Проект «снежные узоры предсказывают погоду. Снежные узоры саймона бэка Зимние узоры на стеклах

Снежные узоры, которые создает британский художник Simon Beck, попросту нельзя не назвать произведением искусства. Кому-то они напоминают круги, якобы нарисованные инопланетными существами на полях, кто-то величает их большими снежинками, для некоторых эти рисунки на снегу – простые абстракции…

Сам же автор снежных узоров уверяет, что черпает вдохновение у царицы наук – математики. Здесь вам и кривая Коха, и треугольник Серпинского, и множество Мандельброта, и другие не менее красивые и восхитительные работы.

Да уж, снежные узоры на окнах – это забава явно не для Саймона. Ведь ему больше по душе огромные, величественные и запутанные картины, которые могут иметь размеры до 6 футбольных полей. При этом, вполне можно подумать и представить, что художник расхаживает по несколько дней, дабы создать такое, а – нет, на один из образцов он тратит около 10 часов времени в среднем. Трудно поверить? Многим тоже.

Примечательно, что подчас создания снежных узоров Simon Beck не использует никаких специальных инструментов. В его распоряжении находятся лишь , чтобы контролировать время, компас, измерительная лента и пара снегоступов. Тем не менее, это абсолютно не влияет на качество, и не мешает ему опоясывать холмы и замороженные озера, творя умопомрачительные снежные узоры, картинки которых остаются в памяти увидевших их на долгое время.

А началось все с зимы 2004 года. Незадолго до этого у Саймона появились серьезные проблемы с ногами, и врачи порекомендовали ему совершать обязательные ежедневные прогулки. Он последовал их советам, и вскоре обнаружил в себе явную тягу к гулянию по снегу, ведь это позволяло ему превращать обычное хождение в настоящие акты творчества, получая в результате . Сначала под ногами художника появился снежный узор пятиконечной звезды, после он вытоптал большую десяти конечную звезду, а вскоре Саймон Бэк нашел замершее озеро, где смог попробовать свои силы в создании боле крупной картины. И так как снег здесь был довольно высок, он решил использовать в процессе работы снегоступы.

Так, обычные пешие прогулки художника постепенно претворились в процесс создания произведений искусства. Сейчас «коллекция» масштабных и сложных снежных узоров от Simon Beck насчитывает сотни картин. И мы предлагаем полюбоваться ими прямо сейчас!

В завершение, хотелось бы отметить, что на этом снежный мастер не собирается останавливаться. У Саймона Бэка есть великие планы на текущий 2013 год, ведь он, после множества работ во Франции, запланировал оставить свой след и за границей, в частности – вышагать роскошные снежные узоры на землях Норвегии.

Трудно найти человека, который бы хоть раз не любовался в зимнюю пору видом замерзшей влаги на стекле. Удивительный по красоте морозный узор на окне, оказывается, можно создать своими руками. И это не так уж трудно.

Любой желающий может попробовать сделать простую или более затейливую зимнюю композицию даже внутри жилища: на стеклянной межкомнатной двери, створке шкафа или зеркале. И для этого вовсе не нужны мороз и влага.

Есть несколько способов создать у себя в доме. Попробуем разобраться, что для этого нужно и какие навыки потребуются от исполнителя.

Естественный морозный узор на окне

Зимние разводы на стекле - это, по сути, иней, который образуется при определенных условиях на ветках деревьев, проводах и любой другой поверхности. Такое случается, когда происходит понижение температуры ниже нуля градусов. Влага, находящаяся в окружающем воздухе, замерзает, переходит в твердое состояние и в виде ледяных кристаллов оседает на подвернувшиеся поверхности.

То же самое происходит и с окнами. Кажущееся ровным стекло на самом деле имеет незначительные царапинки и трещинки. В них оседают частички пыли. Кристаллики льда, попадающие на эту неоднородную и неодинаковую поверхность, особенно при воздействии порывов ветра, образуют неповторимый морозный узор.

К сожалению, с появлением солнца или тепла эта красота исчезает. Современные пластиковые окна исключают возможность возникновения морозных разводов. Их стеклопакеты надежно изолированы, они мало запотевают изнутри и не допускают промерзания внутреннего пространства.

Но разве можно остановить человека с художественными наклонностями, пожелавшего сотворить морозный узор на своем оконном стекле летом? Конечно же, нет!

