थे। यह अभी भी माना जाता है कि बारह-नुकीला हिमखंड बहुत दुर्लभ है, यह निश्चित रूप से ज्ञात नहीं है कि इसका निर्माण किन परिस्थितियों में होता है।

1665 में, अंग्रेजी प्रकृतिवादी रॉबर्ट हुक ने माइक्रोस्कोप के तहत बर्फ के टुकड़ों का अध्ययन किया। उन्होंने इसे विज्ञान पर छोड़ दिया बड़ी संख्यारेखाचित्र. और पहली तस्वीरें अमेरिकी किसान व्हील्स बेंटले ने ली थीं। यह आदमी बचपन से ही बर्फ के टुकड़ों की संरचना से आकर्षित था, और जब उसे अवसर मिला, तो उसने खुद को उनकी तस्वीरें खींचने के लिए समर्पित कर दिया। पहली तस्वीरें लेने में उन्हें दो साल लग गए। बेंटले द्वारा डिज़ाइन किया गया कैमरा एक कैमरा और माइक्रोस्कोप का एक मिश्रण है। दिलचस्प बात यह है कि पहले तो इन तस्वीरों को प्रामाणिक नहीं माना गया, लेकिन कुछ साल बाद इन्हें पहचान लिया गया और विभिन्न वैज्ञानिक लेखों के लिए चित्रण के रूप में सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है। 1931 में, बेंटले ने स्नो क्रिस्टल्स पुस्तक प्रकाशित की, जिसमें 2,500 से अधिक तस्वीरें थीं।

लेकिन जापानियों ने इस मुद्दे का अध्ययन सबसे गहनता से किया। होक्काइडो विश्वविद्यालय के प्रोफेसर उकिहिरो नाकाया ने 1932 में कृत्रिम बर्फ के टुकड़े उगाना शुरू किया, जिससे उन्हें बर्फ के क्रिस्टल का पहला वर्गीकरण बनाने की अनुमति मिली। साथ ही आसपास की हवा के तापमान और आर्द्रता पर इन संरचनाओं के आकार और आकार की निर्भरता का निर्धारण करें। उन्होंने 41 व्यक्तिगत प्रकारों वाला एक वर्गीकरण बनाया। होंशू द्वीप के पश्चिम में स्थित कागा शहर में, वैज्ञानिक के नाम पर "बर्फ और बर्फ का संग्रहालय" रखा गया है। वहाँ कृत्रिम बर्फ के टुकड़े बनाने की एक मशीन रखी हुई है। कई वर्षों बाद, 1996 में, मौसम विज्ञानी मैगानो और ज़ियू ली ने 80 प्रकारों का वर्णन किया।

इस प्रकार, इस मुद्दे पर वैज्ञानिक और शैक्षिक साहित्य का अध्ययन करने, इंटरनेट पर खोज करने और गिरते बर्फ के टुकड़े देखने के बाद, मैं इस बिंदु पर आयानिष्कर्ष कि बर्फ के टुकड़े एक जैसे नहीं होते, प्रत्येक बर्फ का टुकड़ा अपने तरीके से सुंदर होता है।

बर्फ के टुकड़े

शीत ऋतु बर्फ से भरी होती है

सुबह से अंधेरा होने तक.

बर्फ के टुकड़े मुड़ते और घूमते हैं

हमारी खिड़की पर.

ऐसा लगता है मानो तारे चमक रहे हों

चारों तरफ अस्त - व्यस्त।

चाँदी वाले दौड़ रहे हैं,

वे घर में देखते हैं.

