Maria Evgenievna Eflatova
oyunun amacı: görsel algının gelişimi, bütün bir görüntünün parçalardan nasıl bir araya getirileceğini öğretmek; düşünmeyi, konuşmayı geliştirin, kelime hazinesini zenginleştirin.
Oyun için birkaç tanesini kesin çeşitli şekillerde kar taneleri(daha büyük çocuklar bunu kendileri yapabilir, bitmiş olanı yapıştırın kar taneleri karton üzerine alın ve basınç altında kurutun. (resimlerin düz olduğundan emin olmak için) Sonra resimleri birkaç parçaya ayırdık. (çocuğun yaşına ve becerilerine bağlı olarak)
Oyun ilerlemesi:
Görseli göster kar taneleri, neyin aynı olduğu hakkında konuşun kar taneleri yok. Sonra "kırık" dikkat edin kar taneleri"Bak, şiddetli bir rüzgar esti, kar taneleri büküldü ve kırıldı. toplayalım" kar taneleri"Çocuğu kayıp yarıyı bulmaya davet edin. İki parçayı birbirine katlayın - bütün bir görüntüde birleşmeleri gerekir. Çocuğun tüm kart çiftlerini bulmasına ve katlamasına izin verin. Oyundan sonra şunları yapabilirsiniz: uçan kar taneleri oyna, dönün, birbirinize üfleyin.
İlgili yayınlar:
"Penguenlerin kar taneleri yapmasına yardım edin" Bir çocuğa renkleri ayırt etmeyi veya renk bilgisini pekiştirmeyi öğretmek için farklı olanlara ihtiyaç vardır.
Tatil Yılbaşıçocuklar ve birçok yetişkin için en sevilen tatil. Çocuklar Noel Baba'nın toplantısına hazırlanmaktan mutluluk duyarlar. Öğrenmek.
200 adet kar taneleri yaptım, yazıcı kağıdından aynı olanları üç renkte kestim, kenarları 10 cm olan karelerden, her biri 5 parça bağlı.
Kış. Kış, üç uzun kış ayıdır: karlı bir Aralık, soğuk, güneşli bir Ocak ve kar fırtınalı kızgın bir Şubat. Kış doğası sular altında.
İşte harika, parlak ve yapımı kolay bir kar tanesi aldım. Farklı boyutlarda birkaç kar tanesinden oluşur.
Kar taneleri hakkında peri masalları."Büyülü kış mucizesi". Kar taneleri dans ediyor: Uçuyor ve dönüyor, Ayaz bir günde güneşte parlıyorlar. Ajur elbiseler, oymalı eşarplar. Büyü.
İşte uzun zamandır beklenen kış geliyor. İlk karın büyüsü. Yakında Yeni Yıl ve Noel. Beyaz kar taneleri havada dönüyordu. İstedim.
En parlak tatil olan Yeni Yıl'a kadar biraz kaldı, bu da Yeni Yıl yaratıcılığının tüm hızıyla devam ettiği anlamına geliyor. Ne kadar ilginç.
Bilim adamları, kar kristallerinin oluşumu için iki seçenek belirler. İlk durumda, rüzgarın sıcaklığın yaklaşık 40 °C olduğu çok yüksek bir rakıma taşıdığı su buharı aniden donarak buz kristalleri oluşturabilir. Suyun daha yavaş donduğu bulutların alt tabakasında, küçük bir toz veya toprak zerreciğinin etrafında bir kristal oluşur. Bir kar tanesinde 2'den 200'e kadar olan bu kristal altıgen şeklindedir, bu nedenle kar tanelerinin çoğu altı köşeli bir yıldızdır.
"Karlar Ülkesi" - Tibet için sakinleri tarafından böyle şiirsel bir isim icat edildi.
Bir kar tanesinin şekli birçok faktöre bağlıdır: çevredeki sıcaklık, nem, basınç. Bununla birlikte, 7 ana kristal türü ayırt edilir: plakalar (buluttaki sıcaklık -3 ila 0 ° C ise), yıldız kristalleri, sütunlar (-8 ila -5 ° C), iğneler, uzamsal dendritler, sütunlar bir uç ve yanlış şekiller. Kar tanesi düşerken dönerse şeklinin mükemmel simetrik olacağı ve yanlara veya başka bir şekilde düşerse olmayacağı dikkat çekicidir.