Морозный узор: имитация

Если нет двух основных факторов - влаги и стекла, охлажденного до отрицательной температуры, - возникновение естественной изморози на окне невозможно. Узнав причины образования узоров мороза, можно попробовать сотворить их летом.

На помощь приходят химические реакции кристаллизации определенных растворов. Известны способы образования имитации морозных узоров с помощью сульфата магния (другие названия: магнезия, горькая или Можно использовать для этих целей (известен еще как антихлор, гипосульфит, фотографический фиксаж).

Эти химические соединения не являются опасными веществами, их можно приобрести в аптеке или в магазинах химических реагентов, а при соблюдении минимальных требований безопасности использовать для декоративных целей, чтобы имитировать морозный узор.

Еще понадобятся кисти для нанесения рисунка, можно использовать ватные диски, губку или другие подходящие для этого предметы. Для ускорения испарения влаги удобно пользоваться феном.

Химическая изморозь

Чтобы сотворить морозный узор с помощью сульфата магния, нужно 50 мг этого вещества развести в 100 г пива и этим раствором на чисто вымытом и высушенном окне нарисовать кистью разводы. После высыхания (можно процесс ускорить феном) кристаллы магнезии проявятся на поверхности.

Другой вариант рабочего раствора: тот же сульфат магния, но вместо пива используется кипяченая вода и добавляется столовая ложка разведенного желатина. Используется кисть, губка или тряпичный тампон. Раствор наносится хаотичными и беспорядочными движениями на обезжиренное стекло.

Морозные узоры на стекле с помощью тиосульфата натрия образуются после испарения влаги из рабочего раствора, приготовленного из 40 г этого вещества, растворенного в стакане воды. Химический узор в этом случае будет белым, более плотным, непрозрачным, напоминающим снег.

Техника создания рисунка подбирается индивидуально. После нескольких проб можно выработать определенные навыки. Нужно стараться изобразить морозные разводы, «перья», завитки, импровизированные снежинки. Раствор после неудачной попытки можно легко удалить влажной тряпкой и повторить творческий процесс заново.

Столярный клей

Раньше в советские времена морозные узоры на стекле получали при помощи С поверхности нужно было убрать глянец, обработать ее до легкой матовости наждачной бумагой или песком с абразивом. Суть заключается в том, что размоченный в воде и набухший плиточный или гранулированный столярный клей при твердении усыхает, сморщивается и скукоживается непредсказуемым образом.

Если такой состав, разогретый до текучего состояния на водяной бане, нанести слоем до 3 мм на обработанное до матовости стекло, то через сутки он начнет усыхать. Приклеившийся к поверхности состав, скукоживаясь в процессе твердения, будет образовывать сеть неповторяемых узоров. После завершения выкрошенные частички осторожно сметают щеткой.

Стекло для такой изморози следует выбирать не тонкое, иначе его просто согнет и деформирует силой натяжения усыхающего столярного клея. Рабочий состав наносят на ровную горизонтальную поверхность и оставляют так на сутки.

Такой морозный узор остается навсегда. Протирать от пыли и мыть стекла после воздействия столярного клея следует осторожно - острые грани рисунка могут ранить кожу.

Роспись зубной пастой

Не каждый решится на роспись оконных стекол, аргументируя это отсутствием художественных способностей или нежеланием отмывать окна от краски. Но с помощью такого материала можно получить легкосмываемые рисунки. Морозные узоры зубной пастой безопасны, эта технология доступна даже детям.

Стекла после неудачных творческих процессов легко моются и даже лучше блестят после этого. А творческие способности можно ограничить всего лишь простым распылением растворенной зубной пасты из пульверизатора.

Главное - решиться, а поняв простоту затеи, можно попробовать расписать стекла кисточкой (лучше с жесткой щетиной) в стиле морозной изморози. Мазки наносят, начиная с угла и продвигаясь к центру. Для упрощения можно держать под рукой подходящее изображение натурального морозного узора или любую абстрактную картинку.

по шаблону

Для людей, которые не желают рисовать, но хотят украсить свои окна искусственной изморозью, есть простой способ создать своими руками морозные узоры. Трафарет с готовой композицией будет наилучшим решением для тех, кто никогда не брал в руки кисть и краски.

