Научная работа "Эти загадочные снежинки" 4 класс

              VIII  районная  конференция научного общества учащихся

«Первые шаги в науку»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЭТИ ЗАГАДОЧНЫЕ СНЕЖИНКИ

 

 

 

 

 

Автор: Холева Ксения

4 класс, МКОУ «Половинская ООШ»

Научный руководитель:

Грачёва Лариса Александровна

учитель начальных классов

высшей квалификационной категории,

МКОУ «Половинская ООШ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2016

 

                              СОДЕРЖАНИЕ

 

1.     Введение.

1.1.          Практическая значимость работы

1.2.          Цели и задачи исследования.

2.     Основная часть.

2.1Теоретическая

-как образуются снежинки?

-в природе не существует двух одинаковых снежинок, почему?

-правда ли, что все снежинки – шестигранники?
2.2 Исследовательская

              -как влияет талая вода села Половинка на рост и развитие растений?

3.     Заключение. Выводы и рекомендации.

4.     Список литературы.

5.     Приложения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

                                                         «С неба звездой, на ладошке водой».                    Что это? Ну конечно   снежинка.

    1.1 Снежная зима -  любимая пора для взрослых и детей. Все любят и ждут зиму. Людям нравится играть в снежки, лепить снежную бабу, кататься с горки на санках и лыжах. С неба сыплются снежинки, кружатся   в воздухе и падают на землю– одна красивее другой!

 Снега у нас в прошлом году выпало немного. Но, в этом году так много, что не обратить внимание на красивые снежинки было невозможно. Я люблю ловить снежинки и смотреть на те, которые упали мне на перчатку (Приложение 1. Фото№1, №2).       

Как раз в этот момент, я подумала о том, оказывается, как мало, я   знаю о снежинках, хотя живу на Южном Урале и снег вижу часто.    Снежинки, показались мне, очень необычным созданием неживой природы, и в этом я убедилась, когда стала читать материал о  снежинках.

     В результате моего интереса к пушистым красавицам, у меня появилось много вопросов. 

     Первый из них: как образуются снежинки? Это просто капельки  воды, застывшие в воздухе или нет?

   Второй вопрос: я узнала,  что снежинки   не похожи одна на другую. А раньше я думала, что они все совершенно одинаковые. Мне стало интересно, почему?

   Рассматривая снежинки, я обнаружила, что все они имеют форму шестигранника и по-другому быть не может! А мы в классе делали новогодние снежинки разные, не только шестигранники, но и восьмигранники (Фото №3). Значит мы делали «неправильные» снежинки, я решила разобраться и в этом вопросе тоже.

  А главное я подумала вот о чем! Снежинки, умирая, превращаются в талую воду. Было интересно узнать, как влияет талая вода села Половинка на рост и развитие растений? Какую пользу могут принести наши «половинские» снежинки растениям, а может наоборот вред?

   Для того, чтобы ответить на поставленные вопросы был составлен план, по которому можно отследить этапы работы:

1.     Выдвинуть гипотезы, подтвердить или опровергнуть их, используя информацию из Интернета, энциклопедий, периодической научно-популярной литературы, при помощи экспериментов и наблюдений.

2.     Провести наблюдения и эксперименты.

3.     Зафиксировать результаты   экспериментов   и наблюдений в таблицах.

4.     Систематизировать полученные сведения.

5.     Сделать выводы. Составить рекомендации.

Считаю тему своей работы актуальной, т.к. снежинки мы видим часто и много, а об их красоте, неповторимости  и  пользе  даже не  задумываемся.

    1.2.  Мною были  выдвинуты гипотезы, поставлены  цели и задачи.

Цель: изучить образование и строение снежинки, исследовать и сравнить влияние талой воды с. Половинка  на  рост и развитие растений.

Задачи:

1.Изучить различные источники информации по данной теме.

2.Изучить влияние талой воды с. Половинка на рост и развитие растений через наблюдения и опыты.

3. Описать   и  обработать полученные результаты, сделать выводы.

Объект  исследования – снежинка, талая вода.

Гипотеза №1:

Снежинки- это просто капельки воды, застывшие в воздухе.

Гипотеза №2:

В природе не существует двух одинаковых снежинок.

