A szél fújt és kavarta a hópelyheket.

A gyerekek mozdulatokat végeznek a szövegnek megfelelően.

Hópelyhek vagyunk, bolyhok, nem idegenkedünk a fonástól. Hópelyhek, balerinák vagyunk, éjjel -nappal táncolunk. Álljunk mindannyian körbe - Kiderül egy hógolyó. Fehérre meszeltük a fákat, Beborítottuk a tetőket bolyhokkal, A földet bársonnyal borítottuk És megmentettük őket a hidegtől.

I. o. - lábak vállszélességben, karok szabadon felemelve, kezek ellazítva. Az ecseteket rázva fordítsa a testet balra, térjen vissza a és. o. Ugyanez - a másik irányba. A gyerekek örvénylenek, simán mozgatják a kezüket.

4. Labirintus "Segíts megtalálni az elveszett hópelyheket" (28. ábra, kb.).

Tekintsük a hópelyheket, amelyek fent, lent vannak a levelekre festve. Keresse ugyanazokat.
Segítsen ugyanazoknak a hópelyheknek megtalálni egymást. Kezdje el a rajzot felülről lefelé.

5. Feladat "Keressen egy pár hópelyhet" (29. ábra, kb.).

A gyerekek 4 különböző hópelyhekből álló kártyát kapnak, és 2 egyforma lapot.

Keresse meg az azonos hópelyheket, és mondja el, hol találhatók.

6. Feladat "Hópehely készítése" (geometriai alakzatokból).
A gyerekek a tanár utasításai szerint végzik a feladatot:

Helyezze a kék kört a flannelegraph közepére; a kör fölé, alá, jobbra, balra tegyen fehér háromszögeket; a háromszögek között - kék téglalapok; pálcikával tegyen egy kört az alakja köré. Kiderült, hogy hópehely.

Készítse el saját hópelyheit, és mondja el, hogy milyen geometriai alakzatokból áll, és hol található részlet.

7. A gyerekek a leckében kivágott hópelyhekkel díszítik a csoportot, miután megbeszélték, hogy hová helyezik őket.

8. Összefoglalás.

11. lecke "A téli erdő lakói" A program tartalma:

1. Fejlessze ki a gyerekek által a térbeli kifejezések aktív használatát (ért, előtt, stb.).

2. Erősítse meg a gyermekek megértését a képek elzáródásáról.

3. Fejlessze a logikus gondolkodást, a memóriát.

Felszerelés: bemutató anyag - mágneses tábla fák rajzaival (nyári és téli változatok), vadállatok színes képei; rajzok "Tangra-m"; kiosztott anyagok - kártyák feladatokkal; vadon élő állatok sablonjai, fák, papírlapok, ceruzák, ollók, papír négyzetek a "Tangram" feladathoz.

Szókincsmunka: vadon élő állatok, farkas, nyúl, róka, medve, jávorszarvas, sündisznó, odú, barlang.

A lecke menete.

A tanár versenyre hívja a gyerekeket.

Figyelem! Figyelem! Kezdődik a verseny! Ki fogja megnevezni a legtöbb erdei csillagot
Ray, a győztes!

A gyerekek állatokat hívnak (farkas, róka, nyúl stb.). Ekkor a tanár a nevezett állatok képeit zöld fákkal ellátott mágneses táblára helyezi. A győztes meghatározva, ő - mint a legjobb szakértő - a következő feladatot kapja. Ha a gyermek nem bírja, mások segítenek neki.

Az állatok közül melyikkel nem találkozunk a téli erdőben? (A medve alszik, a sün alszik, a nyúl
fehéredik. NS.)

A mágneses táblán a zöld fákat téli fákra cserélik, és eltávolítják az extra állatokat.

1. Feladat "Keresd meg, ki rejtőzik a téli erdőben?" (30. ábra, kb.).

Felkérjük a gyerekeket, hogy nézzék meg az illusztrációt, keressék meg és nevezzék meg a rajta ábrázolt állatokat.

Miért csak az állatok egy része látható a képen? Mondja el, hol bujkálnak.
Mi van előttük?

2. Labirintus "Találja meg hol kinek a lábnyomát".

Hó esett az erdőben. A hóban futó állatok sok nyomot hagynak. A kereszt minden nyoma
bujkáltak.

A gyerekek állatokat ábrázoló kártyákat kapnak: róka, mezei nyúl, varjú - és nyomuk. Minden állatból bonyolult vonal halad a nyomába, a vonalak összekeverednek egymással.

3. Testnevelési perc. Egy szabadtéri játék "Nyuszik".
A gyerekek megfelelő mozgásokat végeznek.

A nyulak ugrálnak:

Dap, Dap, Dap ...

Igen, a kis fehér hóhoz

Guggolás - figyelj

Hát nincs farkas.