Шаблон с рисунком можно приобрести в магазине или сделать самому. Это не составит труда, если сразу не ставить перед собой цель по имитации реалистичных зимних разводов. Можно скачать из интернета понравившуюся композицию, но лучше ее нарисовать собственноручно, особенно совместно с ребенком.

Можно начать с простого снеговика, несложного изображения елки, разных зверушек, витиеватых звездочек. После перенесения рисунка на плотную бумагу контуры аккуратно вырезаются. Шаблон прикладывают к стеклу или приклеивают скотчем и наносят раствор зубной пасты, разведенной до сметанообразного состояния.

Если в него добавить немного акварельной или гуашевой краски, можно получить больше возможностей для реализации задумок. Для нанесения используют кухонную поролоновую губку или кисть. Использовать как фон в качестве трафарета можно не только лист с вырезом, но и само изображение, нанося красящий состав вокруг него.

С маленьким ребенком, который привык все пробовать на вкус, можно устроить забавное рисование. Морозные узоры можно сделать совсем безопасными, если использовать для их создания сахарную пудру.

Крепиться на стерильное стекло она может на клеящую основу из разведенного водой меда, сахарозы, фруктозы или любого вкусного сиропа. Если малышу очень понравится результат, он может даже съесть самодельные морозные узоры.

Трафарет прикладывают к вымытому стеклу, намазывают съедобный клеящий состав, затем пуховкой или мягкой кистью для пудры наносят размолотый сахарный песок. Это может сделать даже ребенок. Безопасность увлекательного процесса соблюдена, малыши будут в восторге. И могут без опаски попробовать рисунок на вкус после снятия трафарета.

Искусственный снег

Есть еще один простой способ создания изморози на любой поверхности. Морозный узор на окне с использованием трафарета можно быстро и легко нанести с помощью искусственного снега. Баллончик с этим составом лучше выбрать из разряда нетающих хлопьев.

Для лучше подобрать зимнюю композицию, ассоциирующуюся с новогодними праздниками. Подойдут снежинки и всякие сказочные персонажи, действующие зимой.

Стекла вымываются и насухо протираются, чтобы не осталось конденсата или влажных разводов. Перед использованием баллончик со снегом тщательно встряхивают. Стороны шаблона должны плотно прилегать к стеклу, чтобы была возможность получить четкие морозные узоры. Трафарет лучше прикрепить скотчем.

Распыляют состав с расстояния от 15 до 40 см в зависимости от желаемого эффекта плотности изморози. После нанесения снега его излишки удаляют сухой тряпкой, трафарет осторожно снимают.

Снежинки для окон

Морозный узор на стекле - это не обязательно витиеватый неповторимый рисунок. Для многих людей простая снежинка на окне - это символ зимы и новогодних праздников.

Начинать создавать морозные узоры для детей можно с изготовления самодельных бумажных шедевров. Материалом может служить любая бумага, но традиционно для этих целей использовались салфетки. Они уже сложены в четыре слоя. Остается сделать еще один сгиб по диагонали, чтобы это была средняя часть снежинки, взять ножницы и начать творить.

Можно вырезать рисунок по шаблонам или придумать свой узор. Узнать заранее, что получится за снежинка, довольно сложно. Только после удаления лишних деталей и разворачивания бумажного листа можно представить и понять, как получился тот или иной замысловатый узор. Снежинки можно украсить блестками, а можно вырезать их из фольги.

Морозные узоры своими руками может сделать каждый, главное, этого захотеть, выделить и потратить немного времени и сил. Настроение, впечатления и положительные эмоции гарантированы.

Общеобразовательная средняя школа №10 г. Балхаш

Секция: Естественнонаучная (неживая природа)

Тема:

«СНЕЖНЫЕ УЗОРЫ

ПРЕДСКАЗЫВАЮТ ПОГОДУ»

ученица 4 «Б» класса

ОСШ №10 города Балхаш

Руководитель: МацевкаМахфират Насруллаховна - учитель начальных классов

Балхаш, 2014

Введение …………………………………………………………..

Основная часть.

2.1 Теоретическое исследование ………………………………….

2.2 Практическое исследование …………………………………..

III. Заключение …………………………………………………………….

Список использованной литературы ……………………………………..

Глоссарий

Дендриты – древовидные образования.