Гипотеза №3:

Все снежинки имеют форму шестигранника.

Гипотеза №4:

Талая вода  с.Половинка  приносит только пользу живым растениям и не может им навредить.

    Методы, используемые при подготовке работы:

·        изучение сведений об объекте исследования из книг, справочников, журналов;

·        поиск информации в Интернете;

·        наблюдение за объектом исследования;

·        экспериментирование;

·        анализ полученных результатов.

 

2.1 Теоретическая часть

Гипотеза №1

         Снежинки- это просто капельки воды, застывшие в воздухе.

   Жизнь снежинки начинается очень высоко, где температура воздуха доходит до - 40 градусов. Водяной пар притягивается к частичкам пыли (которые туда занесло ветром) и быстро замерзает вокруг них, превращаясь в кристалл льда. (Рисунок 1) Снег никогда не родится из капель воды. Капельки воды могут стать градинками, комочками непрозрачного льда, который идет иногда летом вместе с дождем или во время грозы. Но капельки воды никогда не превращаются в снежинки.

    Оказывается, водяные пары поднимаются высоко над землей, туда, где царит сильный холод, и здесь сразу же из водяных паров образуются крохотные льдинки - кристаллики. Таким образом снежинка –это ледяной кристалл. Хотя мы и думаем, что снег «чистый», но на самом деле большинство снежинок формируются вокруг мелких частиц грунта, поднятых ветром вверх. Так что снежинки – это кусочки почвы, может быть даже с нашего огорода, только покрытые льдом. Одна снежинка может содержать до сотни отдельных снежных кристаллов.

   Моя гипотеза №1: снежинки -это просто капельки воды, застывшие в воздухе  не подтвердилась. Снежинка-это ледяной кристалл. Появление снежинки, это довольно сложный и трудоёмкий процесс в природе, зависит от многих факторов. А ядро снежинки - это не капельки воды, а частички пыли или кристаллик льда.

 

Гипотеза №2

   Снежинки бывают разной формы, двух одинаковых снежинок в природе не существует.

     Кристаллик   льда   растёт, в результате оседания на него влаги, развивается и становится красивой звёздочкой. Он падает на землю путешествуя по разным облакам, образуя новую форму. Чем дольше падает снежинка и чем больше слоев воздуха она проходит, тем сложнее и интереснее её форма.

    Таким образом, форма снежинки – это запись её маршрута при падении на землю по разным облакам с разной температурой. Маршрут снежинки непредсказуем, поэтому в природе невозможно увидеть две одинаковые снежинки.

           Нам бы пришлось немало потрудиться, чтобы создать форму, сравнимую по красоте с формой снежинки. В снегопад миллионы снежинок падают на землю, и среди них нет двух одинаковых.
Учёные утверждают, что снежные кристаллы бывают девяти основных форм: пластинка, звезда, столб и другие.

   В этих девяти группах различают 48 видов, являющихся вариантами, комбинациями и усложнениями основных форм. Основная форма снежинки зависит от температуры, при которой она образуется.

   Формы снежинок разнообразны – их вариаций более пяти тысяч. Разработана даже специальная Международная классификация, в которой снежинки объединяют в десять классов. (Таблица №1, №2)

   Изучением снежинок занимались многие ученые, это и: немецкий  астроном Иоганн Кеплер, французский философ Рене Декарт,  английский естествоиспытатель Роберт Гук, японский профессор Укисиро Накая  и другие. (Приложение 2 Фото №1 (А-Д))

Моя гипотеза №2 подтвердилась. Снежинки бывают разной формы, двух одинаковых снежинок в природе не существует.  

 

Гипотеза №3   Все  снежинки шестигранники.

   В классе мы делали декоративные снежинки. Они  получились восьмигранные. Это неправильно.

    Большинство снежинок имеют каноническую форму шестиугольной призмы, что объясняется молекулярной структурой воды, и тем как молекулы выстраиваются в кристаллическую решетку льда. (Приложение 3)

    Шестиугольная призма включает два основных вида – она может быть «пластинчатой» или «столбчатой». Наблюдение во время снегопада, с микроскопом небольшого увеличения или с увеличивающей линзой, демонстрирует большое разнообразие кристаллов. Не бывает пятиугольных или семиугольных снежинок, все они имеют строго шестиугольную форму. Полные идеальной гармонии конструкции снежных кристаллов уже на протяжении многих лет вызывают интерес людей.
    Теперь я знаю, что снежинка – это кристаллик льда. А кристаллы льда имеют форму шестигранника. Вот почему все снежинки шестигранники.