Buz kristalleri altıgendir: açılı olarak bağlanamazlar - yalnızca bir kenarda. Bu nedenle, bir kar tanesinden gelen ışınlar her zaman altı yönde büyür ve ışından dallanma yalnızca 60 veya 120 ° 'lik bir açıyla ayrılabilir.
2012'den beri Dünya Kar Günü, Ocak ayının sondan bir önceki Pazar günü kutlanmaktadır. Bu, Uluslararası Kayak Federasyonu tarafından başlatıldı.
Kar taneleri, içerdikleri hava nedeniyle beyaz görünürler: farklı frekanslardaki ışık, kristaller arasındaki kenarlarda yansıtılır ve dağılır. Sıradan bir kar tanesinin boyutu yaklaşık 5 mm çapında ve kütlesi 0,004 g'dır.
"Alexander Nevsky" filminin müzikleri yapılırken, kar gıcırtısı şeker ve tuzun karıştırılmasıyla elde edildi.
Hiçbir kar tanesinin aynı olmadığına inanılır. Bu, ilk olarak 1885'te Amerikalı çiftçi Wilson Bentley'in bir kar tanesinin ilk başarılı mikroskobik resmini çekmesiyle kanıtlandı. 46 yılını buna adadı ve teorisinin doğrulandığı 5.000'den fazla fotoğraf çekti.
Her okul çocuğuna aşina olan, birbirinin aynı iki kar tanesi olmadığı ifadesi defalarca sorgulanmıştır. Ancak California Teknoloji Enstitüsü'nün benzersiz çalışmaları, bu gerçek Yeni Yıl sayısına bir son vermeyi başardı.
Kar, bulutlardaki mikroskobik su damlacıklarının toz parçacıklarını çekmesi ve donması ile oluşur.
Bu durumda ortaya çıkan ve ilk başta çapı 0,1 mm'yi geçmeyen buz kristalleri, havadaki nemin üzerlerine yoğunlaşması sonucu aşağı düşerek büyürler. Bu durumda altı köşeli kristal formlar oluşur.
Su moleküllerinin yapısından dolayı kristalin ışınları arasında sadece 60° ve 120° açılar mümkündür. Ana su kristali, düzlemde düzenli bir altıgen şeklindedir. Daha sonra böyle bir altıgenin tepelerinde yeni kristaller biriktirilir, üzerlerinde yeni kristaller biriktirilir ve böylece çeşitli kar tanesi yıldızları elde edilir.
California Üniversitesi'nde fizik profesörü olan Kenneth Libbrecht, bilimsel grubu tarafından uzun yıllar süren araştırmaların sonuçlarını yayınladı. "İki özdeş kar tanesi görürseniz, yine de farklıdırlar!" diyor profesör.
Libbrecht, kar moleküllerinin bileşiminde, kütlesi 16 g/mol olan her beş yüz oksijen atomuna karşılık, kütlesi 18 g/mol olan bir atom olduğunu kanıtladı.
Bir molekülün böyle bir atomla olan bağlarının yapısı öyledir ki, iç kısımdaki sayısız bağlantı seçeneğini ima eder. kristal kafes.
Başka bir deyişle, eğer iki kar tanesi gerçekten aynı görünüyorsa, kimliklerinin yine de mikroskobik düzeyde doğrulanması gerekiyor.
Karın (ve özellikle kar tanelerinin) özelliklerini öğrenmek çocuk oyuncağı değildir. Kar ve kar bulutlarının doğası hakkındaki bilgi, iklim değişikliği çalışmasında çok önemlidir.
"Bu kar tanesi özeldir" ifadesini hiç duydunuz mu, derler, çünkü genellikle çok sayıda bulunur ve yakından bakarsanız hepsi güzel, benzersiz ve büyüleyicidir. Eski bilgelik, iki kar tanesinin aynı olmadığını söyler, ama bu gerçekten doğru mu? Düşen ve düşen onca kar tanelerine bakmadan bunu nasıl ilan edebilirsin? Aniden Moskova'da bir yerde bir kar tanesi, Alpler'de bir yerde bir kar tanesinden farklı değildir.