Трихиты – волокнистые формы.

Введение

Цель исследования:

Выяснить, почему зимой на окнах часто появляются причудливые снежные узоры.

Исследовать, что такое снег.

Расширить знания о воде.

Задачи исследования:

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;

Узнать, что такое снег и как он образуется;

Вода - как капелька, сосулька, облачко, снежинка;

Сделать выводы и обобщить результат наблюдений.

Объект исследования: снежные узоры на стекле

Субъект: снежный узор

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

Методы:

Анализ научной литературы.

Проведение опытов.

Наблюдение.

Основная часть

2. Теоретическое исследование

За ночь похолодало. Настало морозное утро. Проснувшись, я посмотрела в окно: «Светит ли солнышко?». А окно было таким нарядным и блестящим, как новогодняя ёлка. На стекле я увидела 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 моим выбором для исследования.

Почему же в мороз появляются рисунки на оконном стекле? С одной стороны кристаллики имеют свою структуру, которая определяет рисунок. Кроме того, царапины на поверхности стекла, частички пыли, воздушные потоки помогают «Деду Морозу» создавать красивые узоры на окнах.

Снег − это вид атмосферных осадков, выпадающих на земную поверхность, состоящий из мелких кристаллов льда. При низкой температуре вода превращается в лёд. Лёд, как и вода тоже испаряется.

Снег белого цвета, непрозрачный, рыхлый и холодный, в тёплую погоду хорошо лепится, а в тепле быстро тает.

Иней − это пар, который замерз на стекле, железе, ветках деревьев и других предметах. Но иней никогда не образуется на тонких ветвистых предметах, это − изморозь .

Снежинки объединяются в десять классов: это звёздочки, пластинки, столбики, иглы, град и другие. Размеры снежинок могут быть от маленькой точки до 7 миллиметров.

При сдавливании снег издает звук, напоминающий скрип (хруст). Этот звук возникает при ходьбе по снегу, надавливании на свежий снег полозьями саней, лыжами, при лепке снежков, и т. п. Скрип снега слышен при температуре ниже − 2 ° (по другим данным, ниже − 5 °). Выше этой температуры скрип не слышен. Основной причиной хруста снега считается ломание кристалликов.

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».

1. Дендриты. 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. 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 и на окне в школьном кабинете.

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.

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.

Состояния воды:

Капелька:

Водичка, водичка, умой мое личико.

Чтобы щечки краснели,

Чтобы глазки блестели,

Чтоб смеялся роток и кусался зубок.

Сосулька:

Очень плохая привычка у Юльки-

Любит сосать ледяные сосульки.

Глупая Юлька глотает и рада,

Будто бы съела 100 грамм шоколада.

Однажды ангиной она заболела

И больше ни разу сосульки не ела.

Облачко:

Ах, какое облако, облако высокое,

Облако далёкое не достать рукой.

Проплывет и скроется в поле за околицей,

В озере умоется чистою водой.

Снежинка:

С неба падали снежинки на замёрзшие поля:

Ель запутали косынкой, белой шубкой тополя.

И укрыли двор и сад, всякий снегу очень рад.

Опустись снежинка на мою ладошку,

Кружишься давно ты, отдохни немножко.

Ишь какая хитрая, думаешь не знаю?

На ладошке теплой сразу я растаю.

Пожалуй, не встретишь человека, которому не приходилось, любоваться зимой тончайшими ледяными узорами на оконных стеклах. Поэтому я попыталась подражать Морозу, изобразила узоры сама.

Практическое исследование

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?

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.

«Ледяные цветы» Ю. Марцинкявичюса.

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?

Заключение

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.

Список использованной литературы

Д. Тихомиров. «Снежные узоры на окнах».

Интернет –ресурсы

http :// HYPERLINK "http://bibliofond.ru/view.aspx" bibliofond HYPERLINK "http://bibliofond.ru/view.aspx" . HYPERLINK "http://bibliofond.ru/view.aspx" ru HYPERLINK "http://bibliofond.ru/view.aspx" / HYPERLINK "http://bibliofond.ru/view.aspx" view HYPERLINK "http://bibliofond.ru/view.aspx" . HYPERLINK "http://bibliofond.ru/view.aspx" aspx ..