फिर वे तुम्हें कमरे में आने के लिए कहेंगे,

वे फिर भाग जायेंगे

वे शीशे के पीछे भागते हैं,

वे मुझे बाहर जाने के लिए बुला रहे हैं।

एस.बरूज़दीन

प्रयुक्त स्रोत:

1. क्या बर्फ के टुकड़े वही हैं, या जमे हुए पानी में क्या छिपा है? - एक्सेस मोड:http://shkolazhizni.ru/archive/0/n-33171/
2. बर्फ़ और बर्फ़ के टुकड़ों के बारे में कविताएँ। - एक्सेस मोड:http://www.razumniki.ru/stihi_ro_sneg_i_sneginki.html

आइए देखें कि इसकी व्यवस्था कैसे की जा सकती है।

पानी का एक अणु एक ऑक्सीजन परमाणु और दो हाइड्रोजन परमाणु एक दूसरे से जुड़े होते हैं। जब जमे हुए पानी के अणु एक साथ जुड़ते हैं, तो प्रत्येक अणु को पास में चार अन्य बंधे हुए अणु मिलते हैं: प्रत्येक व्यक्तिगत अणु के ऊपर प्रत्येक चतुष्फलकीय शीर्ष पर एक। इसके कारण पानी के अणु एक जाली के आकार में मुड़ जाते हैं: एक हेक्सागोनल (या हेक्सागोनल) क्रिस्टल जाली। लेकिन बर्फ के बड़े "क्यूब्स", जैसे कि क्वार्ट्ज जमा में पाए जाते हैं, अत्यंत दुर्लभ हैं। जब आप सबसे छोटे पैमाने और विन्यास को देखते हैं, तो आप पाते हैं कि इस जाली के ऊपरी और निचले तल बहुत कसकर पैक और जुड़े हुए हैं: आपके पास दो तरफ "सपाट किनारे" हैं। शेष पक्षों पर अणु अधिक खुले होते हैं, और अतिरिक्त पानी के अणु अधिक बेतरतीब ढंग से उनसे जुड़ते हैं। विशेष रूप से, हेक्सागोनल कोनों में सबसे कमजोर बंधन होते हैं, यही कारण है कि हम क्रिस्टल विकास में छह गुना समरूपता देखते हैं।



और बर्फ के टुकड़े की वृद्धि, बर्फ के क्रिस्टल का एक विशेष विन्यास

नई संरचनाएं फिर समान सममित पैटर्न में बढ़ती हैं, एक निश्चित आकार तक पहुंचने पर हेक्सागोनल विषमताएं बढ़ती हैं। माइक्रोस्कोप के नीचे देखने पर बड़े, जटिल बर्फ के क्रिस्टल में सैकड़ों आसानी से पहचानी जाने वाली विशेषताएं होती हैं। नेशनल सेंटर फॉर एटमॉस्फेरिक रिसर्च के चार्ल्स नाइट के अनुसार, लगभग 10 19 पानी के अणुओं में सैकड़ों विशेषताएं शामिल हैं जो एक विशिष्ट बर्फ के टुकड़े का निर्माण करती हैं। इनमें से प्रत्येक कार्य के लिए लाखों संभावित स्थान हैं जहाँ नई शाखाएँ बन सकती हैं। एक बर्फ़ का टुकड़ा ऐसी कितनी नई विशेषताएँ बना सकता है, बिना अनेकों में से एक बने?

हर साल, दुनिया भर में लगभग 10 15 (क्वाड्रिलियन) घन मीटर बर्फ जमीन पर गिरती है, और प्रत्येक घन मीटर में लगभग कई अरब (10 9) व्यक्तिगत बर्फ के टुकड़े होते हैं। चूँकि पृथ्वी लगभग 4.5 अरब वर्षों से अस्तित्व में है, पूरे इतिहास में ग्रह पर 1034 बर्फ के टुकड़े गिरे हैं। और क्या आप जानते हैं, सांख्यिकीय दृष्टिकोण से, एक बर्फ के टुकड़े में कितनी अलग, अद्वितीय, सममित शाखाओं वाली विशेषताएं हो सकती हैं और पृथ्वी के इतिहास में एक निश्चित बिंदु पर जुड़वां होने की उम्मीद कर सकते हैं? बस पांच. जबकि वास्तविक, बड़े, प्राकृतिक बर्फ के टुकड़े आमतौर पर सैकड़ों की संख्या में होते हैं।



