Krása přírody: Vznik ledu a sněhových vloček

Pozorovat padající sníh, to je zimní aktivita, která se hned tak neomrzí. Hlavně v níže položených oblastech, kde se nám sněhu v posledních letech moc nedostává. I ten nejtitěrnější bílý poprašek přináší velkou radost.

Sněhové vločky a jejich tvary

Proč někdy vypadají sněhové vločky jako vymodelované krajky a jindy je to jen obyčejné zrnko? Abyste vločky pořádně prozkoumali, vezměte si ven lupu. Vločky nejlépe vyniknou na černém pozadí.

Vločky sněhu jsou tvořeny šestihrannými krystaly. Tím hlavním, co určuje základní tvar krystalů a následně i sněhových vloček, je teplota vzduchu, v menší míře pak vlhkost vzduchu. Při nízkých teplotách (pod -22 °C) vznikají vločky ve tvaru jednoduchých ledových krystalků a destiček, zatímco při vyšších teplotách (v teplejším vzduchu) jsou tvary vloček složitější a bohatší.

Hry se sněhem

• Skládání vloček z větviček: Nastříháme větvičky ze smrků na okraji lesa, pokud možno využijeme větví z probírek nebo z míst po těžbě. Inspirujeme se fotografiemi vloček a necháme děti skládat vločky z větviček. Na souměrné šesti ramenné vločky musíme najít šest stejných větviček (jak délkou, tak tvarem).

• Pozorování pádu vloček: Vytvoříme si několik koleček z papíru (případně vystříháme tvary vloček) a ty potom spouštíme od stropu na zem. Pozorujeme, jak vločky padají, jak se snášejí k zemi. Vločky jsou vlastně plochá kolečka (většinou), proto se snášejí pozvolna, nepadají přímo k zemi (pokud nejsou zledovatělé nebo seskupené dohromady).

  Čtěte také: Tipy na výlet Svitavy

• Hra na mrazíka: Variace klasické hry na honěnou. Mezi hráči si zvolíme jednoho „mrazíka“. Pokud mrazík někoho chytí, zmrazí ho - chycený musí zůstat na místě, rozkročí nohy a nesmí se pohnout. Zbytek hráčů se snaží zmraženého vrátit do hry tím, že mu podklouznou pod roztaženýma nohama. POZOR! Mrazík může chytit i hráče, který právě zachraňuje, pokud zachránce právě podkluzuje mezi nohama zmraženého, pak vypadávají ze hry oba zmražení.

Vznik ledouchů

Vznik ledouchů je termodynamický proces, který vyžaduje specifickou rovnováhu mezi teplotou vody, vzduchem a horninou. Nejedná se o obyčejné mrznutí, ale postupný růst vrstvy po vrstvě. Vše začíná a končí vodou nacházející se ve skalním masivu nad jeskyní. Srážková voda nebo voda z tajícího sněhu prochází puklinami ve skále. Skála zde funguje jako izolant, ve kterém se voda akumuluje. Voda uvnitř si udržuje teplotu nad nulou.

Pro dotaci vody do skály je zapotřebí teplých dnů s deštěm, nebo sněhovou pokrývkou z dřívějších dní. Jakmile voda projde puklinami masivu a začne na stropě jeskyně odkapávat, nastane čas pro druhý nutný aspekt vzniku. Voda musí narazit na mrazivý vzduch proudící zvenčí, ideálně -5°C při vyšší vzdušné vlhkosti. Při těchto podmínkách dochází k nukleaci ledových krystalů. Aby voda zmrzla, musí odevzdat energii (latentní teplo) do okolního vzduchu.

Vzduch musí mít přijatelnou vlhkost, kdyby tomu tak nebylo a vzduch byl velmi suchý a mrazivý, vytvořené ledové krystaly by sublimovaly dříve, než by stihly vytvořit úhledný ledouch. Naopak při vysokých vlhkostech by růst byl velice pomalý a spíše v podobě ledovky.