Интернет –ресурсы

http :// HYPERLINK "http://nsportal.ru/shkola/obshchepedagogic" nsportal HYPERLINK "http://nsportal.ru/shkola/obshchepedagogic" . HYPERLINK "http://nsportal.ru/shkola/obshchepedagogic" ru HYPERLINK "http://nsportal.ru/shkola/obshchepedagogic" / HYPERLINK "http://nsportal.ru/shkola/obshchepedagogic" shkola HYPERLINK "http://nsportal.ru/shkola/obshchepedagogic" / HYPERLINK "http://nsportal.ru/shkola/obshchepedagogic" obshchepedagogic ...

Снег — это письмо с небес, написанное тайными иероглифами.
Укичиро Накая

В японских садах можно встретить необычный каменный фонарь, увенчанный широкой крышей с загнутыми вверх краями. Это «Юкими-Торо», фонарь для любования снегом. Праздник «Юкими» призван дарить людям наслаждение красотой повседневной жизни. Мы тоже решили рассмотреть прекрасное в повседневном и подошли к «Юкими-Торо» несколько ближе, чем обычно. На каменной крыше фонаря расположились миллионы крохотных снежинок, каждая из которых неповторима и достойна самого пристального внимания. Поражаясь чрезвычайно сложной форме, идеальной симметрии и бесконечному разнообразию снежинок, люди издревле связывали их очертания с действием сверхъестественных сил или божественным промыслом.

Тайну снежных кристаллов мечтали разгадать многие великие ученые. В далеком 1611 году трактат о шестилучевой симметрии снежинок опубликовал знаменитый немецкий математик и астроном Иоганн Кеплер. Первую систематизированную классификацию геометрических форм снежинок в 1635 году создал не кто иной, как знаменитый математик, физик, физиолог и философ Рене Декарт. Ему удалось невооруженным глазом обнаружить даже такие редкие снежные кристаллы, как столбики с наконечниками и двенадцатилучевые снежинки. Наиболее полное исследование строения снежинок и их разновидностей японский физик-ядерщик Укичиро Накая опубликовал лишь в середине прошлого века. Чтобы разгадать тайны образования снежных кристаллов, были необходимы современные представления о молекулярной структуре льда и сложные исследовательские технологии — к примеру, рентгеновская кристаллография.

Невзирая на достижения современной науки, люди и сейчас продолжают задавать вопросы, которыми интересовались тысячи лет назад: почему снежинки симметричны, почему снег белый, правда ли, что среди всех снежинок на свете не найдется двух одинаковых? На наши вопросы ответил профессор физики Калифорнийского технологического института Кеннет Либбрехт. Значительную часть своей жизни он посвятил исследованию снежных кристаллов, при этом научившись выращивать снежинки в лабораторных условиях и даже управлять их формой. Кроме того, профессор Либбрехт известен как автор самой большой и разнообразной коллекции фотографий снежинок.

Триединство воды

Многие ошибочно полагают, что снежинки — это замерзшие по пути к земле капельки дождя. Разумеется, такое атмосферное явление тоже случается и называется «снег с дождем», но красивых геометрически правильных снежинок в этом коктейле нет. Настоящие снежинки вырастают, когда водяные пары конденсируются на поверхности ледяного кристалла, минуя жидкую фазу. Вода — это единственное вещество, которое в повседневной жизни можно наблюдать в тройной точке фазовой диаграммы: его твердая, газообразная и жидкая стадии могут сосуществовать при температуре приблизительно 0,01 градуса Цельсия. Самый первый кристаллик льда, который служит фундаментом будущей снежинки, может образоваться и из микроскопической капельки жидкой воды, однако все дальнейшее строительство происходит за счет присоединения молекул водяного пара.

Разгадка загадочной симметрии снежинок кроется в кристаллической решетке льда. Лед — это уникальное вещество, способное образовывать более десяти различных кристаллических структур. Кубический лед IX стал центральным элементом романа Курта Воннегута «Колыбель для кошки», где ему приписывалась фантастическая способность заморозить всю воду на Земле лишь одной маленькой гранулой. На самом деле практически весь лед на планете кристаллизуется в гексагональной сингонии — его молекулы образуют правильные призмы с шестиугольным основанием. Именно шестиугольная форма решетки в конечном счете обусловливает шестилучевую симметрию снежинок.