यहां तक ​​कि बर्फ के टुकड़े में एक मिलीमीटर के स्तर पर भी आप ऐसी खामियां देख सकते हैं जिनकी नकल करना मुश्किल है

और केवल सबसे सांसारिक स्तर पर ही आप गलती से दो समान बर्फ के टुकड़े देख सकते हैं। और यदि आप आणविक स्तर तक नीचे जाने के इच्छुक हैं, तो स्थिति बहुत खराब हो जाती है। आमतौर पर, ऑक्सीजन में 8 प्रोटॉन और 8 न्यूट्रॉन होते हैं, जबकि हाइड्रोजन परमाणु में 1 प्रोटॉन और 0 न्यूट्रॉन होते हैं। लेकिन 500 ऑक्सीजन परमाणुओं में से 1 में 10 न्यूट्रॉन होते हैं, 5000 हाइड्रोजन परमाणुओं में से 1 में 1 न्यूट्रॉन होता है, 0 नहीं। भले ही आप सही हेक्सागोनल बर्फ क्रिस्टल बनाते हैं, और ग्रह पृथ्वी के पूरे इतिहास में 10 34 बर्फ क्रिस्टल गिने गए हैं, यह यह एक अद्वितीय संरचना खोजने के लिए कई हजार अणुओं (दृश्य प्रकाश की लंबाई से कम) के आकार तक गिरने के लिए पर्याप्त होगा जिसे ग्रह ने पहले कभी नहीं देखा है।



लेकिन यदि आप परमाणु और आणविक मतभेदों को नजरअंदाज करते हैं और "प्राकृतिक" को त्याग देते हैं, तो आपके पास एक मौका है। कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के स्नोफ्लेक शोधकर्ता केनेथ लिबब्रेक्ट ने स्नोफ्लेक के कृत्रिम "समान जुड़वां" बनाने की एक तकनीक विकसित की है और स्नोमास्टर 9000 नामक एक विशेष माइक्रोस्कोप का उपयोग करके उनकी तस्वीरें खींची हैं।

प्रयोगशाला में उन्हें एक साथ विकसित करके, उन्होंने दिखाया कि दो बर्फ के टुकड़े बनाना संभव है जो अलग-अलग नहीं थे।



कैलटेक प्रयोगशाला में दो लगभग एक जैसे बर्फ के टुकड़े उगाए गए

खैर, लगभग. वे माइक्रोस्कोप के माध्यम से अपनी आंखों से देखने वाले व्यक्ति के लिए अप्रभेद्य होंगे, लेकिन वे वास्तव में समान नहीं होंगे। एक जैसे जुड़वाँ बच्चों की तरह, उनमें भी कई अंतर होंगे: उनके अलग-अलग स्थान होंगे जहाँ अणु जुड़ते हैं, विभिन्न गुणशाखाएँ, और वे जितनी बड़ी होंगी, ये अंतर उतने ही मजबूत होंगे। यही कारण है कि ये बर्फ के टुकड़े बहुत छोटे होते हैं, लेकिन माइक्रोस्कोप शक्तिशाली होता है: जब वे कम जटिल होते हैं तो वे अधिक समान होते हैं।



कैल्टेक की एक प्रयोगशाला में दो लगभग एक जैसे बर्फ के टुकड़े उगाए गए

फिर भी, कई बर्फ़ के टुकड़े एक-दूसरे के समान होते हैं। लेकिन यदि आप संरचनात्मक, आणविक या परमाणु स्तर पर वास्तव में समान बर्फ के टुकड़े की तलाश में हैं, तो प्रकृति आपको वह कभी नहीं देगी। संभावनाओं की यह संख्या न केवल पृथ्वी के इतिहास के लिए, बल्कि ब्रह्मांड के इतिहास के लिए भी महान है। यदि आप जानना चाहते हैं कि ब्रह्मांड के 13.8 अरब वर्ष के इतिहास में आपको दो समान बर्फ के टुकड़े प्राप्त करने के लिए कितने ग्रहों की आवश्यकता है, तो उत्तर 10 1000000000000000000000 के क्रम पर है। यह देखते हुए कि अवलोकन योग्य ब्रह्मांड में केवल 1080 परमाणु हैं, यह बेहद असंभव है। तो हाँ, बर्फ के टुकड़े वास्तव में अद्वितीय हैं। और वह इसे हल्के ढंग से रख रहा है।

विषयसूची।

परिचय।

अध्याय 1।

1.1.बर्फ के टुकड़ों की उत्पत्ति.

