Как найти ось симметрии снежинки

• Предыдущее
• Следующее

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах. 

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте. 

Как быстро и эффективно исправить почерк?  Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью. 

Категория: ГДЗ Математика учебник 6 класс Дорофеев, Шарыгин

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

« Галбайская основная общеобразовательная школа»

МБОУ «Галбайская ООШ»

НПК «Серебряная альфа»

Исследовательская работа:

«Эта загадочная снежинка»

Автор: Гудеев Тумэн , ученик 6 класса

Руководитель: Манзаракшеева Дарья Матвеевна,

учитель математики

с.Галбай, 2016

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………3

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Таинство рождения снежинки……………………………………………4-5
2. Загадка формы снежинки ………………………………………………….6-7
3. Международная классификация снежинки
4. Что такое центральная и осевая  симметрия?……………… 8-10
5. Ученые о снежинке
6. Моя практическая работа…… ………………………………………………..11

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………..12

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………………13

ПРИЛОЖЕНИЯ……………………………………………………………………14-15

ВВЕДЕНИЕ

Снежинка – одно из самых замечательных и неповторимых творений природы. Она представляет собой шестилучевой кристаллик льда, образованный из замёрзшего водяного пара. Оказывается, снежные хлопья, стремясь к земле, минуют множество слоев воздуха в атмосфере с различной температурой. Это постоянное чередование температуры и превращает кристаллики снега в уникальное творение.  Американский фотограф Уилсон Бентли более сорока лет изучал снежинки, фотографировал. И не нашёл двух одинаковых снежинок. Он писал: «Под микроскопом я увидел, что снежинки – это чудо красоты, и мне показалось несправедливым, что люди не видят  и не могут оценить этого. Когда снежинка тает, это красота исчезает навеки»

.

Цель работы.

Изучить проявления симметрии в явлении природы. Познакомиться с удивительной красотой снежинки.

Задачи.

1. Изучить соответствующий теоретический материал;
2. Провести практическую исследовательскую работу.

Актуальность. 

Симметричные объекты окружают нас буквально со всех сторон, мы имеем дело с симметрией везде, где наблюдается какая-либо упорядоченность. Симметрия противостоит хаосу, беспорядку. Получается, что симметрия – это уравновешенность, упорядоченность, красота, совершенство.

Снежинки являются самым ярким примером красоты форм симметрии. Любая снежинка имеет центр и  ось симметрии. Объяснение законов симметрии важно для понимая красоты и гармонии. Результаты моего проекта будут интересны для учащихся нашего класса и школы

Методы исследования.

1. Теоретический (изучение литературы)

2. Экспериментальный (изготовление модели снежинки, изучение под микроскопом снежинки)

3. Эмпирический (наблюдение)

1. Таинство рождения снежинки

С неба звёзды падают,
Лягут на поля.
Пусть под ними скроется
Чёрная земля.
Много-много звёздочек
Тонких, как стекло;
Звёздочки холодные,
А земле тепло!

Многие ошибочно полагают, что снежинки — это замерзшие по пути к земле капельки дождя.

     Основа для формирования снежинки, её крошечное ядро — это ледяные пылинки в тучах. Все больше и больше шестиугольных молекул воды присоединяется к растущей снежинке в определенных местах, придавая ей отчетливую форму. При этом выпуклые участки снежинки растут быстрее. Так, из первоначально шестигранной пластинки вырастает шестилучевая звездочка.  Главная особенность, определяющая форму кристалла, — это крепкая связь между молекулами воды, подобная соединению звеньев в цепи. Кроме того, из-за различного соотношения тепла и влаги кристаллы, которые в принципе должны быть одинаковыми, приобретают различную форму. Сталкиваясь на своем пути с переохлажденными мелкими капельками, снежинка упрощается по форме, сохраняя при этом симметрию. 

Снежинки состоят на 95 % из воздуха, что обуславливает их низкую плотность (100—400 кг/м³) и сравнительно медленную скорость падения (0,9 км/ч).

1. Загадка формы снежинки

Чтобы понять, почему снежинка имеет такую форму, рассмотрим молекулу воды. Она представляет собой треугольник:

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

Этот самый первый кристаллик — будущая снежинка. Дальнейший его 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.