Jakmile se kapka vody vystaví mrazu a ideální vlhkosti, začne se optimálně odpařovat a ochlazovat a tvořit krystalickou mřížku (led). Voda u ledouchů nestéká vnitřkem (jako u vápencových brček), ale po povrchu již vytvořeného ledu. Kuželovitý tvar ledouchu je tedy dán tím, že voda nejdéle teče na kořenu, kde má nejvíce času namrzat, zatímco ke špičce jí doteče méně.

Čtěte také: Krásy Slovenska

Pokud je skap příliš rychlý a voda nestihne zmrznout na „stalaktitu“, dopadá na výplně jeskyně. Zde se tříští na drobné kapičky, které mrznou na podchlazeném povrchu. Po vytvoření kořene „stalagmitu“ je proces obdobný jako u obrácených ledouchů.

Druhy ledu podle vzhledu

• Čirý led: Vzniká při pomalém mrznutí, kdy stihnou uniknout bublinky vzduchu.
• Mléčný led: Vzniká při silném mrazu nebo při dopadu tříštěné vody, kdy se v ledu uzavře velké množství mikroskopických vzduchových bublin.
• Barevný led: Je způsoben příměsí třeba jílu a v oblastech zrudnění se může jednat o příměsi železa, mědi,… .

Historie zkoumání krystalů

Již Rhégia (5.stol. př.n.l.) popsal, že "povrchy krystalů jsou dokonale rovinné" (tzv. ledový kus). Plinius Secundus (23/24 - 79 n.l.) ve svém 37-mi dílném spisu "Historia naturalis" čerpal ze 2 000 knih několika stovek řeckých a římských autorů. Až do vzniku novodobého empirického bádání byl tento spis zásobárnou vědomostí. V oblasti přírodovědy jsou v něm však i fantastické myšlenky, např. o kamenech, které se rozmnožují jako živé bytosti. Secundus zahynul při pozorování výbuchu Vesuvu v roce 79 n.l.

Georgius Agricola (1494-1555) se narodil v Sasku a studoval v Lipsku klasické jazyky, medicínu a filozofii. Působil jako lékař v Jáchymově a během svého pobytu (1527-1531) napsal první mineralogicko-hornický spis. Jeho dílo položilo základy pro novodobé bádání o neživé přírodě. Agricola zdůrazňoval význam vlastní zkušenosti a pečlivého experimentu v exaktních vědách.

Steno (Niels Stensen, 1638-1686) objevil zákon konstantních úhlů u krystalů křemene. Zákon byl znovuobjeven koncem 18. století R.J. Haüyem (1743-1822). Haüy zjistil, že všechny krystaly dané látky v sobě obsahují stejný primitivní tvar, jádro, předurčené přírodou.

V r. 1824 vyslovil fyzik L.A. Seeber domněnku, že krystaly se skládají z koulí a nikoliv z molekul. Myšlenku rozvinul A. Bravais (1811-1863) a zformuloval v r. 1839 W.H. Miller (1801-1880). Frankenheim (1801 - 1863) zavedl v r. 1842 termín krystalová mřížka.

Čtěte také: Přírodní krásy Portugalska

Max von Laue s kolegy objevili v roce 1912 difrakci rentgenového záření na krystalech, což vedlo ke zrodu fyziky pevných látek. Walter Friedrich, Paul Knipping a Max von Laue provedli v roce 1912 experiment, který potvrdil vlnovou povahu rentgenového záření a jeho využití pro studium krystalů.

O. Lehmann (1857 -1927) je autorem termínu kapalné krystaly a zasloužil se o další studium a objasnění tohoto jevu. Historie kapalných krystalů pak pokračovala v 60. letech 20. století vývojem prvních displejů na bázi kapalných krystalů.

tags: #krásy #přírody #led #vznik

Oblíbené příspěvky:

• O ekologii práce
• Poplatky za odpad Přerov
• Efektivní metody pro ucpaný odpad
• Pouštní tapety pro váš domov
• Efektivní řešení problému divočáků a bioodpadu