1.2.क्या कोई समान बर्फ के टुकड़े हैं?

अध्याय 2. मेरे प्रयोग.

अध्याय 3. बर्फ के टुकड़ों के बारे में रोचक तथ्य।

4. निष्कर्ष.

5. प्रयुक्त स्रोत।

इस अध्ययन का उद्देश्य:

एक अद्भुत प्राकृतिक घटना के रूप में बर्फ के टुकड़ों का अध्ययन करें।

अनुसंधान उद्देश्य :

प्रकृति में बर्फ के टुकड़ों का अवलोकन करना;

बर्फ के टुकड़ों के निर्माण का अध्ययन करना;

बर्फ के टुकड़े के आकार की विविधता की पहचान करना;

प्रयोगात्मक रूप से बर्फ के टुकड़ों के निर्माण का निरीक्षण करें;

बर्फ के टुकड़ों के बारे में विद्यार्थियों के ज्ञान की पहचान करें।

परिकल्पना।

यदि बर्फ के टुकड़े पिघलने पर पानी बनता है, तो बर्फ के टुकड़े पानी से प्रकट होते हैं।

यदि इतने सारे बर्फ के टुकड़े हैं, तो प्रकृति में बड़ी संख्या में एक जैसे बर्फ के टुकड़े अवश्य होंगे।

अध्ययन का विषय.

बर्फ के टुकड़े

बर्फ

विषय की प्रासंगिकता. प्रत्येक छोटा बच्चाबहुत जिज्ञासु और हर कोई इस बात में रुचि रखता है कि क्या, कहां, कैसे...?

तलाश पद्दतियाँ:

1. बर्फ के टुकड़ों के बारे में साहित्य का अध्ययन।

2. बर्फ के टुकड़ों का फोटो खींचना।

3. प्रयोगों का संचालन करना।

4. किये गये कार्य का विश्लेषण।

अध्ययन के समय:जनवरी फ़रवरी2017.

परिचय।

मैं बर्फ के टुकड़े के बारे में एक मार्मिक, कोमल और मनमोहक कविता से शुरुआत करूँगा।

हिमपात का एक खंड।

हल्की फुल्की, सफ़ेद बर्फ़ का टुकड़ा,

कितना पवित्र, कितना साहसी!

तूफानी सड़क आसानी से निकल जाती है,

नीली ऊंचाइयों तक नहीं - यह उतरने के लिए कहता है।

चमकती किरणों में कुशलता से सरकता है

पिघलते हुए कणों के बीच, यह अभी भी सफेद है।

लेकिन अब लंबी सड़क समाप्त होती है,

एक क्रिस्टल तारा पृथ्वी को छूता है।

एक बहादुर शराबी बर्फ का टुकड़ा झूठ बोलता है

कितना शुद्ध, कितना सफ़ेद!

(कॉन्स्टेंटिन बाल्मोंट)

अध्याय 1।

1.1.बर्फ के टुकड़ों की उत्पत्ति.

वहां बर्फ है। बर्फ के टुकड़े उड़ रहे हैं. यहाँ क्या असामान्य है? सर्दी बस आ गई है. और फिर भी, यह प्रकृति का एक और चमत्कार है जो इस अद्भुत दुनिया ने हमें दिया है! अविश्वसनीय सौंदर्य, है ना? यह सचमुच हमारे चारों ओर अद्भुत है। इसलिए, जब बर्फ या बर्फ के टुकड़े उड़ रहे होते हैं, तो आप और मैं न केवल पृथ्वी पर सर्दी की घटना देख रहे होते हैं, बल्कि अध्ययन के योग्य प्रकृति का एक वास्तविक चमत्कार भी देख रहे होते हैं।