Lábbal tapostak

A kezüket tapsolták

Jobb, bal hajlott

És visszatért.

Ez az egészség titka!

Üdv minden barátnak!

4. Feladat „Tedd az állati sablonokat úgy, ahogy mondom. Mondd meg, melyik állat és hol van. "

5. A tanár felolvassa a gyerekeknek V. Levanovsky versét:

Mi az a száz méter egy nyúlnak? Mint egy nyíl, ferdén repül! Ezt jelenti a rókaedzővel való edzés.

Miről szól ez a vers? (A róka nyulat akar elkapni.)

A róka mindig nyuszit akar elkapni, de ritkán sikerül neki. Miért gondolod? (A nyúl gyorsan fut.)

Nemcsak tudja, hogyan kell gyorsan futni - tudja, hogyan kell elfedni a pályákat. A nyuszi soha nem fut egyenes úton, fák és bokrok között szalad és ez összezavarja a rókát.

Labirintus "Segíts a nyuszinak, hogy elérje ásat" (31. ábra, kb.).

Meséld el, hogyan járt a nyuszi.

6. "Tangram" feladat.

Vágja a négyzetet a vonalak mentén, a kapott számokból, hajtsa össze a rókagombát a minta szerint "(ábra.
32., kb.).

7. Összefoglalás.

12. lecke "Meselátogatás" "A program tartalma:

1. A gyermekek képességének javítása a mikrotérben.

2. Javítani kell a gyermekek mozgásirányának meghatározását és szóbeli jelzését.

3. Fejlessze a kéz finom motoros készségeit.

Felszerelés: demo anyag - két kártya fantasztikus állatokat ábrázol; kiosztott anyagok - feladatlapok, ceruzák.

Szókincsmunka: mese, varázslat, találmány, fantázia, Baba Yaga, a békahercegnő, Ivan Tsarevich.

A lecke menete.

Az orosz nép sok csodálatos mesét gyűjtött össze malacka bankjában. Melyikek? ("Libahattyúk", "A békahercegnő" stb.) Miért komponálnak az emberek meséket? (A gyerekek válaszai.)

Az emberek meséket írnak, hogy elmeséljék gyermekeiknek, megtanítsák őket látni a jót és a rosszat. Nem hiába büntetik a rosszat a mesékben, de a jó győz. A mese bölcsességre tanít, és arra, hogy a jó cserébe jót szül. Az embernek fizetnie kell hibáiért, tetteiért, vágyaiért, és csak a kedvesség és a szeretet teszi boldogabbá az életet. Egy mesében semmi sem lehetetlen, egyetlen szóval vagy gesztustárgyakkal állatok kelnek életre benne, és csodálatos átalakulások mennek végbe. Ma is történnek csodák, levelet kaptunk Baba Yagától.

A tanár elolvassa a levelet: „Nos, srácok! Jól szórakozik az óvodában? Énekelj, táncolj! Együtt él! De egyedül vagyok az erdőben, ó, milyen unalmas! És úgy döntöttem, hogy trükközök veled, és megbabonáztam az összes feladatot! Dönts - jól sikerült, de ne dönts - mindenkit elvarázsolok! A te Baba Yaga. "

1. Feladat "Nevezd meg az állatokat".

A tanár két kártyát mutat a gyerekeknek, amelyek mindegyike két elvarázsolt vadállatot ábrázol. Mindegyik két részből áll, amelyek nem felelnek meg egymásnak. A gyerekeket meg kell mondani, hogy milyen állatokat ismertek fel a képeken. (Kígyó és szarvas, tehén és oroszlán.)

2. Feladat "Nevezze meg az állatokat, és mondja el, hogy a lap melyik részébe vannak rajzolva."
A gyerekeknek egy képet mutatnak, amelyen az állatok testrészeit rajzolják (sertésből -

fül és malac, kakasból - mancs és farok, nyúlból - fül, macskából - bajusz és fül).

3. Testnevelési perc. Kültéri játék.
A gyerekek Baba Yaga -val játszanak.

Baba Yaga, csontláb, Leesett a tűzhelyről, Eltört a lábam, Kiment a kertbe, Elérte a kaput.

Baba Yaga utoléri a gyerekeket. Akit a seprű (kéz) megérint, megdermed. A játék akkor ér véget, amikor minden gyerek meghalt.

4. "Fejezze be az erdőt" feladat (35. ábra, kb.).

A gyerekek egyedi kártyákat kapnak, kiegészítik a hiányzó adatokat, majd elmondják, hogyan találhatók.

5. Feladat "Csatlakoztassa a pontokat sorrendben" (33. ábra, kb.).

Milyen meséből való ez a tétel? ("Béka hercegnő".)