Далее у снежинки начнут расти ответвления. Как именно они буду выглядеть зависит от температуры, влажности, давления и кучи других факторов. Кристаллики присоединяются друг к другу всегда гранью и никогда углом, поэтому луч снежинки всегда будет шестиугольным.

           
       Их шестиугольная форма объясняется тем, что молекулы могут прикрепляться друг к другу только под  одним углом. От луча могут отходить ветки, но они всегда будут расти под углом 60° или 120°. Это связано с тем, что так расположены атомы водорода возле атома кислорода.

И вот  идеальная снежинка. В реальности, огромное скопление «веток», которые прирастают в хаотичном порядке, делает каждую снежинку уникальной. И даже так (когда «сцепляются» две снежинки, получается 12-лучевая снежинка)

1. Международная классификация снежинок

В 1951 году Международная Комиссия по Снегу и Льду приняла классификацию твёрдых осадков. Согласно ей все снежные кристаллы можно разделить на следующие группы: звёздчатые дендриты, пластинки, столбцы, иглы, пространственные дендриты, столбцы с наконечником и неправильные формы. К ним добавились еще три вида обледеневших осадков: мелкая снежная крупка, ледяная крупка и град.

• Звёздчатые дендриты — кристалл или другое образование, имеющее древовидную, ветвящуюся структуру. Они имеют шесть симметричных основных веток и множество расположенных в произвольном порядке ответвлений. Их размер — 5 мм и более в диаметре, как правило, они плоские и тонкие — всего 0.1 мм.
• Пластинки — множество ледяных ребер как будто делят лопасти снежинок на сектора. Как и звёздчатые дендриты, они плоские и тонкие.
• Столбики. Хотя плоские, пластинчатые снежинки больше притягивают взгляд, тем не менее самой распространенной формой снежных кристаллов является столбик или колонна. Такие полые столбики могут быть шестигранными, в виде карандаша, заостренные на концах в виде конуса.
• Иглы — столбчатые кристаллы, выросшие длинными и тонкими. Иногда внутри них сохраняются полости, а иногда концы расщепляются на несколько веточек.
• Пространственные дендриты. Очень интересные конфигурации получаются, когда плоские или столбчатые кристаллики срастаются или спрессовываются, образуя объемные структуры, где каждая веточка расположена в своей плоскости.
• Столбики с наконечниками. Изначально такие кристаллы имеют столбчатую форму, но в результате некоторых процессов меняют направление роста, превращаясь в пластинки. Такое может произойти, если, кристалл заносит ветром в зону с другой температурой.
• Кристаллы неправильной формы. На долю снежинки может выпасть немало приключений, она может попасть в зону турбулентности и потерять в ней некоторые из своих веточек или разломаться совсем. Обычно таких «покалеченных» снежинок много в сыром снеге, т.е. при относительно высокой температуре, особенно при сильном ветре.

Международная классификация снежинок

1. Что такое центральная и осевая симметрии.

Центральная симметрия

Две точки А и А1 называются симметричными относительно точки О, если О — середина отрезка АА1. Точка О считается симметричной самой себе.

Точки А и А1 – симметричные относительно точки О

Фигура называется симметричной относительно точки О, если для каждой точки фигуры симметричная ей точка относительно точки О также принадлежит этой фигуре. Точка О называется центром симметрии фигуры. Говорят также, что фигура обладает центральной симметрией.

Примерами фигур, обладающих центральной симметрией, являются окружность и параллелограмм

Центром симметрии окружности является центр окружности, а центром симметрии параллелограмма — точка пересечения его диагоналей.

Осевая симметрия

Две точки А и А1 называются симметричными относительно прямой а, если эта прямая проходит через середину отрезка АА1 и перпендикулярна к нему (рис.3). Каждая точка прямой а считается симметричной самой себе.

Точки А и А1 — симметричные относительно прямой а

Фигура называется симметричной относительно прямой а, если для каждой точки фигуры симметричная ей точка относительно прямой а также принадлежит этой фигуре. Прямая а называется осью симметрии фигуры.