Однако связь между структурой кристаллической решетки и формой снежинки, которая больше молекулы воды в десять миллионов раз, неочевидна: если бы молекулы воды присоединялись к кристаллу в случайном порядке, форма снежинки получилась бы неправильной. Все дело в ориентации молекул в решетке и расположении свободных водородных связей, которое способствует образованию ровных граней. Представьте себе игру в тетрис: установить гладкий кубик на гладкую же поверхность несколько труднее, чем заполнить образовавшуюся в ровной линии брешь. В первом случае приходится выбирать, продумывать стратегию на будущее. А во втором — и так все ясно. Точно так же молекулы водяного пара с большей вероятностью заполняют пустоты, нежели пристают к ровным граням, потому что пустоты содержат больше свободных водородных связей. В результате снежинки принимают форму правильных шестиугольных призм с ровными гранями. Такие призмы падают с неба при сравнительно небольшой влажности воздуха в самых разных температурных условиях.

Рано или поздно на гранях появляются неровности. Каждый бугорок притягивает к себе дополнительные молекулы и начинает расти. Снежинка долго путешествует по воздуху, при этом шансы встретиться с новыми молекулами воды у выступающего бугорка несколько выше, чем у граней. Так на снежинке очень быстро вырастают лучи. Из каждой грани вырастает один толстый луч, так как молекулы не терпят пустоты. Из бугорков, образующихся на этом луче, вырастают ответвления. Во время путешествия крохотной снежинки все ее грани находятся в одинаковых условиях, что служит предпосылкой для роста одинаковых лучей на всех шести гранях.

Звездная семейка

Наблюдать за явлением интересно лишь тогда, когда ощущаешь его многообразие.

Очень трудно классифицировать явление, которое ни имеет повторений в природе. «Все снежинки разные, и их группировка — это во многом вопрос личных предпочтений», — считает Кеннет Либбрехт. Международная классификация твердых осадков выделяет семь основных типов снежинок. Таблица, созданная Укичиро Накая, содержит 41 морфологический тип. Метеорологи Магоно и Ли расширили таблицу Накая до 81 типа. Мы предлагаем вам ознакомиться с несколькими характерными видами снежных кристаллов.

Путь света

От маршрута, по которому снежинка путешествует с неба на землю, прямо зависит ее облик. В районах с разной влажностью, температурой и давлением грани и лучи растут по-разному. Снежинка, которую ветер пронес над широким ареалом, имеет все шансы приобрести самую причудливую форму. Чем дольше снежинка спускается на землю, тем большие размеры она может приобрести. Самая большая снежинка была зафиксирована в 1887 году в американской Монтане. Ее диаметр составил 38 см, а толщина — 20 см. В Москве самые крупные снежинки, размером с ладонь, выпали 30 апреля 1944 года.

В погоне за снегом

Чтобы хорошенько рассмотреть настоящие снежинки, нужно как минимум выйти из дома. А за особенно крупными и красивыми экземплярами придется охотиться по всей стране. Для начала стоит взглянуть на карту осадков и выбрать те места, где часто идет снег. Точно так же за снегом гоняются горнолыжники, но нам с ними не по пути: на обустроенных горных курортах, как правило, сравнительно тепло, от 0 до -5 градусов. В такую погоду снежинки, подлетая к земле, подтаивают, покрываются инеем, форма их сглаживается или вовсе теряется. Для хорошего снега необходим хороший мороз — приблизительно пара десятков градусов ниже нуля. Он позволяет снежинкам расти уверенно, до самой земли сохраняя остроту лучей и граней. Однако и здесь важно знать меру: как правило, весь снег выпадает при тех же -20°C, и при дальнейшем понижении температуры воздух остается сухим, осадки не образуются. Конечно, в приполярных районах, где температура редко поднимается выше -40°C, а воздух очень сухой, все равно идет снег. При этом снежинки представляют собой крохотные шестиугольные призмы с идеально ровными гранями, без малейшего сглаживания углов. Зато в средней полосе России, особенно в Центральной Сибири, иногда выпадают огромные звезды диаметром до 30 см. Вероятность увидеть крупные снежинки существенно возрастает вблизи водоемов: испарения с озер и водохранилищ — это отличный строительный материал. И конечно же, крайне желательно отсутствие сильного ветра, иначе большие снежинки будут сталкиваться друг с другом и ломаться. Поэтому лесной ландшафт предпочтительнее степей и тундр.