Milyen irányba repül a nyíl? Rajzoljon felfelé, jobbra, lefelé mutató nyilat, stb.

6. Feladat "Rajzolja le a korona második felét Ivan Tsarevichnek."

A gyermekeknek fél korona képű kártyákat kínálnak. A gyerekek elmagyarázzák, hogyan kell "fogakat" rajzolni a koronára:

Először a ceruzát mozgatjuk felfelé jobbra, majd lefelé jobbra.
Ezután önállóan befejezik a korona második felének festését.

7. Labirintus "Segíts Ivan Tsarevichnek eljutni a mocsárhoz" (34. ábra, kb.).

Minden gyermek elmondja Ivan Tsarevich útját. A pedagógus arra buzdítja a gyerekeket, hogy helyesen válaszoljanak.

8. Összefoglalás.

13. lecke "A Mikulás műhelye" A program tartalma:

1. A gyermekek képességének javítása a mikrotérben (lapon, táblán).

2. Tanulja meg önállóan elrendezni az objektumokat a mikrotér megnevezett irányaiban, szóban jelezze az objektumok helyét.

3. Tanítsa meg a gyerekeket, hogy határozzák meg a tőlük jelentős távolságban lévő tárgyak irányát és helyét.

4. Fejlessze a kéz finom motoros készségeit. Fejlessze a fantáziát, a figyelmet.
Felszerelés: bemutató anyag - karácsonyfa rajza mágneses táblára;

rajz egy karácsonyfa játék minta, rajz "Mikulás ajándékcsomagokkal"; kiosztott anyagok - kártyák feladatokkal; egyszerű ceruzák, színes ceruzák, kés = íjak.

Szókincsmunka:Újév, karácsony, fa, ajándékok, Mikulás, Snow Maiden, csodák, karácsonyi díszek, füzérek.

A lecke menete.

A tanár felolvassa a gyerekeknek Y. Kapotov versét:

Karácsonyfánkon vicces játékok találhatók: Vicces sündisznók és vicces békák, Vicces medvék, vicces szarvasok, Vicces rozmárok és vicces fókák! Maszkban is kicsit viccesek vagyunk. A Mikulásnak szüksége van ránk viccesen, Hogy örömteli legyen, hogy hallani lehessen a nevetést, Végül is az ünnep ma mindenki számára vidám.

Milyen ünnep lesz hamarosan? (Újév.) Mindannyian készülünk az ünnepre, varrunk újévet
jelmezeket, ajándékokat készít a barátoknak és a családnak, díszíti a karácsonyfákat és az otthonainkat. Felkészülés
ünnep és a Mikulás. Ma elmegyünk a műhelybe a Mikuláshoz, és szintén
segítünk neki.

1. Feladat.

Mi a fa díszítése? Hol vannak a kúpok, zászlók, golyók a fán? Rajzolja le a füzéreket, díszítse a fa tetejét.

Rajzoljon ajándékot a fa alá, amelyet új évre szeretne kapni (36. ábra, kiigazítás).

2. A "Készíts játékokat" feladat (37. ábra, kb.).

A gyerekeknek egy geometriai alakzatok díszével díszített labda mintáját mutatják (háromszögek, körök stb. Váltakoznak). Kiosztják a labdával és zászlóval ellátott kártyákat.

Hozza létre saját díszét egy geometriai alakzatú golyón.

Rajzoljon egy hópelyhet a zászlóra.

Színezni és vágni.

3. Testnevelési perc. A "Karácsonyfa született az erdőben" zenére a gyerekek kerek táncot vezetnek, ábrázolják a dal hőseit.

4. Feladat "Akassza a játékot a fára, ahol mondom."

A gyermeket felkérik, hogy "akassza fel" a játékokat egy mágneses táblán elhelyezett karácsonyfára, a többi gyermek szóbeli utasítása szerint. A feladatot minden gyermek elvégzi.

5. Feladat.

A gyerekek 1 és 10 közötti ponttal ellátott kártyákat kapnak. Ha összekapcsolja a pontokat, csillagot kap.

Csatlakoztassa a pontokat sorrendben. Vágja ki, amit kap.

Keresse meg a kapott elemet a fán. Mondja el, hová akasztotta a csillagot.

6. Feladat "Segíts a Mikulásnak megtalálni a hiányzó játékot."

A gyerekek a Mikulást ábrázoló rajzot és két táskát mutatnak ajándékokkal. Az egyik táskára öt játékot rajzolnak, a másikra négy hasonló játékot rajzolnak ki, egy játék hiányzik. Egy játék (valódi tárgy), hasonló a hiányzóhoz, egy csoportban található, jelentős távolságra a gyerekektől (3-4 méter).

Milyen játék hiányzik? Keresse meg ezt a játékot a csoportban, és mondja el, hol van
található.