स्नोफ्लेक एक जटिल सममित संरचना है जिसमें बर्फ के क्रिस्टल होते हैं। बर्फ तब बनती है जब बादलों में पानी की सूक्ष्म बूंदें धूल के कणों की ओर आकर्षित होती हैं और जम जाती हैं। दिखाई देने वाले बर्फ के क्रिस्टल नीचे गिरते हैं और उन पर हवा से नमी के संघनन के परिणामस्वरूप बढ़ते हैं। यह छह-नुकीले क्रिस्टलीय रूपों का निर्माण करता है। और बर्फ के टुकड़े को छह-बिंदु वाले तारे के रूप में जमीन पर भेजा जाता है। लेकिन ये बर्फ के रूप में ज़मीन पर तभी पहुँचते हैं जब तापमान शून्य से नीचे हो। यदि तापमान अधिक है, तो बर्फ के टुकड़े वाष्पित हो जाते हैं और जलवाष्प में बदल जाते हैं, जो फिर से ऊपर उठ जाता है। या फिर ये क्रिस्टल पिघलकर बारिश या अनाज के रूप में जमीन पर गिर जाते हैं। और कभी-कभी ऐसा भी होता है कि छत पर उच्च गगनचुंबी भवन आज बर्फ़ गिर रही है, और बाहर पहले से ही बारिश हो रही है।

बर्फ के टुकड़ों का प्रकार उस बादल में पानी की मात्रा पर निर्भर करता है जहां इसकी उत्पत्ति हुई, हवा का तापमान और समुद्र तल से ऊंचाई। भले ही दो समान बर्फ के टुकड़े "जन्म" हुए हों, उन्हें लगभग 1 किमी की गति से जमीन तक यात्रा करनी होगी। घंटे से वे खुद को अलग-अलग तापमान स्थितियों में पाते हैं और पूरी तरह से अलग पैटर्न के साथ जमीन पर पहुंचते हैं, लेकिन आकार में हमेशा षट्कोणीय होते हैं। वैज्ञानिक बर्फ के टुकड़ों के कई मुख्य रूपों की पहचान करने में सक्षम हुए हैं। उन्हें नाम भी दिए गए:

तारा,

थाली,

स्तंभ,

सुई,

फुलाना,

हाथी,

स्टड.

बर्फ के टुकड़ों का आकार मौसम पर निर्भर करता है।

हवा रहित ठंढे दिन में, बर्फ के टुकड़े धीरे-धीरे गिरते हैं। वे सितारों की तरह बड़े, चमकदार हैं। बर्फ के टुकड़े एक-एक करके गिरते हैं, इसलिए उन्हें देखना आसान होता है।

हल्के ठंढ में, बर्फ के टुकड़े बर्फ के गोले - "बर्फ छर्रों" की तरह दिखते हैं। और जब तेज़ हवा"बर्फ की धूल" आ रही है, क्योंकि हवा बर्फ के टुकड़ों की किरणों और किनारों को तोड़ देती है।

जब पाला नहीं पड़ता है, तो बर्फ के टुकड़े जमीन पर गिरकर एक-दूसरे से चिपक जाते हैं और "बर्फ के टुकड़े" बन जाते हैं। वे बड़े हैं और रूई के टुकड़ों जैसे दिखते हैं।”

प्रत्येक बर्फ़ का टुकड़ा अद्वितीय है, ठीक फिंगरप्रिंट या मानव डीएनए की तरह। जैसे बर्फ के टुकड़े एक जैसे नहीं होते, वैसे ही नहीं होते एक जैसी पत्तियाँपेड़ों पर, एक जैसी बारिश की बूंदें, एक जैसे लोग।

लेकिन अगर बर्फ का टुकड़ा क्रिस्टल है, तो यह सफेद क्यों है, इसे पारदर्शी होना चाहिए? यह इसमें मौजूद हवा (95%) के कारण है! प्रकाश क्रिस्टलों के बीच की सतहों और हवा में परावर्तित और बिखरा हुआ होता है। हवा के कारण बर्फ के टुकड़े बहुत हल्के होते हैं। बहुत भारी बर्फ़ के बहाव के दौरान भी, लोग या जानवर बर्फ़ के नीचे लंबे समय तक सांस ले सकते हैं।

1.2. क्या कोई समान बर्फ के टुकड़े हैं?

