Как объяснить ребенку почему снег хрустит. Почему снег белый, хрустит и скрипит под ногами? Основные формы снежинок

Как рождается снег?

Снег - это много красивых сверкающих снежинок, которые падают с высоты на землю.

Зимой к нам на сушу ветер гонит облака со стороны тёплых океанов и морей. Над землёй при охлаждении облаков в них образуются мелкие кристаллики, а на их поверхности оседают и охлаждаются новые частицы пара, которые превращаются в новые кристаллики льда. Этот шестиугольный кристаллик всё время растёт, развивается и, наконец, становится удивительно красивой снежинкой, которой мы любуемся во время снегопада.

Почему снег белого цвета?

Если мы посмотрим на снежинку, на эту маленькую звёздочку, через которую проходит солнечный луч, то мы заметим, что она бесцветна. Тогда почему снег белого цвета, если он состоит из снежинок? Потому что когда идёт снег, снежинки в беспорядке падают друг на друга, лежат однородной массой и становятся нерпозрачными, так как не могут полностью пропускать через себя солнечный луч. А солнечный луч белого цвета, поэтому и снег мы видим ослепительно-белым.

Почему в мороз снег скрипит под ногами?

Дело в том, что каждая снежинка представляет собой небольшой кристалл. Когда ты наступаешь на снег, масса этих кристалликов сжимается, трётся друг о друга и ломается. Когда мороз небольшой, то при наступании на снег снежинки-кристаллики сжимаются, но при этом часть снежинок тает и превращается в воду. Вода становится своеобразной смазкой для остальных кристалликов, и они не скрипят. А вот в сильный мороз таяния снежинок не происходит и раздаётся скрип снега - шум от раздавливаемых снежных кристалликов. Причём, чем крепче мороз, тем выше звук.

(Из "Первой энциклопедии маленьких Почемучек")

Открытка со снежинками

А теперь, дружок, давай мы с тобой смастерим открытку со снежинкой и подарим ее бабушке.

Снежинку может вырезать сама мама,

а малыш - приклеить на заготовку.

Готово!

Со вторым воскресеньем Адвента, друзья!

Кристина ,
клуб "Развиваем Дома"

Снег скрипит. В очень морозную погоду его скрип можно услышать за несколько десятков метров. Чем вызвано это явление? Почему при изменении температуры звуки то усиливаются, то ослабевают?


Оказывается, скрип - следствие особого строения снега, а при повышении/понижении температуры это строение меняется и звуки образуются уже другие.

Снежинки: образование и строение

Снег «складывается» из отдельных снежинок - кристаллических образований, состоящих из замёрзшей воды (около 5 %) и воздуха (около 95 %). Состав определяет их хрупкость, лёгкость и чрезвычайно низкую прочность, а преимущественная доля воздуха - .

Учёными подробно изучен процесс образования снежинок. Испаряющаяся с поверхности Земли вода в виде пара поднимается в атмосферу, там охлаждается и концентрируется в капли, образуя дождевые облака.

При значительном охлаждении микроскопические капли, соприкасаясь с пылевыми частицами, замерзают, образуя кристаллы шестиконечной формы.

Пыль, а также частицы дыма, даже насекомые становятся ядром кристаллизации. Исследователь снега А. Д. Заморский рассказывает о снежинке, в ядре которой оказалась мелкая мошка - вокруг замёрзшего насекомого вырос кристалл.

Шестиконечность основного кристалла снежинки обусловлена особенностью молекулы воды, из-за которой угол между лучиками может быть лишь 120° или 60°. Но каждый из нас, рассматривая снежинку, видел, насколько сложнее и прекраснее её рисунок, чем обычный шестиугольник. Узорчатость вызвана нарастанием на основных лучах других кристаллов, со своими углами.


Встречаются и снежинки неправильной формы. Она сформировалась вследствие постоянного движения снега в воздушных слоях, где он то подтаивает, то снова кристаллизуется, наращивая на деформированные части новые лучи.

В середине ХХ века Комиссией снега и льда, которая является отделом Международной ассоциации научной гидрологии, принята как основополагающая Международная классификация снега. Учёные мужи разделили все снежинки на десять больших групп. Каждую теперь можно было определить в один из классов:

— звёзд, или дендритов;

— пространственных (сложных) дендритов;

— кристаллов неправильных;

— пластин;

— столбиков;

— столбиков увенчанных;

— градин;

— крупки;

— ледяного дождя.

В каждом классе выделены подвиды, например - ломаные кристаллы, сложные частицы из многих кристаллов, частицы в изморози и многие другие.


Недостаток классификации в том, что она не учитывает форму структуру снежных зёрен в снеговом покрове, которая ещё сложнее и разнообразнее.

От чего зависит форма снежного кристалла?

Этим вопросом всю жизнь занимался профессор-исследователь У. Накайя, сотрудник университета Хоккайдо. В начале ХХ века, в 1936 году, в свой крошечной лаборатории ему первому на земле удалось получить искусственную с точки зрения появления снежинку.