7. Feladat "Csodálatos táska".

A Mikulás megköszönte a gyerekek munkáját, és ajándékcsomagot küldött.

Gondolod - az ajándékod (ajándékok - lufik, ceruza, cukorka stb.).

8. Összefoglalás.

14. lecke - "Téli szórakozás" A program tartalma:

1. A gyermekek mikrotérben való navigálási képességének javítása (táblán, lapon).

2. Tanulja meg leírni egy objektum helyét térbeli kifejezések segítségével

(közel, közel, stb.).

3. Tanulja meg a legegyszerűbb térbeli kapcsolatok modellezését chipek segítségével.

4. Javítani kell a gyermekek azon képességét, hogy egy adott irányba mozogjanak, fenntartani és megváltoztatni a mozgás irányát.

5. Fejlessze a figyelmet, a szemet.

Felszerelés: bemutató anyag - telek "Téli mulatság", az erdő térképe; kiosztott anyagok - kártyák feladatokkal; útvonalak, ceruzák, papírlapok, forgácsok.

Szókincsmunka: szórakozás, téli sportok, jégkorong, korcsolyázás, síelés, szánkózás, alpesi síelés, hógolyók.

Agyvérzés osztályok.

A tanár meghívja a gyerekeket, hogy hallgassák meg a "Ha nem volt tél" című dal felvételét (el. Yu. Entin, zene. E. Krylatov).

Ha nem lenne tél a városokban és falvakban, soha nem tudtuk volna ezeket a boldog napokat ...

Milyen szórakoztató napokról beszél ez a dal? (A téli napokról, amikor játszhat
az utcán.) Mit játszanak a gyerekek télen sétán? (Korcsolyázás, síelés, szánkózás,
hógolyókat játszani, stb.)

1. Feladat.

A táblán egy "Téli mulatság" cselekménykép látható.

A gyerekeket arra kérik, mondják el, mit csinálnak a kép közepén lévő gyerekek (a kép közepén korcsolyapálya van, a gyerekek jégkorongoznak), majd azokról a srácokról, akik a jobb felső sarokban láthatók (a srácok hógolyókat játszani) - így írják le a teljes képet.

2. Feladat "Mondja el, mi van festve az előtérben, a háttérben és a kép közepén
"Téli szórakozás".

A kép hagyományosan az előtérre, a középső részre és a háttérre oszlik. A tanár megbeszéli a gyerekekkel, hogy mi található a kép egyes részein. Például: az előtérben

szánkós gyerekeket húznak, lecsúsznak a hegyről, a kép közepén korcsolyapálya található, a korcsolyapályán srácok jégkorongoznak stb.

3. Feladat.

Fektesse le a kép modelljét chipek segítségével: helyezze a chipeket a flanelgráfra úgy,
hogyan helyezkednek el rajta a gyerekek.

4. Testnevelési perc. Egy szabadtéri játék "Hógolyók".

A gyerekek egy papírlapot labdává törnek - "hógolyókat" kapnak. A „hógolyónak” meg kell találnia a „Darts” játék vagy más célpontját.

5. Feladat "Írja le az utat!"

A tanár felkéri a gyerekeket, hogy képzeljék el, hogy síelni mennek az erdőbe. És hogy el ne tévedjenek, bevezeti őket az erdő térképére (38. ábra, kb.), És mindegyiknek megadja a saját útvonal diagramját (39. ábra, kb.). A gyermekeket felkérjük, hogy rajzoljanak utat a bázishoz az útvonaluknak megfelelően.

Ezután a tanár felkéri a gyerekeket, hogy felváltva sétáljanak azonos irányokban a csoporttérben, miközben a beszédben jelzik a mozgás irányát.

6. Feladat "Keressen egy pár kesztyűt" (40. ábra, kb.).

Kotofey a macska szeret hógolyóval játszani, sétálni megy, de nem találja
egy pár a kesztyűjéhez. Segíts Kotofey -nak megtalálni két egyforma kesztyűt. Mondd, hol
helyezkednek el.

7. Labirintus „Vedd fel műkorcsolyázó partnereidet” (41. ábra, kb.).

Ezután a gyerekeket felkérik, hogy párokban egyesüljenek, és reprodukálják egy korcsolyázó pár pózát.

8. A tanár találós kérdéseket tesz fel a gyerekeknek, és beszél arról, hogy milyen téli szórakozás a gyerekeknek
leginkább.

Rohanok, mint a golyó, előre vagyok, Csak a jég ropog, Igen, villognak a fények! Ki visz engem? (Korcsolya.)

Vettem két tölgyfa rudat, Két vasfutót, megtöltöttem a rudakat. Adj neki havat! Kész ... (szánkó.)

9. Összefoglalás.