  Моя гипотеза №3 подтвердилась.  Все снежинки шестигранники.

 

Гипотеза №4: Талая вода с. Половинка приносит только пользу живым растениям и не может им навредить.

    Для того, чтобы подтвердить эту гипотезу, я решила провести 4 опыта. Как давно известно всем, всё познаётся в сравнении. Поэтому суть проведения опыта состояла в том, чтобы проверить,  как  влияет  талая вода (с. Половинка)  в сравнении с водопроводной  на:

- развитие корневой системы комнатного цветка традесканции;

-на рост растения традесканции при поливах талой и водопроводной водой;

- на прорастание семян перца;

- на рост рассады перцев при поливе их талой и водопроводной водой.

Для проведения опытов были приготовлено необходимое оборудование и материалы.

Опыт №1. Цель: исследовать, как влияет талая вода на развитие корневой системы комнатного растения традесканции.

Для опыта взяли два стакана с водой (один с водопроводной водой, другой с водой, полученной в результате таяния снега).

Подготовили два одинаковых отростка традесканции (одинаковый этап развития- 4 больших листа и только появившийся маленький листочек).

Начало проведения опыта 20 января 2016 года.

На проведение опыта ушло 13 дней. 

Результаты зафиксированы в таблице и на фото (приложение 4

фото № 1-6)

дата	талая вода	водопроводная   вода
20.01.	поместили растение в воду	поместили растение в воду
22.01.	появился 1-ый корешок	появление корешков не наблюдается
25.01	на отростке 3 корешка	появился 1-ый корешок
29.01	на отростке видим 3  корешка больших и один маленький, корневая система разветвлённая, крепкая	на отростке видим 1 длинный корень и 3 маленьких корешка , корневая система  не разветвлённая, достаточная слабая
01.02.	на отростке видим 4 равных крепких кустистых разветвлённых корешка	на отростке видим 4 корешка (один – длинный, 3 коротких), достаточно слабо развиты

Таким образом, в данном эксперименте мы видим, что талая вода более эффективно влияет на развитие корневой системы растений, чем водопроводная. 

Опыт №2. Цель: исследовать, как влияет талая вода на рост и развитие  комнатного растения - традесканции.

Для опыта взяли два одинаковых горшочка с одинаковой почвой для посадки цветов. Посадили в горшочки отростки с корневой системой (за которой проводили наблюдение) из опыта №1.

Полив производили соответственно (водопроводной и талой водой).

Начало проведения опыта 01 февраля 2016 года.

На проведение опыта ушло 15 дней. 

Результаты зафиксированы в таблице и на фото (приложение 5

фото №1-7)

дата	талая вода	водопроводная   вода
01.02.	посадка отростков	посадка отростков
04.02.	изменения не наблюдаются	изменения не наблюдаются
08.02	листики растут равномерно, появился бутон для появления цветка	листики растут равномерно, появился листик, бутона не наблюдается
15.02	растение зацвело	растение нарастило зелёную массу, но цветения не наблюдалось

Таким образом, в данном эксперименте мы видим, что талая вода более эффективно влияет на рост и развитие растения, чем водопроводная. 

Опыт №3. Цель: исследовать, как влияет талая вода на проращивание семян перца.

Для опыта взяли две разные по цвету чашечки. Одна розовая, одна голубая. В розовой чашечке заложили для прорастания семена перца (один и тот же сорт) и замочили их в водопроводной воде. В голубой чашечке также разместили семена для проращивания, но замочены они были в талой воде. В каждую чашечку заложили одинаковое количество семян 25 штук.

Начало проведения опыта 22 января 2016 года. На проведение опыта ушло 15 дней. 