Bu soruyu bilimsel bir bakış açısıyla ele almak için, bir kar tanesinin nasıl doğduğunu ve iki özdeş kar tanesinin doğma olasılığının (veya olasılık dışılığının) ne olduğunu bilmemiz gerekir.
Geleneksel bir optik mikroskopla çekilen kar tanesi
Bir kar tanesi özünde belirli bir katı konfigürasyonda birbirine bağlanan su moleküllerinden ibarettir. Bu konfigürasyonların çoğu bir tür altıgen simetriye sahiptir; bir oksijen atomunun fiziği, iki hidrojen atomu ve elektromanyetik kuvvet tarafından belirlenen belirli bağ açılarıyla su moleküllerinin nasıl birbirine bağlanabileceği ile ilgili. Mikroskop altında görülebilen en basit mikroskobik kar kristali, metrenin milyonda biri (1 mikron) boyutundadır ve altıgen bir kristal plaka gibi çok basit bir şekle sahip olabilir. Yaklaşık 10.000 atom genişliğindedir ve buna benzer çok şey vardır.
Guinness Rekorlar Kitabı'na göre, Ulusal Atmosfer Araştırmaları Merkezi'nden Nancy Knight, Wisconsin'de kar fırtınası sırasında mikroskop taşırken kar kristallerini incelerken iki özdeş kar tanesi keşfetti. Ancak temsilciler iki kar tanesinin aynı olduğunu onayladığında, sadece kar tanelerinin mikroskop doğruluğu için aynı olduğu anlamına gelebilir; Fizik, iki şeyin aynı olmasını gerektirdiğinde, atom altı parçacığa kadar aynı olmaları gerekir. Bunun anlamı:
- aynı parçacıklara ihtiyacınız var
- aynı konfigürasyonlarda
- aynı bağlantılarla
- tamamen farklı iki makroskobik sistemde.
Bunun nasıl düzenlenebileceğini görelim.
Bir su molekülü, bir oksijen atomu ve birbirine bağlı iki hidrojen atomudur. Donmuş su molekülleri bağlandığında, her molekül yakınlarda dört başka bağlı molekül alır: her bir molekülün üzerindeki dörtyüzlü köşelerin her birinde bir tane. Bu, su moleküllerinin bir kafes şeklinde katlanmasına neden olur: altıgen (veya altıgen) bir kristal kafes. Ancak kuvars yataklarında olduğu gibi büyük buz "küpleri" son derece nadirdir. En küçük ölçeklere ve konfigürasyonlara baktığınızda, bu ızgaranın üst ve alt düzlemlerinin çok sıkı bir şekilde paketlenmiş ve birbirine bağlı olduğunu görürsünüz: iki tarafta "düz kenarlar" vardır. Kalan taraflardaki moleküller daha açıktır ve ek su molekülleri bunlara daha rastgele bağlanır. Özellikle altıgen köşeler en zayıf bağlara sahiptir, bu nedenle kristal büyümesinde altılı simetri gözlemliyoruz.
ve bir kar tanesinin büyümesi, bir buz kristalinin belirli bir konfigürasyonu
Daha sonra yeni yapılar, belirli bir boyuta ulaştıktan sonra altıgen asimetriler oluşturarak aynı simetrik örüntülerde büyür. Büyük, karmaşık kar kristallerinde, mikroskop altında bakıldığında kolayca ayırt edilebilen yüzlerce özellik vardır. Ulusal Atmosfer Araştırmaları Merkezi'nden Charles Knight'a göre, tipik bir kar tanesini oluşturan yaklaşık 1019 su molekülü arasındaki yüzlerce özellik. Bu işlevlerin her biri için yeni dalların oluşabileceği milyonlarca olası yer vardır. Bir kar tanesi böyle kaç tane yeni özellik oluşturabilir ve yine de pek çoğundan biri olamaz?