15. lecke. "Elektromos készülékek" (háztartási készülékek) Szoftver tartalma:

1. Fejlessze a gyermekek térbeli fantáziáját: tanítsa meg őket, hogy mentálisan képzeljék el magukat

azon a helyen, amelyet ez vagy az az objektum foglal el a térben.

2. Megerősíteni a gyermekek képességét a mikrotérben való navigálásra (lapon, flanelgráfon).

3. Vonat vizuális funkciók - diszkrimináció, lokalizáció és követés. Egyszer-

a logikus gondolkodás, a memória fejlesztése.

Felszerelés: bemutató anyagok - elektromos készülékeket és háztartási cikkeket ábrázoló kártyák; kártyák a konyha, fürdőszoba, előszoba, óvoda, hálószoba képével; kiosztott anyagok - kártyák feladatokkal, ceruzák, egyedi flannelegrafik.

Szókincsmunka: elektromos áram, elektromos készülékek, háztartási gépek, porszívó, elektromos vízforraló, vasaló, automata mosógép, TV, magnó, számítógép.

A lecke menete.

A tanár felkapcsolja a villanyt, és megkérdezi a gyerekeket, mit csinál.

Ki tudja, miért gyullad fel a fény, mi segít abban, hogy ilyen fényesen égjen? (Elektromos
állapot.) Lehet -e elektromosságot találni a természetben? (Villám.) A villám elektromosság
cue kisülés.

A tanár megkérdezi a gyerekeket, éreztek -e enyhe ropogást, és néha szikrákat is? (Igen, amikor levetkőzik, néha kattannak a dolgok.)

Ez is elektromosság. Néha lehet hallani a szintetikus ruházat recsegését, amikor leveszed. Néha a fésű ragaszkodik a hajhoz - és a haj "feláll". A dolgok, a haj, a testünk felvillanyozódik. Csoportunkban van áram is. Milyen jelek alapján lehet kitalálni az elektromos áram jelenlétét? (Aljzatok, vezetékek, lámpák, magnó, stb.)

Most minden házban van áram. Ez a legelső asszisztensünk. Minden elektromos készülék elektromos árammal működik. Sok évvel ezelőtt az ember nem tudta, hogy villamos energiát lehet használni. Az embernek nehéz volt megbirkóznia a mindennapi problémákkal. Menjünk vissza néhány percre az időben, és nézzük meg, hogyan boldogultak az emberek áram nélkül.

Ugyanezek a hópelyhek fordulnak elő a természetben. Kivételes esetekben. Ezt először az Egyesült Államok Légköri Kutatóközpontjának szakemberei rögzítették 1988 -ban.

Fotó: pixabay.com

Kutató Nancy Knight"Nincs két egyforma?" című művében. bebizonyította, hogy a természetben azonos hópelyhek fordulhatnak elő.

Knight erre a következtetésre jutott, miután kísérletileg ugyanazokat a hópelyheket szerezte meg a laboratóriumban. Elméletét matematikailag bizonyította, a valószínűség elméletén keresztül. Levezette a hópelyhek 100 megkülönböztető jellemzőjét, amelyek alapján megítélhető, hogy a hópelyhek különböző változatai 10–158 fokosak. És bár a kapott szám végtelenül nagy, ez nem zárja ki a hópelyhek egybeesésének lehetőségét, érvel Knight.

Ugyanakkor a nyilatkozat szerint Kenneth Libbrecht, a Kaliforniai Egyetem fizika professzora, a külsőleg azonos hópelyhek eltéréseket mutatnak a belső szerkezetben, nevezetesen a kristályrácsban. Ezért nem mondható el, hogy elvileg teljesen azonos hópelyheket lehet találni alakjukban és atomi szerkezetükben.

Hogyan keletkeznek a hópelyhek, és miért különböznek egymástól?

A hópehelyképződés folyamata magában foglalja a kristályok szublimációját a gázfázisból, megkerülve a folyékony állapotot. Amikor hópehely képződik, a vízmolekulák kaotikusan nőnek a kezdeti kristály kialakulásának pillanatától kezdve. Így a hópehely rendezetlenül nő.

A hópelyhek növekedése olyan külső körülményektől függ, mint a hőmérséklet és a páratartalom. Ettől és más körülményektől függően új molekularétegek kerülnek egymásra, és minden alkalommal egy új hópehely alakot alkotnak.

Minden hópehelynek hat oldala van, mert amikor megfagynak, a vízmolekulák különleges sorrendben sorakoznak, aminek eredményeként hatszögletű geometriai alak alakul ki.

A hópehely növekedése annak a levegő hőmérsékletnek köszönhető, amelyen létrejött. Minél alacsonyabb volt a hőmérséklet, annál kisebb lesz a hópehely mérete.