Результаты зафиксированы в таблице и на фото (приложение 6

фото №1- 4, диаграмма 1,2)

дата	талая вода	водопроводная   вода
22.01.	замачивание семян	замачивание семян
25.01.	семена набухли, но прорастания не наблюдается	семена набухли, но прорастания не наблюдается
29.01	створочки раскрылись, но не проросли	створочки раскрылись, но не проросли
01.02	из 25 штук проросли 10 штук	из 25 штук проросли 2 штучки
04.02.	из 25 штук проросли 22 штуки	из 25 штук проросли 14 штук

Таким образом, в данном эксперименте мы видим, что талая вода более эффективно влияет на проращивание семян перца, чем водопроводная. 

Опыт №4. Цель: исследовать, как влияет талая вода на рост и развитие  рассады перца.

Для опыта взяли два одинаковых ящика с приготовленной смесью для посадки семян. Посадили в ящички все семена (25 штук) и пророщенные, и те, которые не успели прорастить.  Полив производили (один ящик -водопроводной водой, другой - водой, полученной в результате таяния снега).

Начало проведения опыта 05 февраля 2016 года. На проведение опыта ушло 13 дней. 

Результаты зафиксированы в таблице и на фото (приложение 7

фото 1-3 диаграмма 1,2)

дата	талая вода	водопроводная   вода
05.02.	посев семян	посев семян
08.02.	появились первые всходы проклюнулось 4 семени	появились первые всходы проклюнулось 4 семени
12.02	проросло 12 перчиков	проросло  9 перчиков
15.02.	проросло 19 перчиков	проросло  12 перчиков

Таким образом, в данном эксперименте мы доказали, что талая вода более эффективно влияет на рост и развитие  рассады перца, чем водопроводная.

 

3.Заключение. Выводы:

v снежинка – уникальное создание неживой природы, ледяной кристалл;

v  снежинка имеет разные  формы, но при этом они все шестигранные; в природе не  существует  двух одинаковых снежинок;

v талая вода села Половинка положительно влияет на рост и развитие растений, значит можно сделать вывод, что в селе Половинка экологическая ситуация небезнадёжна.

          Рекомендации: снеговую талую воду села Половинка можно использовать для полива растений, такая вода принесёт Вашему растению только пользу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Список литературы

1.Чижевский, А.Е. Я познаю мир. Детская энциклопедия. Экология. Москва. Издательство АСТ, 1999.

2. Большая энциклопедия «Кирилла и Мефодия» 2007 г.(СD-диск)

Интернет ресурсы

1. Материалы фестиваля исследовательских работ «Портфолио -2007»

2. Иоганн Кеплер «Новогодний подарок или шестиугольная снежинка»

3.http://www.glaciology.su.se/ICSI/

4. www.snowflakebentley.com

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложения.

Приложение 1. Фото №1

Фото№2

Фото №3

 

Рисунок 1 Рождение кристалла.

 

Таблица №1

Классификация снежинок по форме образования.

Международная классификация снежинок	Классификация Уильяма Скорсби	Классификация Укисиро Накая
·        звездочки ·         пластинки ·         столбики ·         иглы ·        град ·        древовидные кристаллы	·        шестигранные пирамиды ·        столбики ·        кристаллы с плоскими элементами	·        иглы ·        столбики ·        звезды ·        комбинации из плоских и столбчатых кристаллов

Таблица №2

Зависимость   формы снежинки  от температуры, при которой она образуется.

От - 3 до 0 градусов	От -5 –до -3 градусов	От -8 до -5 градусов	От -12 – до -8 градусов	От – 16 – до -12 градусов
Плоские шестигранники	Игольчатые кристаллы	Столбики - призмы	Плоские шестиугольники	Звездчатые снежинки

 

Приложение 2. Фото №1 (А-Д)

Учёные, которые занимались изучением снежинок.

А) Иоганн Кеплер (немецкий астроном)                                                           

 

Б) Рене Декарт (французский философ)

                                                                                                                         

 

 

 

В)  Роберт Хук (английский естествоиспытатель)

 

Г) Укисиро Накайя (японский профессор)

Д)  Уилсон А. Бентли , удивительный фермер-самоучка из штата Вермонт (США), получил прозвище «Снежинка»  В течение сорока шести лет  он собирал уникальную коллекцию фотографий снежинок.

Приложение 3   Строение  формулы воды и образование кристалла.

 Молекула воды представляет собой треугольник..