Her yıl dünya çapında yaklaşık 10 15 (katrilyon) metreküp kar yere düşer ve her metreküp yaklaşık birkaç milyar (10 9) ayrı kar tanesi içerir. Dünya yaklaşık 4,5 milyar yıldır var olduğundan, tarih boyunca gezegene 10 34 kar tanesi düştü. Ve istatistiksel olarak konuşursak, bir kar tanesinin Dünya tarihinin belirli bir noktasında bir ikizine sahip olabileceğini ve bekleyebileceğini kaç tane ayrı, benzersiz, simetrik dallanma özelliğine sahip olduğunu biliyor musunuz? Sadece beş. Oysa gerçek, büyük, doğal kar taneleri genellikle yüzlercesine sahiptir.
Bir kar tanesinde bir milimetre düzeyinde bile, taklit edilmesi zor kusurlar görebilirsiniz.
Ve sadece en sıradan seviyede yanlışlıkla iki özdeş kar tanesi görebilirsiniz. Ve eğer moleküler düzeye inmeye istekliysen, işler çok daha kötüye gider. Oksijenin genellikle 8 protonu ve 8 nötronu varken, hidrojenin 1 protonu ve 0 nötronu vardır. Ama 500 oksijen atomundan 1'inde 10 nötron vardır, 5000 hidrojen atomundan 1'inde 1 nötron vardır, 0 değil. Mükemmel altıgen kar kristalleri oluştursanız ve Dünya gezegeninin tüm tarihi boyunca 10 34 kar kristali saymış olsanız bile, gezegenin daha önce hiç görmediği benzersiz bir yapı bulmak için birkaç bin molekülün boyutuna (görünür ışığın uzunluğundan daha az) inmek için yeterli.
Ama atomik ve moleküler farklılıkları görmezden gelir ve "doğal" olanı terk ederseniz, bir şansınız olur. California Institute of Technology'den kar tanesi araştırmacısı Kenneth Libbrecht, kar tanelerinin yapay "tek yumurta ikizlerini" yaratmak ve onları SnowMaster 9000 adı verilen özel bir mikroskop kullanarak fotoğraflamak için bir teknik geliştirdi.
Onları yan yana büyütmek laboratuvar koşulları, ayırt edilemez iki kar tanesi yaratmanın mümkün olduğunu gösterdi.
Caltech laboratuvarında yetiştirilen neredeyse aynı iki kar tanesi
Neredeyse. Mikroskopla kendi gözüyle bakan bir insan için ayırt edilemez olacaklar, ama gerçekte aynı olmayacaklar. Tek yumurta ikizleri gibi pek çok farklılığa sahip olacaklar: farklı moleküler bağlanma bölgelerine, farklı dallanma özelliklerine sahip olacaklar ve ne kadar büyüklerse bu farklılıklar o kadar büyük olacak. Bu yüzden bu kar taneleri çok küçüktür ve mikroskop güçlüdür: daha az karmaşık olduklarında daha çok benzerler.
Caltech laboratuvarında yetiştirilen neredeyse aynı iki kar tanesi
Bununla birlikte, birçok kar tanesi birbirine benzer. Ancak yapısal, moleküler veya atomik düzeyde gerçekten özdeş kar taneleri arıyorsanız, doğa size bunu asla vermez. Bu kadar çok sayıda olasılık, yalnızca Dünya tarihi için değil, aynı zamanda Evren tarihi için de harikadır. Evrenin 13,8 milyar yıllık tarihinde iki özdeş kar tanesi elde etmek için kaç gezegene ihtiyacınız olduğunu bilmek istiyorsanız, cevap 10 100000000000000000000000 mertebesindedir. Gözlemlenebilir evrende sadece 1080 atom olduğu göz önüne alındığında, bu pek olası değildir. Yani evet, kar taneleri gerçekten eşsizdir. Ve bu onu en hafif tabirle ifade ediyor.
"Kar teorisi" çalışmasının öncüsü, "Kar Tanesi" lakaplı genç çiftçi Wilson Alison Bentley idi. Çocukluğundan beri, gökten düşen kristallerin alışılmadık şekli onu cezbetti. Amerika Birleşik Devletleri'nin kuzeyindeki memleketi Jericho'da kar yağışı düzenli bir olaydı ve genç Wilson dışarıda kar taneleri üzerinde çalışarak çok zaman geçirdi.