A hópehely növekedési iránya annak a ténynek köszönhető, hogy a jégkristályok hatszögletűek. Két kristály nem köthető össze szöggel, mindig egy arccal kapcsolódnak egymáshoz. Ezért a sugarak mindig hat irányban nőnek, és az "ág" csak 60 vagy 120 fokos szögben távozhat a sugárból.

Többször megkérdőjelezték azt a kijelentést, amelyet minden iskolás ismer, hogy nincs két egyforma hópehely. De a Kaliforniai Technológiai Intézet egyedülálló kutatása képes volt a végső pontra tenni ezt a valóban újévi kérdést.

Hó képződik, amikor a mikroszkopikus vízcseppek a felhőkben vonzzák a porrészecskéket és megfagynak.

Az egyidejűleg megjelenő, először 0,1 mm átmérőt nem meghaladó jégkristályok leesnek és megnőnek a levegőből páralecsapódás következtében. Ebben az esetben hatágú kristályos formák képződnek.

A vízmolekulák szerkezetének köszönhetően csak 60 ° és 120 ° -os szögek lehetségesek a kristály gerendái között. A víz fő kristálya a síkban szabályos hatszög alakú. Egy ilyen hatszög tetején új kristályok rakódnak le, rájuk újak, és így kapják meg a hópehely csillagok különböző formáit.

A Kaliforniai Egyetem fizika professzora, Kenneth Libbrecht nyilvánosságra hozta kutatócsoportja sokéves kutatásának eredményeit. "Ha két egyforma hópelyhet látsz, akkor is különböznek!" - mondja a professzor.

Libbrecht bebizonyította, hogy a hómolekulák összetételében körülbelül minden ötszáz 16 g / mol tömegű oxigénatomhoz tartozik egy 18 g / mol tömegű atom.

A molekula ilyen atommal való kötéseinek szerkezete olyan, hogy végtelen számú vegyületváltozatot feltételez a kristályrácson belül.

Más szóval - ha két hópehely valóban ugyanúgy néz ki, akkor azonosságukat még mindig ellenőrizni kell mikroszkopikus szinten.

A hó (és különösen a hópelyhek) tulajdonságainak tanulmányozása nem gyerekjáték. A hó és a hófelhők természetére vonatkozó ismeretek nagyon fontosak az éghajlatváltozás tanulmányozása során.

Hallottad már azt a kifejezést, hogy "ez a hópehely különleges", mondják, mert általában sok van belőlük, és mindegyik gyönyörű, egyedi és lenyűgöző, ha alaposan megnézzük. A régi bölcsesség azt mondja, hogy nincs két egyforma hópehely, de ez valóban igaz? Hogyan is mondhat ilyet anélkül, hogy megnézné az összes hulló és hulló hópelyhet? Hirtelen egy hópehely valahol Moszkvában nem különbözik a hópelyhektől valahol az Alpokban.

Ahhoz, hogy ezt a kérdést tudományosan megvizsgálhassuk, tudnunk kell, hogyan születik egy hópehely, és mekkora annak a valószínűsége (vagy valószínűtlensége), hogy két egyforma születik.

Hópehely hagyományos optikai mikroszkóppal

A hópehely lényegében csak vízmolekulák, amelyek bizonyos szilárd konfigurációban kötődnek egymáshoz. E konfigurációk többsége valamiféle hatszögletű szimmetriával rendelkezik; ennek köze van ahhoz, hogy a vízmolekulák saját kötési szögeikkel - amelyeket az oxigénatom, a két hidrogénatom és az elektromágneses erő fizikája határoz meg - tudnak egymáshoz kötődni. A mikroszkóp alatt megtekinthető legegyszerűbb mikroszkopikus hókristály mérete egymilliomod méter (1 mikron), és nagyon egyszerű alakú lehet, például egy hatszögletű kristálylemez. Szélessége körülbelül 10 000 atom, és sok hasonló van.

A Guinness -rekordok könyve szerint Nancy Knight, az Országos Légkörkutató Központ, puszta szerencse folytán két egyforma hópelyhet fedezett fel, miközben a hókristályokat tanulmányozta a Wisconsin -i hóvihar idején, és magával vitt egy mikroszkópot. De amikor a képviselők két hópelyhet azonosnak minősítenek, akkor csak azt sugallhatják, hogy a hópelyhek azonosak a mikroszkóp pontossága szempontjából; Ha a fizika két dolog azonosítását igényli, akkor azoknak azonosnak kell lenniük egy szubatomi részecskével. Ez azt jelenti, hogy:

• ugyanazokra a részecskékre van szüksége,
• azonos konfigurációban,
• ugyanazokkal a kapcsolatokkal
• két teljesen különböző makroszkopikus rendszerben.

Lássuk, hogyan lehet ezt elrendezni.

