Учитель физики ГБОУ СОШ 494 Панютина Е.Б.

Наступает зима и мы наблюдаем как мороз рисует на окнах удивительные ледяные узоры. Интересно как они образуются?

Как образуются ледяные узоры Условия конденсации пара и превращения его в лед на поверхности стекла отличаются от условий, при которых в воздухе образуются снежинки. Внутри помещения влажность воздуха обычно существенно меньше 100%, но вблизи холодной поверхности оконного стекла температура может оказаться гораздо ниже точки росы при данной концентрации молекул воды в воздухе.

и на стекле появится лед. Вид узора на поверхности стекла зависит от температуры внутри помещения, толщины стекла, загрязненности поверхности стекла, от наличия и скорости воздушных потоков вблизи стекла. Удивительные ледяные узоры часто можно видеть на стеклах автобусов и троллейбусов. скорости воздушных

Орден зимы

Виды морозных узоров

Мороз рисует художественные произведения Мадонна с младенцем

Появление рисунка Вода в пленке переохлаждена, но возможности превращения воды в лед не возникает. По мере увеличения толщины пленки и уменьшения влияния молекул поверхности стекла в воде кристаллизация. Рост кристаллов происходит во всевозможных направлениях, но самые большие кристаллы растут вдоль, поверхности стекла. Голубянка на цветке Динозавр

Скорости роста кристалла в различных направлениях тоже различаются. Когда толщина льда на стекле становится настолько большой, что отвод тепла наружу замедляется, кристаллы льда начинают расти в перпендикулярном стеклу направлении. Стекло как бы покрывается шубой из ледяных иголок. водоросли

Основой узора является снежинка Снежинка, представляет собой застывший случайный процесс. Если подышать на покрытое морозным узором стекло, то теплое дыхание может «продышать» во льду окошечко для наблюдения, но затем очень быстро это окошко вновь зарастает льдом – кристаллы льда растут быстрее, чем движется минутная стрелка наручных часов.

Узоры на деревьях

На берегу незамерзающего ручья, полыньи, проруби в сильный мороз идет активное испарение воды с поверхности, поскольку она теплее окружающего воздуха. Испарившаяся вода конденсируется замерзает и превращается в пушистый иней на свисающих над ручьем ветках деревьев. Ветки деревьев всегда хорошие центры кристаллизации.

Образование ледяных цветов Другой пример кристаллизации- образование ледяных цветов. Их можно наблюдать при первых заморозках, когда земля еще не покрыта снегом.

«Цветы» из инея появляются на рыхлой, теплой, слегка влажной почве при резком похолодании. Содержащаяся в воздухе влага быстро замерзает, образуя на земле причудливые узоры.

Образование сосулек

Если солнце стоит высоко, то его лучи попадают на кровлю домов перпендикулярно и сильно ее нагревают. Под снегом образуется талая вода. Тепло помещений передается стенам и крыше зданий. Температура крыш несколько градусов выше и может оказаться достаточной для таяния снега лежащего на крыше. Вода стекает с крыши капельками.

Из-за поверхностного натяжения капелька не может оторваться от крыши, а поскольку на улице мороз, она успевает превратиться в лед. Новая капля стекает по первой и замерзает в самой нижней точке. Процесс наращивания заканчивается образованием сосульки. Сосульки образуются, как правило с южной стороны крыши.

Таяние снега у стволов деревьев Около одиночных стволов деревьев образуются в снегу лунки. Их называют затайками. Солнце нагревает своими лучами стволы деревьев. Их темный цвет способствует поглощению лучистой энергии. Теплопроводность дерева небольшая, поэтому тепло передается в окружающее пространство излучением. Оно поглощается снегом у комлей, поэтому в этих местах теплее, снег подтаивает, образуя лунки.

Цвета снега В морозный солнечный день- желтовато-розовый В пасмурный день- ослепительно белый В оттепель – голубой Цвет снега зависит от времени суток, от температуры, от облачности неба и месяца года.

Снег состоит из прозрачных кристалликов льда-снежинок. Электромагнитные волны излучения частично поглощаются, частично рассеиваются земной атмосферой. Сильнее рассеиваются короткие сине- голубые волны. Чем больший путь проходит свет в атмосфере, тем сильнее отличается он по спектральному составу.

Высота солнца над горизонтом зимой меньше, чем летом, поэтому путь солнечных лучей через атмосферу длиннее. В зимнем воздухе много ледяных иголок, которые поглощают короткие сине- зеленые волны, но пропускают длинноволновые красные. Поэтому снег бывает розово- желтым- он освещается таким светом. Мартовский снег – голубой, он отражает голубое небо.

В пасмурный день снег ослепительно белый. Снежный покров освещается проходящим светом желтого цвета и отраженным от неба синеватым. Поскольку эти цвета дополнительные, то суммарный цвет белый. Белый цвет – сложный. В морозный солнечный день снег, словно россыпь бриллиантов, сверкает разноцветными огнями. Можно наблюдать разложение света( дисперсию) в крупных снежинках.

Снежинки шестигранные, их иголочки- ледяные прозрачные призмы. Световой луч попадая на грани призмы, частично отражается. Большая часть света преломляется, входит в кристаллик льда, неоднократно отражается от внутренних граней и выходит наружу, но уже не белым,а цветным пучком.

КрохаБлестка Засахаренная Классическая Два лика зимы

Такие разные снежинки Но если посмотреть все они имеют правильную геометрическую форму

Звуковые явления зимой В морозный день слышен скрип снега под ногами. Он связан со звуком раздавливаемых снежинок-льдинок. Чем крепче мороз, тем тверже становятся льдинки, тем громче звук и выше тон.

Трескучие морозы Сильные морозы называют трескучими. Своим названием они обязаны следующему явлению природы: стволы деревьев имеют трещины, которые заполняет вода во время осенних дождей. Зимой она застывает. Образовавшийся лед разрывает древесину и раздаются звуки, похожие на треск.

Сугробы на деревьях

После снегопада лес стоит покрытый шапками снега. Ветки настолько тяжелые, что могут ломаться. Образование снежных сугробов на деревьях связано с формой снежинок. Острые, игольчатые выступы снежинок цепляются одна за другую. Их удерживает сила трения.

Под действием силы тяжести создается большое давление, снег подтаивает и вновь смерзается с образованием более прочной конструкции. Процессы, которые происходят внутри снежных шапок- подтаивание и замерзание, испарение и кристаллизация

Что можно делать из снега ?

Что можно делать изо льда ?