Даже Кеннет Либбрехт, путешествуя по всему миру в поисках редких снежных кристаллов, до сих пор не смог найти точный способ предсказать, где и когда снег будет самым лучшим, — в этой формуле слишком много случайных величин, а результат может быть самым неожиданным. К примеру, Укичиро Накая обнаружил и сфотографировал почти все кристаллы, которые легли в основу его классификации, у себя на родине, на острове Хоккайдо в Японии.

Обычно же снежинки бывают маленькими, диаметром в пару миллиметров и массой в пару миллиграммов. Тем не менее к концу зимы масса снежного покрова северного полушария планеты достигает 13 500 млрд тонн. Белоснежное одеяло отражает в космос до 90% солнечного света. А почему, собственно, белоснежное? Почему снег выглядит белым, тогда как снежинки состоят из прозрачного льда? Все объясняется сложной формой снежинок, их большим количеством и способностью льда преломлять и отражать свет. Проходя через многочисленные грани снежинок, лучи света преломляются и отражаются, непредсказуемо меняя направление. Снег освещается солнцем и отчасти лучами разных цветов, отраженными от окружающих объектов. В результате многочисленных преломлений отражения объектов рассеиваются и снег возвращает в основном белый солнечный свет. Точно таким же свойством обладает гора колотого льда или битого стекла. Разумеется, во время многочисленных переотражений снег поглощает часть света, причем свет красного спектра поглощается активнее, чем свет синего спектра. На поверхности голубоватый оттенок снега едва заметен, так как при прямом попадании почти весь свет отражается. Попробуйте проделать в снегу глубокую узкую ямку, на дно которой не проникал бы свет. В глубине ямки вы сможете увидеть свет, прошедший сквозь толщу снега, — и он будет синим.

Снежная мифология

Симметрия и идентичность всех лучей снежинок обусловлены наличием информационного канала между ними.
Неверно. Многим трудно поверить в простое объяснение симметрии снежинок, которое заключается в следующем: во время роста все грани и лучи снежинок находятся в абсолютно одинаковых условиях, поэтому вполне могут вырасти одинаковыми. Стараясь объяснить симметрию, люди вводят в теории поверхностную энергию, квантовые квазичастицы фононы, возбуждения кристаллической решетки и даже сверхъестественные силы. Профессор Кеннет предлагает принять во внимание тот факт, что подавляющее большинство снежинок абсолютно не симметричны, а его коллекция фотографий снежинок правильной формы — результат тщательного отбора. Так что единственные факторы симметрии — это стабильные условия роста и везение.

Снег, сделанный с помощью снежных пушек на горнолыжных курортах, абсолютно идентичен натуральному.
Неверно. Настоящие снежинки образуются, когда водяные пары конденсируются на ледяном кристалле, минуя жидкую фазу. Снежные пушки распыляют жидкую воду в виде мелких капель, которые замерзают на холодном воздухе и падают на землю. У замерзших капель нет ни граней, ни лучей, это просто маленькие бесформенные кусочки льда. Кататься на лыжах по ним не хуже, чем по натуральным снежным кристаллам, разве что хрустят они не так звонко.

Двух одинаковых снежинок не существует в природе.
Верно. Здесь нужно определиться, что считать снежинкой и что понимать под словом «одинаковый». Микроскопические кристаллы льда, состоящие из нескольких молекул воды, могут быть абсолютно идентичными. Хотя и тут следует учесть, что на 5000 молекул воды приходится одна, которая вместо обычного водорода содержит дейтерий. Простые снежинки, например призмы, образующиеся при низкой влажности, могут выглядеть одинаково. Хотя на молекулярном уровне они, конечно, будут отличаться. А вот сложные звездчатые снежинки и правда обладают уникальной, отличимой на глаз геометрической формой. И вариантов таких форм, по мнению физика Джона Нельсона из Университета Рицумеикан в Киото, больше, чем атомов в наблюдаемой Вселенной.