В память о «мастере снега» японцами на территории бывшей лаборатории разбит парк, в котором установлен монумент.

Профессор выяснил, что форма снежного кристаллика зависит от содержания влаги в воздухе и его температуры. Так, самые красивые снежинки - звёзды - образуются в узком интервале от -14°С до -17°С.

Все данные получены и многократно подтверждены У. Накайя экспериментальным путём. Теоретического обоснования и интерпретации процесс так и не получил и ждёт своего открытия.

Причины снежного скрипа (хруста)

Легко догадаться из предшествующих пояснений, что скрип снега - это ломающиеся при нажатии кристаллы. Когда мы наступаем на снежинки, то чрезвычайно непрочные их лучи разламываются.

Дополнительный скрип и хруст создаёт трение кристаллов друг о друга. Особенно громко скрипит снег в мороз - 1000–1600 Гц, когда кристаллы приобретают повышенную (для них) твёрдость и хрупкость и лишаются перманентно присутствующей на их поверхности водной смазки - испарения.

С повышением температуры снег подтаивает, испарение усиливается, вода смягчает трение кристаллов, а сами снежинки становятся менее хрупкими - «мягкими». При нажатии они ломаются и сминаются. Звук от разрушения «мягких» кристаллов - в диапазоне 250-400 Гц. При повышении температуры до −6 °C и выше хруст и скрип заметно ослабевают до полного исчезновения.


Если снег слежался или снежинки сплавились в наст, связи между ними становятся намного прочнее, и они способны хрустеть даже при 0°C. Правда, на скрип это похоже мало, скорее - шорох или специфический шум.

Дети любят задавать разные вопросы, ответить на которые бывает непросто. Мы уже выясняли, почему выпавший снег именно белого цвета. На первый взгляд ответ на этот вопрос дать очень просто. Но на самом деле это не так. На этот раз мы опять поговорим о снеге, разберемся, почему он издает характерный звук, хруст или скрип при минусовой температуре.

Чтобы ответить на этот вопрос, почему хрустит снег под ногами, прежде нужно понять, что это вообще такое – снег. Высоко над землей, среди облаков, замерзает и превращается в маленькие кристаллики вода. Эти кристаллики называют снежинками. Они всегда принимают форму шестиугольника.

После замерзания они начинают свой путь к земле, а в процессе к каждому из шести углов примерзают новые и новые кристаллы. Это происходит случайным образом какое-то время, поэтому вероятность найти две одинаковые снежинки крайне мала. Каждая снежинка имеет свои уникальные размеры и форму.

Почему снежинки хрустят, когда на них наступают

Очень просто – когда на снег надавливают то множество кристалликов ломается друг об друга. Особенно интересно, что громкость хруста зависит от температуры воздуха – чем холоднее, тем громче ломаются снежинки.

Так происходит потому, что при понижении температуры кристаллики становятся все более твердыми, а еще они легче ломаются. Есть и другая гипотеза – хруст возникает потому, что снежинки трутся друг о друга.

Но если мы возьмем в руки и сломаем одну снежинку, никакого звука мы не услышим. Он очень тихий, и никому на свете его не различить. Эффект хруста возникает лишь тогда, когда ломается сразу огромное количество ледяных кристалликов. Именно благодаря тому, что так много снежинок ломается одновременно, мы слышим этот звук.

Если же температура поднимается, кристаллики начинают превращаться в воду, сломать их становится сложнее, и звук исчезает.

Дети умеют вопросами сильно озадачивать родителей и прочих взрослых: «Почему небо над нами синее?», «Почему светит солнце?», «Почему река течет?»… Зимой же излюбленный детский вопрос: «Почему снег белый, хрустит и скрипит под ногами?» И стоит разобраться с этим интересом сразу, поскольку текущая зима - не последняя, и если замять вопрос сейчас, то он встанет перед родителями всего лишь через год.

Цвет снега

Почему снег хрустит под ногами, разберемся чуть позже, определимся сначала с первой частью вопроса. Детям, которые созрели для него, уже известно, что снег - это замерзшая вода, то есть лед. Лед прозрачный, соответственно - бесцветный, так почему все же снег белый?

Если поймать снежинку и внимательно в нее вглядеться, нетрудно убедиться, что она в основном тоже прозрачна. Цвет она приобретает только тогда, когда ее грани отражают свет - все равно, солнечный или искусственный. И если бы снежинки аккуратно складывались стопочкой, они казались бы прозрачными, разве что грани бы окрашивались - в цвет неба или ближайшего рекламного бигборда. Однако снег падает беспорядочно, грани подставляются солнцу под разными углами, отражают и преломляют его, опять же хаотично. В результате глаза воспринимают свеженападавший сугроб как идеально белый (конечно, если на небе ни тучки).