Egy vízmolekula egy oxigén- és két hidrogénatom, amelyek egymáshoz vannak kötve. Amikor a fagyott vízmolekulák egymáshoz kötődnek, mindegyik molekula négy másik kötött molekula közelébe kerül: egy az egyes molekulák feletti tetraéderes csúcsok mindegyikébe. Ez ahhoz vezet, hogy a vízmolekulákat rács alakúra hajtogatják: hatszögletű (vagy hatszögletű) kristályrácsra. De a nagy "kocka" jég, mint a kvarc lerakódásokban, rendkívül ritka. Ha a legkisebb méretarányokat és konfigurációkat nézi, azt tapasztalja, hogy ennek a rácsnak a felső és az alsó síkja nagyon szorosan össze van kötve és össze van kötve: két oldalán „lapos élek” vannak. A többi oldalon lévő molekulák nyitottabbak, és további vízmolekulák véletlenszerűen kötődnek hozzájuk. Különösen a hexaéderes sarkok rendelkeznek a leggyengébb kötésekkel, ezért hatszoros szimmetriát figyelünk meg a kristálynövekedésben.

és egy hópehely növekedése, egy jégkristály különleges konfigurációja

Az új szerkezetek ekkor azonos szimmetrikus mintázatokban nőnek, és hatszögletű aszimmetriákat növelnek, amikor elérnek egy bizonyos méretet. A nagy, összetett hókristályok több száz, könnyen megkülönböztethető tulajdonságot tartalmaznak mikroszkóp alatt. Charles Knight, az Országos Légköri Kutatóközpont szerint több száz funkció a nagyjából 10 19 vízmolekula között, amelyek egy tipikus hópelyhet alkotnak. Ezen funkciók mindegyikéhez millió lehetséges hely tartozik, ahol új ágak alakulhatnak ki. Hány ilyen új funkciót hozhat létre egy hópehely, anélkül, hogy egy lenne a sok közül?

A világon évente körülbelül 10 15 (négymilliárd) köbméter hó esik a talajra, és minden köbméter több milliárd (10 9) nagyságú hópelyhet tartalmaz. Amióta a Föld körülbelül 4,5 milliárd éve létezik, a történelem során 10 34 hópehely hullott a bolygóra. És tudod, hogy statisztikai szempontból hány különálló, egyedi, szimmetrikus elágazó vonása lehet egy hópehelynek, és kettősre számíthat a Föld történetének egy bizonyos pillanatában? Csak öt. Míg az igazi, nagy, természetes hópelyhek általában több százat tartalmaznak.

Még egy milliméter szintjén is hópelyhekben láthatók a hiányosságok, amelyeket nehéz megismételni.

És csak a leghétköznapibb szinten láthat tévesen két egyforma hópelyhet. És ha készen áll arra, hogy lemenjen a molekuláris szintre, akkor a helyzet sokkal rosszabb lesz. Általában az oxigén 8 protont és 8 neutront tartalmaz, a hidrogénatom 1 protont és 0 neutront tartalmaz. De 500 oxigénatomból 1 -nek 10 neutronja van, 5000 hidrogénatomból 1 -nek 1 neutronja van, nem 0. Még akkor sem, ha tökéletes hatszögletű hókristályokat képez, és a Föld bolygó teljes történetében 10 34 hókristályt számlált meg. elegendő lesz több ezer molekula méretére ereszkedni (kevesebb, mint a látható fény hossza), hogy olyan egyedülálló szerkezetet találjunk, amelyet a bolygó még soha nem látott.

De ha figyelmen kívül hagyja az atomi és molekuláris különbségeket, és elhagyja a "természeteset", akkor van esélye. Kenneth Libbrecht, a Kaliforniai Technológiai Intézet hópehely -kutatója kifejlesztett egy technikát, amellyel mesterséges "egypetéjű ikreket" hozhat létre a hópelyhekből, és lefényképezheti őket a SnowMaster 9000 nevű speciális mikroszkóp segítségével.

A laboratóriumban egymás mellett termesztve megmutatta, hogy lehetséges két, egymástól megkülönböztethetetlen hópehely létrehozása.

Két közel azonos hópehely nőtt a Caltech laborban

Majdnem. Megkülönböztethetetlenek lesznek egy olyan személy számára, aki saját szemével néz mikroszkópon keresztül, de nem lesz azonos az igazsággal. Az egypetéjű ikrekhez hasonlóan sok különbségük lesz: különböző molekulák kötőhelyei, elágazó tulajdonságai lesznek, és minél nagyobbak, annál erősebbek ezek a különbségek. Ez az oka annak, hogy ezek a hópelyhek nagyon kicsik, és a mikroszkóp erőteljes: hasonlóbbak, ha kevésbé összetettek.