Wislon "Kar Taneleri" Bentley
Bentley, kamerayı annesinin 15. yaş gününde verdiği mikroskoba uyarlayarak kar taneleri yakalamaya çalıştı. Ancak teknolojiyi geliştirmek neredeyse beş yıl sürdü - yalnızca 15 Ocak 1885'te ilk net fotoğraf çekildi.
Wilson, hayatı boyunca 5.000 farklı kar tanesini fotoğrafladı. Doğanın bu minyatür eserlerinin güzelliğine hayranlık duymaktan asla vazgeçmedi. Başyapıtlarını elde etmek için Bentley, sıfırın altındaki sıcaklıklarda çalıştı ve bulduğu kar tanelerinin her birini siyah bir arka plana yerleştirdi.
Wilson'ın çalışmaları hem bilim adamları hem de sanatçılar tarafından övüldü. Sık sık bilimsel konferanslarda konuşmaya veya sanat galerilerinde fotoğraf sergilemeye davet edildi. Ne yazık ki Bentley, özdeş kar taneleri olmadığını kanıtlamadan 65 yaşında zatürreden öldü.
"Kar teorisi"nin sopası, yüz yıl sonra Ulusal Atmosfer Araştırmaları Merkezi'nde araştırmacı olan Nancy Knight tarafından ele geçirildi. 1988'de yayınlanan bir makalesinde bunun tersini kanıtladı - özdeş kar taneleri var olabilir ve olmalıdır!
Dr. Knight, laboratuvarda kar taneleri oluşturma sürecini yeniden oluşturmaya çalıştı. Bunu yapmak için birkaç su kristali büyüttü ve onları aynı aşırı soğutma ve aşırı doygunluk süreçlerine tabi tuttu. Deneyler sonucunda birbiriyle tamamen aynı kar taneleri elde etmeyi başardı.
Daha fazla saha gözlemi ve deneysel hataların işlenmesi, Nancy Knight'ın aynı kar tanelerinin oluşumunun mümkün olduğunu ve yalnızca olasılık teorisi tarafından belirlendiğini iddia etmesine izin verdi. Knight, göksel kristallerin karşılaştırmalı bir kataloğunu derledikten sonra, kar tanelerinin 100 farklı işarete sahip olduğu sonucuna vardı. Böylece, toplam görünüm seçeneği sayısı 100'dür! onlar. neredeyse 10 üzeri 158.
Ortaya çıkan sayı, evrendeki atom sayısının iki katı! Ancak bu, tesadüflerin tamamen imkansız olduğu anlamına gelmez - Dr. Knight çalışmasında şu sonuca varıyor.
Ve şimdi - "kar teorisi" üzerine yeni araştırma. Geçen gün California Üniversitesi'nde fizik profesörü olan Kenneth Libbrecht, bilim grubu tarafından uzun yıllar süren araştırmaların sonuçlarını yayınladı. "İki özdeş kar tanesi görürseniz, yine de farklıdırlar!" - profesör diyor.
Libbrecht, kar moleküllerinin bileşiminde, kütlesi 16 g/mol olan her beş yüz oksijen atomuna karşılık, kütlesi 18 g/mol olan bir atom olduğunu kanıtladı. Bir molekülün böyle bir atomla bağlarının yapısı, kristal kafes içindeki bileşikler için sayısız seçeneği ima edecek şekildedir. Başka bir deyişle, eğer iki kar tanesi gerçekten aynı görünüyorsa, kimliklerinin yine de mikroskobik düzeyde doğrulanması gerekiyor.
Karın (ve özellikle kar tanelerinin) özelliklerini öğrenmek çocuk oyuncağı değildir. Kar ve kar bulutlarının doğası hakkındaki bilgi, iklim değişikliği çalışmasında çok önemlidir. Ve buzun alışılmadık ve keşfedilmemiş özelliklerinden bazıları da pratik uygulamalar bulabilir.