 

Кристаллы льда же имеют форму шестигранника, который состоит из вышеупомянутых треугольников:

Этот самый первый кристаллик — будущая снежинка. Дальнейший его/её рост будет происходить за счет присоединения новых молекул водяного пара к кристаллику.

 

Хотя порядок присоединения новых молекул хаотичный, в конечном итоге они выстраиваются в шестигранники, такие же, как и наш первый кристаллик.

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 4  Опыт №1

Результаты зафиксированы на фото.

Фото №1       20.01.2016

Фото №2

 

Растение поместили в водопроводную и талую воду соответственно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22.01.2016  Водопроводная вода.

 Фото №3                  

 

Появление корешков не наблюдается.

 

22.01.2016 Талая  снеговая  вода

Фото №4

Появился первый корешок.

 

 

 

 

01.02.2016 Водопроводная вода.

Фото №5

 

На отростке видим 4 корешка (один – длинный, 3 коротких), достаточно слабо развиты.

 

 

01.02.2016 Талая  снеговая вода.

Фото №6

На отростке видим 4 равных крепких кустистых разветвлённых корешка.

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 5. Опыт №2

01.02.2016г.

 

Фото №1

Посадка и полив водопроводной водой.

01.02.2016  Фото№2

Посадка и полив  талой снеговой водой.

 

 

 

 

Фото №3   08.02.2016г.  Водопроводная вода.

Листики растут равномерно, появился листик, бутона не наблюдается.

 

Фото №4  08.02.2016г.  Талая снеговая  вода

 

Листики растут равномерно, появился бутон для появления цветка.

 

 Фото №5  15.02.2016г.  Водопроводная вода.

Растение нарастило зелёную массу, но цветения не наблюдалось.

 

Фото №6   15.02.2016г.  Талая  снеговая вода.

 

Растение зацвело.

 

 

 

 

 

 

 ФОТО №7  

Вот  такая  красота!!!

 

 

 

 

 

Приложение 6  Опыт №3

 Фото №1 22.01.2016г.

 

 

 

 

Фото №2

Проращивание семян в талой и водопроводной воде

 

 

Фото №3     04.02.2016   Водопроводная вода

 

 

 

Диаграмма №1

 

Из 25 штук проросли 14 семян, что составляет 56%

 

 

 

Фото №4      04.02.2016  Талая  снеговая вода

Из 25 штук проросли 22 перчика, что составило 88%

 

Приложение 7  Опыт  №4

Фото №1

водопроводная                                                  талая снеговая

 

 

 

Фото №2

Полив талой водой.

 

 

Диаграмма №1

 

Взошло 19 перчиков, что составило 76%.

 

 

 

 

Фото №3 Полив  водопроводной водой.

 

 

Диаграмма №2

Из 25 перчиков взошло 12 штук, что составило 48%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                    Вот что получилось!                                         

 

 

 

                                          Интересные факты

·        Самая крупная снежинка была зафиксирована 28 января 1887 года во время снегопада в США, она имела диаметр 38 сантиметров.

·        Самые крупные снежинки выпали 30 апреля 1944 года в Москве. Пойманные на ладонь, они закрывали её почти всю целиком и напоминали красивые страусиные перья.

    Учёные объяснили это явление так: из района Земли Франца- Иосифа спустилась волна холодного воздуха, температура понизилась, в облаках началось образование снежинок. Но упасть на землю снежинки сразу не могли: их задерживали в воздухе восходящие с нагретой земли тёплые потоки. Снежинки плавали в воздушных слоях и слипались вместе, образуя большие хлопья. Земля к вечеру остыла, восходящие струи воздуха ослабли, и пошёл удивительный снегопад.

·        Предполагается что в одном кубическом метре снега находится 350 миллионов снежинок.

·        При падении в воду снежинка создаёт крайне высокий звук, неслышимый для человека, но неприятный для рыб.

·        Более половины населения земного шара никогда не видело снега, разве только на фотографиях.

·        Красивые и сложные формы у снежинок там, где суровее климат.

·        Шестиугольная форма снежинок объясняется молекулярным строением воды, а вот на вопрос, почему снежинки плоские, пока ответа так и не найдено.

 

 

 

 

 

Скачано с www.znanio.ru