क्या दो समान बर्फ के टुकड़े हैं? नहीं! किसान विल्सन बेंटले ने 1885 में अपने काम में यह साबित किया था कि वह माइक्रोस्कोप के तहत बर्फ के टुकड़े की पहली तस्वीर लेने में कामयाब रहे थे। और ऐसा करने में उन्हें 46 साल लग गए!
बचपन से ही उन्होंने आकाश से गिरने वाले क्रिस्टल के आकार का अध्ययन किया, जिसके लिए उन्हें "स्नोफ्लेक" उपनाम मिला। विल्सन ने अपना पूरा जीवन बर्फ के टुकड़ों के अध्ययन के लिए समर्पित कर दिया, कुल मिलाकर उन्होंने 5,000 तस्वीरें लीं, और उनमें से एक में भी दोहराए जाने वाले बर्फ के टुकड़े नहीं दिखे।

बर्फ की संरचना के बारे में सोचने वाले पहले वैज्ञानिकों में से एक जर्मन गणितज्ञ और खगोलशास्त्री जोहान्स केप्लर (1571-1630) थे। 1611 में उन्होंने एक लघु ग्रंथ प्रकाशित किया " नये साल का उपहार, या हेक्सागोनल स्नोफ्लेक्स के बारे में", जिसे पहला कहा जा सकता है वैज्ञानिकों का कामबर्फ के टुकड़ों को समर्पित.

अध्याय 2. अनुसंधान.

मैं हमेशा सोचता था कि यदि बर्फ पिघलने के बाद पानी बनेगा, तो जमने के बाद पानी की बूंदें बर्फ के टुकड़ों में बदल जाएंगी।

प्रयोग 1.

मैंने पानी की बूंदों को जमा दिया, लेकिन बर्फ के टुकड़े नहीं निकले।और उसका अर्थ यह निकलता है , पानी की बूंदों से बर्फ नहीं दिखती। पानी की बूंदें ओले बन सकती हैं, बर्फ की गांठें बन सकती हैं, लेकिन बर्फ के टुकड़े नहीं.

प्रयोग 2.

बर्फ़ में, मैं बाहर गया और अपना दस्ताना बर्फ़ के नीचे रख दिया। बर्फ के कई टुकड़े उसके ऊपर गिरे। मैंने उन्हें एक आवर्धक कांच के माध्यम से जांचना शुरू किया।

साथ नेझिंकी को तभी स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है जब वे हथेली पर गिरते हैं। थोड़े से बल के प्रभाव में भी वे टूट जाते हैं, जिसका अर्थ है कि बर्फ के टुकड़े बहुत नाजुक होते हैं।

मैंने प्राथमिक विद्यालय के 40 छात्रों का साक्षात्कार लिया।

साक्षात्कार के परिणामों के आधार पर

40 में से 35 लोग कहते हैं कि बर्फ का टुकड़ा पानी से बना होता है;

40 में से 30 लोगों का दावा है कि बर्फ के टुकड़े एक जैसे हैं;

चूँकि मुझे वास्तव में बर्फ के टुकड़े पसंद हैं, इसलिए मैंने सीखा कि उन्हें कागज से कैसे काटना है, उनमें रंग भरना है और उनका चित्र बनाना है।

पर नया सालमेरे पास एक स्नोफ्लेक पोशाक थी:

और साथ ही, मुझे और मेरे माता-पिता को याद आया कि कैसे मैंने निर्माण किट के हिस्सों से एक घर बनाया था। मैंने छोटे-छोटे हिस्से लिये, लेकिन इमारत बड़ी निकली। प्रकृति भी निर्माण करना जानती है। लेकिन वह घर नहीं, बल्कि एक असामान्य बर्फ निर्माता से बर्फ के टुकड़े बनाती है - बर्फ के छोटे टुकड़ों से!

