Небесная геометрия. Геометрия снежинок.

Снежинки – картинки,
Взгляни поскорей!
У каждой по шесть
Серебристых лучей,
И каждый зазубренный лучик –
Зимы заколдованный ключик.
Небесная геометрия.
Геометрия снежинок.
математика
Автор:
Парначева Александра Сергеевна,
Томская обл., г. Томск,
МБОУ СОШ «Эврика-развитие, 8α
Руководитель:
Шарабурова Елена Васильевна,
Томская обл., г. Томск
МБОУ СОШ «Эврика-развитие
Содержание
Цели и задачи ______________________________ 3
2. Основы геометрии льда_____________________ 4
3. Рождение кристалла
5
4. Виды снежинок: звездочки
6
5. Виды снежинок: пластинчатые
7
6. Виды снежинок: полые колонки
8
7. Виды снежинок: игольчатые
9
8. Виды снежинок: нестандартные
10
9. Из истории изучения снежинок
11
10. Интересные факты
17
11. Вывод
25
12. Отзыв
26
13. Список литературы
27
1.
2
Цели и задачи:
 Узнать основы геометрии льда
 Изучить разнообразие видов снежинок
 Проанализировать историю изучения снежинок
 Узнать интересные факты о снежинках
3
Основы геометрии льда
В обычный снегопад мы не задумываемся, что
обычная снежинка при изучении ее в микроскоп, может
представлять собой прекрасное зрелище и поражать нас
правильностью и сложностью форм.
В 1 619 г. немецкий математик и астроном Йоган
Кеплер обратил внимание на шестерную симметрию
снежинок.
Он попытался объяснить ее тем, что кристаллы
построены из мельчайших одинаковых шариков,
теснейшим образом присоединенных друг к другу
(вокруг центрального шарика можно в плотную
разложить только шесть таких же шариков). Он отметил,
что все снежинки имеют 6 граней и одну ось симметрии,
а так же проанализировал симметрию снежинок.
Таким образом, на многие столетия вперед была
объяснена и предсказана геометрия снежинок…
4
Рождение кристалла
Снежинка — сложная симметричная
структура, состоящая из кристалликов льда,
собранных вместе. Вариантов «сборки» множество
— до сих пор не удалось найти среди снежинок двух
одинаковых.. Вот как появляется снежинка:

Шарик растет из центральной пылинки,
служащей
центром
конденсации
переохлажденных молекул воды.

Он увеличивается, постепенно принимая
форму
шестигранной
призмы,
реализуя
принцип, известный к кристаллофизике как
принцип плотнейшей упаковки.