Когда снег хрустит

Теперь осталось выяснить, почему снег скрипит под ногами. Помня, что снежинки представляют из себя льдинки, ответ на этот вопрос дать не слишком сложно. Кристаллы льда, которыми они являются, довольно хрупкие, хотя и твердые. При давлении на них (к примеру, под массой человека, идущего по снегу) снежинки разрушаются, издавая еле слышный хруст. Ему сопутствует такой же почти (но только почти!) беззвучный скрип от трения крохотных льдинок одна об другую. Если бы ломалась только одна снежинка, человеческое ухо было бы не в состоянии услышать настолько тихий звук. Однако их десятки тысяч, а то и миллионы - и хруст со скрипом становятся слышимыми. Вдобавок между отдельными снежинками в сугробе от мороза появляются очень тонкие связи-мостики, невидимые глазу, но добавляющие в шум свою нотку.

Когда снег не скрипит

Отпрыски не всегда удовлетворяются ответом: или считают его заумным, или он не совпадает с их видением мира. Однако гораздо чаще возникают следующие вопросы, логично вытекающие из ваших объяснений: «А тогда почему снег хрустит под ногами в морозы, а когда не очень холодно - нет?» Прежде всего потому, что снежинки при незначительных холодах становятся более гибкими, эластичными и ломаются не сразу - многие под давлением успевают растаять. Трение между отдельными кристалликами тоже отсутствует - она «смазывается» водой, которая не успевает замерзнуть. И мостики-прослойки тоже не образуются, так что и нечему лопаться. Соответственно, вопрос: «Почему снег хрустит под ногами» у ребенка, идущего рядом не возникнет. Правда, только до ближайшего похолодания!

Однако родителям, разъяснившим, почему снег хрустит под ногами, и облегченно утершим пот со лба, расслабляться не стоит. Очень скоро их чадо порадует их следующим вопросом - и кто знает, насколько успешно получится на него ответить.

Снег – это один из вида выпадающих осадков, характерный для определенного сезона года. Он образуется высоко в облаках. Мизерные частицы воды собираются вокруг микроскопических частиц пыли, а затем замерзают. Образовавшиеся микро-льдинки изначально не превышают 0.1 мм диаметром. Падая вниз, они растут, наращивая свое тело из-за конденсации на их частях воздуха и влаги. Размер и кружева падающих снежинок зависит высоты и температуры облака, из которого они образовались. Но почему в холодную погоду снег скрипит под ногами?

Что бы понять почему снег скрипит под ногами в начале необходимо понять структуру снежинки.

Структура снежинки

Молекулярная структура воды устроена таким образом, что в образовании снежинки углы могут быть только 120 и 60 градусов. На краях и вершинах снежинки образовываются новые кристаллические наросты, сверху них намерзают следующие слои. Вследствие этих процессов зарождаются различные удивительные формы, но практически все напоминают форму звезды.

Материалы по теме:

Почему в городе снег тает быстрее, чем за городом?

Основные формы снежинок

Учеными были определены несколько основных форм снежинок:

1. Игла – кристалл, напоминающий длинную спицу изо льда, изредка бывают пустотелыми, а концы разветвляются на несколько наростов;
2. Звезда – образование напоминает плетущуюся структуру ледяных волокон. Волокна, обычно, расположены в произвольном ветвлении;
3. Дендриты – образуются при срастании кристаллов снежинки, образуя симметричные ветвистые наросты;
4. Пушистая – снежинки, которые по пути потеряли некоторые части или же разломились совсем. Это происходит по нескольким причинам, одна из них – сильный ветер;
5. Столбик – большие плоские снежинки, являются самыми распространенными, напоминающие форму столба или карандаша, обычно шестигранные, заостренные на окончании;
6. Пластинка – бывают в виде лепестка, который поделен на сектора ледяными ребрами.

От чего зависит форма снежинок?

Среди этих групп выделяют 48 различных видов образования снежинок. Форма снежинок напрямую зависит от условий среды, в которой она образуется. В первую очередь на силуэт снежинки влияет температура, облако тем холоднее, чем оно выше. Если температура облака относительно высокая – 30 до 0, то образование снежинки будет напоминать шестиугольник с плоским телом. При температуре от – 5 до – 3 градусов снежинки напоминают игловидные кристаллы. С – 8 до – 12 форма вновь напоминает плоский шестиугольник, а при температуре от – 13 до – 16 образуются снежинки в виде кристаллических звездочек.

Материалы по теме:

Почему снег белый?

Почему снег скрипит?

Как описано выше, снег – это образование из различных кристаллов маленьких размеров. В теле снежинки, среди кристаллов имеется также и воздух. При сжатии некоторого количества снега он уплотняется, весь состав воздуха вытесняется, а кристаллы снежинок ломаются друг о друга. П ри трении и переломе кристалл издает звук, который и воспринимается человеческим ухом как хруст или скрип. Этот шум слышен не всегда.