अध्याय 3. बर्फ के टुकड़ों के बारे में रोचक बातें.

1987 में बर्फबारी के दौरान फोर्ट कॉय (मोंटाना, यूएसए) में 38 सेमी व्यास वाला विश्व रिकॉर्ड बर्फ का टुकड़ा पाया गया था।

दुनिया की आधी से अधिक आबादी ने तस्वीरों को छोड़कर कभी बर्फ नहीं देखी है।

सुदूर उत्तर में, बर्फ इतनी कठोर हो सकती है कि जब कोई कुल्हाड़ी उस पर पड़ती है, तो वह ऐसी बजती है मानो लोहे से टकराई हो।

जापान में, वैज्ञानिक बर्फ के टुकड़ों को स्वर्ग से आए पत्र कहते हैं, जो गुप्त चित्रलिपि में लिखे गए हैं।

निष्कर्ष।

विषय पर काम करते हुए, मैंने अपना लक्ष्य हासिल किया और स्नोफ्लेक्स के बारे में बहुत कुछ सीखा। अध्ययन और अनुसंधान की प्रक्रिया में, मैंने अपने द्वारा निर्धारित समस्याओं का समाधान किया। दुर्भाग्य से, मेरी परिकल्पनाओं की पुष्टि नहीं हुई। प्रोजेक्ट पर काम करते समय, मुझे पता चला कि कोई भी दो बर्फ के टुकड़े एक जैसे नहीं होते। मैंने यह भी सीखा कि वे हीरे की धूल से प्रकट होते हैं, उनका हमेशा एक केंद्र होता है, वे सममित और षट्कोणीय होते हैं।

प्रयुक्त स्रोत:

क्या बर्फ के टुकड़े वही हैं, या जमे हुए पानी में क्या छिपा है? - एक्सेस मोड:http://shkolazhizni.ru/archive/0/n-33171/

बर्फ़ और बर्फ़ के टुकड़ों के बारे में कविताएँ। - एक्सेस मोड:http://www.razumniki.ru/stihi_ro_sneg_i_sneginki.html

"स्नो थ्योरी" के अध्ययन के प्रणेता युवा किसान विल्सन एलिसन बेंटले थे, जिनका उपनाम "स्नोफ्लेक" था। बचपन से ही वह आकाश से गिरने वाले क्रिस्टल के असामान्य आकार से आकर्षित थे। उत्तरी संयुक्त राज्य अमेरिका में उनके गृहनगर जेरिको में, बर्फबारी एक नियमित घटना थी, और युवा विल्सन बर्फ के टुकड़ों का अध्ययन करने के लिए बाहर बहुत समय बिताते थे।

व्हिसलॉन "स्नोफ्लेक्स" बेंटले

बेंटले ने एक कैमरे को उस माइक्रोस्कोप के अनुरूप बनाया जो उसकी मां ने उसे उसके 15वें जन्मदिन पर दिया था और बर्फ के टुकड़ों को कैद करने की कोशिश की। लेकिन तकनीक को सुधारने में लगभग पांच साल लग गए - केवल 15 जनवरी, 1885 को पहली स्पष्ट छवि प्राप्त हुई।

अपने जीवन के दौरान, विल्सन ने 5,000 अलग-अलग बर्फ के टुकड़ों की तस्वीरें खींचीं। वह प्रकृति की इन लघु कृतियों की सुंदरता की प्रशंसा करना कभी नहीं छोड़ते थे। अपनी उत्कृष्ट कृतियों को प्राप्त करने के लिए, बेंटले ने उप-शून्य तापमान में काम किया, प्रत्येक पूर्ण बर्फ के टुकड़े को एक काले पृष्ठभूमि पर रखा।