Так или иначе, подавляюще большинство
снежинок представляю собой
кристаллы
гексагональной
сингонии
(как
говорят
минералоги)
5
Виды снежинок: звездочки
Имеют обычно 6
симметричных
лучей,
идущих
от
центра
и
разветвляющихся, как ветки
дерева, на концах.
Диаметр – 5 мм и
больше, толщина 0,1 мм
6
Виды снежинок: пластинчатые
Плоские, как будто
расплющенные, звезды с
разным количеством граней
и ошеломляющим
разнообразием форм
кончиков.
7
Виды снежинок: полые колонки
Главные
элементы
большинства снегопадов –
подобны
деревянному
карандашу, с коническими
полыми концами.
Бывает, из-за резкого
перепада температуры колонка
вдруг
продолжается
пластинчатым фрагментом.
8
Виды снежинок: игольчатые
Снежинки с длинными, тонкими концами
9
Виды снежинок: нестандартные
Надо
понимать,
что
у
снежинок трудная жизнь. Оказавшись
в турбулентном облаке, многие
ломаются, не успевают приобрести
правильную форму.
“Теплые” снегопады с сильным
ветром приносят больше всего
нестандартных,
бракованных
снежинок.
Иногда они обрастают снегом
и превращаются в шарики
10
Из истории изучения снежинок
Уилсон «Снежинка» Бентли (США) 15 января 1 885 года
сделал первый снимок снежного кристалла под микроскопом.
За 47 лет Бентли составил коллекцию фотографий снежинок
(более 5 000), снятых под микроскопом.
11
Сигсон (г. Рыбинск) нашел не худший способ
фотографирования снежинок: снежинки надо помещать на
тончайшей, почти паутинной, сетке из шелковинок, - тогда их можно
снять во всех деталях, а сетку потом заретушировать.
12
Из истории изучения снежинок
В 1933 году наблюдатель полярной станции на Земле
Франца-Иосифа Касаткин получил более 300 снимков снежинок
разнообразнейшей формы.
13
Из истории изучения снежинок
Ядерный
физик
Укитиро Накая много лет
изучал
снежные
кристаллы и в результате
стал первым человеком,
сделавшим искусственную
снежинку в 1936 году.
Его разработки дали
возможность кататься на
лыжах круглый год.
14
Из истории изучения снежинок
В 1955 году А.
Заморский разделил
снежинки на 9 классов и
48 видов.
Это – пластинки,
звёзды, ежи, столбики,
пушинки,
запонки,
призмы, групповые.
15
Из истории изучения снежинок
Кеннет Либрехт (Калифорния)
составил полный справочник снежинок.
Исследования,
проведенные
в
лаборатории Либбрехта, подтверждают
этот факт — кристаллические структуры
можно вырастить искусственно или
наблюдать в природе.
Существует даже классификация
снежинок, но, несмотря на общие законы
построения, снежинки все равно будут
чуть-чуть отличаться друг от друга даже в
случае относительно простых структур.
16
Интересные факты
Специально
проведенные
многолетние
исследования ученых доказали,
что в мире нет абсолютно
одинаковых снежинок.
17
Интересные факты
Эскимосы используют 24 слова, для того чтобы описать снег
в его различных состояниях.
У саамов для определения и описания снега во всех его
возможных видах используется 41 слово.
18
Интересные факты
Всего несколько столетий назад снежную бабу люди лепили
совсем не для забавы, а чтобы умилостивить недобрые силы Зимы.
19
Интересные факты
Снеговые
лавины мчаться с горы
со скоростью скорого
поезда – от 80 до 110
км/ч, но более крупные
снежные лавины могут
развивать ещё большую
скорость
достигая
рубежа в 360 км/ч.
20
Интересные факты
Самая известная большая снежинка, которую удалось не только
поймать но и измерить, имела диаметр более 12 см.
21
Интересные факты
30 апреля 1944 г. в
Москве выпал самый
странный снег:
снежинки достигали
размера
человеческой ладони,
а по форме
напоминали
страусовые перья
22
Интересные факты
При своем падении
в водоемы снежинка «поет»
- создает очень высокий
звук, который неуловим
человеческим ухом, но, как
утверждают специалисты,
крайне неприятен для рыб.
Может
быть,
поэтому в снегопад рыба не
клюет?
23
Интересные факты
Более половины населения нашей Земли никогда не видели
настоящего снега!
24
Вывод
 Несмотря на многообразие природных явлений, большинство из
них основано на простых принципах.
 Так, несмотря на многообразие форм снежинок, их геометрия
основана на принципе плотнейшей упаковки сферических
молекул воды вокруг центрального ядра.
 В процессе создания этой работы, я узнала как разнообразна и
интересна природа. Ее можно изучать, делать в ней открытия,
удивляться ей бесконечно долго. Но… в основе лежат простые
принципы
25
Отзыв на работу
В ходе работы было выяснено, что все снежинки имеют 6
граней и одну ось симметрии.
Формы и особенности строения снежинки подобны
различным народам, населяющим страны планеты. В зависимости
от погодных условий в разных местах выпадает «свой» снег.
Работа над темой дала не только новые знания, но и научила
использовать в своей работе разные источники информационных
ресурсов
и
возможности
современного
программного
обеспечения.
И все-таки, загадка осталась для нас загадкой:
почему в природе так часто встречаются гексагональные формы?
26
Список литературы:
4.
Депман И.Я. Виленкин Н.Я. « За страницами учебника математики». Пособие
для учащихся 5-6 кл. ср.шк. - М.: Просвещение, 1989. - 287 с.: ил.
Шарыгин
И.Ф.
«Наглядная
геометрия»
5-6кл.:
Пособие
для
общеобразовательных учебных заведений. - М.: Дрофа, 2008. - 192 с.: ил.
Энциклопедический словарь юного художника./Сост. Н.И. Платонова. - М.:
Педагогика, 1983. - 416с., ил.
http://www.fresher.ru/2010/01/06/makro-fotografii-snezhinok
5.
http://dikson.narod.ru/aticle/snowflake.html
1.
2.
3.
27
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !
28