Когда снежинка растает, получившуюся воду можно заморозить, и она примет первоначальную форму снежинки.
Неверно. На дворе XXI век, но эта сказка продолжает передаваться из поколения в поколение. Это невозможно как с точки зрения физики, так и с точки зрения здравого смысла. Да, молекулы воды могут объединяться в кластеры за счет водородных связей, но связи эти в жидкой фазе живут не более пикосекунды (10 -12 с), так что память у воды девичья. Ни о какой долгосрочной памяти воды на макроуровне и речи быть не может. Кроме того, как мы уже выяснили, снежинки образуются не из воды, а из водяного пара.

На советских плакатах можно увидеть снежинки с пятью лучами. Они существуют?
Неверно. Снежинки с пятью лучами художники рисовали не с натуры, а руководствуясь собственным идеологическим рвением и наказом партии.

В некоторых случаях снег может приобретать совершенно неожиданные оттенки. В арктических регионах можно увидеть красный снег: он не тает долгое время, поэтому между его кристаллами живут водоросли. В середине прошлого века в промышленных европейских городах, отапливаемых в основном углем, падал черный снег. Нам о черном снеге рассказывали жители современного Челябинска.

Свежему снегу в морозный день всегда сопутствует веселый хруст под ногами. Это не что иное, как звук ломающихся кристаллов. Никто не способен расслышать, как ломается одна снежинка, но тысячи маленьких кристалликов — солидный оркестр. Чем ниже опускается столбик термометра, тем более твердыми и хрупкими становятся снежинки и тем выше становится тон хруста под ногами. Набравшись опыта, можно использовать это свойство снега, чтобы определять температуру на слух.

Снежный узор

Искусство выращивания ледяных кристаллов доступно не каждому: нужна диффузионная камера, масса измерительной аппаратуры, специальные знания и много терпения. Вырезать снежинки из бумаги намного легче, хотя это искусство таит в себе ничуть не меньше творческих возможностей.

Можно выбрать узоры, предложенные на страницах журнала, или придумать собственные. Самый волнующий момент наступает, когда заготовка с узором раскладывается и превращается в большую кружевную снежинку.

См. также о снежинках:
Фотографии не тают. Как запечатлеть уникальную форму снежинок для истории
Дизайн в холодных тонах. Советы начинающим повелителям стихий («Популярная механика» №1, 2008).

Екатерина Паращинец

В наш век, век "стеклопакетов",маленькие дети, даже в такие морозы, как сейчас, практически не могут увидеть морозные узоры на окне . Поэтому у меня возникла идея - показать им это чудо.

На первом этапе необходимо подготовить окно,выкрасив в голубой цвет лист ватмана.

На втором этапе мы приклеиваем полоски белой бумаги в виде буквы "Т"

На третьем этапе : вырезаем ажурные снежинки

Затем размещаем снежинки по контуру нашего окна и приклеиваем.

Окно со снежным орнаментом на стекле готово.

Внутри окна можно разместить поздравления с Новым годом,пожелания.

Мы поместили в наше окно Деда Мороза и Снегурочку.

Во время выполнения этой работы дети с увлечением наблюдали, с удовольствием помогали наклеивать снежинки .

Константин Бальмонт

Снежинка

Светло-пушистая,

Снежинка белая ,

Какая чистая,

Какая смелая!

Дорогой бурною

Легко проносится,

Не в высь лазурную,

На землю просится.

Публикации по теме:

Зима какая-то не постоянная. То снега навалило-не пройдешь, то он моментально растаял. А детям так хочется поиграть в снежки, полепить снежных.

В рамках встречи Нового 2016 года и Рождества Христова с целью повышения культуры оформления, выявления лучших и оригинальных образцов.

Конспект НОД для детей подготовительной группы «Зимние узоры на окне» Цель активизировать знания детей о холодном тоне (белом). Задачи: Образовательные: познакомить детей с разнообразием зимнего.

Рассматривая детские работы у Елены Тыняной, Татьяны Горячевой и других коллег, очень понравилась арочная форма окна. Вот тогда – то и решила,.

Морозные узоры на окне. На этот раз мы рисовали их с помощью пены для бритья, гуаши или туши, кисточки и линейки. Хорошо встряхивается.

До Нового года осталось совсем немного, но некоторые ещё только начинают строить планы и готовиться. Чтобы новогоднее чудо посетило Ваш.

Снежные постройки на нашем участке были сделаны в стиле Африки, ведь обезьяна обитатель жарких стран. На нашем участке уже были постройки.