Заметим, что у окружности любая прямая, проходящая через ее центр, является осью симметрии.

Снежинка является кристаллом, а симметричность — это свойство всех кристаллов.

Сравнение симметрий

Построение треугольника (а) симметрично относительно оси (б) и точки (в)

1. Ученые о снежинках

Снежинки, уникальные и неповторимые, во все времена интересовали ученых, и некоторые из них посвятили исследованию ледяных кристаллов всю свою жизнь.

Одним из первых ученых, задумавшихся о структуре снега, был немецкий математик и астроном Иоганн Кеплер (1571–1630). В 1611 году он опубликовал короткий трактат «Новогодний подарок, или о шестиугольных снежинках», который можно назвать первой научной работой, посвященной снежинкам.

Рене Декарт (1596–1650), французский философ и математик, стал первым, кто подробно описал форму снежинок. Интересно, что в записях Декарта упомянуты даже очень редкие формы ледяных кристаллов, например, увенчанные столбики.

Изобретение микроскопа позволило английскому физику Роберту Гуку (1635–1703) опубликовать в 1665 году работу под названием «Микрография», в которой ученый описал все, что мог исследовать с помощью нового инструмента. В издание вошло множество рисунков снежинок, впервые показавших всю сложность и замысловатость снежных кристаллов.

Одним из первых известных фотографов снежинок стал Андрей Андреевич Сигсон (1840–1907), российский фотохудожник из Рыбинска. Всего ему удалось сделать фотографии около 200 различных форм ледяных кристаллов. Для этого фотограф использовал специальную технологию: снежинки ловились на сетку из шелковинок, затем с помощью микроскопа увеличивались в 15–24 раза. Чтобы хрупкие кристаллы не растаяли во время фотографирования, Сигсон охлаждал руки и дышал через специальную трубку.

Американским же пионером фотографии снежинок стал Уилсон Бентли (1865–1931). За всю жизнь он сделал около 5000 снимков снежинок. 2500 из них были опубликованы в 1931 году в книге «Снежные кристаллы».

Укихиро Накайя (1900–1962), японский физик — первый ученый, который систематизировал знания о ледяных кристаллах. Накайя не только фотографировал снежинки, но и научился выращивать их в лаборатории. Результатом изысканий ученого стала книга «Снежные кристаллы: природные и искусственные», выпущенная в 1954 году.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В своей исследовательской работе я попытался рассмотреть, как устроена снежинка. Мне было интересно узнать о гипотезах рождения снежинок. Так же я узнал о классификации снежинок, которая была утверждена в 1951 году и на сегодняшний день она не изменилась. Я познакомился с понятием «центральная» и «осевая симметрия», научился строить симметричные фигуры, составлять геометрические  модели снежинок. Я знаю что такое «многоугольник», «многогранник».

Мне было интересно, кто же впервые нашёл и описал двенадцатиконечную снежинку – ведь это же такая редкость. Я узнал много нового об исследованиях учёных из разных стран, начиная с Иоганна Кеплера и заканчивая Кеннетом Либбрехтом. Так же мне был интересен факт искусственного выращивания снежинок в лаборатории. Я узнал, что в мире существует пока единственный музей снежинок и льда в Японии.

Я думаю, что выполняя работу, нашел ответы на интересующие меня вопросы и тем самым достиг цели.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Астапенко П.Д. Вопросы о погоде.- з-е изд. – Л., Гидрометиоиздат, 1987г.
2. Я познаю мир: Дет. энцик.: География/ Авт.-сост. В.А.Маркин; и др.; Под общ. Ред. О.Г.Хинн. – М.: ООО «Издательство АСТ»
3. География энциклопедия. М.: «Росмэн» 1995 г.
4. Журнал «Наука и жизнь», №1, 1982 г. «Снег» М.Софер, кондидат географических наук.
5.  http://www.o8ode.ru/ Всё о воде. 17.02.2010
6. http://ru.wikipedia.org   Википедия. Свободная энциклопедия 13.01. 2010

/ Сочинения / Сочинения на свободную тему / 11 класс / Симметрия снежинок

Симметрия снежинок