Két majdnem azonos hópehely a Caltech laboratóriumában nőtt

Ennek ellenére sok hópehely hasonlít egymásra. De ha valóban azonos hópelyheket keres strukturális, molekuláris vagy atomi szinten, akkor a természet ezt soha nem adja meg. Ez a lehetőségek száma nemcsak a Föld, hanem az Univerzum története szempontjából is nagyszerű. Ha tudni szeretné, hány bolygóra van szüksége ahhoz, hogy két azonos hópelyhet kapjon az Univerzum történetének 13,8 milliárd évében, akkor a válasz körülbelül 10 100000000000000000000000. Tekintettel arra, hogy a megfigyelhető világegyetemben csak 10 80 atom található, ez nagyon valószínűtlen. Szóval igen, a hópelyhek valóban egyediek. És ez finoman szólva is.

A fiatal gazda, Wilson Alison Bentley, becenevén "Hópehely", úttörő szerepet játszott a "hóelmélet" tanulmányozásában. Gyermekkorától kezdve vonzotta az égből hulló kristályok szokatlan alakja. Szülővárosában, Jericho -ban, az Egyesült Államok északi részén, a havazás rendszeres volt, és a fiatal Wilson sok időt töltött kint a hópelyhek tanulmányozásával.

Whislon "Hópelyhek" Bentley

Bentley egy kamerát igazított az anyja 15. születésnapjára adományozott mikroszkóphoz, és megpróbálta megörökíteni a hópelyheket. De majdnem öt évbe telt a technológia fejlesztése - csak 1885. január 15 -én érkezett meg az első tiszta kép.

Wilson élete során 5000 különböző hópelyhet rögzített fényképeken. Nem szűnt meg csodálni a természet ezen miniatűr alkotásainak szépségét. A remekművek megszerzéséhez Bentley nulla fok alatti hőmérsékleten dolgozott, és minden talált hópelyhet fekete háttérre helyezett.

Wilson munkáját tudósok és művészek egyaránt dicsérték. Gyakran meghívták, hogy beszéljen tudományos konferenciákon, vagy kiállításokat készítsen művészeti galériákban. Sajnos Bentley 65 éves korában tüdőgyulladásban halt meg, anélkül, hogy bebizonyította volna, hogy nincsenek azonos hópelyhek.

Száz évvel később Nancy Knight, a Nemzeti Légkörkutató Központ kutatója vette át a "hóelmélet" stafétáját. Egy 1988 -ban megjelent dokumentumban az ellenkezőjét bizonyította - ugyanazok a hópelyhek létezhetnek és kell is!

Dr. Knight laboratóriumi körülmények között megpróbálta megismételni a hópelyhek építésének folyamatát. Ehhez több vízkristályt növesztett, amelyek ugyanazoknak a hipotermiának és túltelítettségnek voltak kitéve. A kísérletek eredményeként sikerült egymáshoz teljesen hasonló hópelyheket szerezni.

A további terepi megfigyelések és a kísérleti hibák feldolgozása lehetővé tette Nancy Knight számára, hogy azt állítsa, hogy az azonos hópelyhek megjelenése lehetséges, és csak a valószínűségi elmélet határozza meg. Miután összeállította az égi kristályok összehasonlító katalógusát, Knight arra a következtetésre jutott, hogy a hópelyhekben 100 jel látható. Tehát a megjelenési lehetőségek száma összesen 100! azok. csaknem 10 -től a 158. hatalomig.

A kapott szám kétszer annyi, mint az univerzumban lévő atomok száma! De ez nem jelenti azt, hogy a véletlenek teljesen lehetetlenek - fejezi be Dr. Knight munkájában.

És most - új kutatások a "hó elméletéről". A közelmúltban a Kaliforniai Egyetem fizika professzora, Kenneth Libbrecht publikálta tudományos csoportja sokéves kutatásának eredményeit. "Ha két egyforma hópelyhet látsz, akkor is különböznek!" - mondja a professzor.

Libbrecht bebizonyította, hogy a hómolekulák összetételében körülbelül minden ötszáz 16 g / mol tömegű oxigénatomhoz tartozik egy 18 g / mol tömegű atom. A molekula ilyen atommal való kötéseinek szerkezete olyan, hogy végtelen számú vegyületváltozatot feltételez a kristályrácson belül. Más szóval - ha két hópehely valóban ugyanúgy néz ki, akkor azonosságukat még mindig ellenőrizni kell mikroszkopikus szinten.

A hó (és különösen a hópelyhek) tulajdonságainak tanulmányozása nem gyerekjáték. A hó és a hófelhők természetére vonatkozó ismeretek nagyon fontosak az éghajlatváltozás tanulmányozása során. És a jég néhány szokatlan és feltáratlan tulajdonságainak gyakorlati alkalmazása van.