विल्सन के काम की वैज्ञानिकों और कलाकारों दोनों ने बहुत प्रशंसा की है। उन्हें अक्सर वैज्ञानिक सम्मेलनों में बोलने या कला दीर्घाओं में तस्वीरें प्रदर्शित करने के लिए आमंत्रित किया जाता था। दुर्भाग्य से, बेंटले की 65 वर्ष की आयु में निमोनिया से मृत्यु हो गई, इससे यह कभी साबित नहीं हुआ कि कोई भी दो बर्फ के टुकड़े एक जैसे नहीं होते।

"स्नो थ्योरी" बैटन को सौ साल बाद नेशनल सेंटर फॉर एटमॉस्फेरिक रिसर्च की शोधकर्ता नैन्सी नाइट ने उठाया था। 1988 में प्रकाशित एक पेपर में, उन्होंने विपरीत कथन को साबित किया - समान बर्फ के टुकड़े मौजूद हो सकते हैं और होने भी चाहिए!

डॉ. नाइट ने प्रयोगशाला में बर्फ के टुकड़े बनाने की प्रक्रिया को पुन: प्रस्तुत करने का प्रयास किया। ऐसा करने के लिए, उसने कई पानी के क्रिस्टल उगाए, उन्हें सुपरकूलिंग और सुपरसैचुरेशन की समान प्रक्रियाओं के अधीन किया। अपने प्रयोगों के परिणामस्वरूप, वह बर्फ के टुकड़े प्राप्त करने में सफल रही जो एक दूसरे के बिल्कुल समान थे।

आगे के क्षेत्र अवलोकन और प्रयोगात्मक त्रुटियों के प्रसंस्करण ने नैन्सी नाइट को यह दावा करने की अनुमति दी कि समान बर्फ के टुकड़े की घटना संभव है और केवल संभाव्यता के सिद्धांत द्वारा निर्धारित की जाती है। आकाशीय क्रिस्टलों की एक तुलनात्मक सूची संकलित करने के बाद, नाइट ने निष्कर्ष निकाला कि बर्फ के टुकड़ों में अंतर के 100 संकेत होते हैं। इस प्रकार, उपस्थिति विकल्पों की कुल संख्या 100 है! वे। लगभग 10 से 158वीं शक्ति तक।

परिणामी संख्या ब्रह्मांड में परमाणुओं की संख्या से दोगुनी बड़ी है! लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि संयोग पूरी तरह से असंभव हैं, डॉ. नाइट ने अपने काम में निष्कर्ष निकाला है।

और अब - "बर्फ सिद्धांत" पर नया शोध। हाल ही में, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के भौतिकी के प्रोफेसर केनेथ लिबब्रेक्ट ने अपने वैज्ञानिक समूह द्वारा कई वर्षों के शोध के परिणामों की घोषणा की। "यदि आप दो समान बर्फ के टुकड़े देखते हैं, तो वे अभी भी अलग हैं!" - प्रोफेसर कहते हैं।

लिबब्रेक्ट ने साबित किया कि बर्फ के अणुओं की संरचना में, 16 ग्राम/मोल द्रव्यमान वाले लगभग हर पांच सौ ऑक्सीजन परमाणुओं के लिए, 18 ग्राम/मोल द्रव्यमान वाला एक परमाणु होता है। ऐसे परमाणु के साथ एक अणु के बंधन की संरचना ऐसी होती है कि यह क्रिस्टल जाली के भीतर कनेक्शन के लिए असंख्य विकल्पों का सुझाव देती है। दूसरे शब्दों में, यदि दो बर्फ के टुकड़े वास्तव में एक जैसे दिखते हैं, तो उनकी पहचान को अभी भी सूक्ष्म स्तर पर सत्यापित करने की आवश्यकता है।

बर्फ (और, विशेष रूप से, बर्फ के टुकड़े) के गुणों का अध्ययन करना बच्चों का खेल नहीं है। जलवायु परिवर्तन का अध्ययन करते समय बर्फ और बर्फीले बादलों की प्रकृति के बारे में ज्ञान बहुत महत्वपूर्ण है। और बर्फ के कुछ असामान्य और अज्ञात गुणों का व्यावहारिक अनुप्रयोग हो सकता है।